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Actualizada 05/11/07

 Consultas. Geotecnia y Cimentaciones - 2

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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 - 2:

 

- Sobre el arriostramiento en zapatas distanciadas. (De Israel S. O.) 30/07/04

   Respuesta: Eufe, 31/07/04

- Sobre el módulo de elasticidad en suelos. (De Carla Cáceres) 22/07/04

   Respuesta: De Mecánica, 29/07/04

- Sobre una cimentación mediante losa y pozos. (De Floro) 6/06/04

   Respuesta: Eufe, 7/06/04

- Sobre los problemas de filtración en soleras de hormigón. (De Rafael Marrero) 5/05/04

  Respuesta: Eufe, 13/05/04

  Respuesta: Amadeo D.F.N., 9/01/05

- Sobre la relación entre la velocidad de las ondas y la consistencia del terreno en sísmica de refracción. (De Nöel) 15/04/04

  Respuesta: Eufe, 18/04/04

- Sobre información acerca de pantallas de pilotes.(De Juan Tomás) 7/04/04 

  Respuesta: Eufe, 11/04/04

- Sobre asientos diferenciales.(De Sebastián) 29/03/04 

   Respuesta: Eufe, 2/04/04

   Respuesta: Juan Carlos del Pozo, 2/04/04
- Sobre el ensayo de contenido de sulfatos solubles.
(De Estela) 29/03/04 

  Respuesta: Asysan, 21/02/05


 

 

Estructurín contra fuego

CONSULTAS GEOTECNIA Y CIMENTACIONES

Sobre el arriostramiento de zapatas distanciadas .

(De Israel S. O., 30/ 07/04) - España

 

Estimados Srs. :

Quisiera saber si me podrían aclarar unas dudas relativas al atado de una cimentación. Esta cimentación sirve de soporte a un gimnasio en una escuela de educación primaria. La normativa de la Consejería de Educación y Ciencia de la Junta de Andalucía establece una luz libre mínima de 12×14 metros una altura libre de 4 metros.

El problema surge cuando en esa misma normativa se establece que los elementos de cimentación perimetrales serán arriostrados en sus dos direcciones principales independientemente de la aceleración sísmica de la zona. Estos elementos se dimensionan únicamente para resistir esfuerzos de

compresión y tracción pero establece la condición de que la esbeltez de esta viga de atado sea inferior a 35. Teniendo en cuenta que la distancia entre zapatas es de 13 metros (aproximadamente), el canto de esta viga de atado es bastante elevado.

Por otra parte, la NCSE establece como posibilidad de arriostramiento el empleo de una solera, siempre cuando, además de otras limitaciones, dicha solera rodee completamente al elemento (es decir, un pilar interior). Obviamente, esta solera puede considerarse, en el caso de un soporte exterior, como un elemento de arriostramiento solo en uno de los sentidos, ya que en el otro no existe solera.

Después de todo lo expuesto, la pregunta seria la siguiente.¿Que opcion u opciones tengo para el atado de la cimentación?

 

Israel S.O.

 

Respuesta

(De Eufe,  31/ 07/04) - España

 

Hola Israel, hola Ramón y a todos.

Parece que la redacción de normas es tan compleja y absorbente que no deja tiempo ni para analizar la realidad. El problema de base -suponemos- es la estudiar (y resolver) la posibilidad de desplazamiento horizontal de una zapata ejecutada en un terreno de parámetros normales. Las zapatas más comprometidas en esta casuística son las pequeñas, (corolario: poco cargadas) y someras, en posiciones perimetrales. El ejemplo clásico se encuentra en las zapatas de un porche de vivienda unifamiliar. En el caso que describes la posibilidad de desplazar -horizontalmente- una zapata no es ni mucho menos fácil -incluso proponiéndoselo concienzudamente-.

Las fuerzas de rozamiento a vencer (fondo y paredes), y el empuje pasivo real (la norma NBE-AE/88 lo omite en el primer metro por seguridad) hacen que el empeño resulte casi inviable incluso contando con potente maquinaria. El atado de zapatas -indeclinable sólo en casos muy concretos- forma parte del magistralmente concebido vademécum de supersticiones estructurales del maestro José Luis de Miguel, que -por cierto- es el difusor de la idea de arriostrar con soleras. (Incluso en casos de pilotaje) ahora bien, si una normativa lo pide, no quedará otra que contar con ella (se debe delinquir dentro de la ley). Si piden una esbeltez (geométrica entendemos) máxima de 35 y te resulta el canto bastante elevado puedes intercalar dados (zapatas auxiliares) intermedios de un espesor ligeramente superior al se la sección de la pieza de atado (para nada es necesario que estén cargadas) y cumplir la norma, con secciones francamente pequeñas. La pregunta filosófica sería ¿cuando una viga de atado se convierte en zapata y viceversa?,... recomendamos la lectura de Nicolás de Cusa para aprender a leer la realidad (y paralelamente usar la norma sólo lo justito) ahora bien, en un elemento enterrado (no fácilmente revisable) no aconsejaríamos piezas diminutas.

 

Agradecido,

Eufe.

 

 

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Sobre el módulo de elasticidad en suelos.

(De Carla Cáceres,  22/ 07/04) - España

¡Hola!.

Estoy averiguando acerca del módulo de elasticidad del suelo, que como ya sabemos varía de acuerdo a la profundidad. ¿Sabéis dónde puedo encontrar información sobre este tema?, es que en los libros dicen que es variable, pero nada más que eso.

Espero me respondáis, ¡por favor!

 

Gracias. ¡Ah! ¡buena vuestra página!

Carla

 

Respuesta

(De De Mecánica,  29/ 07/04) - España

 

Estimada Carla.

Creo entender que andas buscando dónde conseguir el valor del módulo de elasticidad o deformación de un suelo y que no encuentras estos datos en la bibliografía.

Verás, en general dada la heterogeneidad de los terrenos dicho dato se extraerá necesariamente  a partir de ensayos "in situ" como por ejemplo el presiométrico (Menard), el de placa de carga o más recientemente (Marchetti 1980) el de dilatómetro de placa plana.

Si deseas ver la formulación necesaria para ello puedes buscar en literatura sobre ensayos, entre otros te puedo recomendar:

CASSAN, MAURICE . "Los ensayos in situ en la Mecánica del suelo, su ejecución e interpretación". Editores Técnicos Asociados S.A. Tomo 1. Barcelona, 1982.

BRAJA M. DAS. "Principios de ingeniería de cimentaciones". International Thomson Editores. Cuarta Edición. 2001. [Información respecto al dilatómetro de placa plana]

 

Por otro lado, también existen correlaciones con otros parámetros geotécnicos. Por ejemplo para arenas normalmente consolidadas y sumergidas existe la correlación  de Webb:

E(kp/cm2)= 5 (NSPT + 15).

 

Recibe un saludo,

gestodedios, De Mecánica.

 

 

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Sobre una cimentación mediante losa y pozos.

(De Floro,  6/ 06/04) - España
 

Hola, en primer lugar felicitaros por vuestra página.

Desearía que me dierais vuestra opinión sobre una solución de cimentación que se ha tomado en una obra. La resistencia admisible del terreno es de 1,50 kp/cm2 a -3,0 m de profundidad, por lo que la cimentación propuesta es una losa de cimentación de 0,50 m de canto a una profundidad de -1,0 m y se baja en lugares puntuales esta losa hasta la cota de -3,0 m mediante pozos de hormigón en masa. Yo entiendo que si la superficie del solar a edificar es de por ejemplo 150 m2 y por tanto la losa tiene esa superficie, el que se baje por ejemplo en 10 puntos de la losa con pozos hasta la cota -3,0 m donde el terreno tiene una resistencia mejor, hace que la losa se comporte como un forjado apoyado en pilares (que serían los pozos). Pero el problema es que la losa está apoyada también en el terreno y entrará en carga ya que las longitudes entre los pozos son importantes (de 15 m, 12, 17, etc). No entiendo bien como trabajará esta cimentación, si puede dar problemas, como se puede modelizar, etc.

¿Qué opináis?.

Dándoos las gracias de antemano, recibid un fuerte saludo.

Floro.

 

Respuesta

(De Eufe,  7/ 06/04) - España

 

Hola, Floro

Hola, Ramón y hola a todos.

Para empezar agradecerte la confianza. Si bien se debe ordenar el orden del proceso (y que sigas confiando en esta página).

 

1º Se debe contar con un estudio geotécnico, máxime cuando el terreno planteas dudas iniciales. En contra de la creencia popular el estudio geotécnico 'abarata' el coste de cimentación. Salvo en casos muy trillados y obvios el geotécnico se paga por si solo cuando nos permite abaratar la cimentación al afinar excavación, tensión admisible,... etc. No digamos si salta algún problema de patología una vez hecha la cimentación.

Nunca se insistirá suficiente en que no tiene sentido hipotetizar extrañas soluciones de cimentación sin contar con (o a espaldas de) un estudio geotécnico. En todo caso es delicado poner unos cuantos millones de obra encima de una cimentación de la que no tenemos estudio. Aclarar esto al propietario debe ser anterior a toda toma de decisiones.

2º Con todo respeto y las precauciones al uso, nos parece 'contradictorio' mezclar tipologías distintas de cimentaciones, y por tanto desaconsejable.

Los comportamientos genéricos de cimentaciones superficiales (o someras) no son compatibles en principio con las cimentaciones semiprofundas (pozos).

3º Si la ocupación -en planta- del plano de cimentación es de 150 m2 -orientativamente- podríamos pensar en un cuadrado teórico de 12,25 de lado. Disponer de unos diez pozos en cierta trama regular no lleva a distanciamientos tan grandes como los que se sugieren.

4º El hipotético caso de tener una losa trabajando indistintamente como losa de cimentación y losa aérea es delicado, y, estudiar la envolvente de tales casuísticas, realmente desconcertante. De mano, -se me ocurre- los recubrimientos nos jugarían una mala pasada en el brazo mecánico.

Para concluir, recordar el siempre operativo motto del maestro De Miguel: "el cálculo es únicamente la sanción de un planteamiento".

 

Agradecido

Eufe.

 

 

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Sobre los problemas de filtración en soleras de hormigón.

(De Rafael Marrero,  05/ 05/04) - España

 

Vamos a ver si lo explico con claridad:

Tengo una arqueta realizada en la solera de un depósito de hormigón, dicho depósito (almacenamiento de agua) tiene una pérdida de aproximadamente 5 cm. diarios de altura de agua, lo que supone un total de unos 50 m3, como ves es una pérdida importante posiblemente debida a alguna fisura inapreciable a simple vista en el interior de la arqueta. Tras vaciar el depósito observamos que por la susodicha arqueta se filtra agua.

Con el depósito vacío llenamos únicamente la arqueta: altura de agua 0,4 m., sección 0,5x0,5 y observamos que la primera hora pierde 5 cm. de agua, la segunda 1,5 cm de agua y la tercera 0,5 cm. de agua, es decir, a menor cantidad de agua (altura de agua sobre el fondo) menor es la pérdida.

Cuando el depósito estaba lleno con 3 m. de agua de altura sobre el fondo (serían 3,8 m. sobre el fondo de la arqueta ya que la arqueta tiene 40 cm. desde el fondo hasta la tubería de desagüe y 40 cm. sobre dicha tubería) es cuando se produce la pérdida de 5 cm./día sobre el global del agua que contiene el depósito.

Si se ha entendido bien el galimatías que he explicado arriba, las preguntas que me gustarían hacer son:

-¿La pérdida que se produce en el depósito podría originarse en su totalidad por la fisura detectada por la arqueta? pregunto esto por que si con 40 cm. de altura de agua pierde en una hora 0,5x0,5x0,05=0,01 m3 de agua, tal vez con 3,8 m. de columna de agua sobre la arqueta podría perder la cantidad total que pierde el depósito que es de unos 50 m3 cúbicos (¡¡sí, ya sé que es mucha diferencia!!).

-¿Existe algún tipo de formulación que me permita determinar una relación entre el volumen de pérdida de la arqueta y el volumen de agua de pérdida del depósito, (pérdida que se produce a través de una sección constante)?

La idea es encontrar "el coladero por donde se pierde el agua" antes de volver a llenar el depósito y si bien la arqueta tiene pérdidas no sé si por ella se puede producir TODA la pérdida que tiene el depósito con los 3,8 m. de altura de agua sobre fondo de arqueta

Si a alguien se le ocurre algo o conoce alguna formulación para relacionar la pérdida que se produce en la arqueta con la del depósito, quedaré eternamente agradecido.

 

Rafael Marrero.

 

Respuesta

(De Eufe,  13/ 05/04) - España.

 

Hola Rafael, hola Ramón y hola a todos.

No nos describes la construcción y detalles del depósito, ni la operación efectuada en su primer llenado, cuestiones estas que perfilarían algo mejor el marco de patología que describes. Sólo podría hipotetizar en el caso de gunitado el índice de rebotes altos en diedros y triedros. La retracción plástica e hidráulica podrían estar involucradas al existir diferencias ostensibles de masa de hormigón en la arqueta y alrededores. Tampoco sabemos del terreno y su susceptibilidad a los cambios de humedad. Aclaraciones en los aspectos comentados ayudarían a perfilar el cuadro de patología para orientarnos a las causas.

 

Agradecido,

Eufe.

 

 

Respuesta

(De Amadeo D.F.N.,  9/ 01/05) - España.

 

Hechos constatados:

1ª El depósito se vacía cuando esta lleno,

2º La arqueta pierde en cuanto se la llena.

 

Respuesta:

No es la solución más adecuada colocar una arqueta como elemento de conexión entre la tubería de desagüe de fondo y el deposito, y de eso ya te acabas de enterar.

Solución: romper hasta descubrir el tubo y embridar un codo (no pegar). Colocar una brida plana para la toma e introducir una lámina de PVC, que solape más que la arqueta. Limpiar bien la zona afectada, y aplicar resina epoxi y hormigonar con árido de sílice limpio y con abundante hormigón. Dejar reposar una semana. Llenar el depósito y servir frío.

No se trata de una solución estructural, pero la mejor manera de resolver un problema es no generarlo.

 

 Amadeo DFN

 

 

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Sobre la relación entre la velocidad de las ondas y la consistencia del terreno en sísmica de refracción.

(De Nöel,  15/ 04/04)

 

Hola...  a ver si me podéis arrojar algo de luz sobre la siguiente duda, que puede que no tenga solución.

¿Existe alguna posible correlación entre los registro de velocidad de las ondas (m/sg), que se obtienen a través de los perfiles de sísmica de refracción y la compacidad/consistencia de los materiales?, ¿se pueden reconocer blandones y rellenos del terreno?.  Si lo conocéis decidme donde

puedo encontrarlo.

 

Gracias,

Noël.

 

Respuesta

(De Eufe,  18/ 04/04) - España.

Hola Noël, hola Ramón y a todos.

Bajo el epígrafe métodos sísmicos sí puedes encontrar una información clara en ‘Geotecnia y cimientos II. Mecánica del suelo y de las rocas -1981- J. A. Jiménez Salas y otros autores, pg.1060 y siguientes. También en Ingeniería geológica -2002- Luis. I. González de Vallejo (coordinador), pg. 332 agradecido,

Eufe.

 

 

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Sobre información acerca de pantallas de pilotes

(De Juan Tomás,  7/ 04/04) - España.

Hola.

Mando este correo para ver si alguien me puede ayudar, ya que necesito hacer un trabajo sobre "pantallas de pilotes", y estoy un poco perdido al ser un recién llegado a la mecánica de suelos, toda la información que consigo es sobre los pilotes en cimentaciones, pero agradecería que alguien me ayudase a buscar información sobre las series de pilotes orientados al sostenimiento.

Gracias por todo y disculpad las molestias.

 

Atentamente

Juan Tomás.

 

 

Respuesta

(De Eufe,  11/ 04/04) - España.

Hola, Juan Tomás.

Hola Ramón y hola a todos.

Ciertamente la bibliografía sobre pantallas ha sido escasa, pero los cuatro últimos libros darán una visión no sólo actualizada sino amplia de este tema:

 

- Construcciones metálicas –1978- V. Zignoli.

- Geotecnia y cimientos III 2ª parte. Cimentaciones , excavaciones y aplicaciones de la geotecnia’–1980- J.A. Jiménez Salas y otros autores.

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

- Curso de rehabilitación 4. La cimentación -1984- José María Rodríguez Ortiz.

- Pantallas para excavaciones profundas. Construcción y cálculo -1995-, Carmen Rodríguez Liñán.

- Principios de ingeniería de cimentaciones -1999- Braja M. Das.

- Jornadas Técnicas Semsig-Aetess 1ª sesión Pilotes para Edificación (col. CEDEX) -2001- varios autores

- Jornadas Técnicas Semsig-Aetess 2ª sesión Muros pantalla en ámbito urbano (col. CEDEX) -2002- varios autores.

 

Agradecido

Eufe.

 

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Sobre asientos diferenciales

(De Sebastián,  29/ 03/04) - Valencia (España)

Hola:

Estoy tratando de encontrar las tolerancias admisibles para aplicar al caso de una vivienda unifamiliar que por fallo de la cimentación, al estar levantado sobre ladera con rellenos, se ha inclinado 1/89, ángulo de distorsión, y declararla en ruina por fallo de la calidad. Así pues, tanto el solado de la vivienda como los muros están dañados y posiblemente no ha terminado la consolidación del terreno todavía. La casa tiene tres años y soy el perito judicial.

La diferencia de cota de una esquina a otra por el interior es de 19 cm; las puertas se abren o cierran solas y han aparecido numerosas grietas en los muros.

Muy posiblemente mediante micropilotes se pueda estabilizar, pero esa inclinación no se puede recuperar ya.

¿Cuál es vuestra opinión al respecto, conocéis normativa sobre asientos diferenciales máximos (1/500 sería lo máximo)?

 

Sebastián.

 

Respuesta (De Eufe)

2/04/04 - España

 

Hola Sebastián, hola Ramón y hola a todos.

 

Una construcción en ladera es siempre un tema delicado. Queremos imaginar que se cuenta con un estudio geotécnico según decreto 462/1971 de 11 de marzo, aunque es imposible hipotetizar más allá al desconocer las particularidades del suelo, estratigrafía, posible buzamiento, etc.

La declaración de ruina es una figura legal a la que se llega -en su caso- al comparar el costo de las reparaciones con el costo de la edificación. Para tener un presupuesto creíble y operativo de las reparaciones habrá que tener un proyecto, y obviamente el geotécnico de referencia. Trabajar sin estos documentos no sólo es poco operativo sino harto arriesgado. En todo caso, los criterios de distorsión angular dependen de autores (Sowers 1962; Bjerrum 1963; normas polacas; Meyerhoff 1977). La NTE-EHP (1988) considera el L/500 que viene a atender el problema de las tabiquerías y se admite comúnmente como bien citas. Se puede pensar en estabilizar la edificación, el terreno o ambos, el cosido con micropilotes tipo pali radice (Fondedile) y el concurso de muros de contención podrían servir. No obstante volvemos a la necesidad operativa del estudio geotécnico.

Agradecido,

Eufe

 

Respuesta (De Juan Carlos del Pozo)

2/04/04 - España

 

 

Hola a todos los amigos de De Mecánica.

 

Estimado compañero.

Sobre ese particular sólo sé tres cosas. A saber.

En cuanto a la bibliografía:

Título: Patología de la Edificación. El lenguaje de las grietas. Autor: Francisco Serrano Alcudia. Editorial: Fundación escuela de la edificación. Año: 1999.

En cuanto a lo que se dice en el libro, que reproduzco textualmente del apartado 1.4.2. Distorsión angular:

Según los criterios de Skempton y McDonal completados por Bjerrum considerados como más usuales para distorsiones angulares admisibles, tendríamos:

1/500 Límite de seguridad para edificios donde no se permite fisuración.

1/300 Aparición de fisuras en muros y tabiques.

1/250 Límite de daños estructurales considerables.

Para luces ordinarias del orden de 5 metros, los asientos diferenciales a que se refieren los criterios anteriores son 1 cm, 1,7 cm y 3,3 cm. Una cifra semejante a 17 mm es la indicada por Terzaghi y Peck como asientos diferenciales admisibles en la mayoría de los casos.

En cuanto a mi opinión personal subjetiva:

A falta de cálculos exactos de tensiones normales y tangenciales provocadas por los esfuerzos, nunca rebasaría el 1/500, siendo además una cifra que aparece como flecha máxima admisible en forjados en la actual EFHE.

 

Atentamente.

Juan Carlos del Pozo

 

 

 

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Sobre el ensayo de contenido de sulfatos solubles

(De Estela Valencia,  29/ 03/04) - España
 

A ver si me podéis resolver esta duda, os estaría muy agradecida:

Realizamos un ensayo de contenido en sulfatos solubles según la norma UNE 103 201 y obtenemos como resultado un % en sulfatos de 1,312. Pero según la norma para obtener el contenido en yesos hay que multiplicar el valor anterior por 2,1505 con lo que obtenemos un % de yesos del 2,821. Mi pregunta es: ¿Cómo es que el contenido en yesos puede ser mayor que el contenido en sulfatos de una muestra?

 

Espero vuestra respuesta.

Un saludo,

Estela.

 

Respuesta (De Asysan)

21/02/05 - España

 

Estimada Estela:

Como bien indicas, es CONFUSO denominar el ensayo de la norma UNE 103.201:1996 "Determinación cuantitativa del contenido en sulfatos solubles de un suelo" para posteriormente calcular y expresar el resultado en base al SO3 (trióxido de azufre), pero bien:

1-Es común expresar el contenido en SULFATOS (SO4=) como trióxido de azufre para evitar tener que LIGAR el anión sulfato con un catión (como es el Ca2+), lo que puede llevar a confusiones, en cambio si ya sabes cuanto tienes de SO3 es fácil calcular cuanto debería haber del sulfato de interés como en el caso del de Calcio Bihidratado (mineral de Yeso).

2- Por estequiometría si la masa molecular del SO3 es 32+3*16=80 y la del Yeso mineral (CaSO4.2H2O) es de 40+32+16*4+4+16*2=172 entonces la proporción de la masa de sulfato de calcio bihidratado (yeso mineral) a trióxido de azufre es de: 172/80 = 2,15 como bien se comenta en el texto de la norma.

 

Asysan.

 

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