Mecanica De Los Suelos

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio Del Poder Popular Para la DefensaUniversidad Nacional Experimental PolitécnicaDe las Fuerzas Armadas NacionalNúcleo- Apure

Prof. Ing. Gloria Torres

Unidad 7 Cimentaciones

San Fernando, Junio 2012.

Generalidades de las Cimentaciones: 1.- Se sugiere que los cimientos ( Parte donde se asienta un edificio o construcción )estén solicitados por cargas centradas ya que las excéntricas pueden provocar empujes diferenciales.2.- El terreno de apoyo debe ser resistente, si es el caso contrario se buscaran nuevas alternativas para mejorar el suelo. 3.- Los cimientos deben cumplir las siguientes propósitos, A) Ser suficientemente resistentes para no romperse por un esfuerzo cortante ( Este resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal). Por ejemplo una viga.

B) Soportar esfuerzos de flexión que produce el terreno, para lo cual se dispondrán armaduras ( son estructura formada por un conjunto de piezas lineales ya sean de madera o metálicas, ensambladas entre sí, que se utiliza para soporta la cubierta inclinada de algunos edificios). en su cara inferior, que absorberán las tracciones ( es un esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo).

Armadura Construcción: Armadura, Armadura de dos aguas

Tipos de armadura: 1.- Armadura de dos aguas: Están formadas por dos vertientes para arrojar de cada lado del edificio las aguas llovedizas lejos de sus muros.2.-Armadura de pendolón: Son armaduras de dos aguas cuyos pares se apoyan oblicuamente con varios cortes.3.- Armadura quebrantada: La que se compone de dos armaduras, una inclinada como las comunes y la otra, que es la superior, como echada por manera que parece una armadura por hilera cuyos pares se han roto4.- Armadura rota: La de una techumbre que forma la ventana de unaBuardilla.

C) Acomodarse a posibles movimientos del terreno.

D) Soportar las agresiones del terreno y del agua y su presión, si la hay.

Cimentación: Es el conjunto de elementos estructurales que se encargan de transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de lospilares que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados.

Elementos estructurales: Está relacionado con el diseño y comprobación y con los principios de la Ingeniería estructural (rama de la Ingeniería civil que tiene como finalidad conseguir estructuras funcionales que resulten adecuadas desde el punto de vista de resistencia de materiales) y la resistencia de los materiales (Se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo).

Clasificación de los elementos: 

1.- Flexión: Se define como una deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas.

Ejemplo de flexión mecánica: Arriba observamos un elemento tal como una barra se encuentra en estado de reposo, en la figura de abajo dicho elemento es sometido a una fuerza, el elemento en consecuencia se dobla hacia la misma dirección de donde proviene la fuerza.

2.- Tracción: Al esfuerzo interno a que está sometido un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.

3.- Compresión: Está se caracteriza porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección.

4.-Pilar: Es un elemento vertical (o ligeramente inclinado) sustentante exento de una estructura, destinado a recibir cargas verticales para transmitirlas a la cimentación y que, a diferencia de la columna, tiene sección poligonal.

Es de gran importancia: Ya que es el grupo de elementos que soportan a la superestructura. Hay que prestar especial atención ya que la estabilidad de la construcción depende en gran medida del tipo de terreno

Parámetros que se deben considerar para elegir los tipos de cimentaciones: Para elegir el tipo de cimentación se debe tomar en consideración las características mecánicas del terreno, en especial su:1.- Cohesión2.- Ángulo de rozamiento interno: Está relacionado con el ángulo de reposo o ángulo máximo para la pendiente de un material granular, En este caso se determina por la fricción, cohesión, y la forma de las partículas pero en un material sin cohesión y en donde las partículas son muy pequeñas la relación del tamaño en el ángulo de reposo puede coincidir con el ángulo de rozamiento interno.

Por otro lado, toma gran importancia en la mecánica de suelos, para determinar la capacidad portante ( Es decir la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él). Está se basa en lo siguiente; 1.- Si la función del terreno de cimentación es soportar una tensión ( Es la fuerza por unidad de área en el entorno de un punto material sobre una superficie real o imaginaria de un medio continuo, está se expresa en unidades de presión es decir fuerza dividida entre área, en el sistema internacional se expresa: para la tensión mecánica PASCAL (1Pa=1 N/m2), en ingeniería ( Kg/cm2 o Kg/mm2). Independientemente de la deformación, la capacidad portante se denomina carga de hundimiento (Es la carga aplicada a partir de la cual las tensiones en el terreno sobrepasan la capacidad portante del terreno produciéndose un fallo en el asentamiento o estabilidad de la cimentación que eventualmente puede causar el colapso total o parcial de la estructura)

Por ejemplo: hundimiento de una zapata, se produce cuando en algún punto la tensión máxima sobre el terreno supera la capacidad portante del terreno, está va a depender del momento flector ( es una distribución de tensiones sobre una sección transversal, por ejemplo está se observa en vigas, pilares y losas, ya estas suelen deformarse por flexión cuando se someten a fuerzas distribuidas). y el esfuerzo axial. (resultante de las tensiones perpendiculares normales a la sección transversal de un prisma mecánico, es modelo mecánico que se usa para calcular elementos estructurales como vigas y pilares).

3.- Posición del nivel Freático: Corresponde al lugar en donde se encuentra el agua subterránea, en este nivel la presión del agua del acuífero es igual a la presión atmosférica.

El Agua subterránea: El agua del subsuelo es un recurso importante ya que de está se abastece una tercera parte de la población mundial, tiene una difícil gestión por presentar una constante contaminación y explotación de las misma, por otro lado se sabe que el agua subterránea llenan cavidades y circulan por galerías; sin embargo puede suceder que se encuentre ocupados por los intersticios (son cada uno de los espacios vacíos que quedan entre los nudos de una red cristalina, así como también el espacio hueco entre los granos de una roca). Por ejemplo: Los poros, grietas del suelo, sustrato rocoso o de sedimento sin consolidar contienen como una esponja ( es un material poroso que puede absorber agua).

Un acuífero: Es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, limo, calizas muy agrietadas, areniscas ( son de grano grueso, fino o mediano de textura plástica) porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas e incluso ciertos tipos de arcilla. El nivel superior del agua subterránea se denomina tabla de agua, y en el caso de un acuífero libre, corresponde al nivel freático.

Estructura de un acuífero: Es un terreno rocoso permeable, (Es la capacidad que tiene un material de permitirle a un líquido que lo atraviese sin alterar su estructura interna), cuando un material es permeable deja pasar a través de el una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, si el material es impermeable la cantidad de fluido es despreciable.

La velocidad con que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: 1.- Porosidad de material, Tiene la capacidad de absorber líquidos o gases. También se puede definir como el tamaño y el numero de poros de un filtro o una membrana semipermeable ( esta permite que ciertas moléculas o iones pasen a través de ellas por difusión Es un proceso físico irreversible es decir no hay cambios de energía estos se detectan por observación o medición. En las partículas los materiales se introducen en un medio ausente aumentando la entropía ( es una magnitud física, que permite determinar la parte de la energía que no se puede utilizar para producir trabajo, esta describe lo irreversible de los sistemas).

El índice del paso de agua depende

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