Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin SuperiorLos Dos Caminos, Edo. MirandaCtedra: Fundaciones

PROYECTO DE FUNDACIONES DE UNA EDIFICACION PARA DEPOSITO DE COCESIONARIO DE AUTOS.

Alumnos:Ezra CariasFrancisco Fernndez Moiss GonzlezRebeca GonzlezCaracas; octubre del 2012.

IntroduccinEn el presente documento podremos observar la realizacin de un proyecto de fundaciones, en el cual la funcin inicial es construir una fundacin que sea apta para poder soportar las cargas que la estructura transmitir al suelo, en la misma se realizaran dos tipos de fundaciones una profunda y una superficial, buscando as cual ser la ms capacitada o la ms indicada para fundar.

A medida que se vaya desarrollando dicho proyecto se podr ver la teora necesaria para la realizacin de las fundaciones ya dichas, y el desenvolvimiento de las mismas.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Al realizar un proyecto de obra civil especfico, se debe definir y puntualizar el sistema de fundacin para llevar a cabo dicha estructura.En el mismo orden de ideas, se debe tener presente que para desarrollar dicho planteamiento con respecto al proceder y ejecucin de la obra, es necesario estar enfocado en la seleccin y diseo del ms conveniente para la edificacin propuesta y se requiere en este caso plantearse: Cul es el diseo y construccin ms idneo de las fundaciones para una edificacin de estructura predimensionada, segn el anlisis de cargas admisibles en zonas favorables y/o desfavorables que se han determinado por la exploracin Geotcnica?

OBJETIVOS

Objetivo GeneralRealizar el diseo, clculo y elaboracin de las fundaciones necesarias para una edificacin, que tiene como propsito la construccin de un Concesionario de Automviles ubicado en una parcela de terreno en el Estado Anzotegui.

Objetivos Especficos1. Emplear los mtodos de exploracin del subsuelo para identificar las condiciones de ste en el rea de ejecucin del proyecto.1. Analizar las caractersticas, propiedades y condiciones del subsuelo.1. Determinar las alternativas de fundacin ms viables en la obra, de acuerdo a los resultados obtenidos en el estudio de suelos.1. Disear y calcular la capacidad de cargas admisibles segn las alternativas de fundacin ms viables; aplicando ello, los conocimientos tericos y/o prcticos que se basan en los criterios tcnicos de dicha obra civil.1. Seleccionar la solucin de fundacin ms adecuada, teniendo en cuenta las conclusiones y recomendaciones generales de una fundacin.

JUSTIFICACIN

Al momento de efectuarse cualquier proyecto civil se debe tomar en consideracin las caractersticas geotcnicas y/o las condiciones del subsuelo en el cual se va a ejecutar dicha obra ingenieril. Convenientemente, pueden intervenir diversos tipos de fundaciones que son confeccionadas y utilizadas de acuerdo al tipo de material existente en la zona de implantacin del proyecto.En tal sentido se destaca que es imprescindible obtener la informacin necesaria para la identificacin, anlisis y conocimiento de las propiedades del suelo presente en el rea. La investigacin realizada justifica de tal manera, la seleccin del tipo de fundacin, el equipo a emplear y el material que se debe emplear para garantizar la estabilidad, durabilidad y eficiencia de la obra.

MARCO TERICO

Podemos definir La ingeniera de las fundaciones como aquel oficio que se encarga de seleccionar, disear y construir todos aquellos elemento estructurales que van a soportar las cargas de las superestructuras al terreno de fundacin. Este comportamiento depender de las propiedades geotcnicas de la fundacin.Segn Braja dass 5ta edicin Las fundaciones superficiales para comportarse satisfactoriamente deben tener dos caractersticas principales1. La cimentacin debe ser segura contra una falla por corte general del suelo que la soporta1. La cimentacin no debe experimentar un desplazamiento excesivo, es decir, un asentamiento excesivo.Entre los tipos de fundacin superficiales vamos a encontrar las zapatas, las zapatas las podemos definir segn gua de construccin civil II universidad Jos Mara Vargas como -la ampliacin de una columna o muro que tiene por objetivo transmitir las cargas al subsuelo a una presin adecuada a las propiedades del suelo, entre ellas podemos encontrar los siguientes tipos Zapata aislada: la zapata aislada es la ms sencilla y econmica que vamos a encontrar ya que la misma sirve de apoyo a columnas individuales. Tienen como caractersticas que son de dimensiones en planta, de forma cuadrada, rectangular y en algunos casos circulares.Zapata combinada: las zapatas combinadas se usan para aguantar dos o ms columnas, pero las mismas deben estar ubicadas en un mismo eje. Mayormente este tipo de zapatas se usan para resolver problemas de excentricidad en columnas que se encuentran muy cercanas a los linderos.Zapata continua: esta Sirve de fundacin a paredes de carga o muros de contencin de tierra, y una de sus dimensiones en planta es mucho mayor a la otra.Losa de fundacin: la loza de fundacin podemos definirla como aquella que utilizamos para soportar todas las columnas de una edificacin. donde As mismo todas sus dimensiones en la planta son relativamente grande quedando la losa debajo de la estructura.En zonas fras es importante acotar que las zapatas se desplazan generalmente a una profundidad (no menor a la penetracin de congelacin), en los climas calientes la profundidad va a depender de los cambios que presente la humedad. Tambin es importante analizar la influencia negativa que va tener el agua con respecto a daar o desmejorar lo que sera la resistencia del suelo.Debemos tener muy claro que si el nivel fretico que sera( nivel donde el suelo se encuentra saturado de agua) est cercano a la zapata, entonces el nivel fretico afectara el clculo de la capacidad de carga ultima. Tipos de casos: CASO I: cota cero (0) a nivel de la superficie del terreno distancia del nivel fretico distancia de fundacin o implantacin de la base de la zapata. CASO II: distancia medida desde la base de la fundacin hasta el nivel fretico encontrado por debajo de la zapata ancho de la zapata.Slo si el nivel fretico se encuentra a un nivel de profundidad muy alejado de la zapata, el mismo no va a afectar el clculo de la capacidad de carga ltima. CASO III: distancia medida desde la base de la fundacin hasta el nivel fretico encontrado por debajo de la zapata > ancho de la zapata (el nivel fretico est muy distante).

Imagen 1 imagen 2 Manual del constructor popular Imagen Editorial (Edicin N 22)

Cuando el suelo se funda con una zapata, y este entonces est muy dbil para soportar las cargas, se tiene que hacer a una profundidad mayor, es as cuando debemos utilizar las fundaciones profundas en este caso pilas y pilotes.Los pilotes son aquellos miembros estructurales que tienen una seccin transversal pequea, comparada con su longitud. Casi siempre se hincan en grupo, para as poder generar una cantidad necesaria que pueda soportar las cargas de una sola columna. Las pilas a diferencia tienen una seccin transversal mayor, y una longitud menor, entonces de esta manera la misma puede soportar la carga de una columna ella sola. Tambin es muy importante saber que algunas columnas que contengan poca carga podrn ser soportadas por un solo pilote, pero es muy difcil evitar las cargas por excentricidad, entonces las cabezas de las mismas se arriostraran.

Los pilotes se clasifican en:Pilotes por desplazamiento: son aquellos que se prefabrican, los forrados hincados y vaciados en sitio.Pilote incado in situ sistema franki segn gua de construccin civil II universidad Jos mara Vargas:1.- hinca del tubo: el tubo hueco de acero, que tiene en su extremo inferior un tapn de grava compactada, es hincado mediante golpes suministrados por el martillo que se encuentra en su interior.2.- formacin de la base ensanchada: cuando se logra alcanzar la profundidad requerida, y mientras se mantiene firme el tubo, el martillo obliga al tapn de grava a salir del tubo, formando la base ensanchada del pilote.3.- formacin del fuste del pilote: el tubo es extrado mientras el martillo compacta el concreto, una vez que las armaduras han sido colocadas, formando as el fuste del pilote. El martillo siempre trabaja en el interior de las armaduras.Cargas entre 30.000 a 130.000 kg, longitudes hasta de 18 m y dimetros entre 30 a 60 cm.Pilotes sin desplazamiento: son aquellos que se constituyen haciendo un agujero en el suelo y luego el mismo se rellenan con concreto.

Muestras perturbadas:Lo que llamamos la muestra perturbada se logra obtener con un muestreador llamado cuchara, es un tubo grueso, que tiene un extremo abierto que se hinca en el suelo para hacer ms fcil la remocin la muestra de la cuchara, este tiene su parte central dividida por la mitad, solo de abrirla y sacarla.

Pilotes definidos en el manual principios de construccin.

Imagen-3 Principios de construccin editorial Gustavo Gil

Roca: segn http://es.quimicafadu.wikia.com/wiki/Roca,_Minerales.se llama roca al material compuesto de uno o varios minerales como resultado final de los diferentes procesos geolgicos. El concepto de roca no se relaciona necesariamente con la forma compacta o cohesionada ya que tambin las gravas, arenas, arcillas, son rocasPerforaciones en roca. Para poder penetrar el suelo y recoger muestras de rocas, hay que utilizar maquinas rotativas que permitan la actividad.El mtodo ms usado es la broca de diamantes, que es un cilindro con un borde de metal muy duro en el que se han incrustado pequeos diamantes industriales, ; este tipo no se puede usar sino en casos muy favorables y sus resultados son a veces poco satisfactorios. Por esta raz6n el equipo corriente incluye el muestreador de tubo doble.Suelos para fundar: Clasificacin de los suelos: entre los tipos de suelos tenemos suelos gruesos y suelos finos entre nos suelos gruesos tenemos a la arena y la grava y en los finos la arcilla y el limo.Propiedades ndices del suelo: se refiere a las caractersticas que este presenta, ya sea su color, su humedad, plasticidad, Mtodo de Resistividad elctrica.Este mtodo Se basa en la medicin de las diferencias de conductancia elctrica de un suelo a otro, Cada suelo, tiene valores caractersticos de resistividad, de acuerdo con su ndole, densidad y humedad. La resistividad es baja, por ejemplo, en limos-saturados, y alta en gravas secas y en rocas.Mtodo Ssmico.Se basa en las diferencias de velocidad a la que el sonido viaja a travs de diferentes medios. Esta velocidad es baja en suelos y alta en rocas..Profundidad a considerar en un estudio geotcnico Los factores que determinan esa medida son el tipo de cimentacin elegido y el bulbo de presiones respectivo, en el caso particular de las fundaciones superficiales conocidas como zapatas, su bulbo de presin alcanza una distancia de una vez y media su ancho, presin que se va disipando a medida que se alcanzan estratos inferiores. Es evidente que, en la zona inmediata debajo de la zapata la presin es mxima y la misma se atena conforme aumenta la profundidad en el subsuelo.

Ensayos de laboratorio: son para conocer la naturaleza del suelo antes de proyectar las fundaciones y para confirmar la idoneidad del sistema de cimentacin proyectado.

Ensayo de clasificacin granulomtrica : es un ensayo mediante el cual se obtiene una distribucin de los tamaos de las partculas que conforman el suelo que se est estudiando, indicado como porcentaje del peso total del mismo. Aqu tenemos una tabla que expresa los valores en mm.

Imagen- 4 Juarez Badillo. Mecnica de suelos.Ensayo de clasificacin hidromtrica: est basado en la sedimentacin de suelos finos con tamaos menores a 0,074 mm.Ensayo de clasificacin (limites de consistencia o de atterberg) : esto se toma en funcin del contenido de humedad y a medida que este porcentaje disminuye, un suelo se puede presentar con diversos estados de consistencia, segn gua de construccin civil II universidad Jos mara Vargas es el -fenmeno relacionado con la cohesin que poseen las partculas de un suelo fino y que sirve para resistir las fuerzas externas que intentan alterar su estructura.

Estados de consistencia: liquido-semilquido-plstico-semislido-solido LMITE LQUIDO (LL) es la frontera entre el estado semilquido y el plsticoLMITE PLSTICO (LP) es la transicin entre el estado plstico y el semislido LMITE DE CONTRACCIN es la frontera entre el estado semislido y el slido ndice de plasticidad: LL LP se entiende que la plasticidad es la propiedad del suelo para soportar deformaciones sin retornar a su forma inicial y sin cambiar sensiblemente de volumen.ndice de contraccin: LP LC se entiende por contraccin cuando el volumen del suelo ya no disminuye, sin importar si se seca por completo.

Calificacin y resistencia de los suelos

Tabla 1 capacidad de los suelos mecnica de los suelos Jurez Badillo.

Clasificacin de los terrenos de cimentacin - TERRENOS BUENOS (ROCAS, GRAVAS, ARENAS) aptos para cimentar directamente sobre ellos.- TERRENOS MEDIANOS (ARCILLAS) requieren trabajos previos de consolidacin.- TERRENOS MALOS (TURBOSOS, PANTANOSOS, SUELTOS) con sistemas especiales de fundacin.Estudio de los suelos con el s.p.tEL SPT determina la resistencia que tiene un suelo, sometidas a deformaciones que se producen en el terreno cuando se le aplica una carga determinada. Podemos decir que (La resistencia a la penetracin puede ser relacionada con las caractersticas y variables del terreno) esto principalmente en suelos granulares y arcillas saturadas. .Teora de la capacidad de carga de terzaghiTerzagui (1943) fue el primero en presentar una teora completa para evaluar la capacidad de carga ultima de cimentaciones superficiales, donde el dedujo que una cimentacin seria superficial solo si la profundidad de desplante de la cimentacin es menor o igual que el ancho de la misma

FRMULA DE TERZAGHI

Karl von Terzaghi (1943) propuso una frmula sencilla para la carga mxima que podra soportar una cimentacin continua con carga vertical centrada, apoyada sobre la superficie de un suelo dada por:=

Dnde:, carga vertical mxima por unidad de longitud., sobrecarga sobre el terreno adyacente a la cimentacin., cohesin del suelo., ancho transversal de la cimentacin

= peso especfico del suelo.

Factores de capacidad de carga que cumplen funciones de cuerdo al ngulo de de friccin del suelo.

Tabla-2 Braja M. Das

Falla general:Podemos definir la falla general como una falla que ya se sabe cmo actuara, se presenta mayormente en suelos muy compresibles, la misma consiste segn baja dass -en una cua de suelo y dos superficies continuas de deslizamiento que se extiende desde cada lado de la zapata hasta la superficie del terrenoSuelos en que se presenta: Suelos granulares densos y muy densos. Suelos cohesivos con consistencia dura a rgida.

Terzaghi realiz un anlisis de equilibrio y con esto expreso la capacidad de carga ltima de la forma: ecuacin N2 segn braja dass 5ta edicin

Y bajo la naturaleza de las superficies de falla en suelos, Terzaghi defini las siguientes ecuaciones para determinar las relaciones.

Se dividieron en dos casos:

En casos drenados y no drenados y con esto una serie de ecuaciones para determinar los factores de correccin segn el caso que se presente, a continuacin se mostraran las ecuaciones para obtener los valores de las relaciones en casos de falla local.

Falla local por corte:Este patrn de falla, est bien definido solo debajo de la zapata cuando se origina la falla y radica en la formacin de una cua y dos reas de deslizamientos que comienzan a cada lado de la zapata pero que acaban dentro de la masa de suelo. Hay una predisposicin al levantamiento del terreno alrededor de la zapata y existe una compresin vertical del suelo bajo la misma, no se produce colapso ni fallas catastrficas, este tipo de falla es una transicin entre la falla general y la falla por punzonamiento, esta se produce en suelos granulares, sueltos, muy sueltos, cohesivos, blandos.

Falla por punzonamiento:No es fcil de observar este patrn de falla a medida que se incrementa la carga se comprime, el suelo debajo de la zapata y se produce desplazamiento vertical. La penetracin continua de la zapata en el suelo se hace posible por el desplazamiento vertical, alrededor del permetro de la zapata.

Este tipo de falla ocurre en suelos muy compresibles, arenas muy sueltas y suelos cohesivos blandos o muy blandos.

Factores de correccin casos drenados;

Factores de correccin casos drenados;

Estas formulas ayudan a determinan de manera concreta la capacidad de carga ultima, sin embargo Meyerhof tambin hizo su aporte para mejorar o agregar la ecuacin general de capacidad de carga de Terzaghi y amplio nuevos factores de correccin que los llamo de la misma forma factores de correccin por inclinacin y factores de correccin para casos no drenados.

Factores de correccin por inclinacinMeyerhof

Factores de correccin para casos no drenados

(Df B) (Df B)

Con estos factores ms la capacidad de carga anterior en definitiva queda la ecuacin general de carga ltima de la siguiente manera:

La ecuacin general de la capacidad de cargaLas ecuaciones de capacidad de carga ltima presentadas en las ecuaciones (3.3), (3.7)y(3.8) son nicamente para cimentaciones continuas, cuadradas y circulares. stas no se aplican al caso de cimentaciones rectangulares (O