Unidad iv corr

UNIDAD IV:

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

ASENTAMIENTOS

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

CONTENIDO TEMÁTICO IV.1. Introducción IV.2. Asentamiento instantáneo y elástico IV.3.Asentamiento´por consolidación primaria IV.4. Asentamiento por consolidación secundaria IV.5. Asentamiento por abatimiento del NAF IV.6. Asentamiento en arcillas preconsolidadas IV.7. Asentamiento en arenas MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

IV.1. Introducción.

La deformación que sufre un suelo cuando se modifica su estado de esfuerzos original se conoce como asentamiento.

La determinación del asentamientos esta en función de dos variables:  Del tipo de material que conforme el estrato que se analiza.  El tiempo al que se desee determinarlo MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

Asentamientos totales (DHT) DHT = DHE + DHi +DH cp + DH c a DHE :Asentamiento elástico DHi : Asentamiento Instantáneo DHcp : Asentamiento por consolidación primaria DHca :Asentamiento por consolidación secundaria MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

DH = enat - emín 1 + eo Grueso

Tipo de material : Fino

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

Por medio de pruebas de penetración estándar, compacidad, presión de contacto y geometría del elemento.

DH T= DHc + DH a + DH E

enat = eo.-relación de vacíos natural emín.-relación de vacíos mínima

N .- Número de golpes qadm.- Capacidad de carga admisible.

B .- Ancho del elemento.

DH DHc

T

: Asentamiento total : Asentamiento por consolidación primaria.

D Ha

:

D HE

: Asentamiento elástico o

Asentamiento por consolidación secundaria instantáneos

Tipo de suelo

Asentamientos

Arcillosas saturadas

DHT = DH cp + DHE*

Finos muy blandos ó con materia orgánica y turba.**

DHT = DH cp + DH c a

Suelos gruesos y finos con un Gw < 90%

DHT = DHE ó instantáneos

* En este tipo de suelos se aplica en el cálculo de expansiones a corto plazo , las cuales ocurren inmediatamente después de retirar el peso del terreno. **MARÍA LaDEL deformación elástica es muy pequeña por lo que se desprecia.

ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

IV.2. Asentamientos instantáneos. ez

=

sz E

ex = ey = mez ex = 1 (sx – (sy+sz)) E

ey = 1 (sy – (sx+sz)) E

ez = 1 (sz – (sx+sy)) E La deformación volumétrica DV = ex V

+ e y + ez

ex = ey = 0 entonces sx = sy = _m_ sz 1- m Haciendo

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

z

r = ez dz 0

De la expresión de esfuerzos de Boussinesq sabemos que: s z = 3 P z3 2 p R5 Si se considera el esfuerzo debajo de la carga, por lo tanto: x=y=r=0; R=z sz = 3 P 2 p z2 Si se aplica la ley de Hook entonces dr = 3 P dz 2 p Ez2 r= 3 P dz 2 2 pE z MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

z

Considerando la deformación debajo una carga concentrada

r = DHE = 3 P (1 + m) (3 -2m) 2pEz r.- Asentamiento elástico (DHE ) P.- Carga concentrada m.- Relación de Poisson p.- Pi = 3.1415555……

E.- Módulo de elasticidad o Módulo Young Z.- Profundidad

Asentamiento elástico para carga distribuida por debajo de la carga. d = DHE =w D (1 - m2) E Asentamiento elástico para cargas distribuida en la periferia MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

d = DHE =

2wD pE

(1 - m2)

Expresión de Strainbreiner 1 m 2 DH = B´ E

 1  2m  I 2  I F  I1 + 1 m  

Centro

B 2

1

L’

L 2

1

m

4

1

B´



)



)

1+ M 2 +1 M 2 + N 2 M + M 2 + 1 12 + N 2 1 I1 =  M ln + ln 2 2 p M 1+ M + N +1 M + M 2 + N 2 +1  I2 =



  N M  tan 1  2 2 2p  N M + N +1 

 1 2m  I s = I1 + I2  1 m   1 m 2 DH = B´ mI s I F E MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

)

  

Esquina

w : Carga neta, en unidades de E B’: Ancho menor efectivo, en unidades del asentamiento.

I1 : Factores de influencia, los cuales dependen de la relación L’/B’, ancho del estrato, relación de Poisson’s en donde se va a empotrar el elemento.

Eym : parámetros elásticos del suelo (Módulo de elasticidad y relación de Poisson) tan-1 : en radianes

Asentamiento elástico promedio para cargas circular.

d = DHE = 8 w D 3p E

(1 - m2)

Asentamiento elástico para cargas circular en una placa rígida.

rm = DHE = _w_

p R2

d = DHE =

Ko =

prm w 2R 4E

(1 - m2)

sh_ sh= Ko sv Ko =__m__ 1–m sv

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

m =__ Ko _ 1 + Ko

PARÁMETROS ELÁSTICOS EN SUELOS Tipo de suelo

Módulo de elasticidad

(MN/m2) 10-20

(Kg/cm2) 100 - 200

Arena de compacidad media Arena densa

15 – 30

150 – 300

35 – 55

350 – 550

Arena limosa

10 – 20

100 – 200

Arena y grava

70 – 170

700 – 1700

Arcilla blanda

4 - 20 20 – 40 40 - 100 E = 766 N

40 - 200 200 – 400 400 - 1000

Arena suelta

Arcilla media Arcilla dura En arenas

Arcilla preconsolidada

E = 250c a E = 500c E = 750c

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

a E =1000c

Poisson m

0.20 – 0.40 0.25 – 0.40 0.30 – 0.45 0.20 – 0.40 0.15 0.35 0.20 – 0.50

N .- Número de golpes de (SPT) qc.- resistencia por penetración de cono estático

E = 2qc Arcillas normalmente consolidada

Relación de

(KN/m2)

c.- cohesión (se obtiene de una prueba no drenada del suelo en arcilla)

Asentamiento Infinito Si Z > 5B

B

Semi-infinito

Si 2B <Z < 5B

Si Z < 2B Z

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

Propuesta de Jambu

B 2 DH E = mo m1 1  ) E D L mo = f  ,   B B H L m1 = f  ,   B B MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

IV.2. Asentamientos por consolidación primaria DHcp =

De _ H 1 + eo

DHcp = av Ds _ H 1 + eo

DHcp = mv Ds H DHcp= cc log s2/ s1 ) H 1 + eo

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

eo .- Relación de vacios natural H .-

Espesor

av : Coeficiente de compresibilidad

Ds.- Incremento medio de esfuerzo mv.- Módulo de deformación volumétrica cc.- Índice de compresibilidad

s1. Esfuerzo geoestático efectivo medio s2 = s1 + Ds

IV.5. Asentamientos por abatimiento del nivel freático. s

U

s

DH = mv Ds H

Condiciones iniciales del N.A.F.

Condiciones finales del N.A.F.

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

Ds

IV.5. ASENTAMIENTOS EN ARENA. Por medio del número de golpes de la prueba de penetración estandar.

Corrección

si N’ >15

N = 15 +

1 N'15 ( N'15) = 2 2

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

ASENTAMIENTOS EN ARENAS POR CON EL USO DEL FACTOR DE INFLUENCIA DE LA DEFORMACIÓN UNITARIA.

q : Esfuerzo al nivel de la cimentación z2

DH = C1C2 ( q  q ) 0

 q  C1 = 1  0.5  q  q   C2 : 1 + 0.2 log( t / 0.1)

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

Iz Dz Es

C1 :Factor de corrección para la profundidad de empotramiento de la cimentación.

C2 :Factor de corrección para considerar flujo plástico. t : Tiempo en años. q : g Df Iz :Factor de influencia de la deformación unitaria en el centro del estrato Ez : Modulo de elasticidad Dz : Espesor del estrato

Asentamientos en arena(propuesta de Schmertmann y Hartman) L =1 B Z =0 Z = Z1 = 0.5B Z = Z2 = 2B L = 10 B

Z =0 Z = Z1 = B Z = Z2 = 4B

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

IZ = 0.1 IZ = 0.5 IZ = 0

IZ = 0.2 IZ = 0.5 IZ = 0



enat  emín DH = 1  e0

enat = relación de vacíos natural emín = relación de vacíos mínima

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

3.3.2 ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO Los asentamientos instantáneos de las cimentaciones bajo solicitaciones estáticas se calcularán en primera aproximación usando los resultados de la teoría de la elasticidad previa estimación de los parámetros elásticos del terreno, a partir de la experiencia local o de pruebas directas o indirectas. Para suelos granulares, se tomará en cuenta el incremento de la rigidez del suelo con la presión de confinamiento.

Cuando el subsuelo esté constituido por estratos horizontales de características elásticas diferentes, será aceptable despreciar la influencia de las distintas rigideces de los estratos en la distribución de esfuerzos. El desplazamiento horizontal y el giro transitorios de la cimentación bajo las fuerzas cortantes y el momento de volteo generados por la segunda combinación de acciones se calcularán cuando proceda, como se indica en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo. La magnitud de las deformaciones permanentes que pueden presentarse bajo cargas accidentales cíclicas se podrá estimar con procedimientos de equilibrio límite para condiciones dinámicas.

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ

5.2 ESTADOS LÍMITE DE SERVICIO

Los valores esperados de los movimientos verticales y horizontales en el área de excavación y sus alrededores deberán ser suficientemente pequeños para que no causen daños a las construcciones e instalaciones adyacentes ni a los servicios públicos. Además, la recuperación por recarga no deberá ocasionar movimientos totales o diferenciales intolerables en el edificio que se construye.

MARÍA DEL ROCÍO GARCÍA SÁNCHEZ