TEMARIO UNIDAD 1.-RED DE FLUJO. yConceptos fundamentales matemticos y Solucin matemtica de Forcheimer y solucin grafica de Casa Grande. y Trazo de la red de flujo. y Calculo de gastos, Gradientes, Presiones y Fuerzas de filtracin. UNIDAD II.- DISTRIBUCIN DE ESFUERZOS. yEcuaciones de Boussinesq. y Solucin prctica de Newmark y Graficas de Fadum. y Distribucin de esfuerzos bajo diferentes Condiciones de Carga. y Mtodo 2:1 UNIDAD III.- ASENTAMIENTOS yAsentamiento de Tipo Elstico. yAsentamiento por Consolidacin Primaria. y Asentamiento por Consolidacin Secundaria. y Expansiones. UNIDAD IV.- CAPACIDAD DE CARGA. yintroduccin. yteoras de capacidad de cargas. a)Prandtl b)Hill c)Terzaghi d)Skempton e)Meyerhof f)Zaevaert UNIDAD V.- CIMENTACIONES. ySUPERFICIALES a)Clasificacin. b)Factores que determinan el tipo de cimentacin c) Aplicacin de las teoras en los diferentes tipos de suelos. yPROFUNDOSa)Clasificacin b)Capacidad de carga en los diferentes tipos de cimentaciones profundas UNIDAD VI.- EMPUJE DE TIRRAS yClasificacin de los elementos de retensin. y Estados plsticos deequilibrio. yTeora de Rankine. yTeora de Coulomb. yMtodo de Cullmann. yMtodo semiemprico de Terzaghi. yAdemes. y Dimensionamiento de muros. UNIDAD VII.- ESTABILIDAD DE TALUDES. yTipos y Causas de Fallas en Taludes. yMtodos de Anlisis a)De casa grande b)De las dovelas c)Circulo de friccin d)Taylor yAnlisis de clculos crticos. a)Jambub)Taylor c)Fellenius yPrevencin y correccin de fallas de los taludes. BIBLIOGRAFAS. yMecnica de suelos y cimentaciones Autor: Carlos crespo villalas Editorial: Limusa yMecnica de suelos tomo I, II, III Autor: Eulalio Jurez BadilloEditorial: Limusa yMecnica de suelos en la ingeniera prcticaAutor: Terzaghi y PeckEditorial: Limusa. yIntroduccin alamecnica de suelos y cimentaciones. Autor: sowers. Editorial: Limusa. UNIDAD I.- RED DE FLUJO Elclculodegastodeunareddeflujoesrelativamentefcil,lorealmentedifcilessu construccin.Puestoqueeselsegundopuntonoloprofundizaremos,resolveremosun problema de la red de flujo. La frmula para calcular el gastoes la siguiente: en el que Q= Gasto por unidad K= coeficiente de permeabilidad H= Diferencia de alturas aguas arriba y abajo Ff= Factor de forma Nf= Numero de canales de flujo Ne= Nmero de lneas equipotenciales De lo anterior podemos deducir una formula ms cmoda, tomando en cuenta que QT= Q . Llongitud transversal de la red Gasto totalgasto por unidad Por lo que tendramos. En la que consideramos el problema la jerarqua matemtica. Si planteamos el problema inicial con los datos H1= 8 m H2= 2 m K = 0.0001 m/seg L = 25 m Sustituyendo en la formula final m m QT = 0.0054 m3/seg. Esta cantidad a grandes rasgos podemos resumir que representa: QT mes =13996.8 m3/mes QT aos =167 961.6 m3/ao Presiones dentro de la masa de suelo Dentro de la naturaleza el suelo est sujeto a presiones. Para entender esto analizamos un cubo de 1 m3 con un peso volumtrico (&)de 1400 kg/m3. La presin transmitida a la base =1400 kg/m3 Pero si sobre este cubo colocamos otro semejante la presin ascendera a 2800 kg/m3 Existen varios tipos de presiones: . Total (Es la generada por el peso propio del suelo) Presiones. Neutra (Es producida por el peso del agua) . Efectiva o intermolecular (Pe= PT PW) Si queremos obtener las presiones a 3 m debajo del suelo tendremos: PT3 = 1580 kg/m3 = 4740 PW3 = 1000 (2.00) = 2000 Pe3 = 4740 2000 = 2740 kg/m2 Enrealidadeslapresinefectiva,tambinllamadaintermolecularointergranular,laquenos interesa pues es la que soporta los asentamientos y lo que nos da la capacidad de carga de un suelo. Cabe resaltar que especialmente afectan las cargas verticales y no las laterales. . Presin vertical En suelos expansivos la presin vertical es hacia arriba .Presin vertical en suelo expansivo Las presiones de un suelo expansivo levantan la construccin y lo cuartean en presencia de agua. profundidad PT PN Pe 1.001.760.01.76 2.003.520.03.52 3.005.181.04.18 4.006.742.04.74 5.008.303.05.30 6.009.754.05.75 7.0011.095.06.09 8.0012.436.06.43 9.0013.777.06.77 9.5014.447.56.94 PT = (n X h1) Pe = PT - PN PT5.5 = (! - w) X h + (2 - w) X h2 PT5.5= (1.76 1.0) X 2.5 + (1.56 1.0) 3.0 = 20.68 Pe = (1.76) 2.0 + (1.76 1.00) 0.5 + (1.56 1.00) 3.00 = 5.58 PROBLEMA: Determinar el gasto total K= 0.0025 m/seg L = 38.00 mts. B QT = Q * L = 0.0064125 m2 * 38.00 m = 0.24 m2/ seg. PROBLEMA:Determinarlaspresionesefectivasalassiguientesprofundidades.2.50,4.50y 6.35 PROFUNDIDADPTPNPe 1.001.840.01.84 2.003.680.53.18 2.504.461.03.46 3.005.241.53.74 4.006.802.54.30 4.207.1122.704.412 5.008.363.54.86 6.009.834.55.33 6.3510.3134.855.463 UNIDAD II.-DISTRIBUCIN DE ESFUERZOS TZ=Incremento del esfuerzo vertical, debido al peso de la estructura en kg/m2 ton/m2. TEORIA DE BOUSSINESQ Cargas concentradas (columnas) r= R = tz = * Po Tabla (anexo II-b)Po Po = valor de influencia. Z = la profundidad en metrosP = carga concentrada. Xcoordenadas dex Y posicin en el planoycoordenadas de posicin del punto ozde aplicacin de la carga. EJEMPLO: CALCULO DE LA CARGA P rea tributaria = 3 x 6 = 18 m2 Espesor de losa = 10 cm Peso de la losa = 18 x .10 x 2.4 = 4.32 *2.4 = peso del concreto armado = 2 400 kg/cm2 Peso de trabe = .25 x .40 x 9.00 x 2.4 = 2.16 Peso de columna = .25 x .40 x 3.00 x 2.4 = 0.72 Carga muerta = 7.2 Carga viva, segn el reglamento de construcciones del estado de Oaxaca = 150 kg/m2 en azoteas (losa de azotea). Carga viva = 18 x .15 = 2.7 P = Cv + Cm = 9.90 ton. *EJEMPLO: P = 9.90 ton r= = X = 1.00r = 2.24 Y = 2.00 Z = 2.00 CARGAS LINEALES UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDA (GRFICO DE FADUM) X = 2mm = x/z Y = 6 m parmetrosn = y/zConstantes Z = 2 m tz = xPo yHacer coincidir la carga lineal con el eje de las y. yEl esfuerzo calculadocon este mtodo es nicamente en los extremos de la carga lineal. EJEMPLO. m = En grafica de fadum del valor de influencia Po= 0.777 (interseccin de m y n) n = = 3 tz= x 0.077 = 0.693 ton/m2 Y = 4 Y= 2X = 2 Z = 1.5 ESFUERZO 1 m1 == = 1.33Po = 0.045 n1 = = = 4.00 tz1 =x P0 =x 0.045 = 1.20 ton/m2 ESFUERZO 2 m2 = = = 1.33Po = 0.037 n2= = = 1.33 tz2 = x Po = x 0.037 = 0.99 ton/m2 tz = tz1 tz2tz =1.20 0.99 = 0.21 ton/m2 AREAS RECTANGULARES UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS. yLOSAS DE CIMENTACIN. 6-10%: peso total del peso (propio de la estructura) Si P = 18 ton Se calcula: w =p(incluye el peso propio de cimentacin.) Ac W= carga uniformemente distribuida (ton/m2). p= peso total de la estructura (ton). Ac= rea de la cimentacin (m2) W= = =0.94 ton/ m2 Las losas son perfectamente rgidos, no permiten deformacin, por que si lo permiten se descuadra la carga. Z 2B Z= profundidad. 2B = ancho del cimiento superficial. En talud N.D.C (nivel del desp.cim).Arriba de N.T.N (nivel del terreno natural). CIMENTACIN Superficial:z 2B Poco profunda:z 2Bhasta 6B Profunda: z> 6B tz = w x w0 m = parmetros intercambiables grfica, carga recta n = w = 0.94 ton/m2 m= = 6w0 x = 12.00 mn = = 9 y = 18.00 m z = 2.00 m tz= 0.94 x 0.25 = 0.235 ton/m2. En la esquina del rea rectangular. W = 35 ton/m2 Z = 2.00 m AREAXYmnW0wtz +114.0015.007.007.50.252358.82 -214.003.007.001.50.227357.95 -32.0015.001.007.50.205357.18 -42.003.001.001.50.192356.72 = 0.41 Tz= 0.41 ton/m2 yEs requisito que los cuadrilteros toquen el punto en una esquina. yLas reas con cimentacin son positivos (+) y las desocupadas negativas (-). yTz= W0 * W yW0 es la interseccin de m y n en el anexo II-d. Caso boussinesq. yEl mtodo es aproximado pues depende de la interpretacin de la tabla. PROBLEMA:DETERMINAR EL ESFUERZO VERTICAL W = 22 ton/m2 Z = 1.00 REASXYmnwowtz 198980.252225.544 294940.252225.544 338380.247225.434 434340.242225.434 = 21.936 CARGAS CIRCULARES UNIFORMEMENTE DISTRIBUIDAS Estas cargas suelen utilizarse generalmente en tanques de almacenamiento, petrleo, agua, etc. EJEMPLO EN LA CIMENTACIN DE UN TANQUE

DATOS: W= 50 ton/m2 * Al centro de la carga circular, solucin der = 10.00 mesfuerzo verticalboussinesq, tz = wX w0. z = 2.00 m* En cualquier punto de la masa de suelo.

= w010/2 = 5 ---- yendo a tabla de boussinesq, para 5, w0 = 0.99246. Tz = 0.99246 (50 ton/m2) = 49.623 ton/m2al centro de la carga circular. METODO GRFICO DE NEWMARK CARTA DE NEWMARK Necesitamos una planta de cimentacin a escala (cualquier tipo de cimentacin que se pueda considerar una carga W). En el caso de la zapata corrida es uniformemente distribuida. W = tn/m2 ySe casa una copia en acetato de la carta de Newmark.

Carta de Newmark yPoner un punto donde se quiera determinar el esfuerzo vertical, marcando un punto A en el plano. Colocar la carta de Newmark de manera que el centro de la carta coincida con el punto A. Punto A* yContar cuantas reas estn dentro de la carta de Newark. (suponemos que son 31 reas). N = 31 reas. W = carga en ton/m2. I = 0.005, valor de cada rea. Tz = N*W*I TZ= 31(30)0.005 TZ = 4.65 ton/m2 Z = la escala de la carta N, con respecto a la carta de Newark. nicamente se miden las reas que estn alrededor de la carta de Newmark METODO 2:1 Determina el incremento de esfuerzo vertical en un plano. PLANTA DE CIMENTACIN Tz prom = carga total. rea proyectada. P = peso total de la cimentacin. Ap = rea proyectada de la cimentacin. Tz mx. = tz prom x 1.5constante. Para una cimentacin rectangularAp = (A+Z)(B+Z) Tz medio = = METODO 2:1 *Este mtodo se usa cuando no es rectangular la figura W= 30 ton/m2 Z = 3.00 m P = W X Ac Ac = (12x 20) + (10.8) P = 320 X 30 = 9 600 ton. Tz med: = 21.38 ton/m2 Tz max = 21.38 x 1.5 = 32.07 ton/m2 UNIDAD III.- ASENTAMIENTOS Son muchas las causas que producen los asentamientos de las estructuras, entre los principales estn la consolidacin y la distorsin del subsuelo, directamente relacionados con la carga que se transmiten al suelo. A un proceso de disminucin de volumen que tengalugar en un lapso determinado provocado por el aumento de las cargas sobre el suelo se le llama proceso de consolidacin. Frecuentementeocurreduranteelprocesodeconsolidacin,laposicinrelativadelas partculassolidassobreunmismoplanohorizontal permaneceesencialmentelamisma,asel movimientodelaspartculasdelsueloocurresoloendireccinverticalaesteprocesole llamamos consolidacin unidireccional o unidimensional. T=II U2 4 U= un factor de asentamiento o asentamiento unidimensional. El coeficiente de permeabilidad puede calcularse. K= av H2 w siendo t50= 0.2 5(1+e) t50 K= en cm/seg. III. ASENTAMIENTOS EN SUELOS PLASTICOS COMPRESIBLES.Esquema que muestra la obtencin del asentamiento total de un estrato de suelos. e= disminucin de espesor de una muestra de suelo. 1+e= espesor total de una muestra de suelo. Para un estrato de espesor H El asentamiento total ser (AH) Siav BSubstituyendo e= av. = p. Nv H= mvp HFormula general de asentamiento. Frmula para calcular el asentamiento por consolidacin en el tramo virgen del espesor. B

Po= factor de la grafica de Fadum Cc= ndice de compresin P= incremento de presin H= asentamiento total. H= espesor del estrato. Elndicede compresibilidadsegnTerzaghi paraarcillasremoldeadassepuedecalcularconla siguiente formula. CC= 0.007 (LL-10) Y para arcillas inalteradas normalmente consolidadas. CC= 0.009 (LL-10) DETALLE DE LA COLOCACION DE LA MUESTRA EN EL CONSOLIDOMETRO DE ANILLO FLOTANTE. Elobjetodeunapruebadeconsolidacinunidimensionalesdeterminareldecrementode volumenylavelocidadconqueestedecrementoseproduceenunespcimendesuelo confinadolateralmenteysujetoaunacargaaxial.Durantelapruebaseplicaunaseriede incrementoscrecientesdecargaaxialyporefectodeestos,elaguatiendeasalirdel espcimena travsde piedrasporosascolocadasen suscaras. Elcambiodevolumensemide con un micrmetro montado en un puente fijo y conectado a la placa de cargas sobre la piedra porosa superior. Paracadaincrementodecargaaplicadasemidenloscambiosvolumtricosusandointervalos apropiados para efectuar las mediciones. Losdatosregistradosconducenalaobtencindelacurvadeconsolidacindibujandolas lecturasdelmicrmetrocomoordenadasenescalanatural.Ylostiemposcomoabscisasen escala logartmica. Unavezqueelsueloalcanzasumximadeformacinbajounincrementodecarga aplicadoa surelacindevaciosllegaaunvalormenorevidentementequeelinicialyquepuede determinarse a partir de los datos inciales de la muestra y las lecturas del micrmetro. As para cadaincrementodecargaaplicado,setienefinalmenteunvalordeespcimenensumade todaslaspruebasunavezaplicadotodoslosincrementosdecargassetienevalorespara constituirunagraficaencuyasabscisas,seponenlosvaloresdelapresinactualenescala naturalologartmicayencuyascoordenadasseanotanloscorrespondientesdeeenescala natural, estascurvasse llamandecomprensibilidadydeellasse obtiene unaencadaprueba de consolidacin completa. FORMAS TIPICAS DE LA CURVA DE COMPRENSIBILIDAD EN SUELOS COMPRENSIBLES. ndicedecompresibilidad(cc)representalapendientedelapartedelacurvade compresibilidad endomtrica. Endmetro:aparatoquesirveparamedirelapisonamientooasientodelterrenobajounos cimientos a carga vertical. TABLA X RELACION TEORICA U (%) TIEMPO. U (%)T 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0.000 0.008 0.018 0.031 0.049 0.071 0.096 0.126 0.159 0.197 0.238 0.287 0.342 0.405 0.477 0.565 0.684 0.848 1.127 La compresibilidad de los suelos se puede expresar de acuerdo con la tabla siguiente: COMPRENSIBILIDADCCLL BAJA MEDIA ALTA 0.00 0.19 0.20 0.39 >0.40 0.30 31.5 >50 A continuacin se presenta un resumen de las formulas tericas de la consolidacin que se usa confrecuencia para el clculo de asentamientos. AV=coeficientedecomprensibilidadeslarelacinqueexisteentreeldecrementodela relacin de vacios y el incremento de presin. aV= e/ Ap. e= decremento de la relacin de vacios. P= coeficiente de variacin volumtrica. e= relacin de vacios. Cv= coeficiente de consolidacin. cv K= coeficiente de permeabilidad w = peso volumtrico del agua. T= factor de tiempo t= tiempo cv H= espesor del estrato. Acontinuacinsepresentaconunresumendelasformulasdelateoradela consolidacin que se usa con frecuencia para el calculo de asentamientos. = asentamiento del estrato. e= incremento de vacios. e= relacin de vacios H= espesor del estrato av.=e av= coeficiente de compresibilidad P P= incremento de presin. Mv=av.Mv= coeficiente de variacin vol. 1+e Cv= kcv= coeficiente de consolidacin mv&aK= coeficiente de permeabilidad w= peso volumtrico del agua. T=cvt T= factor de tiempo H2 t= tiempo K= av. Cv. w t50= 0.2 (1+e) 1000 K en cm/seg. H= mv . P . HFormula general de asentamiento. H= cc (H log. Po p ) 1+e Po ASENTAMIENTO POR: CONSOLIDACION EN EL TRAMO VIRGEN DEL ESPESOR PARA ESTRATOS DEARCILLA NORMALMENTE CONSOLIDADO. III.2 METODO EMPIRICO PARA EL TRAZADO DE CURVA DE COMPRENSIBILIDAD. En algunas ocasiones no se tienen los datos pertinentes de consolidacin para poder proceder altrazadodelacurvadecompresibilidad,lacausa msfrecuentesuelesersimplemente elno efectuar las pruebas de consolidacin necesarias. Terzaghiapartirdeinvestigacionesexperimentalesdeterminoquelacompresibilidaddelos suelosaumentaconellimiteliquidodetalmaneraqueparacalcularelndicede compresibilidad (cc) propone la siguiente correlacin para arcillas remoldeadas. CC= 0.007 (LL-10) Donde CC= ndice de compresibilidad LL= limite liquido. Y para arcillas inalteradas normalmente consolidadas. CC= 0.009 (LL-10) Lasecuacionesanteriorespermitentrazarlacurvadecompresibilidadeneltramovirgen,de trazorectoenpapelsemilogaritmicosiemprequeseconozcaunpuntodeelloquepueda determinarseconlapresinefectivainicial,actualmentesobreunamuestradadaylarelacin de vacios de la misma. PROBLEMA 1 Determinar el coeficiente de variacin volumtrica mv de un estrato de arcilla de 10 metros si se conoce que el asentamiento total de un edificio construido sobre esa arcilla es de 4.53 cm bajo un incremento de presin de 0.52 kg/cm2 Solucin. De la formula general de asentamiento. H= mv.P . H Mv= H =H.53 = 0.0087 cm2/kg. P.H (0.52).1000 Problema 2.Si una prueba de consolidacin se obtiene que: Coeficiente de consolidacin (cv)= 0.002 cm2/kg. Coeficiente de compresibilidad (av)= 0.029 cm2/kg. Relacin de vacios e= 0.85 Determinar el coeficiente de permeabilidad del suelo ensayado. K=cv . av. w (1+e). 1000 K= (0.002) (0.029) = 0.058 (1+0.85).10001850 K=3.13x10-8 cm/Seg. Enunciertotiempodespusdelaconstruccindeunterraplnquetransmiteunapresin madia de 3 Tn/m2 sobre un estrato de arcilla. a)Que hundimiento a sufrido dicho terrapln por la consolidacin de la arcilla. b)Cuando hace que se construy el terrapln si U=50% Si U=50% entonces T= 0.197 T= 2 aos 182 das o horas 53 20 PROBLEMA:Unaestructuracuadradade30x30descansadasobreunalosadecimentacindesplantadaa una profundidad de 1.8m debajo de la superficie del terreno natural. La presin transmitida por la losa es de 11.22 Tn/m2, sub-yaciendo a la losa existente, un estrato de arcilla dura consolidada porladesecacinquepuedeconsiderarsecompresibleyquedescansasobreunestratode arcilla blanda normalmente consolidada. Calcular con los datos indicados en la figura el asentamiento en una esquina de la cimentacin. H= CC(H Log Po + P) 1+ePo Po= H2 (2 w) + H3 (3 w) Po= 3.50 (2.2 10) + 3 (1.93 1.00) Po= 4.2 + 2.99 H= 0.15 (3.00 Log 6.99 + 11.22) 1+0.816.95 H= 0.0828 x 1.247 H= 0.103 metros =10.3 cm. ASENTAMIENTOS. -DISTORSIN DEL SUELO CAUSAS QUE PROVOCAN LOS ASENTAMIENTOS -CONSOLIDACIN(UNIDIMENCIONAL UNIDIRECCIONAL) . La posicin de las partculas del suelo El movimiento de las partculas esPermanece sin movimiento.nicamente vertical. Totales. Asentamientos. Diferenciales. El diseo de una cimentacin se realiza por capacidad de carga y se hace revisin por asentamientos. Por medio de la prueba de consolidacin obtenemos una curva de compresibilidad y el ndice de compresin. Si: CC0.40 el suelo es de alta compresibilidad. AM= se determina con el dimetro inicial de la muestra (es: 7.5 cm) Sipi= 5kg. Pi= carga inicial. 30 seg. 1 min. 2min. 4min. 8min. 16min. 30min. 1h. 2h. 4h. 8h. 12h. 24h. 2 das. 4 das. 8 das. 15 das. 1 mes. INDICE DE COMPRESIBILIDAD CC COMPRESIBILIDAD 0-0.19Baja 0.20 - 0.40Media Mayor a 0.40Alta III.2 METODO EMPIRICO PARA EL TRAZADO DE LA CURVA DE COMPRESIBILIDAD. Para arcillas remoldeadas CC=0.007 (LL 10) Y para arcillas inalteradas normalmente consolidadas. CC=0.009 (LL 10) Para el tramo virgen de consolidacin. H= asentamiento total. e= relacin de vacios. H= espesor del estrato. Po= presin efectiva. P= incremento de presin debido a las cargas de la estructura. Para arcillas remoldeadas. H=mv.P.H CALCULAR: CIMETACION CIRCULARDE 10 METROS DE DIAMETRO Determinarelasentamientototalenlaarcillayenquetiemposeveapresentarel70%del asentamiento. CC=0.009(LL 10) CC=0.009(38 10) CC=0.25 Mtodo 2:1 PT= (3.50x1.00) + (2.00x1.90) = 9.35 TN/M2 PW= (3.50x1.00) = 3.5 TN/M2 Po= PT PW = 9.35 3.50 = 5.85 TN/M2 P=W.AC= 50 ( (5)2) =3927 TN tz med.= tz max= tz med.x1.50 = 22.22 TN/M2 x 1.50= 33.3B TN/M2 H= 0.446 metros = 44.6 cm. T= CV T=factor de tiempo. t= tiempo cv= coeficiente de consolidacin H= espesor del estrato t=16 200 000 seg. t=187.5 das. t=6 meses 7 das 12 horas. 70% del hundimiento. PROBLEMA: Determinar elasentamiento total enuna esquinade lacimentacincuadradade12.00 metros, por lado y el tiempo en que se produce el 90% del asentamiento. Para arcillas normalmente consolidadas. CC=0.009(LL 10) CC=0.009(37 10) CC=0.243 P.T.4.5= (3.00x1.76) + (1.5x1.86) = 8.07 P.W= (3.5) 81.0) = 3.5 TN/M2 Po= PT PW= 8.07 3.50 = 4.57 TN/M2 Po=0.243 P= w x Po= 35 x 0.243 = 8.505 H= 0.186 metros. = 18.6 cm. Segn Terzaghi: CC= 0.009 (LL 10) = 0.009 (37 10) = 0.243 PT= 3(1.76) + 1.5 (1.86) = 8.07 PW= 3.5 x 1.0 = 3.5 TN/M Po= 8.07 3.5 = 4.57 TN / M tz= w x wo Wo = 0.244 tz= 35 x 0.244= 8.54 TN/M= P UNIDAD IV.-CAPACIDAD DE CARGA Eslamximaintensidaddepresinqueunaestructuratransmitealsuelosinqueeste falle por esfuerzos cortantes, confinantes y sin que la estructura pierda su verticalidad o afecte a las estructuras adyacentes. Hill Prandtl Teoras de capacidad de cargaTerzagui Skempton Meyerhof PARA ZAPATAS CONTINUASQL = CNc + Znq + 0.5 BNwFalla de corte general. QL = Capacidad de carga en lmites de del suelo (ton/m2). C = Cohesin. = Peso volumtrico (ton/m2). Z = Profundidad (mts). B = Ancho de cimentacin. Nc,Nq,Nw,Nc,Nq,Nw=Factoresdecapacidaddecargaquedependendelngulode friccin interna. CAPACIDAD DE CARGA = Fallas por esfuerzos cortantes. Corte general: arcillas duras o arenas densas Fallas Corte local: Arcillas medianas, arenas medias Corte de punzonamiento: arcillas blandas

S F.S. = 3 QA = Capacidad de carga admisible (usada para el diseo de cimentacin) PARA ZAPATAS CUADRADAS Y FALLAS DE CORTE GENERAL QL = 1.3CNc + ZNq + 0.4 BNw Falla de corte local y de punzonamientoQL = 1.3CNc + ZNq + 0.4 BNw PARA ZAPATAS CIRCULARES Y FALLAS DE CORTE GENERAL QL = 1.3CNc + ZNq + 0.6 RNw Falla de corte local y de punzonamiento QL = 1.3CNc + ZNq + 0.6 RNw ZAPATA CORRIDA QL = CNc + ZNq + 0.5 BNw NO HAY FORMULAS PARA ZAPATAS RECTANGULRES Homogneo Caractersticas del sueloIstropo Plstico Semi infinito

Para suelos puramente cohesivosQL = CNc + Z (Teora de skempton) Si L 5B Se emplear una cimentacin cuadrada SiL > 5BSe emplear un zapata corrida Meyerhofaplica las mismasfrmulas,loquevaran sonlosvaloresdelofactoresdecapacidad de carga. PRUEBA DE PENETRACIN ESTANDAR Hincar en el suelo un muestrador normalizado N = Numero de golpes NEN ARCILLAS SUELO (DESCRIPCIN) < 2Muy blando falla de corte local2 - 4Blandoy punzonamiento 4 - 8Medio medio a blando 8 - 15Compactoresistente 15 - 30Muy compacta falla de corte > 30Durageneral PARA PRUEBA SUPERFICIAL qu = Esfuerzo a la ruptura en la prueba de compresin axial no confinada. SEGN MEYERHOF Cundo se obtenga el 5% de arena y limo, en suelos granulares, tomaremos: =25 +0.15 Cr =30 +0.15 Cr Cr = Capacidad relativa = 100% Grado de reacomodo que tienen las partculas granulares si en laboratorio obtenemos el max = 100% CALCULO DE CAPACIDAD DE CARGA DE UN SUELO * Segn el sistema unificado de clasificacin de los suelos. C En arcillas: QA = 1.33 N C= qu / 2 En las pruebas de capacidad de carga existen las pruebas de laboratorio, estas son: TRIAXIALC COMPRESION AXIAL (qu) PRUEBAS DE LABORATORIO VELETA(c) *Se aplica en arcillas suaves PENETROMETRO DE BOLSILLO

PRUEBA DE CARGA DIRECTA CARGADEFORMACIONES 505 10010 15015 20020 250 GRFICADE ESFUERZO-DEFORMACIN F = = =kg /cm2 Problema: 1.- Determinar la capacidad de carga admisible para una zapata corrida, el suelo tiene un ngulo de friccin de 35, cohesin es igual a 10 ton/m2, = 1750 kg/m3, Se propone una profundidad de desplantede90cm.Utilizandounfactordeseguridad=3.Porlasteorasdeterzagui; skempton y meyerhof. = 35 C = 10 ton/m2 =1750 Kg/m Z = 90 cm F.S. = 3 Suelo cohesivo-friccionante C = :.qu = 2C = 20 ton/m2 = 2 Kg/cm2tabla Compacta a muy compacta Suelo resistente = falla de corte general a) Por la teora de terzaghi QL = CNC+ ZNq+0.5 BNw Para = 35Nc = 57.8Nq =41.4 Nw =42.4QL = 10 (57.8) +1.75 (0.90) 41.4+0.5 (1.75) (1.20) 42.4 QL = 687.73 ton/m2

b) Por la teora de skempton QL = CNc+ Z QL =10 (6.2) +1.75 (0.90) QL =63.58 ton/m2 QA =21.19 ton/m2 c) Por la teora de meyerhof QL = CNc+ ZNq+0.5 BNw Para =35 Nc = 45 Nq = 35 Nw = 40 QL =10 (45)+1.75 (0.90) 35+0.5 (1.75)QL = 547.13 ton/m2 QA = RECOMENDACIONES: 1.-Lateoradeterzaguiesrecomendableparatodaclasedecimentacionessuperficialesen cualquier suelo pudindose aplicar con gran confiabilidad hasta el lmite deZ =< 2B. 2.- La teora de skempton es apropiada para cimentaciones en arcilla cohesiva cuando ( = 0), seansuperficialesoprofundas.Incluyendoelclculodecapacidaddecargaencilindrosy pilotes. 3.-Puedeusarselateorademeyerhofparadeterminarlacapacidaddecargaencimientos profundosenarenasygravas,incluyendocilindrosypilotes.Aunqueejerciendovigilancia cuidadosayaqueenocasionessehaobservadoqueproporcionavaloresmuyaltoscon respecto a los prudentes. - DE PUNTA

FORMA DE TRABAJODE PILOTES - DE FRICCIN - MIXTOS (Punta y friccin) PROBLEMA: Un edificio de concreto armado, cuya palta es de 30.50x24.40 con una carga igual a 3500 kg/m2, las columnas estn separadas a 6.10 metros de centro a centro, el terreno es arenoso y tiene un peso volumtrico de 1929 kg/m3 y se realizaun ensaye de placa de carga directa realizado en el nivel de desplante de la cimentacin.Ladeformacindelterrenodelterrenobajocadaincrementodecarga,seconsideraque termin cuando se alcanza una velocidad del orden de 0.05 mm /h. Aplicando a continuacin un nuevoincrementodecarga,l ultimoincrementode cargasemantendr por lo menos4horas antes de darse por terminado el ensaye. TABLA DE REGISTROS CARGA (kg)DEFORMCIN (mm) 5001.44 7502.16 10002.88 12503.61 15004.02 17504.33 2000 2250 2500 2750 3000 5.05 6.48 12.93 17.16 21.50 GRAFICA DE CARGA-DEFORMACIN P rup=2300 kg W = 3500 kg / m2 = 3.5 ton /m2 QL = QA = 0.85 Kg/cm2=8.50 ton/m2 PROBLEMA:Determinar el rea de la zapata necesaria para soportar esa carga: PARA DISEAR LA CIMENTACINQA = QEST Estructura estticamente determinada QA = 8.50 ton/m2

QEST = 3.50 ton/m2 rea tributaria que le corresponde a cada columna = 6.10 X 6.10 =37.21 m2 Peso en cada columna = 37.21 (3.5) = 130.24 ton QEST = QA =QEST QA = :.A = A = 15.32 m2 yVerificar que no se traslapen las zapatas yVerificar el asentamiento (Cc) UNIDAD V.- CIMENTACIONES CLASIFICACIN DE LAS CIMENTACIONES Se llama cimentacin al conjunto de las partes estructurales de la infraestructura sea el medio que sirve para transmitir al terreno el peso de la superestructura las acciones que actan sobre ella y el peso propio de dicho medio, la cimentacin adems tiene las siguientes funciones: proporcionar a la estructura la distribucin de las cargas, considerando un factor de seguridad adecuado entre la estructura de cimentacin y el suelo; limitar los asentamientos totales y diferenciales con la finalidad de controlar los daos en la construccin y construcciones adjuntas , mantener la posicin vertical de la estructura ante las accioneslas cimentaciones CLASIFICACION DELAS CIMENTACIONES SUPERFICIALESZAPATA AISLADAZAPATA CORRIDALOSA DE CIMENTACION CAJONES DE CIMENTACION PROFUNDASPILAS PILOTESCOLADO PREFABRICADOMADERA ACERO CONCRETOsuperficiales en la profundidad de desplante no es mayor a un par de veces el ancho del cimiento, no existe un lmite preciso en la profundidad de desplante que separe una cimentacin poco profunda de una profunda. FACTORES QUE DETERMINEN EL TIPO DE CIMENTACION 1._ Las cargas que transmite el suelo debido a los materiales queconstituyen la superestructura. 2._ Los relativos al suelo que se retiene a las profundidades mecnicas especialmente a su resistencia y comprensibilidad sus condiciones hidrulicas. 3._factores econmicos que debe balancear el coto de la cimentacin en comparacin con la importancia a un con el costo de la superestructura. ELECCIN DEL TIPO DE CIMENTACIN MS ADECUADA Para la seleccin del tipo de cimentacin ms conveniente de acuerdo con las caractersticas mecnicas del suelo de desplante y para que los asentamientos tanto totales como diferenciales. Queden dentro de los lmites permitidos segn el tipo de estructura se puede seguir estos alineamientos. 1._ Usar una zapata aislada en suelos de baja comprensibilidad (cc 0.20) y donde los asentamientos diferenciales entre columnas pueden ser controlados utilizando contratrabes de cimentacin 2._cuando se encuentre suelos con comprensibilidad media (cc 0.20 y 0.40) para mantener los asentamientos dentro de ciertos lmites conviene emplear zapatas continuas rigidizada con vigas de cimentacin, la intensidad de las cargas indicara si se unen las zapatas en una o ms direcciones.3._Cuando las cargas sean bastante pesada y al emplear zapatas continuas estas ocupen acerca del 50%del rea en edificio en planta, es ms econmico usar una sola loza de cimentacin (AC cerca del 50%del edificio en planta). 4._ En aquellos suelos que presentan una comprensibilidad mediana alta o muy alta y que adems tenga baja capacidad de carga es recomendableel uso de cimentaciones compensadas. 5._Cuando la cimentacin por compensacin no es econmicamente adecuada para soportar las cargas pueden combinarse compensacin parcial y pilotes de friccin. 6._Cuando las cargas sean demasiado elevadas conviene para el caso del suelo de baja capacidad de carga usar pilotes de punta apoyada en un extracto resistente. DATOS IMPORTANTE PARA ELTIPO DE CIMENTACION CuandoAc. < 30%del Ap. zapata corridaCuandoAc. =30-50%del Ap. zapata corridaCuandoAc. >50% del Ap. losa de cimentacin PROBLEMAS DE APLICACIN1._ Dimensionar una zapata rectangular para la columna que soporta una carga de 100 Ton si el tipo de terreno es arcilloso y la cohesin del suelo es: 6,650kg/m el peso volumtrico es: 1800kg/m el limite liquido es: 40% y el limite platico: 21% y su ngulo de friccin interna es: 0utilizado la teora de terzaguiDatosP= 100 ton C= 6,650 kg/m = 1800 kg/m LL.= 40% Lp.= 21% = 0 Fs= 3 Segn Carlos Crespo villalas Z= C= Formula de terzagui zapata cuadrada QL= 1.3 CNc + ZNq + 0.4 BNw =0 Nc=5.7Nq=1.00 Nw=0 QL= (1.3 (6.65) 5.7)+(1.8(3.13)(1))= 54.91 QA = QEST = QADM = QEST 18.30 = Ac = A=bxL L= L= 2._ Determinar el ancho B que debe tener una zapata corrida que soporta una carga de 10 tn. Por metro lineal transmitida por un muro. El terreno es arena, cuyo peso volumtrico es de 2080kg/m, su ngulo de friccin interna es de 40 y se propone una profundidad de desplante de 90cm, utilizando la teora de terzagui DatosZapata corridaP = 10 tn /ml =2080kg/m = 40 Z =90cm C= 0 Fs. = 3 Se utiliza directo la formula de terzagui porque es zapata corrida QL= CNc + ZNq +0.5 BNw NL=95.7Nq=81.3 Nw=100.4 QL= 2.08 (0.90) 81.3 + 0.5(2.08) B(100.4) QL= 152.19 + 104.42B Se divide entre 3 cada cantidad para obtener QA QA= 50.73 + 34.80B QE= QA=QE 50.73 +34.80B= 50.73B + 34.80B=10 34.80B + 50.73B-10=0 = B= 0.17 m