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Actualizada 05/11/07

 Consultas - Geotecnia y Cimentaciones

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Esta sección trata de dar a conocer vuestras consultas, así como vuestras respuestas a dichas consultas y vuestras opiniones.

Para preguntar o responder dirigiros al formulario de consultas.

¡Por cierto!, gracias a todos los colaboradores,  especialmente a Eufe y a Juan Carlos del Pozo (ya de la casa),  que vais haciendo crecer día a día esta página.

Nota: desde De Mecánica no ponemos cribas a las respuestas y comentarios que nos envían los colaboradores, sólo obligamos a que se razonen desde un punto de vista técnico o normativo.  Por ello tampoco nos hacemos responsables de dichas respuestas y opiniones, ni siquiera aseguramos estar de acuerdo con ellas. Se persigue con ello crear un foro de diálogo donde tengan cabida la experiencia de los técnicos, aun a riesgo de adolecer de cierta falta de rigor.

 


 

CONSULTAS GEOTECNIA Y CIMENTACIONES:
 

- Sobre la posibilidad de utilizar solera de arriostramiento en cimentación. (De Andrés Ros)
  Respuesta: Eufe, 16/11/04

- Sobre recomendaciones en el diseño con arcillas expansivas. (De Juan P. Singer) 30/08/04

  Respuesta: Fernando, 20/11/04

- Sobre el ensayo de contenido de yeso en suelos según NLT-115. (De María) 23/12/03   

 *¡Sin respuesta!* 

- Módulo de balasto. ¿Y qué ocurre cuando el ensayo de placa de carga no es el de 30x30 cm?. (De Antonio Merino) 21/11/03   

  Respuesta: Eufe, 22/11/03

- Información sobre caissons. (De Fredy Alexander) 11/11/03

   *¡Sin respuesta!* 

- Sobre pozos de cimentación.  (De Arancha Gil), 4/11/03
  Respuesta:
Eufe, 30/11/03

- Sobre el ensayo de contenido en materia orgánica. (De Estela Valencia Carboneros) 4/11/03

   Respuesta: Carlos Aguilar, 12/11/03      

- Sobre la correlación entre el coeficiente de balasto y los resultados de los ensayos SPT y Borros. (De Cristina Llorente) 23/09/03    

   Respuesta: De Mecánica, 23/09/03       

   Respuesta: Eufe, 24/09/03       

- Sobre por qué se realizan las cimentaciones con hormigón en vez de con acero. (De Borja Rey) 16/09/03    

   Respuesta: Eufe, 18/09/03  

- Determinación del módulo de balasto sin tener ensayos de placa de carga.  (De Andrea Díaz) 16/09/03    

    *¡Sin respuesta!*        

- Sobre el Ensayo de Carga Puntual PLT y Bieniawski. (De Estela Valencia C.) 11/09/03    

  Respuesta: Frankie, 15/10/03    

- A vueltas con el módulo de balasto. (De Henry Bill Gutiérrez) 25/07/03   

  Respuesta: De Mecánica, 25/07/03

- Sobre el detalle constructivo de unión losa-pantalla de pilotes.(De Andrés Ros M.) 14/07/03

  Respuesta: Eufe, 15/07/03

- Sobre cuantías mínimas en soleras. De Sánchez-Luis) 12/07/03

  Respuesta: Eufe, 13/07/03

- ¿Qué es un relleno controlado? (De Francisco Aravena) 30/06/03

  Respuesta: De Jontxu Prieto, 03/08/05

- Consulta sobre documentación sobre rellenos estructurales. (De José Ramón Cueva) 11/06/03
    Respuesta: De Mecánica, 11/06/03


 

 

Estructurín contra fuego

CONSULTAS GEOTECNIA Y CIMENTACIONES

Sobre la posibilidad de utilizar solera de arriostramiento en cimentación

(De Andrés Ros, 15/11/04) - España
 

Hola a todos.

Estoy calculando una cimentación de zapatas aisladas, y quiero ahorrarme las vigas de atado y vigas centradoras sustituyéndolas por una solera estructural de canto 20 cm y con un armado superior e inferior de #8 cada 15 cm.

¿Es posible realizar este tipo de cimentación? Y si lo es, ¿la comprobación de esta cimentación es muy compleja? Si alguien me puede decir o aconsejar algo le estaría agradecido.

 

Un saludo,

Andrés Ros.

 

Respuesta (De Eufe)

16/11/04 -España

 

Hola Andrés. Hola Ramón y hola a todos.

La labor encomendada a las vigas de atado -se supone- es la de impedir el movimiento en el plano horizontal de zapatas (nunca en vertical, como serían asientos diferenciales por ejemplo). En zonas donde el sismo las hace preceptivas, no hay nada que negociar, por supuesto. Plantearse en zapatas convencionales -ya hormigonadas en su excavación correspondiente- la fuerza necesaria para movilizarlas en horizontal, venciendo el rozamiento (de base y laterales), y movilizando el correspondiente empuje pasivo resulta disuasorio. Sólo el caso de pequeñas y someras zapatas muy poco cargadas (caso típico de porche adosado a una edificación) debiera pensarse en su atado, máxime porque su situación en la periferia de la construcción hace al terreno que las rodea más vulnerables a las inclemencias ambientales. Otras veces aparecen enmascaradas, cuando su función primordial es la de recoger la carga de un cerramiento, y no atar única y predominantemente.

Las vigas de atado forman parte -en la mayoría de los casos- del apartado de "supersticiones estructurales", nombre de la publicación -de 1994- a la que me remito, en la que su autor -el maestro José Luis de Miguel- lo aclara con precisión y cientificismo. Asimismo de Miguel en su "Vademecum" del año 1990 abunda en el mismo sentido y concluye la labor de atado de las soleras siempre y cuando la solución real de encuentro lo permitan. Ambas publicaciones son de la escuela técnica superior de arquitectura de Madrid.

 

Otra cuestión es la de vigas centradoras cuyo concurso es necesario para centrar la resultante en un elemento de cimentación, y poder hacer trabajar al terreno en compresión hasta equilibrar resultantes acción-reacción. En este caso la presencia -y colaboración- de la viga centradora es lo habitual. En efecto, conseguir crear momento (par de fuerzas) siempre es más fácil con brazo de palanca (relación con canto de viga). Debe recordarse -también- la posibilidad de solución con viga tirante en piso superior. Quizás en casos donde la demanda de momento de centrado sea muy baja una pieza de escaso canto (solera o losa de cimentación) pudiese resolverlo sin costosos alardes de armado. Cuidar recubrimientos y consecuentemente brazos mecánicos reales. Como observación constructiva, sería cauto en proyectar piezas de poco canto -muy susceptibles al movimiento inadvertido de armaduras- cuyo cometido fuera compensar momentos apreciables. En una viga centradora es mucho más fácil este control.

 

Resumiendo: las vigas de atado dentro del perímetro de la edificación son supersticiones estructurales. Justo en el perímetro deben disponerse si no se hace un estudio más amplio. Las soleras unidas debidamente a la estructura bien pueden hacer las veces de atado. Las vigas centradoras vienen condicionadas por demandas estructurales muy claras, y su negociación deja escaso margen.

Respecto a la dificultad de cálculo, no presentan rarezas de ningún tipo, sería más delicado el tema de retracción para hormigones de muy distinto espesor.

 

Agradecido,

Eufe.

 

 

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Sobre recomendaciones en arcillas expansivas

(De Juan P. Singer, 29/ 08/04) - España

 

Hola a todos. 

Tengo una duda respecto a la expansividad real de unas arcillas terciarias de Mallorca. El ensayo Lambe (UNE 103-600/93) da los siguientes valores para este material:
 
Humedad relativa 50%
Cambio pot. De volumen 4,5%
Índice expansividad 1,75 kp/cm2
 
Según esto, el cambio potencial de volumen es crítico. Se pretende construir una vivienda unifamiliar aislada de sótano, PB y 1PP, cuya cota de cimentación coincide precisamente con las arcillas. Si embargo, en una vivienda adyacente no se observan grietas a 45º ni similares, por lo que mi duda es si existirá cambio de volumen y si en este suelo habrá cambios estacionales de humedad.
 
En caso de determinarse que existirá realmente expansión en este terreno, qué recomendaciones me podéis dar (conozco unas cuantas técnicas, pero no he aplicado aún ninguna).
 
Muchas gracias a tod@s.
Juan P. Singer

 

Respuesta (De Fernando)

20/11/04 -España

 

Estimado Juan:

Siempre que te encuentres con arcillas expansivas tienes que apoyar tú cimentación por debajo de la cota de las arcillas: bien mediante pozos de cimentación sobre los cuales apoyarás las zapatas o mediante pilotes, pero en este caso (mucho más caro) tienes que dejar los encepados al aire, es decir, que no estén en contacto con el terreno.

 

Recibe un cordial saludo,

Fernando.

 

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Sobre el ensayo de contenido de yeso en suelos según NLT-115. (España).

De María (23/12/03)


Hola, me llamo María y trabajo en un laboratorio del gremio de la construcción. Acabo de enterarme de la existencia de esta página y me parece una idea alucinante.

Me gustaría consultar una duda, espero que haya alguna alma caritativa que pueda ayudarme, ya que nadie hasta ahora, me soluciona el problema.

Se trata del ensayo de yesos en suelos, según la NLT-115.

El caso es que realizando el ensayo según dicta la norma, el resultado sale casi siempre negativo, por no decir siempre. Cuando determinas los sulfatos parciales, dan un valor mayor que los totales, excepto si realizas el ensayo sobre yeso puro o una muestra de suelo con un elevado contenido en yeso.

Nada mas, espero que alguien me pueda decir algo.

Feliz Navidad.

 

María.

 

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Módulo de balasto.

¿Y qué ocurre cuando el ensayo de placa de carga no es el  de 30x30 cm?

De Antonio Merino (21/11/03) - España

 

Hola, me llamo Antonio Merino. Trabajo en una OCT, y en un proyecto que estoy revisando me dan como dato, para calcular una losa de cimentación, un valor del coeficiente de balasto, pero no en placa de 30x30 cm, como es habitual, sino en placa de 35x60 cm.

Me gustaría saber cómo puedo obtener a partir de ese dato, el K de balasto con el que debo calcular la losa.

 

Muchas gracias.

Antonio Merino (España)

 

Respuesta (De Eufe)

22/11/03 - España

Hola, Antonio.

Hola, Ramón y hola a todos.

 

Acorde a Cálculo de estructuras de cimentación (J. Calavera, 1982), se acepta que en placas pequeñas (entendemos, a falta de mayor tecnicismo, que son las habituales) se cumple:

K1 x d1 = K2 x d2 = cte

donde:

  K1es el módulo de balasto de la placa 1

  d1es el diámetro de la placa 1

  K2es el módulo de balasto de la placa 2

  K1es el diámetro de la placa 1

 

Como valor indicativo se podría hacer la conversión manteniendo las áreas que indicas en placas teóricas circulares.

 

En todo caso, te recomiendo una visita a la sección Geotecnia y Cimientos donde se abunda en el tema de Winkler.

 

Eufe

 

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Información acerca de los caissons (cajones prefabricados).

(De Fredy Alexander), 11/11/03

 

Un saludo muy cordial.

Quiero obtener información sobre los caissons. ¿Qué son?, ¿para qué sirven?, ¿donde se usan?, ¿cómo se calculan? La información que puedan suministrarme se la agradezco de antemano ya que es para una consulta de la universidad y me ayudará mucho en mi proceso de aprendizaje.

 

Fredy Alexander

 

 

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Información sobre pozos de cimentación.

(De Arancha Gil), 4/11/03

 

Hola Ramón,

acabo de entrar en tu página y he visto que podías resolver problemas acerca de Geotecnia.

Soy una ingeniera en proyecto de Granada (Caminos) y necesito para la viabilidad del proyecto información acerca de la tipología y cálculo de "pozos de cimentación", es decir, de cimentaciones semiprofundas, pues me está constando mucho encontrarla.

Rogaría me mandases toda la información que tuvieses acerca de este tema, porque me sería de una gran ayuda.

Gracias.

Atentamente, Arancha.

 

Respuesta (De Eufe)

30/11/03

Hola, Arancha.

Hola, Ramón y hola a todos.

 

Bueno, se trata de apuntar comentarios y textos de todo lo que concierne con las estructuras. La inquietud y el aporte de todos es lo que se espolea aquí.

 

Los pozos, tienen -afortunadamente- bastante referencia bibliográfica, trataremos de facilitar una lista asequible, y no por ello únicamente de iniciación.

 

- NTE-ADZ zanjas y pozos -1976-

- Instrucción de hormigón estructural EHE’ –1998- CPH

- NTE-CSZ zapatas –1986-

- Manual de detalles constructivos en obras de hormigón armado’ –1993- J Calavera

- Curso aplicado de cimentaciones’ –1982- J.M.Rodríguez Ortiz, Jesús Serra Gesta y Carlos Oteo Mazo

- Geotecnia y cimientos III 1ª parte. Cimentaciones , excavaciones y aplicaciones de la geotecnia -1980- J.A. Jiménez Salas y otros autores

- Curso de control de calidad en la edificación. Cimentaciones. Cursillo 2

- Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas -1981- J.A. Jiménez Salas y otros autores.

- Curso de control de calidad en la edificación. Cimentaciones. Cursillo 2 -1981- J.M.Rodríguez Ortiz, Ignacio Morilla, Jesús Serra Gesta, Luis Felipe Rodríguez Martín y Carlos Oteo Mazo.

- Diagnosis y causas en patología de la edificación’ -1994- Manuel Muñoz Hidalgo

 

agradecido, Eufe.

 

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Sobre el ensayo de contenido en materia orgánica.

De Estela Valencia Carbonero (4/11/03)

 

¿Qué tal compañeros?

 

Por aquí me ha vuelto a surgir una duda:

Hemos realizado un ensayo de contenido en materia orgánica por el método del agua oxigenada. El material ensayado era una arcilla de color oscuro pero el caso es que se ha repetido por tres veces el ensayo y en las tres ocasiones la muestra ha aumentado de peso respecto al inicial.

El ensayo ha sido realizado correctamente: nos hemos asegurado una vez que la muestra dejaba de reaccionar con el agua oxigenada que se le iba añadiendo, según recoge la Norma, se secaba completamente en estufa y cuando se pesaba no estaba todavía algo húmeda.

Mi pregunta es la siguiente: ¿a qué puede deberse este hecho anómalo?. Como ya he comentado, nos hemos asegurado de que el ensayo se realizaba  correctamente, repitiendo hasta por 3 veces el ensayo (poseíamos muestra suficiente) y siempre pasaba lo mismo: la muestra pesaba más al final (cuando debería haber perdido peso, es decir salían "burbujitas" puesto que reaccionaba con el agua oxigenada) que al principio. ¿pero esto como va a ser?

 

Un saludo.

Estela Valencia Carbonero

 

 

Respuesta (De Carlos Aguilar)

12/11/03

 

 

La explicación puede deberse a dos hechos:

A.- Si el agua que se emplea en el ensayo no está del "todo" destilada, al evaporar puede dejar un residuo seco en forma de sales. Si existe muy poca materia orgánica, es posible que este residuo seco supere en peso al de la materia orgánica atacada.

B.- Si la muestra es muy arcillosa, puede ocurrir que el agua de saturación (esto es, el agua que se añade para realizar el ensayo) quede atrapada ya sea en las capas intersticiales o incluso dentro de la estructura cristalina. Para eliminar este tipo de agua es necesario calentar no a 105 ºC como dice la Norma, sino a 160 ºC. De este modo garantizamos que toda el agua quede eliminada.

De todos modos procurar realizar el ensayo por la norma UNE 103204:1993 de determinación de contenido en materia orgánica por el método del permanganato potásico, ensayo mucho más fiable que el método del agua oxigenada.

 

Un saludo.

Carlos A. B.

 

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De la correlación entre el coeficiente de balasto y los resultados de los ensayos SPT y Borros. (De Cristina Llorente-España) 23/09/03

 

Hola Ramón.

Primero felicitarte por tu página porque resuelve muchas dudas.

Yo me llamo Cristina y me surgió una duda al leer la Guía de aplicación de la instrucción de hormigón estructural. Edificación (2002). Pues bien, en esta Guía aparece una tabla que afirma que se puede correlacionar el número de golpes en los ensayos SPT y Borros con el coeficiente de balasto para el cálculo de zapatas corridas y losas.

¿Alguien sabe de que autor son estas correlaciones y donde puedo encontrarlas? ¿Son fiables para cualquier tipo de terreno?.

Muchas gracias.

Cristina Llorente.

 

Respuesta (De De Mecánica) 23/09/03

 

Estimada Cristina,

sobre la relación entre el coeficiente de balasto y los ensayos SPT, puedes ver algo en la el capítulo sobre losas (cap. 5) de la bibliografía Principios de Ingeniería de Cimentaciones, excelente libro del profesor Braja M. Das (1).

Aquí te transcribo lo que aparece en dicha referencia,

 

"Scott (1981) propuso que para suelos arenosos el valor de k0,3(2)  se obtenga de la resistencia por penetración estándar a cualquier profundidad dada, o

         k0,3 (MN/m3) = 18 . Ncor

donde Ncor = resistencia a la penetración estándar corregida(3)".

 

Como es lógico, el texto da una correlación para el caso de suelos arenosos, pero no para el de suelos cohesivos donde el ensayo SPT es menos fiable.

Esta misma fórmula puedes pasarlo a resultados del ensayo Borros mediante la relación entre N (número de penetración estándard) y NB (número de penetración Borros).

 

Esperando haber sido de ayuda, recibe un saludo,

 

gestodedios, De Mecánica

 

 

 

(1) Braja M. Das, Principios de Ingeniería de cimentaciones, Thomson Editores, Cuarta Edición, 2001.

(2) Nota: k0,3 es el coeficiente de balasto en placa de 30x30 cm que en De Mecánica hemos venido nombrando usualmente como k30. Hemos respetado al transcribir la nomenclatura del texto.

(3) Nota: se refiere al número de penetración estándar corregido, en la misma bibliografía puedes obtener su valor (ver cap. 2).

 

 

+ Respuesta (De Eufe) 24/09/03

 

Hola Cristina y hola a todos.

Hola Ramón.

 

Carlos Lorente de No, en su colaboración con el clásico 'Geotecnia y cimientos

III 1ª parte. Cimentaciones , excavaciones y aplicaciones de la geotecnia'-1980-

J.A. Jiménez Salas y otros autores ofrece la siguiente correlación:

 

Arena seca o húmeda:
 

  Nspt E0 (kg/cm2)*  ks1 (kg/cm3)**
Suelta 3-9 0,16H a 0,48H 1,20-3,60
Media 9-30 0,48H a 1,60H 3,60-12,00
Densa 30-50 1,60H a 3,20H 12,00-24,00


Arcillas
(donde SPT no es aconsejado):
 

  qu(kg/cm2)*** E0 (kg/cm2)*  ks1 (kg/cm3)**
Blanda 0,25-0,50 15-30 0,65-1,30
Media 0,50-2,00 30-90 1,30-4,00
Compacta 2,00-4,00 90-180 4,00-8,00
Margosa 4,00-10,00 180-480 8,00-21,00


*E0 = modulo de deformación en función de H.

  H  = profundidad del plano de apoyo de la cimentación expresado en cm.

** ks1 = coeficiente de balasto placa de 1 pie x 1 pie.

*** qu = resistencia a compresión simple.

 

Para arcillas, los valores son dados para cargas de corta duración, caso de larga duración y consolidación los valores de E0 y ks1 deberán afectarse por 0,25.

 

Simplemente recordar que la correlación SPT <> Borros usualmente empleada es:

N = 25,0 . log(NB) - 15,16 (con una tolerancia a aplicar de +/- 1.16).

 

agradecido

eufe

 

 

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De por qué se realizan las cimentaciones con hormigón en vez de acero

(De Borja Rey-España) 16/09/03

 

Estimado Señor:

Soy opositor a bombero del Ayuntamiento de Madrid, y tenemos que estudiar un  tema de construcción y he ido a pocas clases por que entre hace poco. Me gustaría que me resolviese unas dudas que tengo. Y otra cosa, me podría recomendar algún libro para principiantes, sobre estructuras metálicas, edificios etc... es que empecé con uno titulado " Armaduras de Hormigón Armado" que era de unos rusos y de poco me enteraba.

Las dudas son:

- ¿Cómo se halla la capacidad portante de un terreno?

- ¿Cómo se realiza una cimentación? ¿Qué cálculos utilizas?

- ¿Porqué si el hormigón tiene una resistencia menor que la del acero, 200kg/cm2 y el segundo 1730kg/cm2 las cimentaciones se realizan en hormigón?

Gracias por su atención, le saluda atentamente

Borja Rey

 

 

 

Respuesta (De Eufe)

18/09/03 - España

 

Hola, Borja.

Hola, Ramón.

Hola a todos.

 

<recortes>

> Soy opositor a bombero del Ayuntamiento de Madrid, y tenemos que estudiar un tema de construcción y he ido a pocas >clases por que entre hace poco

1. Suerte en la oposición y gracias de antemano por tan encomiable actividad al servicio de la gente. Trataremos de orientarte lo mejor posible.

 

> me podría recomendar algún libro para principiantes, sobre estructuras

metálicas, edificios etc... es que empecé con uno titulado " Armaduras de

Hormigón Armado" que era de unos rusos y de poco me enteraba.

2. En lo que he conocido, por ley, el jefe de bomberos de ayuntamiento debe ser un arquitecto con lo que quisiera creer estará al tanto del programa educacional -al menos a grandes rasgos-. No sé si ahora las cosas han cambiado. En todo caso, iniciarse en el entendimiento de estructuras a través de un libro de armaduras no lo recomendamos, puesto que la comprensión de su disposición está basado en el ágil entendimiento de los problemas de flexión (diagramas de momentos y cortantes) fundamentalmente. Incluso con gran fuerza de voluntad encontraríamos problemas muy serios de 'lagunas' y 'contradicciones' (aparentes) que sólo conducirán -desafortunadamente- al desánimo y final abandono.

No le achaques al libro 'ruso' (creemos que será uno de editorial 'MIR' de Moscú) el que no puedas seguir 'fácilmente' los pasos de su obtención. Los libros rusos son muy muy buenos por su génesis (otro día hablaremos de los 'libros rusos' si se tercia).

 

> - ¿Cómo se halla la capacidad portante de un terreno?

3. La capacidad portante de un terreno -de modo simplista- viene habitualmente determinada por una formulación que proporciona la denominada 'presión de hundimiento'. Presión a la que el terreno empezaría a ceder (hundir).

Generalmente se emplean campañas de penetración in situ en los que se clava una puntaza en el terreno, contabilizándose el nº de golpes para recorrer una cierta profundidad (en general 20 cm). Todos los parámetros están predeterminados: peso del varillaje, área de la puntaza, peso de la maza de 'martilleo', distancia a la que se deja caer para golpear, etc.

Pues bién, con 'N' nº de golpes se entra en las fórmulas (y otros parámetros) y se obtiene la 'Ph' (presión de hundimiento).

Obviamente esta tensión  no es con la que se calcula, hay que reducirla (minorarla) para hacerla segura o admisible. Dado que el suelo es un material de construcción 'roto' esta seguridad (coeficiente es 3 generalmente), ...así pues diríamos:

        Padm = Ph/γ; ó Padm. = Ph/3

En madrid dónde abunda el 'tosco' 'peñuela' o 'miga' la tensión admisible (Padm) viene a ser de 2 kp/cm2, o lo que es lo mismo la Ph viene a ser de 6 kp/cm2.

 

> - ¿Cómo se realiza una cimentación? ¿Qué cálculos utilizas?

4. Vamos a ceñirnos a las más sencillas y abundantes: cimentaciones superficiales de zapatas y zanjas. (Hay hoy día muchas más complejas, pero que sería poco operativo comentarlas).

La cimentación se encarga de transmitir las acciones (pesos, sobrecargas, efectos de viento, ...) al terreno. Dado que el terreno admite compresiones (podemos pisar sobre él), pero no tracciones (podemos saltar sobre él) diremos que se trata de 'abrir' (expandir) las cargas hasta alcanzar el equilibrio seguro de las presiones de contacto con el suelo.

Debemos tener los números gordos claros con los materiales:

Los aceros trabajan a tensiones del orden de los miles de kilopondios (kilos) por cm2.

- Los hormigones trabajan a tensiones del orden de los cientos de kilopondios (kilos) por cm2.

- Las fábricas de ladrillo y maderas trabajan a tensiones del orden de las decenas de kilopondios (kilos) por cm2.

- Los suelos trabajan a tensiones del orden de las unidades de kilopondios (kilos) por cm2.

quiere decirse, que la 'apertura' de áreas (medida de las superficies de contacto) se secuencian de 10 en 10 en números redondos.

 

Un método muy ilustrativo está basado en el concepto de 'densidad de edificio'. Un edificio viene a pesar del orden de 0,2 a 0,25 t/m3. Imaginemos un edificio con las siguientes medidas en planta: 20 x 30 m, una altura de 30 m (10 plantas aproximadamente),

volumen: 20 x 30 x 30 = 18.000 m3

peso: 18.000 m3 x 0,25 t/m3 = 4.500 to (¿¡sencillo verdad!?)

Contemos ahora los soportes supuestos más o menos regulares y pongamos que salen

38 soportes.

En una primera aproximación diremos que cada soporte se lleva 4500 to/38 sop = 118 o 119 to (¡bah!... pongamos 120 to).

La zapata tendrá de área -con un terreno de 2 kp/cm2 -20 to/m2 para agilizar-, A= 120to/20 to/m2 = 6m2.

supuesta cuadrada (lo más normal) lados 'a' x 'a' será a = raíz (6m2) = 2,45 x 2,45

como ves se puede muy rápidamente tener una idea bastante aproximada del orden

de tamaño de una cimentación.

¡Ojo!... ¡¡¡no traten Vds. de hacerlo en casa sólos!!!. Quede claro que esto es un proceso muy muy simplificado que pretende orientar, ...*NO* es un método de cálculo.

 

> - ¿Porqué si el hormigón tiene una resistencia menor que la del acero, 200kg/cm2 y el segundo 1730kg/cm2 las cimentaciones se realizan en hormigón?

5. Nos remitimos -para enmarcar la respuesta- al punto 4. (tensiones habituales de trabajo de los materiales). Si vamos a ponernos en contacto -y equilibrio- con un material 'suelo' que trabaja en compresión (¡sólamente!) a tensiones del orden de unidades (1,2,3... kp/cm2) nos bastaría hacer (poner encima) cimientos de 'ladrillos' e iríamos 'sobrados' (de hecho hay muchas cimentaciones de fábrica).

Además el acero tiene un talón de Aquiles tremendo: se oxida. El suelo suele estar húmedo (continua o temporalmente) con lo que se echaría a perder en pocos años.

 

 

Conclusión: entendemos que debes ser guiado más pausadamente en la 'escalera' del conocimiento de las estructuras (permítasenos el símil). El paralelo con el tema de incendios sería empezar con cómo apagar el incendio de las Torres Gemelas... habrá que ir dosificando cauta y operativamente el conocimiento para no desesperarse.

Recomendación: para iniciarse -sin sentirse inútil, memo o calamidad- en el entendimiento de las estructuras hay un libro muy útil (al menos) que es : 'estructuras para arquitectos' de Mario Salvadori y Robert Heller -ed. CP67- de 1987. Es tipo bolsillo y no pretende en ningún momento dejar claro que los autores son auténticos genios y el lector un simple imbécil... como desafortunadamente pasa con mucha bibliografía que pretende apabullar y establecer 'distancias' en vez de ser una guía clarificadora para iniciarse o perfeccionar conocimientos.

 

Agradecido

Eufe.

 

 

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Determinación del módulo de balasto sin ensayos de placa de carga

(De Andrea Díaz) 16/09/03

 

Hola, en primer lugar agradezco tu interés en compartir tus conocimientos, lo cual en mi caso ha sido de gran ayuda.

Mi pregunta está relacionada con el coeficiente de Balasto, tema ya antes mencionado en tus páginas.

Me ha tocado investigar con respecto a este tema y me he encontrado con tablas en las cuales se recomiendan rangos de K para un determinado tipo de suelo (After Barkan, Whitman, Ricahart). También hay fórmulas para ser utilizadas en losas de fundación las cuales están en función de las dimensiones de la losa (L, B), de la relación de Poisson y del módulo de rigidez, además se distinguen formulas para cada movimiento, ya sea vertical, horizontal, etc. 

Ahora tú en una página realizaste un ejemplo para una losa de cimentación, pero partiendo de un valor único determinado a través del ensayo de placa de carga. 

Mi problema es que yo no cuento con este ensayo en el informe de mecánica de suelos y necesito caracterizar cada estrato con los parámetros geotécnicos, entre ellos “k”. Entonces no sé de que manera sería más apropiado determinar k, de tal forma de tener un error mínimo.

El fin de todo esto es realizar dos modelos del sistema suelo-fundación, uno en el programa Ram advance y otro en el programa Algor, en éste último consideraría todos los estratos hasta una profundidad determinada por el bulbo de presiones, lo cual no ocurre en el primer caso.

 

Andrea Díaz

 

 

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Sobre el ensayo PLT y Bieniawski (De Estela Valencia Carballar) 11/09/03

 

He estado visitando vuestra página y me ha parecido muy útil. Tengo una pregunta a la que llevo dándole vueltas varios días, es referente al Ensayo de Carga Puntual.

De este ensayo obtenemos Is y existen unas determinadas relaciones entre este valor y la compresión simple. Ahí surge mi pregunta:

¿Cuál es la fórmula según Bieniawski que relaciona el Is con la compresión simple?.

 

Os agradecería vuestra respuesta.

 

Un saludo,

Estela Valencia.

 

Respuesta (De Frankie) 15/10/03

 

Buenas Estela.

 

Bieniawski propone una relación entre Is (para testigo de 50 mm) y qu del orden de

qu = 24 Is (50),

de todas formas, viendo la gráfica de Bieniawski uno piensa...

 

... para rocas blandas esto es muy dudoso (la dispersión es del 50%)

... para rocas foliadas (cuando haces el ensayo y rompe por una discontinuidad) tampoco vale

... para testigos de calidad deficiente (baja relación de esbeltez) tampoco es muy fiable

 

entonces... ¿para qué vale?.

 

Bien, pues para hacer de una muestra una gran cantidad de ensayos, y de ahí sacar un promedio (vamos, que como es un ensayo barato, pues si no es con una población que te permita estimar la variación debida al método, no es muy representativo).

Y... no sé... digo yo que a lo mejor el tema va por ahí.

 

Un saludo.

 

Frankie

 

PD.: Por cierto, felicidades por la página, realmente da gusto ver que todavía hay gente que comprende que el conocimiento no vale para nada si no se comparte, ¡¡¡enhorabuena!!!.

 

 

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A vueltas con el módulo de balasto.

(De Henry Bill Gutiérrez) 25/07/03

Estimado gestodedios:

He leído con mucho detenimiento las observaciones al cálculo del modulo de balasto para diseño de losas de cimentación.
Mi inquietud es la siguiente:

En diversos manuales y documentación de software de diseño, hacen referencia al valor de k unitario como el ensayo de placa referido a un diámetro de la placa, por ejemplo de 76 cms. (José Calavera), y en otros se refieren a una placa cuadrada de 1 pie de lado. Se puede entender que de todas formas es un parámetro del suelo de fundación, interpretado como un valor unitario al cual debe calcularse el valor de k. En tablas de resumen donde se índica el tipo de suelo para varios rangos del valor de k, estos no hacen aclaración por el área de placa o si aquellas correlaciones se refieren al valor de k (entendiendose como ya calculado)

Me es imprescindible aclarar el asunto del k.

 

Henry Bill Gutiérrez, Ing. Civil

 

 

Respuesta (De Mecánica) 25/07/03

 

Estimado Henry:

Creo entender de tu pregunta que tratas de buscar un valor para el módulo de balasto ligado al terreno, es decir, algo análogo a lo que ocurre con el valor de la resistencia. Cuando proyectas una cimentación, generalmente partes de un valor de tensión admisible del terreno, digamos por ejemplo 10N/mm2, independientemente del tamaño de tu cimentación, ahora bien, lo mismo no es del todo aplicable para el módulo del balasto.
 

El módulo de balasto está íntimamente ligado al tamaño de la placa (de la placa con que se hace el ensayo o de la que conforma la cimentación), y por tanto su valor no es una constante para un suelo dado.

Para comprobar las deformaciones de un elemento tipo losa, viga flotante, etc. puedes partir de los resultados de un ensayo de placa de carga. Este ensayo generalmente se realiza con placas circulares de 750mm de diámetro o con placas cuadradas de 300mm de lado (1 pie), como bien apuntas. El siguiente paso es hallar el módulo de balasto de tu placa, y para ello variará la formulación según de qué ensayo hayas partido.

 

El único parámetro que podríamos suponer 'del suelo' y que quizás podría asemejarse a lo que creo que estás buscando es válido exclusivamente para placas de pequeño diámetro y por tanto no extrapolable a placas de gran tamaño ya que supone un comportamiento elástico del terreno [1]. Éste sería el producto del módulo de balasto por el área de la base de la placa:

    cte = k/A (Fuerza/Area-> kN/m),

constante que nos recuerda a la rigidez de un muelle por sus unidades.

 

Así suponemos que un ensayo sobre placa circular de 750mm de diámetro (kc,750) arrojaría los mismos resultados que otra cuadrada de 665mm de lado (kcua,665), ya que ambas tienen el mismo área (o también kcua,300 = kc,340).

Para pasar a placas de gran tamaño lo anterior no es válido, y se deben usar las fórmulas empíricas de Terzaghi (ver geotecnia->Módulo de balasto a partir de ensayo de placa de carga).

 

Por último he de comentarte que me parece extraño que en la bibliografía especializada aparezcan tablas de coeficientes de balasto en terrenos, sin aclarar que para que tipo de placa se han considerado esos resultados. Si las unidades de dicho coeficiente son de (Fuerza/Volumen), unidades en las que se mide este módulo o coeficiente, debe anotarse para que placa sirven esos resultados. Así por ejemplo, en el apartado anterior de De Mecánica que trata sobre el módulo de balasto y al que he hecho mención más arriba, aparece una tabla de coeficientes de balasto para los distintos suelos tomada de Terzagui y que sirve para placas cuadradas de 300mm de lado. Para pasar a cualquier otra placa tendríamos que hacer unos pequeños cálculos.

 

Y con esto espero haber aclarado en algo tu pregunta.

Un saludo,

        gestodedios, De Mecánica

 

 

Referencias bibliográficas:

[1] Cálculo de estructuras de Cimentación. José Calavera. INTEMAC

 

 

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Sobre el detalle constructivo de unión entre losa de cimentación y pantalla de pilotes.

(De Andrés Ros Mazuecos) 14/07/03

Saludos.

Mi pregunta es:

¿Es necesario conectar una losa de cimentación a un muro pantalla de pilotes?.

 

Andrés Ros Mazuecos.

 

 

 

Respuesta (De Eufe) 15/07/03

 

Hola, Andrés
Hola, Ramón y hola a todos:

¡Ejem!, ...la pregunta -con perdón- es demasiado genérica incluso con el respaldo gráfico que se agradece. En todo caso la corrección de la solución deberá ceñirse a la máxima de que el detalle constructivo debe ser concordante (lo máximo posible) con la modelización adoptada en el cálculo. Si no contamos con la modelización, es siempre, muy arriesgado apostar por una solución razonada y correcta.

En pura teoría las pantallas se emplean [ref.1] cuando existen edificaciones próximas y/o existe nivel freático. ¿Deberíamos saber en qué caso/s estamos?

El empleo de losas de cimentación obedece generalmente a una o varias de estas razones:
- Bajas capacidades portantes del terreno.
- Alta (>70% aprox.) ocupación en planta de las zapatas teóricas tanteadas.
- Subpresiones.
- Minimizar defectos/falta de homogeneidad del terreno.
- Otras...

En cualquier caso debería plantearse la pregunta -genérica pero efectivamente- de los asientos respectivos de los dos elementos básicos que se pretenden enlazar. Y en consecuencia qué tipo de enlace es el pertinente para compatibilizar deformaciones.
 

En un primer tanteo habría que acotar o ahorquillar los descensos (¡o giros!) de la pantalla en la traza de encuentro con la losa, y, hacer otro tanto, para la losa. Lo probable es que la losa termine asentando algo más en términos relativos respecto a la cimentación profunda. si esto fuera así habría un riesgo de 'colgar' la losa a la pantalla, ...la pregunta por el momento sería elemental: ¿se han contemplado los efectos del 'colgarse' parte de losa a la pantalla?.
Lo que resulta indudable es que la losa actúa como apoyo -entendemos articulado o simple- para constituirse en reacción de la pantalla a esa precisa cota de la traza teórica.

Las dimensiones en planta de la losa (por retracción) y el diseño de la subbase deberán tenerse en cuenta (¿tira mucho la losa de la pantalla?, desliza bien la losa sobre los 'rodamientos' del encachado?).

Al hilo de la filosofía de el maestro Torroja: 'antes de calcular una viga hay que preguntarse si hay que ponerla', diríamos que antes de entrar en farragosos cálculos (con sobredosis de incertidumbre) debemos apostar por *desconectar* ambos elementos lo más posible a efectos mecánicos. ¡Ojo!, no 'retirarse' con la losa (ya se retirará por retracción algo) sino dejarla simplemente 'presentada' a fin de que sirva única y exclusivamente para materializar el apoyo a dicha cota en el cálculo de la pantalla.

Así pues, en mi opinión y quedando abierto a la pléyade de consideraciones que modificarían el enunciado así como otras opiniones más doctas, debería desconectarse el zuncho de borde de la pantalla, lo que no menoscaba que se estudie la junta constructiva con las consideraciones de junta de asiento, junta de hormigonado y junta de retracción.

Agradecido
eufe

 

Referencia bibliográfica:
[ref.1] Geotecnia y cimientos III 2ª parte. Cimentaciones , excavaciones y aplicaciones de la geotecnia.  J.A. Jiménez Salas y otros autores. (1980)

 

 

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Sobre cuantías mínimas en soleras.

(De Sánchez-Luis) 12/07/03

En primer lugar, te doy las gracias por tu página, resulta de gran interés y además es entretenida lo cual siempre es un gran valor añadido.

Mi pregunta es:

En una solera de hormigón,

¿cual es la cuantía mínima si formamos juntas de dilatación en paños de +- 30m2?.

¿ Es de aplicación B-500 S, 1,8 por mil en cada una de las direcciones?. Eso significaría parrilla 100x100x5 ó 150x150x6.

¿Y si es una solera sobre un forjado para formar un pavimento impreso y por tanto no está sobre el terreno?.

Sanchez-Luis, arquitecto.

 

Respuesta (De Eufe) 13/07/03

 

Hola, Ramón.
Hola Sánchez-Luis.

Las soleras, desafortunadamente, se vienen 'calculando' a ojo, y las 'oct' en la mayoría de los casos se las tragan hasta donde pone 'Toledo'. Pero una aclaración algo más amplia y a la par operativa es complicada. Hemos intentado ofrecer un cierto panorama -más abajo-, ...sin conseguirlo.

1) Las soleras o p.d.h (pavimentos discontinuos de hormigón) tienen su cálculo basado en el estudio clásico de Westergaard [ref.1]. Las compresiones que resultan en una losa de pavimento bajo cargas normales son modestas, mientras que las tracciones resultan bastante próximas a las que producirían la rotura del hormigón. El criterio del cálculo universalmente adoptado es el de mantener dichas tracciones por debajo de los límites admisibles.
Westergaard distingue tres casos -de posicionado de la carga puntual- respecto la unidad de losa a comprobar:
a.    Interior
b.    Borde
c.    Esquina (la más desfavorable)
Existen correcciones a estas propuestas por parte de autores como Bradbury, Bickett, Spangler y Teller & Sutherland. En todo caso los estudios el borde libre y ningún tipo de colaboración entre losas contiguas.

2) Una salida operativa -y legal- la ofrece la NTE-RSS (1973).

3) Tratar de enterarse sobre soleras con la inconsistente EHE adelantamos que es decepcionante. Debe ser que la calidad es un calificativo inaplicable a soleras también. En el artículo 31.1 -comentarios- (¡ojo! esto significa que *no* está publicado en el B.O.E.) se cita de pasada algo del problema de la fisuración superficial y los mallazos, ...ahora bien estos hombres se vuelven locos a la hora de pedir certificados, designaciones, fabricantes, identificaciones, diámetro nominal, tipo de acero, condiciones técnicas de suministro, sección equivalente, geometría del corrugado, características mecánicas mínimas, características de adherencia, soldabilidad, ...en fin, una serie de temas que obsesionan siempre a los ponentes de la norma y concuerdan plenamente con la de ese eterno feligrés que en la misa de doce, está preocupado e inquieto -durante toda la celebración- porque le queda algo estrecha la sotana al cura.

En resumen: a EHE le importa tres cominos lo que pueda pasar con una solera desde el punto de vista mecánico y racional.

4) En el impresionante libro [ref. 2] en el que se *explica* la ehe (???? de ahí lo impresionante), epígrafe 21.4.4 se cita otra 'joya' técnico-científica: "la aplicación de solera en una nave industrial se asemejará inicialmente a a una cimentación de hormigón en masa" con lo que se concluye que temas 'irrelevantes' como el comportamiento resistente del p.h.d. frente a un 'toro' (o 'fenwick') les trae sencillamente al fresco a estos coleccionistas de certificados de calidad de *los otros*, ...¡quede claro!
Sin embargo -y esto no es desdeñable- con el libro citado se concluye -conjunto con EHE- que se puede *legalmente* armar una solera con un mallacito y a correr, ...ya le sacaremos fotocopia al juez de la página 257 para que compruebe lo que pasa cuando uno va de la mano de 'los coleccionistas de certificados'.

¡A...migo!, pero si el hormigón en masa -acorde a EHE arts.: 8.2.2, 10.2, 26.1, 27, 30.5, 37.4.1, 52- es aquel que bien no lleva armadura o la armadura está mas distanciada de 30 ó 35 cm (depende de la pieza), ¿cómo nos tragamos lo de poner un mallazo de más densidad?, ¿sigue siendo HM u HA? ...quizás se resuelva con otra carpeta de certificados de esos,....

.5) [ref. 3] En esta referencia se cita -pag. 43- que con 3 kp/m2 de acero en mallazo se pueden considerar armadas a mínimos en casos normales.

.6) Respecto a lo 'solera sobre forjado' entendemos que es un pavimento (las soleras se disponen sobre bases, sub-bases y explanadas). Es de aplicación la NTE-RST (1973).

agradecido
eufe

 

 

Referencias bibliográficas:
[ref. 1] Losa de hormigón para asiento de vías ferroviarias.  Jesús Miguel Sauras Viñuales (Dr. ICCP). Serie monográfica de la agrupación de fabricantes de cemento de España nº2. (1974)
[ref. 2] La EHE explicada por sus autores. Autores varios. (2000)
[ref. 3] Pavimentos industriales de hormigón. Jose Javier Díez González (Dr. ICCP).  Serie monográfica de la agrupación de fabricantes de cemento de España nº8. (1975)
 

 

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¿Qué es un relleno controlado?

(De Francisco Aravena Leyton) 30/06/03

 

Un gran saludo a los creadores de esta página.

Mi consulta es la siguiente: necesito saber qué es el "relleno controlado" y los tipos de materiales usados para esto.
 

Atentamente:

Francisco Aravena Leyton

 

Respuesta (De Jontxu Prieto) 03/08/03

 

Es un relleno realizado con materiales de los que se conocen todas sus características y suele ser homogéneo, por ejemplo grava o escollera, de esta manera se puede controlar que variables pueden suceder en el tiempo, el comportamiento del relleno, capacidad drenante, etc.

 

Jontxu Prieto.

 

 

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Consulta sobre documentación sobre rellenos estructurales.

(De Juan Ramón Cueva) 11/06/03


En primer lugar un cordial saludo y gracias anticipadas por vuestra colaboración.Tengo un problema con una edificación cuya cimentación está sobre unos rellenos, y se han producido algunos asentamientos. ¿Donde puedo encontrar documentación sobre este tipo de problemas y sus posibles soluciones?
 

Un cordial saludo
José Ramón Cueva
 

Respuesta (De Mecánica) 11/06/03

Hola José Ramón.

A buen seguro que existe muchísima información sobre la patología debida a la cimentación sobre terrenos de relleno, pero en principio podrías echar una hojeada al libro del arquitecto técnico Francisco Serrano Alcudia: 'Patología de la edificación. El lenguaje de las grietas', publicado en su segunda edición el 2002 por la Fundación Escuela de la Edificación.

En este libro se dedican los capítulos 2,3,4 y 5 a patologías relacionadas con el suelo: suelos colapsables, suelos expansivos, subsidencia1, rellenos (5.4 Edificio en Cuenca), etc.
Cada caso es analizado siguiendo el mismo tratamiento: a partir de una descripción del edificio y del terreno, así como de una descripción gráfica de los daños,  se realiza un análisis y se emite un diagnóstico y una solución si la hay. Trata casos reales y los complementa con fotografías y croquis.

 

También entre la bibliografía de la UNED, está el libro Mecánica del Suelo y Cimentaciones (UD. 3) de Jesús Serra Gesta, Carlos Oteo Mazo, Ana María García Gamallo y José María Rodríguez Ortiz, donde podrás encontrar el capítulo XVI (mi versión, de la que te hablo es de 1996) dedicado especialmente al caso de construcciones sobre rellenos.

 

Otra referencia es el Curso de patología editado por el COAM (1993), en cuyo primer tomo podrás encontrar dos capítulos de interés: Cap. 6 Cimentaciones y contenciones, asientos, grietas y  fisuras; y Cap. 7 Cimentaciones y contenciones, técnicas de refuerzo y recalzo. Ambos capítulos están escritos por D. Mariano García López, catedrático de la UPM. Estos temas si bien no son específicos del tema de los rellenos, dan una información general interesante sobre la manifestación de estas patologías y su posible solución.

 

Bueno, espero que con esto tengas para empezar. Si olvidé algún otro texto interesante, o los visitantes de De Mecánica me lo comunican, lo iré añadiendo.

 

Un saludo,

gestodedios, De Mecánica.

 

1 Subsidencia: hundimiento paulatino del suelo, originado por las cavidades subterráneas producidas por las extracciones mineras. (Del Diccionario de la R.A.E)
 

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