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FORO GEOTECNIA Y CIMIENTOS

CONSULTAS GEOTECNIA Y CIMIENTOS, FEBRERO-ABRIL 2009


ref. Geo-01_29/04/09

SOBRE EL ÁNGULO DE ROZAMIENTO DE UNAS CALIZAS

De Carlos López Escobar - España


Hola a todos:

Mi nombre es Carlos López-Escobar, y soy Ingeniero Técnico de Minas. Me encuentro realizando un estudio de estabilidad de taludes de una explotación minera, donde el principal recurso a explotar, es un paquete calizo, en que nos encontramos calizas de color gris, calizas oolíticas amarillentas y dolomias principalmente. Se encuentra en una zona seca, por lo tanto he elegido el ábaco nº 1 del método Hoek y Bray. Para el calculo del factor de seguridad me hace falta el ángulo de rozamiento interno de las calizas aunque no sé de donde sacar el dato, teniendo en cuenta, que el recurso varía bastante su compacidad en los distintos frentes, estando en algunos sitios muy compacto y en otros más suelto.

 

Agradecería enormemente, que me ayudaseis en esta cuestión. Gracias.

Carlos López Escobar.
 

 

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Respuesta:
De Frankie 07/06/09 - España


Estimado Carlos:

 

Aplicar los criterios del cálculo de estabilidad para suelos en caso de rocas es válido solamente en casos muy concretos, como por ejemplo:

a) Rocas muy poco competentes (muy meteorizadas, materiales poco litificados...)

b) Rocas cuyas discontinuidades tengan un espaciado tan pequeño respecto a la dimensión del talud, o que el talud tenga una escala tan grande que pueda considerarse que la roca se comporta como un «todo».

En la mayoría de casos, sin embargo, lo habitual es que la roca presente ciertas discontinuidades, y que no sean los parámetros resistentes intrínsecos del material los que gobiernen el proceso de rotura, sino la disposición espacial de estas discontinuidades y los parámetros resistentes en el propio plano de discontinuidad.

Evidentemente, el método de Hoek - Bray (el de los ábacos) nos puede servir para determinar el coeficiente de seguridad de un talud en caso de rotura a favor de una discontinuidad plana y cuyo buzamiento sea ortogonal a la dirección del talud, pero por desgracia, también hay que valorar otros casos: discontinuidades oblicuas, discontinuidades que se cruzan (roturas por cuñas), toppling... Un muestrario que en un foro es difícil de abarcar.

De entrada, ya sabes que lo primero que necesitaremos es una valoración estadística del relieve estructural del macizo, y la caracterización de las discontinuidades por familias, así pues, creo que te recomendaría cambiar de estrategia y valorar el caso que planteas desde una perspectiva diferente a la que planteas. No obstante... Si pese a todo quieres tener un valor orientativo (por los motivos que sean) de los parámetros de resistencia al corte de un macizo rocoso en su conjunto, puedes acudir a los postulados de Hoek y Brown, que está muy simplificada en una aplicación (Roklab) freeware y que fácilmente puedes obtener en la Web de Rocscience (empresa del Sr. Hoek). El programa es muy intuitivo, y entrando unos valores índice del macizo, te calcula automáticamente los valores de los parámetros resistentes según la construcción de Hoek - Brown (criterio de rotura no lineal) y la correlación de los mismos respecto a los parámetros resistentes de Mohr - Coulomb (criterio de rotura lineal, pero que no refleja bien el comportamiento del macizo) que entiendo es lo que buscas ojo porque los valores de cohesión y ángulo de rozamiento interno dependerán en este caso de la presión confinante (s3).

Para acabar... No más recordar lo que todos sabemos: más vale ser muy prudente cuando se usan aplicaciones informáticas cuando el resultado de las mismas son parámetros con cuyos órdenes de magnitud no estamos familiarizados... Ojito.

 

Suerte,

Frankie.

 

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ref. Geo-01_25/03/09

SOBRE EL PLANTEAMIENTO DEL CÁLCULO DE ZAPATAS AISLADAS

De Lucas - España

Normativa: EHE 08


Hola a todos, es la primera vez que me dirijo al foro aunque leo de vez en cuando con atención todas las preguntas y respuestas que se formulan. En este momento me gustaría formular una sobre el cálculo de zapatas aisladas, en concreto, cuando actúan momentos en dos direcciones, ya que me estoy elaborando una hoja de cálculo para su armado.

Es normal que parte de ella me resulte traccionada, así la comprobación geotécnica del elemento (tensión máxima) la realizo con el criterio que indica el profesor J. Calavera en sus publicaciones: esto es dividiendo el axil entre la superficie en planta y mayorándolo por un K de los ábacos de Teng en función de las excentricidades.

Una vez realizado el encaje geotécnico encuentro la duda del cálculo estructural. Mayoro las acciones y descuento los pesos de tierras y de la propia zapata. Con estas acciones aplico las hipótesis de Navier y compruebo que parte de la zapata está traccionada y por tanto no me vale esta teoría. En estos casos ¿Determino la tensión máxima de la misma forma que he indicado anteriormente (abaco de Teng) y considero tensión uniforme (esta máxima) del terreno sobre la zapata? En el caso habitual de elemento rígido la EHE da una expresión para determinar la tensión en el tirante traccionado pero necesito determinar la distribución de tensiones para introducir la resultante en la expresión.

 

Espero no haber enrevesado en exceso la explicación. Cualquier comentario será muy bienvenido. Gracias por adelantado a todos.

 

Gracias.

Lucas.
 

 

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Respuesta:
De Juan de Quesada 26/03/09 - España


Hola, pueblo:

 

Hete aquí una interesante cuestión, aunque planteada con cierta ambigüedad.

¿Deduzco se trata de una zapata aislada de planta cuadrada? ¿O rectangular? A desplantar a una profundidad no definida, pero que asumimos es superficial, por tanto el peso de las tierras de relleno es despreciable. También se deduce, cuando dices que la zapata está sometida a tracciones, te refieres a que su huella presiona solo parcialmente sobre el terreno bajo ella.

Pues bien, un modo sencillo de comprobar presiones en el terreno cuando el axil no coincide con el baricentro de la huella del cimiento, que equivale a un axil centrado concomitante con momentos, lo da el CTE, con la denominación de cimiento equivalente (creo recordar). Creo que Montoya, o Calavera, pues tampoco recuerdo bien, presentaban un ábaco para determinar el área de despegue.

En cuanto al cálculo estructural de la zapata ya es otra cosa. Generalmente se recurre a vigas de centrado para evitar que el cimiento trabaje en tales condiciones, forzando a una resultante prácticamente centrada. Según dices la zapata es estructuralmente rígida, es decir, v/h <2, por tanto, aplica el cálculo por el método de bielas-tirantes, aunque es perfectamente admisible calcular el armado como si fuese flexible, pero teniendo en cuenta que las longitudes de anclaje deberán corresponder a las exigencias de una zapata rígida.

Si finalmente te empeñas en dejar la zapata como doblemente excéntrica, es decir, sin la asistencia de una viga centradora, deberás tener en cuenta que la zapata estará sometida a un abanico de posibles solicitaciones, dependiendo de las distintas y posibles combinaciones de las acciones, o sea, infinitas posibilidades, salvo que se trate de una zapata de borde o de esquina, cosa que no aclaras. Es de suponer que las solicitaciones calculadas son las pésimas, o envolvente de todas las posibles previstas. Partiendo de esto Calavera, en su publicación de cimentaciones, muestra su cálculo, pero no puedo darte datos concretos porque mi documentación técnica la tengo a tres mil km, y mi memoria es de colador de malla muy abierta. 

 

Saludos de

Juan de Quesada.

 

Agradecimientos y aclaraciones:
De Lucas 31/03/09 - España


 

Gracias Juan por tu respuesta, es un placer desde luego leerte y que me arrojes luz sobre el tema. Te comento algunas de las ambigüedades de mi primera consulta:

La zapata aislada la planteo para la pila de un paso superior de carretera. Las condiciones del terreno para la cimentación son buenas y vamos a soluciones superficiales. Una única pila (es un paso de tablero no demasiado ancho) y por tanto debo asumir las «excentricidades» porque no puedo centrar las reacciones con atado entre los elementos.

La zapata es rectangular.

Las herramientas de cálculo habituales, al menos de las que dispongo para ello, no realizan correctamente el diseño y cálculo cuando encuentran parte de la zapata traccionada, como bien dices me refiero a que parte de ella se «levanta», la huella sobre el terreno no coincide con las dimensiones en planta. Es por esta razón que para no ir a dimensiones exageradas busco en la bibliografía, como comento, la publicación del profesor Calavera y encuentro el ábaco de Teng (que divide en 4 zonas según la forma de la huella que apoya sobre el terreno o posición de la fibra neutra como es realmente) y con un coeficiente K, que es conservador, me permite estimar la presión máxima sobre el terreno. En este punto, hablando de comprobación geotécnica, no tengo dudas en la aplicación del método y determinación de las dimensiones de la zapata.

La duda comienza a la hora de aplicar el método de bielas y tirantes. Es un elemento rígido (v/h<2) y la norma EHE indica ya la expresión de la tracción del tirante. Para su aplicación hay que conocer la distribución de tensiones del terreno sobre la zapata y he aquí mis dudas; ¡Cómo llegar a ella!

1) ¿Procedo de manera idéntica al cálculo geotécnico? Entonces me plantearía mis hipótesis de carga, mis envolventes de reacciones, deduzco mis axiles máximos y flectores concomitantes, mis flectores máximos y axiles concomitantes, etc... y aplico Navier. En caso de encontrar que parte del elemento trabaja a tracción ¿Volvería a emplear el procedimiento del ábaco descrito anteriormente para deducir la presión máxima?

2) En caso de proceder de esta manera (deducir del ábaco la presión máxima) ¿supongo una ley de tensiones en el elemento constante e igual a esta máxima o puedo pensar en alguna otra lineal con este máximo?

Espero haberme explicado mejor en esta ocasión. En cualquier caso no le daré más vueltas al tema y trabajaré sobre los acertados comentarios y orientaciones que practiquéis sobre la consulta.

 

Os agradezco enormemente el esfuerzo e interés de todos. Un saludo,

Lucas.

 

Respuesta:
De Juan de Quesada 11/04/09 - España


 

Hola a todos. Ahora te has explicado de PM, Lucas.

 

El caso es que todos pensamos que nuestros interlocutares están enterados de los detalles, pero lo cierto es que solo el que plantea la cuestión está al corriente de la situación. Verás, tu duda es la consecuencia de la divergencia entre el concepto de comprobar situaciones bajo condiciones de servicio, o bajo condiciones de agotamiento resistente. Desconozco si en el mundillo de la ingeniería de viales existe alguna normativa equivalente al CTE. En éste, para las cimentaciones por zapatas se comprueban las presiones de contacto en el terreno bajo cargas en condiciones de servicio, y el cálculo estructural de aquella simplemente se realiza mayorando los efectos de las acciones, aplicando un coeficiente de mayoración igual a 1,6, que no es lo mismo que mayorar las acciones tal como exige la EHE (no dispongo de la actual pero recuerdo la EHE anterior).

Si en cada combinación de acciones, para las distintas situaciones de proyecto, aplicas los correspondientes coeficientes de ponderación aplicables al ELU de resistencias mecánicas, obtendrás otras solicitaciones diferentes y, por tanto, distribuciones de presiones en el terreno diferentes a las que obtuviste bajo las cargas en condiciones de servicio. Es bajo estas condiciones (ELU) que has de dimensionar/comprobar la zapata. Es de uso y costumbre admitir distribuciones plásticas de tensiones de reacción del terreno cuando se trata de analizar el ELU resistente de la cimentación. Una idea de esto la da el CTE, apdo. 4.3.1.3. «Area equivalente de un cimiento»; la presión resultante, a modo de bloque rectangular, no deberá superar el doble de la presión admisible, o sea, los dos tercios de la presión de hundimiento.

Aunque sigo sin saber si las solicitaciones que obtuviste: momentos en las dos direcciones principales, eran concomitantes, o no. Si fueran concomitantes (Mx & My) estaríamos ante un problema de flexión esviada en la zapata, y hasta ahora no he encontrado a ningún "prestigioso" que se haya mojado en este perticular tema, pues si bien la flexión esviada está tratada para pilares (Montoya), en el tema de cimientos no he visto nada, y sería erróneo aplicar directamente la EHE, ya que solo contempla la flexo-compresión en zapatas según una sola dirección.

De todos modos te recomiendo que te hagas con el ACI-318, publicación del prestigioso American Concrete Institute. Busca en la red y mediante cheque bancario te lo remiten vía correo certificado, pues si lo pides a cualquier librería especializada en libros técnicos te cobrarán el triple de su costo. El ACI, como Instituto, tiene las mejores y más avanzadas publicaciones del mundo, solo hace falta un nivel escaso de inglés; por ejemplo, el tema del control de calidad del hormigón, que hasta la edición de la EHE no se había desarrollado, y mal, pues siguen empeñados en controlar aplicando estimadores basados en la dispersión, el ACI ya daba pautas de control estadístico a inicios del 70, considerando gráficos de control, medias móviles, recorridos medios móviles, etc., que apliqué en la construcción de la Central Nuclear de Ascó con una grandísima economía de ensayos de control (década de los 70, o sea que llevamos más de 30 años de retraso).

 

Un saludo de

Juan de Quesada.

 

Agradecimientos:
De Lucas 13/04/09 - España


 

Juan, es un placer leer tus comentarios e indicaciones. Conseguiré la publicación de ACI que citas e intentaré profundizar en el tema. En caso de llegar a conclusiones útiles escribiré nuevamente al foro para compartirlas. Una vez más agradezco el esfuerzo y atención a todos.

 

Un saludo,

Lucas.

 

 

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ref. Geo-03_24/03/09

SOBRE UN EJERCICIO DE SUBPRESIONES Y PILOTES

De Kelly Andrea Rodríguez - Colombia


Hola a todos. Debo realizar, el siguiente trabajo pero no encuentro información sobre la subpresión, quisiera saber si alguien me puede orientar sobre el desarrollo de este tema:

 

Un edificio de 1 piso de altura y 2 sótanos ejerce una presión a nivel de cimentación de 3 T/m2. La cimentación se apoya a 7,0 m de profundidad mediante una placa que deberá ser complementada con pilotes para soportar subpresión.

Si el nivel freático se encuentra a 1,0 m bajo la superficie calcule el número de pilotes, profundidad y diámetro requeridos para soportar tal subpresión si se trata de un suelo cohesivo con una cohesión constante de 2,5 T/m2.

Considere pilotes con profundidad mayor a 20 m bajo la superficie del terreno o nivel de primer piso. ¿Cuántos pilotes se requieren por metro cuadrado? ¿Cuántos pilotes se requieren si el edificio tiene un área de 20m x 30m?

Describa una alternativa para soportar la subpresión sin utilizar pilotes, sin afectar el nivel freático y sin variar el peso del edificio

 

Gracias.

Kelly.
 

 

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ref. Geo-02_24/03/09

SOBRE EL COLAPSO DE UNOS MICROPILOTES

De Francisco - España


Hola a todos:

 

Tengo un problema relacionado con micropilotes y espero alguien pueda orientarme. Se trata de la cimentación de unas estructuras para una central térmica. El suelo es realmente malo, los 6 metros más superficiales, son rellenos antrópicos, de tipo agresivo, seguido después de aluviales (mucho mejor) y arenas. La cimentación ya está ejecutada, al igual que el montaje de la estructura y los equipos. Los micropilotes fueron calculados a compresión y tracción, y aguantan sus 92 toneladas prácticamente al límite y el suelo lo mismo. Sin embargo, el cliente ha descubierto que siguiendo la Guía del Ministerio resulta que con los esfuerzos horizontales (que llegan a ser de hasta 5 toneladas en cabeza de micropilote, por efecto del viento) el terreno plastifica y acaban apareciendo unos momentos que hacen que algunos micropilotes colapsen. Concretamente, se trata de una cimentación de 18 micropilotes unidos por un encepado de 1 m de canto y unas dimensiones aproximadas en planta de 15m x 3m.

Está claro que siguiendo la Guía, para un micropilote estamos haciéndolo trabajar muy por encima de sus posibilidades, pero por otro lado, creo que debería tenerse en cuenta que son 18 en total con encepado que da mucha rigidez al conjunto. Este encepado, a mi entender transmitiría el cortante al terreno, sin embargo nadie es capaz de avalar esto. ¿Alguien sabe dónde puedo encontrar información al respecto o si me queda alguna otra opción que no sea recalzar la estructura con más micropilotes?

 

Gracias.

Francisco.
 

 

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Respuesta:
De Eufe 25/03/09 - España


Hola Francisco, y hola a todos:

 

Interesante tema y delicado puesto que involucra varios aspectos. Trataré de apuntarte algunos aspectos por si fueran de ayuda.

1. ¿Se han realizado todos los micropilotes verticales (paralelos entre sí)? Suponiendo que se hayan hecho así (como siempre...) no hay mucha salida. Perdón por la acotación a 'toro pasado' pero los pilotajes deben realizarse con los pilotes inclinados de modo aleatorio. Me extraña, por tanto, que alguien supuestamente técnico, revise un pilotaje sin comentar algo básico.

2. Movilizar el encepado, desde luego, no es fácil. Quiere decirse que si hubiera que realizar -con una máquina- la extracción (por ejemplo) habría que contar con mucho más fuerza que la del peso propio del encepado (por supuesto en teoría, y sin la existencia de los micropilotes). Quiere decirse que el simple rozamiento con el terreno es altísimo si bien muy difícil de cuantificar con formulación. Movilizarlo horizontalmente aún más costoso, puesto que hay que añadir el rozamiento de base y movilizar empuje pasivo lateral.

3. El empuje pasivo aunque es de mucho valor -como se sabe- viene a acordarse que no es computable en el primer metro de terreno (en este caso justo el canto de encepado). Por tanto, aunque pudieras hacer alguna evaluación, al menos con normas en la mano pudiera ser rechazado por el motivo indicado.

4. Dada la rigidez del conjunto, y si entiendo bien se trata de un solo encepado con 18 micros, no comprendo porqué se habla de la plastificación de algunos micropilotes (?), si plastifican -al ser iguales los desplazamientos- el terreno, plastificarán todos o ninguno.

5. Los micropilotes por razones geométricas obvias dan muy poca respuesta a las movilizaciones de terreno genéricas (como por ejemplo la que citas o el rozamiento negativo). Resumiendo, creo que se está en la «fase de alarma», y debiera estudiarse más concienzudamente el tema. Parte quizás con el tema de movilización de pasivo, parte con solera o losa quizás, y por último simplemente añadir micropilotes inclinados.

 

Agradecido,,

Eufe

 

Agradecimientos y aclaraciones:
De Francisco 26/03/09 - España


Gracias Eufe:

He estado haciendo unos números, pero siempre con la incertidumbre de si estaré razonando adecuadamente el tema, ya que no acabo de encontrar ninguna guía o norma que avale estos números.

La combinación de cargas peor que me encuentro para todo el encepado es la que me da un esfuerzo horizontal de 42,09 toneladas. Si el terreno sujeta cada micropilote con 1,08 t (y son 18 micropilotes), el superávit de carga horizontal en el encepado sería de 42,09-1,08*18= 22,6 t. En la sección normal a este esfuerzo, el encepado mide 15,5 m2 teniendo éste, un canto de 1,2 m, todo él enterrado y hormigonado contra el terreno. La densidad del relleno es de 1,7 t/m3 y el rozamiento interno de 30º, el máximo empuje pasivo con que reacciona el terreno sería de 47,4 t, lo que equilibraría el empuje tan enorme con un coeficiente de seguridad mayor que 2. Si consideramos un coeficiente de seguridad de 1, nos bastaría un rozamiento de los rellenos de 10,2º.

Sinceramente, creo que si mi sentido común no me falla, esto es más real que considerar la resistencia por separado en cada micropilote, y teniendo en cuenta todos los coeficientes de seguridad que se aplican en el cálculo, no estoy arriesgando nada con esta cimentación. Además, aunque no lo estoy teniendo en cuenta en el cálculo, quitaremos una pequeña parte del relleno para hacer una pequeña losa de unos 20 cm de hormigón armado con doble mallazo, que sirva de pavimento, lo que «frenará» aún más si cabe, el posible movimiento del encepado en sentido horizontal. ¿Estoy razonando adecuadamente, o realmente todo el cortante es transmitido directamente a los pilotes? De ser así, los micros que hacen plastificar el terreno arrastrarían consigo a los demás y al propio encepado? Esto no me lo creo mucho, la verdad es que no me puedo imaginar un encepado de tales dimensiones caminando con 5 patas y arrastrando sus otras 13 patas con él. El cliente me planteó lo que yo llamo, la teoría del encepado flotante: «al tratarse de un relleno tan malo, en cuanto llegue un poco de agua, sedimentará formando una fina lámina entre el encepado y los rellenos en donde no habría nada» (o sea que se quedaría el encepado sujeto por sus micropilotes).

 

Saludos,

Francisco.

 

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ref. Geo-01_24/03/09

SOBRE ASIENTOS DE ESTRIBOS

De Manuel - España


Hola a todos:

 

Qué asiento máximo podemos considerar como admisible al analizar un estribo cerrado. ¿sería de 1 pulgada (2,54 cm) o 2 pulgadas (5 cm)?

 

Un saludo

Manuel.
 

 

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Respuesta:
De Juan de Quesada 23/04/09 - España


Hola a todos:

 

Pensemos... Un estribo implica la asunción de que se trata de un puente o un viaducto, pero no sabemos si es para carretera o para ferrocarril. Lo primero que te propongo es que consigas la normativa pertinente, pues intuyo que los asientos permisibles para un estribo de carretera, o para una vía férrea , pueden ser diferentes. La pulgada que apuntabas es la usualmente admitida en las estructuras de edificación para evitar asientos diferenciales que superen los 20 mm y de este modo asegurase frente a una fisuración deletérea, pero teniendo en cuenta que puentes y viaductos de carreteras apoyan elementos estructurales isostáticos, deberían tener mayores márgenes; otra cosa sería si fuese para una vía férrea, pues desconozco los márgenes oficialmente admitidos, aunque si tenemos en cuenta las luces q corrientemente se emplean deduzco que una pulgada es muy restrictivo, y probablemente sea permisible un margen mucho mayor.

Resumiendo: a consultar las publicaciones del Ministerio de Fomento, Puentes, seguro que tendrá alguna, y ya me dirás si has encontrado algo. Yo por mi parte haré una gestión indagadora en mi privilegiada fuente de Viales.

 

Saludos de

Juan de Quesada

 

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ref. Geo-01_18/03/09

SOBRE EL MÉTODO GORBUNOV - POSSEDOV

De Vanessa - España


Hola a todos:

 

Tengo que hacer un trabajo sobre «viga flotante, losa flotante y método Gorbunov - Possedov». No encuentro nada de información al respecto, así que agradecería cualquier ayuda u orientación.

 

Gracias,

Vanessa.
 

 

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ref. Geo-01_11/03/09

SOBRE LA VARIACIÓN DE ASIENTOS CON EL NIVEL FREÁTICO

De Álvaro - España


Hola a todos:

 

Tengo entendido que si a un metro por debajo de la losa de cimentación de un edificio aparece el Nivel Fréatico, y este Nivel freático se hace descender a cotas más profundas, la consecuencia es que se producirían asientos, por la variación en las presiones intersticiales del terreno. Sin embargo, en el caso de que este terreno fuese arena de playa, he leído que no se producirían asientos, ya que las arenas, al ser incompresibles, no sufrirían variación en sus presiones intersticiales.

¿Dónde puedo encontrar una explicación sobre este tema?

 

Gracias,

Álvaro.
 

 

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ref. Geo-01_06/03/09

SOBRE LA PROFUNDIDAD A INVESTIGAR ACORDE CON LA LONGITUD DEL PILOTE

De Luna - España


Hola a todos:

 

¿A que profundidad hay que realizar un sondeo en relación a la profundidad del pilote?

Tengo unos pilotes estimados de 27 metros cuando los sondeos tienen 30. Creo que son escasos ¿Qué habría que hacer en este caso?

 

Gracias,

Luna.
 

 

Respuesta:
De Eufe 11/03/09 - España


Hola, Luna y a todos:

 

Acorde a CTE lo tienes en función del grupo de terreno y tipo de construcción (ver T.3.3.) en cimentaciones. La profundidad máxima orientativa está en 35 [m]. Acorde a NTE-CEG, la profundidad en metros sería la raíz de la carga prevista -en toneladas- multiplicada por 0,4.

En todo caso debes consultarlo a tu gabinete de geotecnia, puesto que debiera ser parte inexcusable de su cometido profesional. Bien es cierto que desafortunadamente más de un gabinete geotécnico viene a contestar a este tipo de cuestiones con un listado de precios...(!?) aclarándote que cobran a tantos euros el metro lineal de prospección. Naturalmente cada profesional es muy libre de enfocar su quehacer del modo y manera que estime pertinente y no seré yo quien diga lo que tiene que hacer a nadie, pero mi recomendación es que si el gabinete no presta asesoría en la toma de decisiones, es mejor buscar otro gabinete. Desde que se hizo obligatorio el empleo de Estudio Geotécnico da la sensación de que muchos se hacen dándole a la manivela y ya está. Eso sí, tendrás una información completísima de tu terreno desde el cuaternario y quizás un par de eras geológicas más como bonus.

Como curiosidad no he encontrado jamás formulaciones para pilotaje que empleen la increíble matriz de datos que ofrecen los Estudios Geotécnicos en sus amplísimos y documentadísimos marcos geológicos... Ahí lo dejo.

 

Agradecido,

eufe

 

P.D.: Aquí tienes un puntero: http://www.volclay.com/contactus.asp

 

 

Respuesta:
De Luna 16/03/09 - España


Muchas gracias por la respuesta.

 

Mientras la esperaba, por mi parte he encontrado en la «Guía de cimentaciones en obras de carreteras» del Ministerio de Fomento, la «Figura 5.8 Esquema del hundimiento de un pilote aislado». Según ella, el bulbo de presiones originado al cargar el pilote afecta a una profundidad de 3 veces el diámetro del pilote. Imagino que la longitud de estudio debería llegar, al menos, a esa profundidad. Es decir, podría llegar a tener pilotes de 1 metro de diámetro ya que conozco el terreno hasta 30 metros, que es la suma de la longitud del pilote (27 metros) y la del bulbo de presiones (3 metros).

 

Luna.

 

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ref. Geo-02_04/03/09

SOBRE LAS ARCILLAS DE ALTA PLASTICIDAD

De Sebas - Argentina


Hola a todos:

 

¿Qué es un suelo arcilloso de alta plasticidad? ¿Cuáles son las cimentaciones utilizadas en un suelo de arcillas de alta plasticidad?

 

Gracias,

Sebas.
 

 

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Respuesta:
De Juan de Quesada 26/03/09 - España


Tu consulta es de libro de texto, por tanto, te conviene leer cualquier libro elemental sobre Mecánica de Suelos, y te recomiendo que si has de tratar en el futuro con estudios del terreno para cimentaciones, te hagas con las normas ASTM-D-2487 y ASTM-D-2488, ambas de la prestigiosa American Society for Testing and Materials, de EEUU. Por otro lado, si te vas a dedicar a viales (pistas, carreteras, autovías, autopistas, etc.)te recomiendo la ASTM-D-3282.

Todas ellas te servirán para la clasificación de suelos en general; la primera es apropiada para obras de edificación e ingeniería en general, y suele ser la más recurrida a nivel mundial, en tanto que la segunda resulta más apropiada para obras de carreteras y aeropistas. Sus respectivos títulos son:

  • ASTM-D-2487: Unified Soil Classification System(USCS)

  • ASTM-D-2488: Description and Identification of Soils (Visual-Manual Procedure)

  • ASTM-D-3282: Classification of Soils and Soil-Aggregate Mixtures for Highway Construction Purposes (ASSHTO)

 Centrándonos en las arcillas de alta plasticidad (CH), y de acuerdo con el USCS, basado en la clasificación de Arthur Casagrande, a su vez basado en solo dos de los Límites de Atterberg :

LL: Límite Líquido

LP: Límite Plástico se calcula el valor del IP= LL-LP,

llevando en una representación gráfica : IP versus LL, se obtiene el punto representativo de la plasticidad de la fracción fina del suelo ensayado (material que pasa por el tamiz nº40 ASTM). Si el punto cae a la derecha de LL=50, y por encima del valor IP= 0,73(LL-20), se considera es arcilla de alta plasticidad (CH). Tales arcillas tienen las propiedades indeseables, o deseables, según finalidad, de ser prácticamente impermeables (compactadas o inalteradas), capilaridad elevada, compresibilidad elevada, resistencia al corte deficiente, cambios de volumen notables con variaciones de la humedad del suelo, etc.

Puesto que deduzco tu consulta va con miras a la capacidad y comportamiento de este suelo para soportar cimentaciones de edificios, se requiere un estudio geotécnico previo del terreno, para que te proporcionen datos paramétricos de la cohesión (resistencia al corte en ensayo NO DRENADO), así como su compresibilidad mediante ensayo edométrico (consolidación unidimensional) del que se deduce si es arcilla preconsolidada o no, etc. También deben localizarte el nivel, o niveles, freáticos. Con todos estos datos el proyectista puede decidir, en función de las cargas previstas, si adopta una cimentación directa (superficial), o a de buscar apoyo en profundidad mediante pilotes. Hay que tener en cuenta que una arcilla de alta plasticidad no implica necesariamente sea blanda, ya que ello depende de su contenido en agua, y si está localizada en un área de escasa pluviometría y/o es altamente preconsolidada, puede presentar su humedad natural más cercana a su LP que a su LL, lo que indicaría probable preconsolidación y una mayor resistencia al corte, todo ello si está intacta y no presenta planos de fallas por retracciones. De cualquier modo, no hay suelo blando que no se pueda excavar sótanos para compensar por flotación el peso del edificio, sea parcial o totalmente, salvo que se tengan medianerías vecinales.

Como ves, la cosa no es tan sencilla sin un estudio del terreno. Pues ya solo te hace falta ingresar en un laboratorio de Mecánica de Suelos, y que allí no te oculten la información, y algún abuelo no resentido y frustrado te enseñe como es debido, es decir, sin miedo a que le quites el puesto de trabajo.

 

Un saludo,

Juan de Quesada.

 

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ref. Geo-01_04/03/09

SOBRE LAS FILTRACIONES DE AGUA EN UNA LOSA

De Daniel - Argentina


Hola a todos:

 

¿Qué método es efectivo para evitar filtraciones de agua por juntas de dilatación de hormigón en una losa sobre subsuelo?

 

Gracias,

Daniel.
 

 

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Respuesta:
De Eufe 09/03/09 - España


¡Hola Daniel, y hola a todos!

 

En elementos de hormigón en contacto con el terreno la solución probablemente mejor es la de selladores -tiras- con bentonita. La casa Volclay-al menos- tiene productos y asesoría que te ayudarán a resolver las filtraciones. La bentonita tiene la propiedad de expandir en presencia de humedad... Y mientras más humedad más expande.

Baste indicar que ciertas soluciones de impermeabilización se hacen con ¡clavos!

 

Agradecido,

eufe

 

P.D.: Aquí tienes un puntero: http://www.volclay.com/contactus.asp

 

 

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ref. Geo-01_03/03/09

SOBRE UN ASFALTO DESGRANADO

De Víctor - España


Hola a todos:

 

Hace aproximadamente dos meses vertimos asfalto en caliente, con un espesor de 20 cm en una zanja para conducción de gas de 80 cm de ancho. Ayer fui a ver como estaba el asfalto y la verdad es que, la capa superior se ha desgranado, es decir el árido esta suelto, pero la capa inferior, en las zonas donde se puede observar está en perfecto estado. ¿Que soluciones se pueden adoptar para arreglar esta capa superior, sin tener que fresar la zanja entera, en toda su sección de asfalto?

 

Gracias, un saludo a todos.

Víctor.
 

 

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¡Sin respuesta!

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ref. Geo-01_28/02/09

SOBRE LA DIFERENCIA ENTRE VIGAS RIOSTRAS Y CENTRADORAS

De Tato - España


Hola a todos:

 

Me gustaría saber la diferencia que existe entre una viga centradora y una viga riostra así como las aplicaciones de ambas.

 

Gracias,

Tato.
 

 

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Respuesta:
De Eufe 04/03/09 - España


Hola, Tato y hola a todos

 

La viga centradora, recibe el nombre por su cometido de centrado de un momento flector (o par de fuerzas). Es una de las soluciones para equilibrar zapatas excéntricas (por ejemplo, de borde, de esquina). También se pueden emplear con zarpas excéntricas (por ejemplo muros de sótano en bordes de lindes). Naturalmente necesitan ser conectadas a otra zapata (caso más general), y flectan hacia arriba -fibra estirada superior-. La viga riostra (o de atado), tiene cometido principal de atar la cimentación generando axiles (tracciones o compresiones).

Generalmente cumple también funciones de zarpa para poder apoyar un cerramiento o partición. Es de uso obligado en zonas sísmicas. El maestro De Miguel, la considera inefectiva, y propone la propia solera como elemento mucho más eficaz de atado a nivel de arranque de soportes. Por supuesto estamos ante un caso tópico-típico de las limitaciones propias del etiquetado y clasificaciones (herencia del derecho romano y su miope afán encasillador) que es ocioso señalar generan dudas continuamente a la hora de manejarnos.

En efecto, no hay ningún inconveniente para que una viga en el terreno desempeñe varios cometidos (si se me permite, los elementos estructurales son potencialmente multitarea -por analogía informática-). Así no hay ningún inconveniente para que una viga pueda colaborar al centrado, atado y permitir el apoyo de un cerramiento. Basta que tenga sección de hormigón y acero correctamente dispuesto para atender la combinación de acciones, y el control de deformación necesario.

Es cierto que se ha usado y abusado del atado de cimentaciones, empleando la riostra como elemento compositivo casi en su diseño, especialmente en manos de personal de dibujo más que de proyecto en los estudios. De mano, crea problemas como son el encarecimiento de la cimentación, y entorpecimiento del tendido de saneamiento, cuando no la dificultad añadida para circular en obra en la campaña de hormigonado. En palabras del maestro Ricardo Aroca «tienen el mismo efecto que enterrar un gato negro a la luz de la luna antes de comenzar la obra...» Para el sector de estructuristas críticos (con su propio trabajo para empezar y con el de los demás) entre los que me gustaría encontrarme algún día, es cierto que fuera de zona sísmica no tienen explicación, puesto que la suposición de que absorben eventuales asientos es simplemente absurdo si se conoce el momento generado por un mínimo desplazamiento en una pieza biempotrada y algo de hormigón armado. No obstante se sigue oyendo de tan curiosa propiedad entre personal supuestamente formado en estructuras en más de una reunión técnica. Por lo demás, hay que ser cauto en cualquier viga en contacto con el terreno de evitar «acciones inesperadas» como puede ser la subpresión del terreno en ciertos casos, también hay que ser cautos con las retracciones al estar unidas a piezas con capacidad de coacción muy alta. Con un análisis más prolijo es innegable que las zapatas a las que acometen vigas multitarea tienen una área de contacto con el terreno bonificada aunque poco, sí se nota, por poder echar mano de más centímetros cuadrados robados a las vigas. Hay más piezas o elementos estructurales multitarea, como pueden ser los soportes de borde de últimas plantas, las vigas planas demasiado anchas, o las vigas centradoras de atado y zarpa, a las que hemos tratado de darle una vueltita hoy.

 

Agradecido,

eufe

 

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ref. Geo-01_24/02/09

SOBRE DATOS GEOTÉCNICOS DE UN TERRENO EN EL CERRO DE LA HORCA

(Granada)

De Juan - España


Hola a todos:

 

Soy un estudiante de caminos que estoy haciendo mi proyecto fin de carrera. El caso es que he de cimentar un depósito de abastecimiento de agua sobre el siguiente terreno: «margoso entrando en contacto con calizas y dolomías (del lías)». Concretamente, se sitúa en el Cerro de la Horca (Íllora, Granada).

Necesito rellenar mi anejo de geología y geotecnia. Ya tengo la parte geológica, pero a nivel geotécnico no encuentro estudios de la zona por ningún lado. Me preguntaba si podríais echarme una mano: me sería muy útil conocer, de un tipo de terreno como el citado: facilidad de excavación, estabilidad de taludes, empujes sobre contenciones, tensiones admisibles, densidad. Podría mandaros una fotografía del solar en cuestión (monte público desnudo), por si resulta de ayuda a la hora de emitir un juicio. No necesito nada exhaustivo, sólo algo razonable y lógico con lo que construir un par de párrafos.

 

Mil gracias a quién pueda ayudarme.

 

Gracias,

Gustavo Volpe.
 

 

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ref. Geo-01_23/02/09

SOBRE LA INTERPRETACIÓN DEL ENSAYO CROSSHOLE

De Gustavo Volpe - España


Hola a todos:

 

Quisiera saber como se interpretan las gráficas de las ondas ultrasónicas en un ensayo de Crosshole.

 

Gracias,

Gustavo Volpe.
 

 

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Respuesta:
De Nervy 12/05/09 - España


Mira en estos enlaces a ver si te aclaran algo.

 

- Para conocer el tipo de terreno (creo que hay mejores ensayos para este cometido) http://www.cedex.es/lg/geofis/cd_hole.htm

- Para comprobar la integridad de los pilotes (esta es la utilidad que conocía) http://www.lcc.es/Testos WEB/Protocolo Cross-hole .pdf

 

Un saludo.

Nervy.

 

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ref. Geo-01_18/02/09

SOBRE UN RELLENO PARA APOYO DE UNA LOSA

De Héctor López - Colombia


Hola a todos:

 

Tengo un proyecto de edificio de cuatro niveles con un área de construcción de 3000 m2. La cimentación diseñada consta de una placa flotante de un metro de alto aligerada, el terreno es blando y la recomendación del ingeniero de suelos es retirar el material vegetal 30 cm aproximadamente, el relleno de escombros que existen en el lugar de 40 cm aproximadamente y posteriormente excavar hasta encontrar el terreno estable. Estamos hablando de 1,50 m  posiblemente. La cimentación por diseño de niveles del terreno sobresale del nivel 0,00 unos 70 cm.

Como conclusión, por ser un terreno de sabana el nivel freático está a 2 m aproximadamente y necesito consejos de cómo manejar la estabilidad del terreno y qué material de relleno utilizar para que no se dañe con el agua del nivel freático.

Gracias por sus comentarios y en espera que mis dudas sean de ayuda para quines comparten esta pagina.

 

Gracias,

Héctor López.
 

 

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Respuesta:
De Nicolás 07/03/09 - España


Estimado Héctor:

 

En relación con tu pregunta, definitivamente esos materiales de rellenos y escombros deben ser retirados ya que cimentar sobre ellos sería una gran locura. En mi opinión, deberías utilizar un material de zahorra compactado, este material funciona bien frente al tema de aguas de nivel freático.

Adicional a lo anterior, podrías pensar en disponer de un geotextil entre el suelo y dicha zahorra para evitar también que las partículas finas suban a la superficie. Por otra parte, te sugiero que evalúes el espesor de dicha capa de zahorras, normalmente estos datos te los aporta el geotécnico, y muy importante, ten cuidado si quizás al quitar el terreno de relleno de escombros te encuentras con que estas justo sobre el nivel donde tienes el agua, entonces en tu cálculo deberías considerar el efecto de la subpresión.

 

Espero haberte ayudado con tu pregunta.

Nicolás.

 

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ref. Geo-01_15/02/09

SOBRE UN SUELO SM CON ÁNGULO MENOR DE 30º

De Orlando - Chile


Hola a todos:

 

¿En alguna eventualidad o sujeto a alguna condición especial un suelo SM les ha dado en corte directo un ángulo inferior a los definidos en los libros que es mayor a 30º?

Estamos revisando unas muestras y le hicimos corte directo y nos arroja ángulos menores que 30º. Repetimos el ensayo 2 veces y persiste el ángulo. No tengo mucho tiempo haciendo Corte Directo, 5 años. Hicimos el ensayo 3 veces y con mucha detención. Es un SM y el suelo es del norte el ángulo nos dio 23ª. Me llamó la atención, repetimos y nada...

La muestra está alterada las cargas normales son las recomendadas por norma la humedad natural

 

Gracias,

Orlando.
 

 

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Respuesta:
De Juan de Quesada 26/03/09 - España


Hola, pueblo:

 

Pues sí, a veces los suelos dan sorpresas. De todos modos no dices nada respecto de los límites de Atterberg, humedad natural, ni granulometría. La designación SM supongo corresponde a la de Casagrande (USCS). Esta clasificación permite que el porcentaje de suelo que pasa por el tamiz nº 200 ASTM pueda ser tan alto como el 49% para la designación apuntada. Con un limo elástico y una humedad natural elevada, más cercana a su LL que a su LP puede tener comportamiento cercano a una arcilla de baja plasticidad. Tampoco dices si el ensayo ha sido realizado de forma muy lenta tras la consolidación a 1, 2 y 3 kg/cm2, o de forma rápida. Si aclaras todo lo anterior podremos aventurar opiniones menos especulativas.

 

Un saludo de

Juan de Quesada.

 

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ref. Geo-01_12/02/09

SOBRE LOS ENSAYOS A REQUERIR AL RELLENO EN MUROS DE TIERRA ARMADA

De Sergio - España


Hola a todos:

 

Llevo la Asistencia Técnica de una obra de carreteras en la cual se van a montar muros de tierra armada. ¿Me podríais asesorar sobre información de ensayos y metodología que debo seguir a la hora de hacer los rellenos de tierra?

Nos han comentado que existe una norma pero en idioma francés. ¿Conocéis algo en español?

 

Gracias,

Sergio.
 

 

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Respuesta:
De Nicolás 07/03/09 - España


Hola:

 

En cuanto a los muros de tierra armada en España no existe una normativa como tal. Cuando se te presentan estos casos, la bibliografía a la que se acude es: «Manual para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado» del Ministerio de Fomento. Esta guía está bastante bien porque te da los parámetros que deben de cumplir tanto las tierras que conforman el muro así como el tipo de acero que se requiere para los flejes que vas a emplear.

 

Nicolás.

 

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ref. Geo-01_03/02/09

SOBRE UNA CIMENTACIÓN PARA UNAS VIVIENDAS PREFABRICADAS

De Andrea Esteban krey - España


Hola a todos:

 

Soy una chica estudiante de arquitectura en Sevilla. Estoy haciendo mi fin de carrera, que trata sobre unas viviendas de emergencia prefabricadas.

Ahora mismo me encuentro estudiando algún tipo de solución para la cimentación de mis viviendas. Ya que todo en ellas es prefabricado y de fácil colocación y transporte. Estoy buscando algún tipo de solución que no necesite hormigón, ni prefabricado ni in situ.

He visto ya un tipo de cimentación que son una especie de cajas de metal, cerradas o sin cerrar que se rellenan con arena o áridos y que sirven como cimentación sobre la que apoyar el resto de la estructura. El inconveniente de esta solución es que al final estos cajones son muy grandes y deben ser continuos, y yo quiero un tipo de solución puntual, que además me permita adapta a diferentes pendientes en el terreno (no se si me explico).

Otro tipo de solución quizás es el micropilotaje en madera, pero requeriría de una maquinaria especial para clavar estos pilotes en el terreno.

Me gustaría sabes si conocéis algún tipo de cimentación alternativo para este tipo de construcciones prefabricadas.

Muchas gracias pos vuestra ayuda.

Atentamente,

 

Andrea Esteban Krey

Sevilla, 3 de febrero de 2009
 

 

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ref. Geo-01_02/02/09

SOBRE LA SUBPRESIÓN

De Sawyeric - España

 

Hola a todos.  Voy con una cuestión muy básica:

 

No debo tener muy claro el concepto de subpresión (hidrostática). Para que se produzca la misma: ¿es necesario que se establezca un flujo entre la parte de la losa (por ejemplo) que está sobre la parte anegada de agua (nivel freático, sobre el mar, etc.) y la cara superior de esta?

Dicho con un ejemplo, que puede ayudar a contestarme:

Si tengo una losa sobre un terreno que justo debajo tiene el nivel freático, pero encima de ella no existe agua, ¿Existe subpresión?

 

Gracias

Sawyeric.


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Respuesta:
De Elías B. 02/01/09 - España


Hola Sawyeric:

 

Entiendo que no. Para que haya subpresión necesitas que la losa esté sumergida. Si no hay altura bajo el agua no hay empuje.

 

Saludos,

Elías B.

 

 

Respuesta:
De Sawyeric 05/01/09 - España


Gracías Elías, pero no he debido explicarme bien:

Si la losa está sumergida por completo, sí existen subpresiones, debido a que existe un flujo de circulación entre la parte inferior de la losa y el resto, pero si la losa (o un terreno, por ejemplo) tiene su nivel freático justo debajo de donde está apoyado y en el resto de sus dimensiones (por arriba y laterales) no existe agua; en ese caso ¿tiene lugar la subpresión?

 

Saludos,

Sawyeric.

 

 

Respuesta:
De Elías B. 05/01/09 - España


Hola de nuevo, Sawyeric:

 

Bueno, yo entiendo que la subpresión no es un tema de flujo de agua... Un agua «estática» produce subpresión, todo depende de que la losa tenga o no parte sumergida en ella. En tu caso, si el nivel freático está en el límite: NO.

 

Saludos,

Elías B.

 

Respuesta:
De Jose 23/03/09 - España


Hola:

 

Yo estaría de acuerdo con Elías, ya que si el nivel freático no supera la cota, no hay empuje hidrostático alguno que induzca subpresión y no debería existir flujo si se analiza el problema de forma local en el entorno de la losa, considerando un acuífero ideal infinito donde las cotas de las superficies de entrada y salida del acuífero tuviesen la misma cota, que además sería la de la superficie inferior de la losa.

Por otro lado la mencionada situación normalmente sería una casualidad inestable en la realidad. Lo normal considerando el problema global de un acuífero confinado, sería que ciertamente exista un flujo de filtración debido a una carga hidráulica que lo hace funcionar debido a una diferencia de cota entre la superficie de entrada y salida del acuífero. En ese caso existiría siempre una componente vertical ascendente del vector velocidad de flujo que se puede determinar en virtud de la ley de Darcy (bidimensional si consideramos una sección transversal del problema) aplicando la ecuación de Laplace y se puede modelizar con cualquier software de elementos finitos. Yo entiendo que dicha componente vertical sí induciría un empuje de la losa vertical y ascendente. Esa situación podría llevar al planteamiento de analizar la estabilidad de la losa.

 

Espero haber aclarado algo, si no es así espero cualquier comentario al respecto.

 

Un saludo.

Jose.

 

Respuesta:
De Juan de Queada 27/03/09 - España


Hola, people:

 

Aunque con retardo me añado a responder al tema. La denominada subpresión no es otra cosa que el antiquísimo descubrimiento de la FLOTACIÓN, atribuido al genial Arquímedes, pero puesto en práctica algunos millones de años antes por peces y pájaros, fenómeno milagroso que nos ha permitido, desgraciadamente para este planeta, plagar de bípedos hasta la isla más recóndita.

Una losa, perimetralmente cerrada, se comporta como un buque, pero para que exista flotación deberá sumergir su obra viva, aunque sea solo parcialmente. De otro modo dejaría de ser milagroso caminar sobre las aguas. Por tanto, si el NF está justo al nivel de la superficie inferior de la losa (huella), NO HAY FLOTACIÓN, tal como han dejado bien claro mis antecesores en responder, y para lo anterior sucede aun con el agua en total reposo.

No obstante, si el suelo es permeable (granular limpio), aún con el agua en total reposo, reducirá su capacidad portante hasta en un 50% en la medida que el NF ascienda desde una profundidad igual al ancho de losa, hasta la superficie del terreno circundante, ya que la densidad efectiva del suelo se ve reducida en igual medida. Si además existiera flujo ascendente, aun cuando el NF no rebasara la huella de losa, se podría llegar a una inestabilidad portante total, tal como sucede en las arenas movedizas.

Para acabar, otra cosa es la mal denominada en ocasiones flotación, debida a las tierras circundantes por encima del nivel de la huella del cimiento, que es el efecto aditivo causado en la capacidad portante de las cimentaciones directas por aquellas, producto del peso específico de tales tierras por la profundidad de desplante de la huella del cimiento.

 

Saludos,

Juan de Quesada.

 

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