exposicion. geotecnia para cimentaciones.pdf
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“ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE
CIMENTACIÓN LA E.A.P. MEDICINA
VETERINARIA DE LA UNJBG –CERCADO DE
TACNA – REGIÓN TACNA”
Estudiantes:
GUIDO NELSON ARCE M.
LESHER COTRADO MARINO
Curso:
Geotecnia para Cimentaciones
Facultad de Ingeniería Civil, Arquitectura y Geotecnia
Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
ESQUEMA
ASPECTOS GENERALES
MARCO TEÓRICO
MARCO METODOLÓGICO
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
ASPECTOS
GENERALES
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿CÓMO AFECTA LA ALTA VULNERABILIDAD SÍSMICA EN TACNA A LOS PABELLONES DE LA E.A.P. MEDICINA VETERINARIA UBICADAS SOBRE LOS SUELOS DE CIMENTACIÓN EN EL
FUNDO “LOS PICHONES SUR” DE LA UNJBG - TACNA?
PROBLEMA GENERAL
¿SERÁN ADECUADOS LOS SUELOS DE CIMENTACIÓN DE SECTOR M DEL FUNDO
“LOS PICHONES SUR” - CIUDAD UNIVERSITARIA. PARA GARANTIZAR LA CALIDAD Y SEGURIDAD DE LAS AULAS Y
LABORATORIOS DE LA E.A.P. DE VETERINARIA?
PROBLEMA ESPECÍFICO 1
¿LAS FUTURAS AULAS UBICADAS EN EL FUNDO LOS PICHONES SERÁN
RESISTENTES FRENTE A DESASTRES TENIENDO EN CUENTA LA RESISTENCIA DE LOS SUELOS DE CIMENTACIÓN Y LA VULNERABILIDAD SÍSMICA DE LA ZONA
CIUDAD DE TACNA?
PROBLEMA ESPECÍFICO 2
HIPÓTESIS
HIPÓTESIS ESPECÍFICA HIPÓTESIS GENERAL
LOS SUELOS DE CIMENTACIÓN
UBICADOS EN EL FUNDO “LOS
PICHONES SUR” – UNJBG - TACNA DEL
CERCADO DE TACNADE TACNA SON DE BAJA CAPACIDAD PORTANTE PARA LAS
CIMENTACIONES DESTINADAS AULAS Y
LABORATORIOS
LAS CIMENTACIONES PROYECTADAS PARA LOS PABELLONES UBICADAS EN EL FUNDO LOS PICHONES SUR – UNJBG NECESITAN DE UN
TRATAMIENTO ESPECIAL FRENTE A LOS SUELOS INCONSOLIDADOS CON SALES.
LOS SUELOS DE CIMENTACIÓN UBICADOS EN EL FUNDO LOS PICHONES - UNJBG PRESENTAN
ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES QUE PONEN EN RIESGO A LAS CIMENTACIONES EN LA ZONA
DE ESTUDIO.
JUSTIFICACIÓN
El Estudio Geotécnico, está orientado a la evaluación de las condiciones de
cimentación del terreno donde se plantea realizar la construcción de los
pabellones de la E.AP. de Medicina Veterinaria y Zootecnia, correspondiente al
proyecto.
Se sabe que para todo estudio sismo resistente necesitamos de la Geotecnia; el
siguiente trabajo tiene como finalidad dar un alcance acerca de la importancia
que tiene la Geotecnia en el estudio de todo tipo de, sin el cual se caería en un sin
fin de errores los cuales acarrearían consecuencias adversas al buen
comportamiento de la cimentación y por ende de la estructura.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
• IDENTIFICAR Y CONOCER LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS SUELOS DE CIMENTACIÓN UBICADOS EN EL FUNDO LOS PICHONES SUR - UNJBG - TACNA
OBJETIVOS
OB
JETIV
OS
ES
PE
CÍF
ICO
S
Determinar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos de cimentación a través de ensayos de laboratorio y de campo.
Determinar la capacidad portante y el asentamiento de los suelos de cimentación de la zona de estudio.
Proponer diseños de cimentación superficial para la zona de estudio.
VARIABLES
OPERACIÓN DE VARIABLES
VARIABLE INDEPENDIENTE
SUELO
VARIABLE DEPENDIENTE
CAPACIDAD PORTANTE
ASENTAMIENTO
ALCANCES Y LIMITACIONES
La investigación se realizó utilizando métodos de exploración directa,
como el método de pozos a cielo abierto, además se realizaron
ensayos de laboratorio de carácter estándar, mediante pruebas
clasificatorias.
Se realizaron únicamente 02 puntos de exploración , a fin de obtener
las principales características físicas y mecánicas del suelo para asi
obtener a capacidad portante del suelo
MARCO TEÓRICO
MARCO TEÓRICO
CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
EXPLORACIÓN DE SUELOS
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
TEORÍAS DE CAPACIDAD DE CARGA
ASENTAMIENTOS
CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
UBICACIÓN
El área en estudio se encuentra ubicada en la zona sur del país, específicamente
en Cercado de Tacna, Provincia Tacna, Región Tacna.
La EAP de Medicina Veterinaria se localiza en el Sector M del fundo “Los Pichones
Sur” Ciudad Universitaria.
El acceso a la zona de estudio se realizara desde el ovalo Cuzco, que está al frente
del Grifo Universitario. Se deberá ingresar al fundo “Los Pichones Sur” Ciudad
Universitaria por la Av. Jorge Basadre Grohmann.
CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
ANTECEDENTES TOPOGRAFICOS En la costa de la región pueden notarse dos condiciones. La costa limítrofe con Chile presenta un
relieve de baja pendiente, a esta zona se le conoce como Pampa de la Yarada, esta condición se
mantiene hasta casi alcanzar la desembocadura del río Sama. La pampa de la Yarada es una zona de
cultivos extensivos que se mantienen por pozos que extraen el agua de la napa freática En la costa
próxima al río Sama, hacia el norte se inicia un sistema de montañas cercanas a la costa que incluso
penetran hasta formar acantilados como el del Morro Sama (750 msnm). Estas estribaciones de tipo
acantilado son constantes en la costa norte de la región. La región Tacna se ubica en el extremo sur del
Perú, su geografía abarca, de oeste a este, desde el mar de Grau elevándose hacia las cumbres de la
cordillera occidental de los Andes peruanos, abarcando incluso parte de la meseta del Collao. Su
relieve es irregular, atravezado por las estribaciones de la cordillera de los Andes, que dejan algunas
zonas de menor pendiente cercanas a la costa llamadas pampas, que en algunos casos están
dedicadas a la agricultura.
Presenta una pendiente SUR 6% y una pendiente ESTE 1.5% . La zona en estudio tiene una altitud de
562 m sobre el nivel del mar aproximadamente..
No hay presencia de drenaje superficial ni reportes hidrográficos ni precipitaciones considerables.
CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO
•La ciudad de Tacna tiene un clima húmedo durante el invierno y otro caliente durante el resto del año, sin lluvias en la costa. La temperatura media anual máxima es de 23,4 º C (74,1 º F) y la mínima de 12,5 º C (54,4 º F). Se caracteriza por ser una zona árida. Durante el verano se presentan ocasionalmente lluvias de ligera intensidad
PRECIPITACIÓN
•En la ciudad de Tacna, el clima es cálido, y con escazas precipitaciones, La zona correspondiente a la calicata en estudio tiene una temperatura anual entre 10 y 25ºC (mínima y máxima respectivamente); con humedad relativa del orden de 50%.
TEMPERATURA
•En Febrero 13 horas diarias.
•En Junio 10 horas diarias HORAS DE SOL
•De Sur-Oeste a Nor-Este de 2 a 10 m/s VIENTOS
VULNERABILIDAD SÍSMICA
TERREMOTOS MAGNITUD EFECTOS
16 SEPTIEMBRE 1615 VIII Destrucción de
edificaciones
06 FEBRERO 1716 VIII destrucción en
Torata
13 AGOSTO 1868 IX Destrucción
masiva
09 MAYO 1877 VIII Afectó zonas
costeras
23 JUNIO 2001 VII 14 muertes y
destrucción
VULNERABILIDAD SÍSMICA
• 90% de sismos están a 150 km de Tacna.
• Fallamiento regional de Challaviento, Incapuquio y Calientes.
• Estudio de falla de Chulibaya cerca de Curibaya.
• Relación a actividad de volcanes Tutupaca y Yucamani.
CARACTERÍSTICA SISMOTECTÓNICA
• Fuente de Estacion sísmica analógica de componente verical y periodo corto UNJBG:
• 3 a 5 sismos instrumentales diarios.
• 3 a 5 sismos sentidos mensuales menor a III (antes de un terremoto).
FRECUENCIA SÍSMICA
• Centro de la ciudad: Periodos Cortos de 0.1 y 0.3 segundos.
• Distrito Ciudad Nueva y Alto de la Alianza: Periodos Largos.
GEODINÁMICA
MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DE SUELOS
EXPLORACIÓN EN SUELOS
METODOS INDIRECTOS
REFRACCIÓN SÍSMICA
RESISTIVIDAD ELÉCTRICA
M. MAGNÉTICOS GRAVIMÉTRICOS
METODOS DIRECTOS
POZOS A CIELO
ABIERTO
PERFORACIONES CON BARRENOS HELICOIDALES
M. DE LAVADO
PENETRACIÓN ESTÁNDAR
PENETRACIÓN CÓNICA
M. ROTATORIO PARA ROCA
TUBO DE PARED
DELGADA
MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DE SUELOS
METODOS INDIRECTOS
REFRACCIÓN SÍSMICA
Conocer la velocidad de propagación de onda sísmica – división y profundidad de materiales del subsuelo.
Principios de Fermat y Huygens – Teoría de elasticidad – Constantes (M. Young, M. Rigidez y Rel. Poisson)
PROSPECCIÓN ELÉCTRICA
Inferir la estructura del subsuelo para conocer parámetros de corte geoeléctrico.
La resistividad depende del grado de saturación, fracturamiento, porosidad, etc.
M. MAGNÉTICOS GRAVIMÉNTRICOS
Semejante al eléctrico, utiliza magnetómetro.
El M. G. mide el campo gravimétrico, a valores altos es un estrato rocoso, valores bajos es masa ligera o caverna.
MÉTODOS DE EXPLORACIÓN DE SUELOS
METODOS DIRECTOS
POZOS A CIELO ABIERTO
Obtener muestras alteradas e inalteradas.
Visualización directa de estratos.
NO para grandes profd. Por derrumbe y descontrol de flujo NF.
PERFORACION BARRENO HELICOIDAL
Obtiene solo muestras alteradas pero a más profundidad.
Como un sacacorchos, hélices mas juntas arenas q’ plásticos.
M. LAVADO Rápido y económico pero muy alteradas, solo para estimación.
Se bombea agua después de hincar, se muestrea cada 1.5m
M. PENETRACIÓN ESTANDAR
Se obtiene mayor información, muestras inalteradas y confiables.
Por medio del Nº de golpes hasta 30cm profd. (penetrometro)
M. PENETRACIÓN CÓNICA
Introduce punta cónica (SEst a presión y SDin como SPT)
Rápido y económico pero NO confiable.
M. ROTATORIO EN ROCA
En estratos rocosos, uso de broca de diamantes y acero tipo cáliz para 3 m de diámetro.
En R.Duras (diamante), R.Med. (carbono tungsteno) y R.Deb (acero en sierra)
M. TUBO PARED DELGADA
Para M. inalterada a velocidad y presión constante.
Tipo Shelby por pistón y en calicatas. Y Tipo a presión diferencial por presión mecánica sin perforar.
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
ENSAYOS DE LABORATORIO
CLASIFICACIÓN
Contenido de humedad
Límite líquido
Límite plástico
Granulometría
Proctor estándar y modificado
PROP. MECÁNICAS
Corte Directo
Gravedad Específica
Ensayo Triaxial
ESPECIALES
Potencial de colapso
Sales solubles
Sulfato de sodio y
magnesio
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
CONTENIDO DE HUMEDAD (ASTM D-2216)
Es por medio del secado a horno, donde la
humedad del suelo es la relación expresada en
porcentaje entre el peso del agua existente en
una determinada masa de suelo y el peso de
las partículas sólidas.
W = (Ww / Ws) * 100 %
FORMULA
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
LIMITE LÍQUIDO (ASTM D-4318)
Es el contenido de humedad expresado en
porcentaje del suelo secado en el horno,
cuando éste se halla en el límite entre el estado
plástico y el estado líquido. El valor calculado
deberá aproximarse al centésimo.
FORMULA
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
LIMITE PLÁSTICO (ASTM D-4318)
Es la humedad más baja con la que pueden
formarse barritas de suelo de unos 3,2 mm de
diámetro, rodando dicho suelo entre la palma
de la mano y una superficie lisa sin que dichas
barritas se desmoronen.
FORMULA L.P. = L.L. – L.P.
Cuando el límite líquido o el límite
plástico no pueden determinarse, el
índice de plasticidad se informará con la
abreviatura NP. (No plástico).
Así mismo, cuando el límite plástico
resulte igual o mayor que el límite líquido,
el índice de plasticidad se informará
como NP. (No plástico).
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
GRANULOMETRÍA (ASTM D-422)
Nos permite la determinación cuantitativa de la
distribución de tamaños de partículas de suelo.
FORMULA
Para la realización del ensayo se requiere de:
Tamices de malla cuadrada (3”, 2”, 1 1/2 ” , 1”,
¾”, ½”, 3/8”, ¼”)
Balanza con sensibilidad de 0.1 g
Horno de secado
Bandejas, cepillos y brochas
Muestra representativa del suelo
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
PROCTOR MODIFICADO (ASTM D-698)
FORMULA Este ensayo consiste en determinar el contenido
de humedad para el cual el suelo alcanza su
máxima densidad seca. Pison 10lbf a 18 pulg.
Mejora sus propiedades como son:
Aumento de densidad
Disminución de la relación de vacíos
Disminución de la deformabilidad
Aumento de resistencia al corte
METODO A METODO B METODO C4 pulg 4 pulg 6 pulg
5 capas 5 capas 5 capas
25 golpes 25 golpes 56 golpes
pasar Nº 4 pasar 3/8" pasar 3/4"
usa <20% ret Nº4usa >20% ret Nº4
y <20% ret 3/8"
usa >20% ret 3/8"
y <30% ret 3/4"
1000 ml 1000 ml 2000 ml
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
CORTE DIRECTO (ASTM D-3080)
La aplicación de este ensayo permite
determinar el ángulo de fricción y el
coeficiente de cohesión de una muestra
de suelo
Colocación de la muestra en el dispositivo de corte.
Aplicación de una carga normal.
Disposición de los medios de drenaje y
humedecimiento de la muestra.
Consolidación de la muestra.
Liberación de los marcos que sostienen la muestra.
Aplicación de la fuerza de corte para hacer fallar la
muestra.
ENSAYOS DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
GRAVEDAD ESPECÍFICA (ASTM D-854)
Peso específico es la relación entre el peso en el aire
de un cierto volumen de sólidos a una temperatura
dada y el peso en el aire del mismo volumen de agua
destilada, a la misma temperatura.
FORMULA
TEORÍAS DE CAPACIDAD DE CARGA
TEORÍA DE TERZAGHI
FALLA GENERAL
Corrida
Cuadrada
Circular
FALLA LOCAL
Corrida
Cuadrada
Circular
TEORÍAS DE CAPACIDAD DE CARGA
TEORÍA DE TERZAGHI
FALLA GENERAL FALLA LOCAL
TEORÍAS DE CAPACIDAD DE CARGA
TEORÍA DE MEYERHOF
ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO INMEDIATO
ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN
Normalmente consolidadas
Pre – consolidadas P0 + Pprom < Pc
Pre – consolidadas P0 < Pc < P0+Pprom
El asentamiento por consolidación se da a lo
largo del tiempo, y ocurre en suelos arcillosos
saturados cuando son sometidos a una carga
creciente causada por la construcción de una
cimentación.
ASENTAMIENTOS
ASENTAMIENTO DIFERENCIALES
Los asentamientos diferenciales son los
movimientos o desplazamientos relativos de las
diferentes partes de una estructura a causa de un
asentamiento irregular de la misma, provocados
por un desequilibrio de esfuerzos en el suelo.
Según la Norma Técnica E 050, el límite seguro
para edificios en que no se permiten grietas es
dado por el cociente de la distancia de dos
zapatas entre la diferencia de sus asentamientos,
siendo menor a 1/500.
MARCO
METODOLÓGICO
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
POBLACIÓN Y MUESTRA DE
ESTUDIO
TECNICAS E INSTRUMENTOS
PARA LA RECOLECCIÓN DE
INFORMACIÓN
PROGRAMA DE EXPLORACIÓN
ENSAYOS DE LABORATORIO
CAPACIDAD DE CARGA
ASENTAMIENTOS
ANALISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS EN RECOL. DATOS
La metodología empleada fue la exploración por
calicatas con un promedio de 3.00 metros de
profundidad para la exploración directa.
Se realizaron estudios preliminares definiendo un
programa de investigación, también se hizo la visita
a la zona de estudio, revisando el estado y
condiciones en las que se encuentra la zona de
estudio, tomando registros fotográficos
Determinar capacidades admisibles de carga.
Diseñar cimentaciones.
Determinar el asentamiento elástico de las
estructuras propuestas.
PROGRAMA DE EXPLORACIÓN
PROGRAMA DE EXPLORACIÓN
EXPLORACION DIRECTA
POZOS A CIELO ABIERTO
PROGRAMA DE EXPLORACIÓN
POZOS A CIELO ABIERTO
La composición geológica encontrada por informaciones, planos y
un estudio geofísico conllevan a realizar menos calicatas por la
homogeneidad de la zona. Se ha realizado un total de 02 calicatas
en el Fundo los Pichones, sector M - UNJBG
PROGRAMA DE EXPLORACIÓN
POZOS A CIELO ABIERTO
Se ha considerado que la zona de estudio necesitará de
cimentaciones superficiales para soportar las cargas de las aulas y
laboratorios que no demanden más de 03 pisos, por lo tanto la
profundidad de exploración es de 3.00 metros como lo estipula el
R.N.E. como mínimo para exploraciones geotécnicas.
PROFUNDIDAD
PROGRAMA DE EXPLORACIÓN
POZOS A CIELO ABIERTO
ENSAYOS DE LABORATORIO
ENSAYOS DE LABORATORIO
ESTRATIGRAFIA m. Ad. % m. Calicata
Pro
fund
idad
SUC
S
Hum
edad
Esp
esor
Est
rato
Logueo de Suelo
Suel
o
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
1.60
1.70
1.80
1.90
2.00
2.10
2.20
2.30
2.40
2.50
2.60
2.70
2.80
2.90
3.00
---
2.7
Lito
logi
a
Clasificacion
de Roca y
Suelo
STOP SOIL, suelo fino contaminado,arenas, arcillas y
limos0.3
S1.5GP
Estrato conformado por arenas, gravas y bolones de
hasta 15" redondeados, suelo aluvial de alta densidad
bien gradado de buena capacidad admisible, estrato
de apoyo de la cimentacion .
1.
Q-Al
ENSAYOS DE LABORATORIO
ENSAYOS ESTÁNDAR
ENSAYOS DE LABORATORIO
El ángulo de fricción se obtiene por
medio de la densidad relativa que es
una propiedad índice de los suelos y se
emplea normalmente en gravas y
arenas, es decir, en suelos que
contienen casi exclusivamente partículas
mayores a 0.074 mm. La densidad
relativa es una manera de indicar el
grado de compactación de un suelo y se
puede emplear tanto para suelos
granulares naturales como para rellenos
compactados de estos suelos.
𝐷𝑅 =
1𝛾𝑑𝑚𝑖𝑛
−1𝛾𝑑
1𝛾𝑑𝑚𝑖𝑛
−1
𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥
𝑥100 = 60.49
Donde:
𝛾𝑑 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑖𝑛 𝑠𝑖𝑡𝑢
= 1.909
𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 = 2.106
𝛾𝑑𝑚𝑖𝑛 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 = 1.621
De la evaluación efectuada, se ha obtenido los
parámetros del material de fundación con un
valor de ángulo de fricción 39.1° para suelos de
grava y arena.
ENSAYOS DE LABORATORIO
C – 01
ENSAYOS DE LABORATORIO
C – 02
CAPACIDAD DE CARGA
FALLAS
CAPACIDAD DE CARGA
El cálculo de las capacidades de carga se
realizó con los parámetros obtenidos de los
ensayos de mecánica de suelos de las
calicatas C-01, C-02
Falla general:
Arenas densas
Arcillas rígidas
Suelos cohesivos altos
Falla local:
Arenas medias y sueltas
Arcillas suaves
Suelos cohesivos blandos
FALLAS
CAPACIDAD DE CARGA
TERZAGHI
CAPACIDAD DE CARGA
MEYERHOF
C ANG L B Y Df Q adm
(kg/cm2) (º) Nc Nq Ny (m) (m) (g/cc) (m) (kg/cm2)
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.60 1.59 2.00 0.92
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.60 1.59 2.50 1.12
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.80 1.59 2.00 0.95
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.80 1.59 2.50 1.16
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.60 1.59 2.00 0.86
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.60 1.59 2.50 1.04
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.80 1.59 2.00 0.88
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.80 1.59 2.50 1.07
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.60 1.58 2.00 1.27
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.60 1.58 2.50 1.47
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.80 1.58 2.00 1.32
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.80 1.58 2.50 1.52
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.60 1.58 2.00 1.18
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.60 1.58 2.50 1.36
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.80 1.58 2.00 1.20
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.80 1.58 2.50 1.38
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.60 1.6 2.00 1.02
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.60 1.6 2.50 1.22
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.80 1.6 2.00 1.06
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.80 1.6 2.50 1.26
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.60 1.6 2.00 0.95
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.60 1.6 2.50 1.13
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.80 1.6 2.00 0.97
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.80 1.6 2.50 1.15
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.60 1.63 2.00 1.57
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.60 1.63 2.50 1.79
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.80 1.63 2.00 1.63
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.80 1.63 2.50 1.85
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.60 1.63 2.00 1.45
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.60 1.63 2.50 1.65
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.80 1.63 2.00 1.48
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.80 1.63 2.50 1.68
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.60 1.68 2.00 1.26
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.60 1.68 2.50 1.46
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.80 1.68 2.00 1.30
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.80 1.68 2.50 1.52
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.60 1.68 2.00 1.17
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.60 1.68 2.50 1.36
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.80 1.68 2.00 1.19
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.80 1.68 2.50 1.38
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.60 1.67 2.00 1.15
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.60 1.67 2.50 1.36
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.80 1.67 2.00 1.19
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.80 1.67 2.50 1.41
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.60 1.67 2.00 1.07
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.60 1.67 2.50 1.26
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.80 1.67 2.00 1.09
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.80 1.67 2.50 1.29
8
CALICATA
1
2
3
5
6
Factores de carga
CAPACIDAD DE CARGA
MEYERHOF
C ANG L B Y Df Q adm
(kg/cm2) (º) Nc Nq Ny (m) (m) (g/cc) (m) (kg/cm2)
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.60 1.59 2.00 0.92
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.60 1.59 2.50 1.12
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.80 1.59 2.00 0.95
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 1.00 0.80 1.59 2.50 1.16
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.60 1.59 2.00 0.86
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.60 1.59 2.50 1.04
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.80 1.59 2.00 0.88
0.02 23.2 11.59 4.31 3.04 2.00 0.80 1.59 2.50 1.07
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.60 1.58 2.00 1.27
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.60 1.58 2.50 1.47
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.80 1.58 2.00 1.32
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 1.00 0.80 1.58 2.50 1.52
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.60 1.58 2.00 1.18
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.60 1.58 2.50 1.36
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.80 1.58 2.00 1.20
0.08 22.4 11.21 4.08 2.79 2.00 0.80 1.58 2.50 1.38
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.60 1.6 2.00 1.02
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.60 1.6 2.50 1.22
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.80 1.6 2.00 1.06
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 1.00 0.80 1.6 2.50 1.26
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.60 1.6 2.00 0.95
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.60 1.6 2.50 1.13
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.80 1.6 2.00 0.97
0.04 22.6 11.30 4.14 2.85 2.00 0.80 1.6 2.50 1.15
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.60 1.63 2.00 1.57
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.60 1.63 2.50 1.79
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.80 1.63 2.00 1.63
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 1.00 0.80 1.63 2.50 1.85
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.60 1.63 2.00 1.45
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.60 1.63 2.50 1.65
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.80 1.63 2.00 1.48
0.11 23.1 11.55 4.28 3.00 2.00 0.80 1.63 2.50 1.68
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.60 1.68 2.00 1.26
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.60 1.68 2.50 1.46
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.80 1.68 2.00 1.30
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 1.00 0.80 1.68 2.50 1.52
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.60 1.68 2.00 1.17
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.60 1.68 2.50 1.36
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.80 1.68 2.00 1.19
0.07 22.5 11.26 4.11 2.82 2.00 0.80 1.68 2.50 1.38
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.60 1.67 2.00 1.15
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.60 1.67 2.50 1.36
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.80 1.67 2.00 1.19
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 1.00 0.80 1.67 2.50 1.41
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.60 1.67 2.00 1.07
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.60 1.67 2.50 1.26
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.80 1.67 2.00 1.09
0.05 22.9 11.45 4.22 2.94 2.00 0.80 1.67 2.50 1.29
8
CALICATA
1
2
3
5
6
Factores de carga
SELECCIÓN DE LA CIMENTACION
Profundidad de cimentación
Del perfil estratigráfico se observaron 2 estratos
donde el estrato superior es un suelo fino con
arcillas y limos por lo que no se utilizara ese
estrato para la cimentación, además que el
reglamento indica que no habrán cimentaciones
con profundidad menor a 0.80 m. En el estrato
inferior existe un suelo grueso con un ángulo de
fricción de 39.1 y un buen peso específico, por
esta información registrada la profundidad de
cimentación es de 1.60 m, nivel en el cual se
desarrolla el cálculo de la capacidad portante
del terreno.
Tipo de cimentación
La estructura principal deberá permitir la distribución
de las cargas verticales evitando las cargas
concentradas. En nuestro caso, el proyecto ha
planteado una cimentación superficial con zapatas.
METRADO DE CARGAS DE LA EDIFICACION:
CARGAS DE DISEÑO:
Las cargas consideradas para el proyecto son:
- Cargas Permanentes.
- Cargas vivas.
Cargas Permanentes:
- Peso por Piso Terminado : 100 Kg/m2
- Peso específico de elementos de concreto armado : 2400 Kg/m3
- Peso específico de elementos de albañilería : 1800 Kg/m3
- Peso propio de Losa (e=0.20m) : 300 Kg/m2
- Peso por Tabiquería Repartida : 100 Kg/m2
METRADO DE CARGAS DE LA EDIFICACION:
Cargas Vivas:
Techo : 100 Kg/m2
Aulas : 250 Kg/m2
Laboratorio : 300 Kg/m2
Escaleras y corredores : 400 Kg/m2
DIMENSIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 1ER , 2DO
NIVEL3ER NIVEL
Viga principal 30x80 30x45
Viga secundaria 30x60 30x40
Columnas H=3.5 30x60 30x60
METRADO DE CARGAS DE LA EDIFICACION:
Cargas Vivas:
Techo : 100 Kg/m2
Aulas : 250 Kg/m2
Laboratorio : 300 Kg/m2
Escaleras y corredores : 400 Kg/m2
DIMENSIONES DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES 1ER , 2DO
NIVEL3ER NIVEL
Viga principal 30x80 30x45
Viga secundaria 30x60 30x40
Columnas H=3.5 30x60 30x60
ASENTAMIENTO
Rigido: Vmax > 2h
Flexible: Vmax < 2h
P B L RIGIDO
(Tn) (m) (m) S(cm) Rigida S(cm) Centro S(cm) Esquina S(cm) Media
8.00 0.60 1.00 0.80 1.04 0.52 0.88
8.00 0.60 1.50 0.64 0.81 0.41 0.70
8.00 0.60 2.00 0.54 0.68 0.34 0.58
8.00 0.80 1.00 0.68 0.91 0.46 0.76
8.00 0.80 1.50 0.56 0.73 0.36 0.62
8.00 0.80 2.00 0.48 0.61 0.31 0.52
16.00 0.60 1.00 1.60 2.08 1.04 1.76
16.00 0.60 1.50 1.28 1.63 0.81 1.40
16.00 0.60 2.00 1.08 1.35 0.68 1.17
16.00 0.80 1.00 1.37 1.82 0.91 1.53
16.00 0.80 1.50 1.13 1.46 0.73 1.24
16.00 0.80 2.00 0.96 1.22 0.61 1.05
32.00 0.60 1.00 3.20 4.16 2.08 3.53
32.00 0.60 1.50 2.57 3.26 1.63 2.80
32.00 0.60 2.00 2.16 2.70 1.35 2.33
32.00 0.80 1.00 2.73 3.64 1.82 3.05
32.00 0.80 1.50 2.26 2.91 1.46 2.48
32.00 0.80 2.00 1.93 2.44 1.22 2.10
1º
NIV
EL2
º N
IVEL
3º
NIV
EL
FLEXIBLE
𝑆 =𝑞 ∗ 𝐵 ∗ (1 − 𝑢2)
𝐸𝑠∗ 𝐼𝑝
Se estima que
en una
edificación cada
columna
soportará 8 Tn
de carga muerta
y viva por nivel.
De los cálculos se estima que
para viviendas de uno y dos
niveles, se esperan
desplazamientos de 1.60 cm
como máximo, pero para
estructuras de 3 niveles se
esperan 3.20 cm.
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
VIVIENDA Qadm = 0.92 kg/cm2
Para la dirección Y - Y:
Muro Espesor t(m) Largo L(m) Area de muro (m2)
Y1 0.13 10.05 1.307
Y2 0.13 3.75 0.488
Y3 0.13 3.10 0.403
Y4 0.13 2.65 0.345
Y5 0.13 2.00 0.260
S (Lt) : 2.802
ZUSN / 56 = 0.017 S (Lt) / Ap: 0.035
Por lo tanto:
0.035 0.017 CORRECTO !
col area s/c piso s/c az losa acab tabq P.P. CM1 CV1 CM2 CV2 Pu A
4 3.66 915 366 1098 366 439.2 360 2263.2 915 1464 366 6741.8 71.3
5 7.32 1830 732 2196 732 878.4 360 4166.4 1830 2928 732 13051.7 138.1
11 3.66 915 366 1098 366 439.2 360 2263.2 915 1464 366 6741.8 71.3
3 7.06 1765 706 2118 706 847.2 360 4031.2 1765 2824 706 12603.4 133.4
6 14.12 3530 1412 4236 1412 1694.4 360 7702.4 3530 5648 1412 24774.9 262.2
10 7.06 1765 706 2118 706 847.2 360 4031.2 1765 2824 706 12603.4 133.4
2 6.40 1600 640 1920 640 768 360 3688 1600 2560 640 11465.6 121.3
7 12.80 3200 1280 3840 1280 1536 360 7016 3200 5120 1280 22499.2 238.1
9 6.40 1600 640 1920 640 768 360 3688 1600 2560 640 11465.6 121.3
1 3.00 750 300 900 300 360 360 1920 750 1200 300 5604.0 59.3
8 6.00 1500 600 1800 600 720 360 3480 1500 2400 600 10776.0 114.0
12 3.00 750 300 900 300 360 360 1920 750 1200 300 5604.0 59.3
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
VIVIENDA Qadm = 0.92 kg/cm2
ZAPATA PUNTO B (m) L (m) TIPO Q (Tn/m2) S (cm)
3 1.00 1.00 Rígido 9.33 0.69
10 1.00 1.00 Rígido 9.33 0.69
2 1.00 1.00 Rígido 8.49 0.63
9 1.00 1.00 Rígido 8.49 0.63
1 1.00 1.00 Rígido 4.17 0.31
8 1.00 1.00 Rígido 7.98 0.59
12 1.00 1.00 Rígido 4.17 0.31
4 0.80 1.00 Rígido 6.26 0.43
5 0.80 1.00 Rígido 12.07 0.83
11 0.80 1.00 Rígido 6.26 0.43
6 1.20 1.20 Rígido 12.70 1.13
7 1.20 1.20 Rígido 11.54 1.03
Z-1
Z-2
Z-3
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
AULA PEDAGÓGICA Qadm = 1.63 kg/cm2
ZAPATA PUNTO B (m) L (m) TIPO Q (Tn/m2) S (cm)
22 2.40 2.40 Rígido 7.99 1.42
27 2.40 2.40 Rígido 7.99 1.42
32 2.40 2.40 Rígido 7.99 1.42
24 1.80 1.80 Rígido 10.22 1.36
29 1.80 1.80 Rígido 10.22 1.36
34 1.80 1.80 Rígido 10.22 1.36
2 1.80 2.00 Rígido 9.10 1.30
4 1.80 2.00 Rígido 6.12 0.88
16 1.80 2.00 Rígido 8.02 1.15
18 1.80 2.00 Rígido 6.12 0.88
3 2.00 2.40 Rígido 6.86 1.14
7 2.00 2.40 Rígido 8.45 1.41
8 2.00 2.40 Rígido 10.17 1.70
9 2.00 2.40 Rígido 5.75 0.96
12 2.00 2.40 Rígido 8.45 1.41
13 2.00 2.40 Rígido 10.17 1.70
14 2.00 2.40 Rígido 5.75 0.96
17 2.00 2.40 Rígido 6.86 1.14
Z-1
Z-4
Z-2
Z-3
ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIMENTACIONES
AULA PEDAGÓGICA
ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
DE RESULTADOS
ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
GEOLOGIA LOCAL
PROPIEDADES FISICAS, MECANICAS Y QUIMICAS DEL SUELO
CAPACIDAD DE CARGA
ASENTAMIENTO
COLAPSABILIDAD DEL SUELO
GEOLOGIA LOCAL
El suelo de cimentación en estudio está conformado geológicamente por la
formación Huaylillas, con presencia de otras unidades litoestratigráficas como
conglomerados, depósitos antropogénicos de relleno y de basura en pequeña
cantidad.
Las unidades geomorfológicas que se encuentran en la zona son principalmente
la planicie Huaylillas denotado como P_Hy y laderas que bordean el cerro Intiorko.
Sin embargo, se podría considerar como planicie costanera toda la parte alta del
Cerro Intiorko, la cual es conformada por acumulaciones de relleno fluvial de la
depresión costanera.
De las exploraciones por medio de calicatas, la estratigrafía del suelo es muy regular,
se consideran arenas limosas (SM) en la clasificación SUCS, pues poco más del 12%
de sus partículas pasan a través del tamiz Nº 200, además más del 50% de material
pasa por el tamiz Nº 4.
Respecto a la clasificación AASHTO, no se ha podido realizar el ensayo de límite
plástico, por lo tanto no se puede clasificar por este método. Sin embargo, de los
estudios realizados por INDECI para la elaboración del mapa de peligros de Tacna
(2004), se estimó por semejanza que los suelos de este estudio poseen una
clasificación AASHTO 2-2-4(0).
GEOLOGIA LOCAL
Para obtener las capacidades de carga se escogió la Teoría de Meyerhof debido a lo
siguiente:
La ecuación de capacidad de carga de Terzaghi es uno de los métodos más usados
para los proyectos prácticos en base a cimentaciones superficiales, sin embargo
solo es válida para cimentaciones continuas, cuadradas y circulares.
El método de Meyerhof (1963) propuso una ecuación general modificando los
factores de capacidad de carga y añadiendo factores de forma, profundidad e
inclinación, con lo cual su ecuación es válida además para cimentaciones
rectangulares, cargas inclinadas y cimentaciones superficiales y profundas.
CAPACIDAD DE CARGA
CAPACIDAD DE CARGA
Por lo tanto, debido a la variedad de formas, profundidades y dimensiones que
existen en cimentaciones, se optó por utilizar un método generalizado para los fines
de la presente tesis.
ASENTAMIENTO
De los cálculos de asentamientos y diseño de cimentaciones de las
estructuras planteadas en este trabajo, se estimó que para viviendas de
uno y dos niveles, se esperan desplazamientos de 1.60 cm como
máximo, pero para estructuras de 3 niveles se esperan 3.20 cm de
asentamiento. Se señala que estos asentamientos no consideran el
efecto de colapsabilidad, por lo que solo se trata de una estimación.
La experiencia de profesionales en construcción recomiendan tolerar
asentamientos de hasta 1 pulgada, lo que conlleva a evitar
construcciones de 3 pisos sobre este tipo de suelos.
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
Las características geotécnicas estudiadas señalan que las viviendas situadas en el
Cerro Intiorko si ofrecen calidad ni seguridad frente a los eventos sísmicos que han
precedido en Tacna.
Los suelos pertenecientes a esta zona presentan una clasificación GP no plástica.
Los suelos de la zona de estudio presentan en promedio un límite líquido de
22.31%, densidad in situ de 1.63 g/cm3, humedad natural de 4.25%, humedad
óptima de 11%, densidad máxima de 1.86 g/cm3, densidad mínima de 1.31
g/cm3 y densidad relativa de 48.65%
GRACIAS
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