ESTUDIO GEOTÉCNICO PARAEL DIMENSIONAMIENTO DE LA CIMENTACION DELBLOQUE W DE LA UNIVERSIDAD DE SUCREGEOTECNIA II

LEONARDO FABIO CHIMA PARRA, JUAN DIAZ MONTIEL, JORGE DAVID PADILLA FLOREZ, WILSON PEREZ VERGARA

ContenidoINTRODUCCION................................................................................................4

NOMBRE DEL PROYECTO..................................................................................5

DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO..........................................................6

SISTEMA ESTRUCTURAL...................................................................................6

EVALUACION DE CARGAS.................................................................................6

LOCALIZACION DEL PREDIO.............................................................................7

PLANO DE LOCALIZACION:...............................................................................8

CLIMA Y ESTADO HIDROLOGICO.......................................................................8

ORIGEN GEOLOGICO........................................................................................8

CONSIDERACIONES SISMICAS..........................................................................9

INFORMACION DEL NÚMERO DE PERFORACIONES.........................................11

PROCESO DE EXPLORACION GEOTECNICA.....................................................11

PERFIL CARACTERISTICO DE LA EXPLORACION..............................................13

INFORMACION DE LOS APIQUES Y MUESTRAS TOMADAS..............................14

NIVEL FREATICO.............................................................................................15

NORMAS TECNICAS........................................................................................15

PERFIL DEL SUELO.........................................................................................16

ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA MUESTRA DE SUELO..............................16

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SOLIDOS (ASTM D-854-92; AASHTO T 100-70):.........................................................................................................18

DETERMINACION DE LOS LIMITES DE CONSISTENCIA O LIMITES DE ATTERBERG DE LOS SUELOS (ASTM D 4318-93, AASHTO T 89-90 y T 90-87) 21

PESO ESPECÍFICO (ASTM 2937-94, AASHTO T-180).......................................26

ENSAYO DE COMPRESION INCONFINADA (ASTM D 2166-06)..........................27

ENSAYO DE CONSOLIDACION (ASTM D2435-90)............................................32

ENSAYO DE CORTE DIRECTO..........................................................................44

NORMA TÉCNICA DE REFERENCIA: ASTM D3080-90......................................44

DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN....................................65

SELECCIÓN DEL TIPO DE CIMIENTO...............................................................65

FACTOR DE SEGURIDAD.................................................................................65

PROFUNDIDAD DE DESPLANTE......................................................................66

LIMITE DE ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES..................................................66

LIMITE PARA ASENTAMIENTOS TOTALES.........................................................67

RECOMENDACIONES PARA ELABORAR EL DISEÑO Y SU CONSTRUCCIÓN.......67

DETERMINACIÓN DE LA BASE DE LA ZAPATA.................................................67

CÁLCULOS PARA ASENTAMIENTOS INMEDIATOS............................................72

CÁLCULOS PARA ASENTAMIENTOS POR CONSOLIDACIÓN PRIMARIA..............74

ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS.......................................................................79

CONCLUSIONES..............................................................................................82

BIBLIOGRAFIA.................................................................................................82

INTRODUCCION

El objetivo principal de este proyecto es garantizar la seguridad de la estructurapor medio de cimentaciones superficiales ya que en los últimos tiempos seanpresentado fenómenos ambientales los cuales han causado daños alas estructurapor esto se llevaron acabo muchas investigacioneslas cuales establecieron unasnormas de construcción que garantizaran la seguridad de las personas.

Estas normas nos dieron unos parámetros que se deben cumplir como lo son losasentamientos máximos permitidos en cada una de las cimentaciones ya seasuperficial o profunda, otro de los parámetros importantes es tener la dimensionesadecuadas para que el suelo no falle por resistencia esto garantizara que laestructura no colapsara.

Para llevar acabo este proyecto se debe tener en cuenta estos parámetros y tenerinformación de como se comporta sísmica mente el sitio donde se pieza construirnuestra edificación.

NOMBRE DEL PROYECTO

ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE LACIMENTACION DEL BLOQUE W DE LA UNIVERSIDAD DE SUCRE

OBJETIVO GENERAL

Diseñar la cimentación de una edificación de tres pisos que se construiráen inmediaciones de la universidad de sucre, teniendo en cuenta el estudio geotécnico realizado en este predio.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar los ensayos de laboratorio exigidos por las normas técnicas de

construcción para el diseño de cimentaciones.

Determinar las propiedades físicas y mecánicas del suelo en estudio conforme a

los ensayos.

Calcular el dimensionamiento de la cimentación conforme a las cargas

suministradas por la estructura y la capacidad portante del suelo, dentro losparámetros suministrados por la norma como lo son, asentamientos, sismicidad yresistencia.

DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

El presente estudio geotécnico se simula para una edificación de 3 pisos, la cualestá compuesta estructuralmente por 20 columnas, la cual soporta distintascargas de servicio;se siguió como modelo la Norma Sismo Resistente del 2010(NSR-10), la cual establece los parámetros a seguir en el diseño y construcción deobras civiles.

En este proyecto se planteó una cimentación, para lo cual fue necesario realizarun estudio geotécnico que consta de ensayos de laboratorio como son: contenidode humedad, pesos especifico, limite líquido, limite plástico, granulometría, cortedirecto, compresión encofinada y consolidación; de esta manera se obtuvieron losparámetros físicos y mecánicos para el dimensionamiento de las zapatas,verificando que para las dimensiones propuestas se cumpla con los asentamientostotales permitidos por la norma.

SISTEMA ESTRUCTURALEl sistema estructural es un sistema a porticado de tres pisos.

EVALUACION DE CARGAS

En la siguiente tabla se relacionan las cargas de servicio a la cual es sometida laestructura:

ZAPATA CARGA (KN)

1A 798

2A 840

3A 851

4A 809

1B 882

2B 945

3B 966

4B 893

1C 924

2C 1029

3C 1019

4C 945

1D 872

2D 977

3D 966

4D 882

1E 819

2E 861

3E 851

4E 829

LOCALIZACION DEL PREDIO LOCALIZACION:

La zona en estudio se encuentra localizada al Nor-Este de la ciudad, ubicada en laCarrera 28 # 5-267 del barrio puerta roja en Sincelejo. El sitio a estudiar seencuentra en el interior de la universidad de sucre limitado al norte y al oeste porel arroyo el caimán y limitado al sur y al este con las canchas deportivas de lainstitución.

VEGETACION:

El área se caracteriza por poseer vegetación, su topografía plana genera pocaescorrentía superficial en temporadas de lluvia, lo que implica contenidos dehumedad variables, sin embargo es un área despejada con gran incidencia de losrayos solares.

LOCALIZACION:

Coordenadas topográficas: 9º 19’00.27” N – 75º 23’ 20.64” O

CLIMA Y ESTADO HIDROLOGICOLa temperatura media de la ciudad de Sincelejo está variando alrededor de los27ºc y una precipitación promedio anual de 1087 mm. En cuanto a la humedadrelativa del ambiente esta presenta un valor promedio de 77%. Para los análisisdel clima se utilizaron los registros de estaciones meteorológicas de Sincelejo ycorozal.

ORIGEN GEOLOGICO

Mediante los estudios obtenidos por pruebas de laboratorio se determinó que elterreno donde se pretende construir la edificación está constituido por arcillas ylimos y en su parte superior por materia orgánica, con pendientes mínimas, dondeno se encontró presencia del nivel freático en ninguno de los apiques realizados auna profundidad de 0 a 2 m.

CONSIDERACIONES SISMICAS

Todos los elementos estructurales deben diseñarse para los efectos de losmovimientos sísmicos de diseño que actúen sobre ellos, adicionalmente a todaslas cargas que los puedan afectar. De acuerdo al reglamento colombiano deconstrucción sismo resistente (NSR-10) que se encuentra en el titulo A(Requisitos Generales de Diseño y Construcción), establecen los pasos que sedeben seguir en el diseño sismo resistente de una edificación; en donde especificaque Sincelejo se encuentra ubicado en una zona de amenaza sísmicaintermediadebido a su posición geográfica, coeficiente de aceleración y coeficientede velocidad.

La edificación debe localizarse dentro de una de las zonas de amenaza sísmica que se definen en esta sección:

.

INFORMACION DEL NÚMERO DE PERFORACIONES

La extracción de muestras se realizó en la universidad de sucre, realizándosecuatro(4) apiques a una profundidad de 2 m, en donde se tomaron muestrasalteradas e inalteradas a 0.5, 1, 1.5, 2 m.

Según lo establecido por la NSR-10, TITULO H, en donde relaciona elnúmeromínimo de sondeos y la profundidad por cada unidad de construcción,podemos establecer en que categoría se encuentra el proyecto.

Categoría baja Categoría media Categoría alta Categoría especial

Profundidadmínima: 6m

# mínimo desondeos: 3

Profundidadmínima: 15m

# mínimo desondeos: 4

Profundidadmínima: 25 m

# mínimo desondeo: 4

Profundidad mínima:30 m

# mínimo desondeos: 5

Haciendo un análisis de la tabla ya que se realizaron 4 sondeos obtenemos que elproyecto se clasifica en una categoría baja y la profundidad mínima de sondeo es6 m, pero para efectos académicos se llegó hasta 2m,se considera que laspropiedades del estratoson las mismas y se comporta de manera homogénea.

PROCESO DE EXPLORACION GEOTECNICA

El proceso de exploración es uno de los más interesantes para los estudiantes yaque con ello se adquiere un conocimiento real en la práctica. En la exploración seutilizaron los siguientes equipos para extraer las muestras a diferentesprofundidades.

MATERIALES:

Cava Papel aluminio Libreta de apuntes

EQUIPOS: Trípode. Tubo Shelby Extractor de muestras (laboratorio de suelos) Pesa de ciento cuarenta libras (140 lb) Cinta métrica

HERRAMIENTAS: Palas Picos Barretones Pala dragas machete

PROCEDIMIENTO DE CAMPO

1. Se determinaron 4 puntos estratégicos dentro del área donde se construirála edificación.

2. Se delimito un área de 100 cm x 150 cm y se hizo el descapote de 50 cmde espesor para remover la materia orgánica.

3. Se extrajo una muestra alterada a los 0.5 m, y respectivamente a las otrasprofundidades. La muestra inalterada se extrajo con el tubo Shelby, serecubrió con papel aluminio para el control de humedad, se rotulo y seguardó en una cava, las muestras alteradas se depositaron en bolsasplásticas y también se rotularon.

4. Para mayor eficiencia se utilizaron las pala dragas obteniendo lasmuestras hasta alcanzar profundidades de 1, 1.5, 2, m, con intervalos deaproximadamente 0.5 m.

Cuando se alcanzaba la profundidad con las pala dragas se extraían las muestrasalteradas con la misma, pero para las inalteradas se utilizó un equipo conformadopor una pesa de 140 lb, una varilla de perforación unida mediante acoplesmetálicos a un tubo Shelby, un trípode, y cuerdas.

De esta menara se levantaba la pesahasta aproximadamente 60 cm y se dejabacaer libremente sobre el cabezote, mediante un sistema de polea permitía

tensionar la cuerda con menos esfuerzo y de este modo producir el movimientodel martillo, todo este sistema estaba soportado sobre un gran trípode metálico.Una vez se penetro totalmente hasta la medida indicada, se procedió a extraer eltubo Shelby, para ello se desmonto el martillo y se ató directamente la cuerda enel tubo y con ayuda de la poleo se tensionaba la cuerda hasta lograr que el tubosaliera en su totalidad. Luego se tomó el muestre ador cuchara partida y se abriópara obtener directamente la muestra inalterada, la cual se envolvió en papelaluminio y se depositó en una cava.

PERFIL CARACTERISTICO DE LA EXPLORACION.

Para la extracción de muestras se realizó un descapote de la materia orgánicahasta 0.5m y se tomaron muestras alteradas e inalteradas a 1, 1.5, y 2 m deprofundidad para los respectivos estudios geotécnicos. La profundidad de losapiques fue de 2 m y el espesor o intervalos en que se obtenían las muestras fuede 0.5 m, como se ilustra en la tabla:

ESTRATO PROFUNDIDAD

(m)

CARACTERISTICAS TIPO DE MUESTRA

1 0 - 0,5Capa vegetal con

presencia de materiaorgánica

-----------------------------

2 0,5 – 1 Color marrón claro Alterada e inalterada

3 1 - 1,5 Color marrón oscuro Alterada e inalterada

4 1,5 – 2 Color gris oscuro Alterada e inalterada

INFORMACION DE LOS APIQUES Y MUESTRAS TOMADASMediante la utilización de las pala dragas y del equipo se extrajeron las muestrasa cada profundidad para las cuales se tomaron alteradas e inalteradas. Para laextracción de las muestras alteradas se utilizó la pala draga, sin embargo para las

inalteradas se utilizó un equipoconformado por una pesa de 140 lb, una varilla deperforación unida mediante acoples metálicos a un tubo de Shelby, un trípode, ycuerdas. En las tablas siguientes se reflejan las cantidades de muestras tomadas:

PRIMER APIQUE:

Profundidad (m) Estrato Alteradas Inalteradas0 - 0.5 Material orgánico 0 00.5 – 1 1 2 11 - 1.5 2 2 11.5 – 2 3 2 1

SEGUNDO APIQUE:

Profundidad (m) Estrato Alteradas Inalteradas0 - 0.5 Material orgánico 0 0

0.5 – 1 1 2 11 - 1.5 2 2 11.5 – 2 3 2 1

TERCER APIQUE:

Profundidad (m) Estrato Alteradas Inalteradas0 - 0.5 Material orgánico 0 0

0.5 – 1 1 2 11 - 1.5 2 2 1

1.5 – 2 3 2 1

CUARTO APIQUE:

Profundidad (m) Estrato Alteradas Inalteradas0 - 0.5 Material orgánico 0 00.5 – 1 1 2 11 - 1.5 2 2 11.5 – 2 3 2 1

Nota: La extracción de las muestras se realizó con varios compañeros de geotecnia II diurna.

NIVEL FREATICODurante la extracción de muestras en el área delimitada no se encontró lapresencia del nivel freático en ninguna de los apiques, y por lo tanto el docentesugirió no incluirlo en el diseño de la cimentación ya que se encuentra por debajode los 2 m.

NORMAS TECNICASPara llevar acabo un diseño de una construcción hay que tener en cuenta la normatividad ya que esta nos garantiza que nuestros en sayos elaborados tanto en el campo y laboratoriocumplen con lo establecido.

Las normas NTC del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y

Certificación, ICONTEC, y de la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales,ASTM, las cuales forman parte integrante del Reglamento NSR-10.

NTC 1495 — Suelos. Ensayo para determinar el contenido de agua. (ASTM D2216)NTC 1522 — Suelos. Ensayo para determinar la granulometría por tamizado NTC1527.NTC 1917 — Suelos. Determinación de la resistencia al corte. Método de corteDirecto (CD). (ASTM D 3080)NTC 1967 — Suelos. Determinación de las propiedades de consolidaciónUnidimensional. (ASTM D 2435)NTC 1974 — Suelos. Determinación de la densidad relativa de los sólidos (ASTMD854)NTC 2121 — Suelos. Obtención de muestras para probetas de ensayo. MétodoPara tubos de pared delgada. (ASTM D1587)NTC 4630 — Método de ensayo para la determinación del límite líquido, del límitePlástico y del índice de plasticidad de los suelos cohesivos.ASTM D 2166-06 — Suelos. Ensayo para determinar la resistencia a laCompresión inconfinada.

PERFIL DEL SUELOPara obtener el perfil del suelo se tienen que realizar unos ensayos en el laboratorio los cuales nos darán las propiedades del suelo. Ya obtenidos los resultados o características físico-mecánicas del suelo podemos proceder a plantear nuestro perfil del suelo estudiado. Este perfil se mostrara a continuación:

DIBUJO DEL PERFIL DEL SUELO

ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA MUESTRA DE SUELO(ASTM D 4318), (NTC 1493)

OBJETIVOS

GENERAL

Clasificar un suelo mediante su análisis granulométrico, utilizando el

método del tamizado mecánico.

ESPECÍFICOS

Calcular el porcentaje que pasa a través del tamiz # 200.

Clasificar el suelo de acuerdo al sistema unificado de clasificación (SUC o

USCS).

Materiales Y Equipos

Tamiz # 200

Masa de suelo alterada y triturada

Regadera o manguera conectada a una fuente de agua

Balanza

Procedimiento

Se seca la muestra al sol y se tritura Se pesan 200 gr de suelo Se pasan los 200 gr del suelo por el tamiz # 200 con la ayuda de la

regadera, hasta que solo queden las partículas que no pueden atravesar el

tamiz Se seca el material retenido y se pesa

Datos Obtenidos

Masa del suelo: 200 gr

Masa suelo retenida seca: 12 gr

Cálculos

Masa suelo que pasa el tamiz # 200 = masa del suelo – masa del suelo retenida

seca

Masa pasa #200= 100 gr – 7,43 gr = 92,57 gr

Porcentaje pasa tamiz #200 = / (Masa pasa #200/masa del suelo) X 100 %

%pasa #200 = (92,57 gr / 100 gr) x100

%pasa # 200 = 92,57 %

Debido a que el porcentaje que pasa el tamiz # 200 es mayor del 50%, lo cualindica que el suelo es un suelo fino, se hace necesario realizar otros ensayos(límites de consistencia o límites de Atterberg) para clasificar el tipo de suelo.

Campana de vacío

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SOLIDOS (ASTM D-854-92;AASHTO T 100-70):

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar la gravedad especifica de un suelo, profundidad 2.3 m a 2.9 m

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar la clasificación de la muestra de suelo teniendo en cuenta el

valor de Gs. Adoptar el valor de Gs como uno de los parámetros principales en el

estudio geotécnico de un suelo

MATERIALES Y EQUIPOS

Muestra seca de suelo de 50 5 gr. Picnómetro de 250 ml (idealmente se requiere de 500 ml) Embudo de vidrio de conducto largo Termómetro Dispositivo de succión neumática, capaz de producir el grado de vacío. Platos de evaporación ( o cacerolas para ser sometidas al horno) Horno a temperatura constante de 100 a 110º C. Balanza de sensibilidad 0.1 g Suministro de agua desairada con temperatura estabilizada

PROCEDIMIENTO

Bomba de succión de ¼ HP.

Picnómetro de 250 ml

Pesar 50 gr., aproximadamente de suelo previamente secado al horno y

enfriado (Ws)

Pasar la muestra cuidadosamente a un frasco volumétrico seco y limpio,

previamente calibrado.

Tomar el Picnómetro y llenarlo hasta 1/3 de su capacidad en volumen (83 ml)

con agua destilada, con la precaución de no introducir cantidades notorias de

aire y de no perder material.

Someter el anterior conjunto a extracción de aire mediante las bombas de vacío

durante un tiempo.

La aspiración de aire deberá realizarse hasta cuándo se denote la

presencia de aire dentro del Picnómetro. La succión de aire se caracteriza

por la presencia de burbujas dentro del frasco. El tiempo de succión estará

determinado por el tipo de suelo, así, para arenas, el tiempo de succión es

cuestión de horas mientras que para materiales arcillosos la succión puede

tomar más de un día.

Cuando se cumpla totalmente con la aspiración, se apagará el equipo de

succión, se abrirán las válvulas para compensar las presiones y deberá llenarse

la botella con agua destilada hasta 2/3 de su capacidad y se someterá

nuevamente a vacío.

Cuando se haya extraído todo el aire del conjunto anterior enrasar con agua

destilada hasta el aforo.

Deberá secarse exteriormente el picnómetro y acto seguido se pesará el

picnómetro + agua + muestra. Este peso se denominará (Wfws)

Tomar la temperatura del agua dentro del picnómetro.

Retirar la muestra de suelo del picnómetro y depositarla sobre un recipiente

para secado en el horno. Deberá colocarse todo el material junto con el agua,

sin que se pierda material. Este peso seco se comparará con el Ws

previamente obtenido.

Pesar el picnómetro + agua hasta el aforo. Este peso se denominará (Wfw).

Datos obtenidos del ensayo:

RECIPIENTE 1

Peso fondo362,73 gr

Peso pic + h2o aforo317,85 gr

Peso fondo + muestra seca409,53 gr

Peso pic + h2o aforo + muestra347,49 gr

Peso muestra seca 46,8 grTemperatura pic + h2o + muestra 27 °C

Alfa de la tabla0,9984

GRAVEDAD ESPECIFICA 2,72

α=es un factor de corrección de temperatura para corregir el peso unitario del

agua, en la siguiente tabla se muestran algunos valores de α:

T

ºC

α T ºC Α T

ºC

α

16 10.00

7

22 0.999

6

28 0.998

217 10.00

6

23 0.999

3

29 0.998

018 10.00

4

24 0.999

1

30 0.997

819 10.00

1

25 0.998

9

31 0.997

620 10.00

0

26 0.998

6

32 0.997

421 0.999

7

27 0.998

4

33 0.997

2

Ahora se calcula la gravedad específica con la siguiente ecuación:

Gs=αWs

Wfw+Ws−Wfws

Gs=0.9984∗(46.8)

317.85gr+(46.8−347.49gr )

Gs=2.72

A partir de los resultados obtenidos en el laboratorio, se obtuvo una gravedadespecífica es de 2,72.

DETERMINACION DE LOS LIMITES DE CONSISTENCIA OLIMITES DE ATTERBERG DE LOS SUELOS (ASTM D 4318-93,

AASHTO T 89-90 y T 90-87)OBJETIVOS

GENERAL

Determinar el índice de plasticidad de una muestra de suelo mediante el

cálculo de su límite líquido y límite plástico.

ESPECIFICOS

Calcular el limite líquido y limite plástico de un suelo arcilloso

Establecer el rango de humedad del suelo mediante el límite líquido y el

límite plástico.

Clasificar El Suelo Según Casagrande

EQUIPOS:

Aparato de Casagrande, incluyendo la solera plana y el ranurador

trapezoidal. 300 gr de suelo seco pasados por el tamiz # 40 Espátulas flexibles. Cápsula de porcelana. Atomizador. Balanza con sensibilidad de 0.01gr. Horno con temperatura constante de 100 a 110º C. Recipientes de humedad con su tapa

Lamina de vidrio o acrílico

Procedimiento para determinar el límite liquido

1. Se ajusta y calibra la cazuela de Casagrande, asegurándose de que la

altura de la cazuela sea de 1 cm, a través de la utilización del ranurador.2. Colocar entre 50 y 70g de suelo húmedo en la cápsula, alisando la

superficie a una altura de 1cm con la espátula, cuidando de no dejar

burbujas de aire en la masa de suelo3. Usando el acanalador separar el suelo en dos mitades según el eje de

simetría de la cápsula4. Girar la manivela de manera uniforme a una velocidad de dos

revoluciones/seg; continuar hasta que el surco se cierre en ½” de longitud;

anotar el número de golpes, cuando éste sea inferior a 405. Revolver el suelo en la cápsula de Casagrande con la espátula y repetir las

operaciones 3 y 4.6. Tomar una muestra de aproximadamente 5 g de suelo en la zona donde se

cerró el surco y pesarla de inmediato para obtener su contenido de

humedad, lo que permitirá obtener un punto en el gráfico semi-logarítmico

de humedad v/s número de golpes7. Vaciar el suelo de la cápsula de Casagrande a la de porcelana (que todavía

contiene la mezcla de suelo inicial), continuar revolviendo el suelo con la

espátula (durante el cual el suelo pierde humedad) y en seguida repetir las

etapas 2 a 68. Repetir etapas (2) a (6), 3 a 4 veces, hasta llegar a un número de golpes de

15 a 20

Procedimiento para determinar el límite plástico

El límite plástico es el contenido de humedad para el cual el suelo se fractura al

ser amasado en bastoncitos de diámetro 1/8” (3 mm) cuando se amasa una

pequeña porción de suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa.

1) Utilizar una porción del material que queda del ensayo del límite líquido,

2) Tomar una bolita de suelo de 1cm3 y amasarla sobre el vidrio con la palma

de la mano hasta formar bastoncitos de 3mm de diámetro,

3) Reconstruir la bolita de suelo, uniendo el material con fuerte presión de las

puntas de los dedos y amasar nuevamente un bastoncito hasta llegar al

límite plástico,

4) El límite plástico, corresponde al contenido de humedad para el cual un

bastoncito de 3 mm, así formado, se rompe en trozos de 0,5 a 1cm de

largo, si no se está seguro de haberlo alcanzado, es recomendable amasar

una vez más el bastoncito,

5) Pesar inmediatamente el bastoncito así formado para determinar su

contenido de humedad,

6) Realizar 2 o 3 ensayos repitiendo etapas (3) a (6) y promediar; diferencias

entre 2 determinaciones no deberán exceder a 2%.

Cálculos y resultados

Para el ensayo del límite líquido se tiene los siguientes datos:

DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDORECIPIENTE 1 2 3 4Peso suelo humedo + recipiente 48,4 31,8 33,2 36,8Peso suelo seco + recipiente 26,24 27,16 27,25 32,27Peso recipiente 18,9 20,5 18,9 25,4Peso suelo seco 7,34 6,66 8,35 6,87Peso agua 22,16 4,64 5,95 4,53Contenido de humedad % 301,91 69,67 71,26 65,94Numero de golpes, N 15 18 26 28

Se tomaron 3 puntos, teniendo la siguiente grafica de regresión:

x y18 69,6726 71,2628 65,94

16 18 20 22 24 26 28 3063,00

64,00

65,00

66,00

67,00

68,00

69,00

70,00

71,00

72,00

f(x) = - 0,21x + 73,99R² = 0,17

N GOLPES

HUMEDAD %

LL=68,88% Para 25 golpes.

Para el ensayo del límite plástico se tiene los siguientes datos:

LIMITE PLASTICORECIPIENTE 1 2Peso suelo húmedo + recipiente 28 25,2Peso suelo seco + recipiente 23,83 24,12Peso recipiente 16,7 17,8Peso suelo seco 7,13 6,32Peso agua 4,17 1,08Contenido de humedad % 58,49 17,09

LP= 37,78694

LP=∑ contenidode humedad

¿deensayos

LP=58,49 +17,09

2=37,78

Para el índice de plasticidad se tiene que:

IP = Limite Liquido – Limite Plástico

IP = 68,88% - 37,78 %

IP = 31,013%

Los cálculos obtenidos se representan en la carta de plasticidad para saber a qué

zona de la carta corresponde el tipo de suelo. Para saber si la ubicación de la

muestra en la carta de plasticidad se encuentra por encima o por debajo de la

línea A, se introduce el valor del límite líquido en la ecuación de pendiente de la

línea A.

PI= 0.73 (LL – 20)

PI= 0.73 (68,88 – 20)

PI= 35,68%

El índice de plasticidad obtenido con la ecuación de pendiente de la línea A es

35,68%, y el índice de plasticidad obtenido con los ensayos es 31,013%.

Comparando ambos resultados se tiene que la ubicación de la muestra se

encuentra por debajo de la línea A, lo que quiere decir que el suelo corresponde a

un MH u OH.

PESO ESPECÍFICO (ASTM 2937-94, AASHTO T-180)OBJETIVOS

GENERAL

Determinar el peso unitario o peso específico para la muestra de suelo

extraída.

ESPECIFICOS

Determinar el peso específico seco de la muestra de suelo

Determinar el peso específico saturado de la muestra de suelo

Clasificar el tipo de suelo con base el en peso específico obtenido

Basándose en el principio de Arquímedes, se procede a determinar el peso

específico, a continuación se muestran los resultados:

MUESTRA 1Vwi 500 mlVwf 65 mlWs 109 grWh 109,2 grϒh 16,481 KN/m3ϒd 16,451 KN/m3

MUESTRA 2Vwi 500 mlVwf 95 mlWs 179,13 grWh 179,67 grϒh 18,553 KN/m3ϒd 18,498 KN/m3

γ=γw∗WhVwf

γ=9.81∗179.67

95

γ=18.55 KN /m3

ENSAYO DE COMPRESION INCONFINADA (ASTM D 2166-06)OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar la resistencia de un cilindro de suelo cohesivo, e indirectamente la

cohesión no drenada Cu.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar la deformación unitaria presente en un suelo cuando sobre el

actúan diferentes cargas Construir la gráfica esfuerzo – deformación, para obtener el módulo de

elasticidad del suelo.

MATERIALES Y EQUIPOS

Máquina de compresión inconfinada (cualquier tipo de máquina de

compresión que tenga un sistema de lectura de carga de rango

suficientemente bajo para obtener lecturas de carga aproximada) Deformímetro de carátula (lectura con precisión 0.01mm/división) Equipo necesario o disponible para moldeo o corte de la muestra Calibrador vernier. Horno Balanza de sensibilidad 0.1 g Recipientes para el contenido de humedad.

PROCEDIMIENTO

Las muestras para el ensayo se obtienen por medio de tubos de pared delgada.

Las muestras se llevan al laboratorio, son extraídas del tubo muestreador y se

preparan para la prueba de la siguiente manera:

1. Los extremos del espécimen son recortados cuidadosamente con una

sierra de alambre fino o con un cuchillo, dejando al espécimen con una

relación altura-diámetro de 2 a 3.

2. El espécimen se coloca en la máquina de compresión simple y se centra en

el plano inferior. Un brazo de extensión permite la lectura del micrómetro

indicador de la deformación vertical.3. Se aplica carga a una velocidad tal que haga comprimir al espécimen a

razón de 0.5 a 1.0% de su altura por minuto. La carga queda indicada de

manera automática en el micrómetro del anillo de prueba.4. El punto de falla se detecta fácilmente cuando el micrómetro del anillo de

prueba baja de velocidad, se para, titubea y baja mientras que está aun

aplicándosele carga. Cuando el suelo es una arcilla muy blanda y no se

rompe durante la prueba sino se deforma, entonces se considera como

carga de ruptura la que corresponda a una disminución de altura del

espécimen de un 20% de su altura inicial.5. Se obtiene la carga P de ruptura leída en el micrómetro, haciendo uso de la

curva de calibración que cada aparato trae consigo.6. El esfuerzo unitario de ruptura será:

qu=σ=PA '

=carga

áreacorregida=2c

El área corregida será igual al área inicial A de la muestra dividida entre uno

menos la deformación unitaria.

A '=

A1−ε

Con los datos de la prueba se construye una gráfica de esfuerzo-deformación

unitaria, de la cual se puede obtener el módulo de elasticidad aproximado del

suelo.

A continuación se presentan los resultados obtenidos:

ENSAYO DE COMPRESION INCONFINADALABORATORIO DE GEOTECNIA II (2-2014)

MUESTRA # 1

PROFUNDIDAD: 2 m DIAMETRO: 7,05 cm LONGITUD: 14,1 cm qu= 205,416868

PESO: 1177 gr Es= 7002,84776AREA: 39,0363435 cm2

VOLUMEN: 550,412443 cm3 PESO ESPECIFICO: 2,13839642 gr/cm3 21KN/m3

DEFORMACION(cm)δ

FUERZA(KN)

DEFORMACION UNITARIAє

AREACORREGID

A (cm2)

ESFUERZO(KN/m2)σ

0 0 0 39,0363435 00,01 0,11 0,00070922 39,0640485 28,15888370,02 0,16 0,00141844 39,0917929 40,92930720,03 0,2 0,00212766 39,1195766 51,12529770,04 0,24 0,002836879 39,1474 61,30675350,05 0,26 0,003546099 39,1752629 66,36841230,06 0,3 0,004255319 39,2031655 76,52443270,07 0,32 0,004964539 39,2311079 81,56792340,08 0,35 0,005673759 39,2590901 89,15132750,09 0,37 0,006382979 39,2871123 94,17846680,1 0,39 0,007092199 39,3151745 99,19833870,11 0,41 0,007801418 39,3432769 104,2109430,12 0,43 0,008510638 39,3714194 109,2162810,13 0,45 0,009219858 39,3996022 114,2143510,14 0,47 0,009929078 39,4278255 119,2051540,15 0,48 0,010638298 39,4560891 121,6542260,16 0,5 0,011347518 39,4843934 126,6323120,17 0,52 0,012056738 39,5127382 131,6031290,18 0,53 0,012765957 39,5411238 134,0376670,19 0,55 0,013475177 39,5695502 138,9957670,2 0,56 0,014184397 39,5980175 141,4212210,21 0,57 0,014893617 39,6265258 143,8430420,22 0,58 0,015602837 39,6550752 146,2612280,23 0,6 0,016312057 39,6836657 151,195710,24 0,61 0,017021277 39,7122975 153,6048120,25 0,62 0,017730496 39,7409706 156,0102810,26 0,63 0,018439716 39,7696852 158,4121160,27 0,64 0,019148936 39,7984413 160,8103180,28 0,65 0,019858156 39,827239 163,2048860,29 0,66 0,020567376 39,8560784 165,595820,3 0,67 0,021276596 39,8849597 167,983121

0,31 0,68 0,021985816 39,9138828 170,3667880,32 0,69 0,022695035 39,9428478 172,7468210,33 0,7 0,023404255 39,971855 175,1232210,34 0,71 0,024113475 40,0009043 177,4959870,35 0,71 0,024822695 40,0299959 177,3669930,36 0,72 0,025531915 40,0591298 179,7343090,37 0,73 0,026241135 40,0883061 182,0979910,38 0,73 0,026950355 40,117525 181,9653630,39 0,74 0,027659574 40,1467865 184,3235940,4 0,75 0,028368794 40,1760908 186,6781920,41 0,75 0,029078014 40,2054378 186,5419310,42 0,76 0,029787234 40,2348277 188,8910780,43 0,76 0,030496454 40,2642607 188,7530,44 0,77 0,031205674 40,2937367 191,0966970,45 0,77 0,031914894 40,3232559 190,9568020,46 0,78 0,032624113 40,3528184 193,2950490,47 0,78 0,033333333 40,3824243 193,1533370,48 0,79 0,034042553 40,4120737 195,4861330,49 0,79 0,034751773 40,4417666 195,3426040,5 0,79 0,035460993 40,4715032 195,1990750,51 0,8 0,036170213 40,5012835 197,5246040,52 0,8 0,036879433 40,5311078 197,3792590,53 0,8 0,037588652 40,5609759 197,2339130,54 0,81 0,038297872 40,5908882 199,5521750,55 0,81 0,039007092 40,6208445 199,4050120,56 0,81 0,039716312 40,6508452 199,257850,57 0,82 0,040425532 40,6808901 201,5688440,58 0,82 0,041134752 40,7109795 201,4198650,59 0,82 0,041843972 40,7411135 201,2708860,6 0,83 0,042553191 40,7712921 203,5746130,61 0,83 0,043262411 40,8015154 203,4238170,62 0,83 0,043971631 40,8317836 203,2730210,63 0,83 0,044680851 40,8620968 203,1222250,64 0,84 0,045390071 40,8924549 205,4168680,65 0,84 0,046099291 40,9228582 205,2642550,66 0,84 0,046808511 40,9533068 205,1116420,67 0,84 0,04751773 40,9838007 204,9590290,68 0,84 0,04822695 41,01434 204,806416

Graficando obtenemos:

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,060

50

100

150

200

250

DEFORMACION UNITARIA

ESFUERZO KN/m2

Para la primera deformación: δ=0.1mm

є=Deformacion(δmm)

H

є=0.01 cm14.1 cm

=0,00070922

Area corregida=Area

(1−deformacionunitaria)

Area corregida=39,036 cm2

(1−0,00070922)=39,0637 cm2

Y de igual forma se calculan las demás deformaciones unitarias y áreas

corregidas.

El ensayo proporciona la cohesión no drenada, que debería coincidir con el radio

del círculo de Mohr.

Cu=qu2

Donde qu es el esfuerzo último de la muestra obtenida en el ensayo.

Cu=205,4168KN /m 2

2

Cu=102,7 KN /m2

Según la siguiente tabla, tomada del libro “Fundamentos de Ingeniería Geotécnica,

Braja m. Das”, se puede clasificar el suelo como de consistencia firme.

ENSAYO DE CONSOLIDACION (ASTM D2435-90)OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Determinar el comportamiento que tiene una masa de suelo al ser sometido a

diferentes cargas y descargas al transcurrir el tiempo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Determinar el grado de consolidación de una muestra de suelo fino

expuesta a diferentes cargas verticales y obtener la curva generada con

base a los resultados del ensayo Determinar el esfuerzo de pre-consolidación y la relación de vacíos final. Determinar el valor del OCR para así deducir como se encuentra el suelo. Determinar el índice de re-compresión y el índice de compresión

Materiales Y Equipos

El equipo para el ensayo de consolidación incluye: Consolidómetro Deformímetro de carátula con lectura de 0.01mm de precisión (ó

0.0001”) Equipo de cargas Cronómetro Equipo necesario o disponible para moldeo o corte de la muestra Horno Balanza de sensibilidad 0.1 g Recipientes para el contenido de humedad.

Procedimiento

Moldee cuidadosamente una muestra dentro del anillo de consolidación. Pesar la

muestra y determinar la altura Hi y el diámetro de la muestra.

Nota: Después de moldear la muestra a las dimensiones nominales (y/o utilizar el

disco espaciador), registrar su espesor con una precisión de 0.01mm (0.0001”), es

decir, 20.00mm (0.8000”) u otra dimensión.

Colocar cuidadosamente la muestra de suelo en el consolidómetro con una piedra

porosa saturada colocada sobre cada cara. Asegurarse de que las piedras

porosas entren en el anillo de forma que el ensayo pueda avanzar

satisfactoriamente.

Colocar el Consolidómetro en el aparato de carga y ajustar el deformímetro de

carátula; recordar que debe permitirse una posible compresión de la muestra de 4

a 12 mm.

Aplicar una carga de inicialización de 5 (para suelos blandos), a 10 (para suelos

firmes) Kpa. Verificar nuevamente que las piedras porosas no se apoyen sobre el

anillo. Colocar el deformímetro de carátula en 0 (dejar esta carga de inicialización

sobre el suelo).

En el momento conveniente, aplicar el primer incremento de carga (carga adicional

suficiente para desarrollar el primer incremento de carga) y simultáneamente

tomar lecturas de deformación a tiempos transcurridos de 0.25, 0.50, 1, 2, 4, 8, 15,

39, 60, 120 min, a continuación por ejemplo 4, 8, 16, horas, etc.

Después de 24 horas o como se haya establecido, o cuando el ∆H entre dos

lecturas sea suficientemente pequeño, cambiar la carga al siguiente valor y

nuevamente tomar lecturas a intervalos de tiempo controlados como en el paso 3

anterior.

Si se utiliza el experimento de laboratorio “rápido” en el tercero y cuarto

incremento de carga, tomar suficiente tiempo en las lectura para establecer una

pendiente adecuada para la consolidación secundaria que puede ser utilizada en

los otros incrementos.

Continuar cambiando cargas tomando lecturas de deformación contra tiempo

discurrido a través de todo el rango de cargas del consolidómetro (o hasta que

arbitrariamente se determine).

Colocar la muestra (incluyendo todas las partículas que se hayan exprimido fuera

del anillo) en el horno al final del experimento para encontrar el peso de los sólidos

Ws y lograr el cálculo del volumen final de agua Vwf. Comparar Ws con el valor

calculado en el paso 1 (si se hizo la determinación del contenido de humedad).

Se obtuvieron los siguientes resultados de las lecturas tomadas durante el tiempo

del ensayo:

CARGA:

Ws 0,5579928D (mm) 49,5H(mm) 19,8A 0,0019244Gs 2,72Yw (KN/m3) 9,81v(cm3) 38,103553Y (KN/m3) 14,644115Hs (mm) 10,866518Hv (mm) 8,933482e0 0,8221108

CARGA TIEMP

O

LECTURA

(0,01)

LECTURA

(0,001)

CORRECCIÓN

LECTURA(0,0001)

LECTURA

AJUSTADA (pulg)

LECTURA

AJUSTADA (mm)

ALTURA

FINAL(mm)(Kg)

Libre 1 67 0,0033 0,0133 0,3378219,462

18

2 15 0 68 0,0032 0,0032 0,0812819,718

72

30 0 72 0,0028 0,0028 0,0711219,728

88

60 0 77 0,0023 0,0023 0,0584219,741

58

120 0 85 0,0015 0,0015 0,038119,761

9

240 0 90 0,001 0,001 0,025419,774

6

480 0 98 0,0002 0,0002 0,0050819,794

92

900 1 8 0,0092 0,0192 0,4876819,312

32

1800 1 21 0,0079 0,0179 0,4546619,345

34

3600 1 35 0,0065 0,0165 0,419119,380

9

7200 1 51 0,0049 0,0149 0,3784619,421

54

14400 1 62 0,0038 0,0138 0,3505219,449

48

28800 1 71 0,0029 0,0129 0,3276619,472

34

86400 1 73 0,0027 0,0127 0,3225819,477

42

4 15 1 82 0,0018 0,0118 0,2997219,500

28

30 1 83 0,0017 0,0117 0,2971819,502

82

60 1 85 0,0015 0,0115 0,292119,507

9

120 1 89 0,0011 0,0111 0,2819419,518

06

240 1 94 0,0006 0,0106 0,2692419,530

76

480 2 3 0,0097 0,0297 0,7543819,045

62

900 2 11 0,0089 0,0289 0,7340619,065

94

1800 2 23 0,0077 0,0277 0,7035819,096

42

3600 2 40 0,006 0,026 0,660419,139

6

7200 2 63 0,0037 0,0237 0,6019819,198

02

14400 2 81 0,0019 0,0219 0,5562619,243

74

28800 2 93 0,0007 0,0207 0,5257819,274

22

86400 2 98 0,0002 0,0202 0,5130819,286

92

8 15 3 18 0,0082 0,0382 0,9702818,829

72

30 3 21 0,0079 0,0379 0,9626618,837

34

60 3 25 0,0075 0,0375 0,952518,847

5

120 3 29 0,0071 0,0371 0,9423418,857

66

240 3 37 0,0063 0,0363 0,9220218,877

98

480 3 46 0,0054 0,0354 0,8991618,900

84

900 3 58 0,0042 0,0342 0,8686818,931

32

1800 3 75 0,0025 0,0325 0,825518,974

5

3600 3 97 0,0003 0,0303 0,7696219,030

38

7200 4 28 0,0072 0,0472 1,1988818,601

12

14400 4 65 0,0035 0,0435 1,104918,695

1

28800 4 83 0,0017 0,0417 1,0591818,740

82

86400 5 3 0,0097 0,0597 1,5163818,283

62

16 15 5 19 0,0081 0,0581 1,4757418,324

26

30 5 22 0,0078 0,0578 1,4681218,331

88

60 5 25 0,0075 0,0575 1,460518,339

5

120 5 31 0,0069 0,0569 1,4452618,354

74

240 5 38 0,0062 0,0562 1,4274818,372

52

480 5 48 0,0052 0,0552 1,4020818,397

92

900 5 62 0,0038 0,0538 1,3665218,433

48

1800 5 81 0,0019 0,0519 1,3182618,481

74

3600 6 9 0,0091 0,0691 1,7551418,044

86

7200 6 49 0,0051 0,0651 1,6535418,146

46

14400 6 96 0,0004 0,0604 1,5341618,265

84

28800 7 44 0,0056 0,0756 1,9202417,879

76

86400 7 70 0,003 0,073 1,854217,945

8

Tenemos que:

e1 0,7924251 σ1 KN/m2 10,1953e2 0,7748942 σ2 KN/m2 20,3905e3 0,6825647 σ3 KN/m2 40,7811e4 0,6514766 σ4 KN/m2 81,5622

RECARGA

Ws 0,5579928D (mm) 49,5H(mm) 19,8

A 0,001924422Gs 2,72Yw

(KN/m3) 9,81Hs (mm) 10,86651802Hv (mm) 8,933481982

CARGA

TIEMPO

LECTURA

LECTURA

CORRECCIÓN

LECTURA

LECTURA

ALTURA

(0,01) (0,001)LECTURA(0,0001)

AJUSTADA (pulg)

AJUSTADA (mm)

FINAL(mm)(Kg)

8 15 7 64 0,0036 0,0736 1,8694417,930

56

30 7 63 0,0037 0,0737 1,8719817,928

02

60 7 63 0,0037 0,0737 1,8719817,928

02

120 7 61 0,0039 0,0739 1,8770617,922

94

240 7 59 0,0041 0,0741 1,8821417,917

86

480 7 57 0,0043 0,0743 1,8872217,912

78

900 7 53 0,0047 0,0747 1,8973817,902

62 1800 7 50 0,005 0,075 1,905 17,895

3600 7 44 0,0056 0,0756 1,9202417,879

76

7200 7 38 0,0062 0,0762 1,9354817,864

52

14400 7 34 0,0066 0,0766 1,9456417,854

36

28800 7 31 0,0069 0,0769 1,9532617,846

74

86400 7 26 0,0074 0,0774 1,9659617,834

04

4 15 7 19 0,0081 0,0781 1,9837417,816

26

30 7 18 0,0082 0,0782 1,9862817,813

72

60 7 17 0,0083 0,0783 1,9888217,811

18

120 7 16 0,0084 0,0784 1,9913617,808

64

240 7 14 0,0086 0,0786 1,9964417,803

56

480 7 10 0,009 0,079 2,006617,793

4

900 7 5 0,0095 0,0795 2,019317,780

7

1800 6 98 0,0002 0,0602 1,5290818,270

92

3600 6 88 0,0012 0,0612 1,5544818,245

52 7200 6 72 0,0028 0,0628 1,59512 18,204

88

14400 6 59 0,0041 0,0641 1,6281418,171

86

28800 6 47 0,0053 0,0653 1,6586218,141

38

86400 6 38 0,0062 0,0662 1,6814818,118

52

2 15 6 33 0,0067 0,0667 1,6941818,105

82

30 6 28 0,0072 0,0672 1,7068818,093

12

60 6 26 0,0074 0,0674 1,7119618,088

04

120 6 25 0,0075 0,0675 1,714518,085

5

240 6 24 0,0076 0,0676 1,7170418,082

96

480 6 21 0,0079 0,0679 1,7246618,075

34

900 6 17 0,0083 0,0683 1,7348218,065

18

1800 6 12 0,0088 0,0688 1,7475218,052

48

3600 6 2 0,0098 0,0698 1,7729218,027

08

7200 5 92 0,0008 0,0508 1,2903218,509

68

14400 5 71 0,0029 0,0529 1,3436618,456

34

28800 5 57 0,0043 0,0543 1,3792218,420

78

86400 5 31 0,0069 0,0569 1,4452618,354

74

Tenemos que:

e1 0,641191776

σ1KN/m2 40,78107927

e2 0,667371275

σ2KN/m2 20,39053963

e3 0,689109609

σ3KN/m2 10,19526982

RECARGA

Ws 0,55799D (mm) 49,5H(mm) 19,8

A 0,00192Gs 2,72

Yw (KN/m3) 9,81

Hs (mm) 10,8665Hv (mm) 8,93348

CARGA TIEMP

O

LECTURA

(0,01)

LECTURA

(0,001)

CORRECCIÓN

LECTURA(0,0001)

LECTURA

AJUSTADA (pulg)

LECTURA

AJUSTADA (mm)

ALTURA

FINAL(mm)(Kg)

4 15 5 37 0,0063 0,0563 1,43002 18,37

30 5 38 0,0062 0,0562 1,4274818,372

5

60 5 38 0,0062 0,0562 1,4274818,372

5

120 5 39 0,0061 0,0561 1,4249418,375

1

240 5 40 0,006 0,056 1,422418,377

6

480 5 42 0,0058 0,0558 1,4173218,382

7

900 5 44 0,0056 0,0556 1,4122418,387

8

1800 5 47 0,0053 0,0553 1,4046218,395

4

3600 5 51 0,0049 0,0549 1,3944618,405

5

7200 5 57 0,0043 0,0543 1,3792218,420

8

28800 5 61 0,0039 0,0539 1,3690618,430

9

86400 5 67 0,0033 0,0533 1,3538218,446

2

16 15 5 75 0,0025 0,0525 1,333518,466

5

30 5 75 0,0025 0,0525 1,333518,466

5 60 5 76 0,0024 0,0524 1,33096 18,469

120 5 78 0,0022 0,0522 1,3258818,474

1

240 5 80 0,002 0,052 1,320818,479

2

480 5 85 0,0015 0,0515 1,308118,491

9

900 5 89 0,0011 0,0511 1,2979418,502

1

1800 5 95 0,0005 0,0505 1,282718,517

3

3600 6 5 0,0095 0,0695 1,765318,034

7

7200 6 16 0,0084 0,0684 1,7373618,062

6

28800 6 29 0,0071 0,0671 1,7043418,095

7

86400 6 44 0,0056 0,0656 1,6662418,133

8

32 15 8 14 0,0086 0,0886 2,2504417,549

6

30 8 16 0,0084 0,0884 2,2453617,554

6

60 8 19 0,0081 0,0881 2,2377417,562

3 120 8 24 0,0076 0,0876 2,22504 17,575

240 8 30 0,007 0,087 2,209817,590

2

480 8 40 0,006 0,086 2,184417,615

6

960 8 54 0,0046 0,0846 2,1488417,651

2

1800 8 73 0,0027 0,0827 2,1005817,699

4

3600 9 7 0,0093 0,0993 2,5222217,277

8

7200 9 48 0,0052 0,0952 2,4180817,381

9

14400 9 61 0,0039 0,0939 2,3850617,414

9

28800 10 53 0,0047 0,1047 2,6593817,140

6

86400 11 14 0,0086 0,1186 3,0124416,787

664 15 12 74 0,0026 0,1226 3,11404 16,686

30 12 70 0,003 0,123 3,124216,675

8

60 12 66 0,0034 0,1234 3,1343616,665

6

120 12 59 0,0041 0,1241 3,1521416,647

9 240 12 50 0,005 0,125 3,175 16,625 480 12 37 0,0063 0,1263 3,20802 16,592

900 12 22 0,0078 0,1278 3,2461216,553

9

1800 13 99 0,0001 0,1301 3,3045416,495

5

3600 13 59 0,0041 0,1341 3,4061416,393

9

7200 14 89 0,0011 0,1411 3,5839416,216

1 14400 14 0,01 0,15 3,81 15,99

28800 14 96 0,0004 0,1404 3,5661616,233

8

86400 15 55 0,0045 0,1545 3,924315,875

7

Tenemos que:

e1 0,69752 σ1 KN/m2 20,3905e2 0,66877 σ2 KN/m2 81,5622e3 0,54489 σ3 KN/m2 163,124e4 0,46097 σ4 KN/m2 326,249

Luego de pasar por las tres etapas se procede a graficar relación de vacíos contraesfuerzos (en escala logarítmica), así:

10 100 10000,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

ESFUERZO NORMAL

RELACION DE VACIOS

Para determinar la altura de sólidos se utilizó la siguiente formula:

H s=ms

Gs∗A∗ρw

La cual sale de:

Gs=ρs

ρw

=ms

V s∗ρw

=ms

H s∗A∗ρw

Despejando Hs:

H s=ms

Gs∗A∗ρw

Para la relación de vacíos:

eo=V v

V s

=H v∗A

H s∗A=

H v

H s

=H o−H s

H s

eo=H o−H s

H s

El esfuerzo de pre consolidación se calcula mediante el grafico, prolongando la

rama virgen y la bisectriz, en el punto donde se interceptan ambas rectas se baja

hacia el eje de log esfuerzo y ese es nuestro esfuerzo de pre consolidación.

Esfuerzo de pre consolidación σ ´ p=98KN /m 2

Para determinar el índice de compresión (Cc), mediante el grafico calculamos la

pendiente de la recta de la rama virgen utilizando 2 puntos sobre esta, utilizamos

la siguiente expresión

Cc=∆e

log (σ 2σ 1

)

=0,658−0,5448

log (163,12

98)

=0,51

Cc=0,51

Para determinar el índice de re compresión (Cs), se usa el mismo método solo que

ahora usamos la rama de re compresión:

Cs=∆e

log (σ 2σ 1

)=

0.71−0.63

log (507

)=0.093

Cs=0.093

La muestra se extrajo a una profundidad de 1.1m a 1.68m con un peso específico

correspondiente a 16.46KN/m3 (peso específico seco), por lo tanto el esfuerzo en

sitio será:

Z=2m

σ ´ sitio=18,55KN /m 3 (2m )=37.1 KN /m2

OCR=σ ´ p

σ ´ sitio=

98 KN /m237.1 KN /m2

=2.64

OCR=2.64

ANALISIS: Como la relación de pre consolidación es mayor a 1 se puede concluir

que el suelo se encuentra sobre consolidado.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

NORMA TÉCNICA DE REFERENCIA: ASTM D3080-90Método para el ensayo de corte directo de suelos bajo condiciones drenadas y

consolidadas.

GENERALIDADES

El ensayo de corte directo consiste en someter una muestra de suelo a una fuerza

vertical Pv (conocida, pues su valor se obtiene mediante suministro de pesas) y a

una fuerza horizontal (desconocida, la evaluación de esta fuerza es el objeto del

ensayo). La fuerza vertical es controlada mediante un número exacto de pesas

hasta conseguir el valor deseado. La fuerza horizontal Ph proviene de utilizar la ley

de Hooke para resortes. Esta fuerza horizontal es evaluada para las

deformaciones horizontales que sufre el anillo de carga ( F s -K x, donde x es la

deformación del resorte y la cual en este ensayo es medida con un deformímetro y

K es la constante del resorte) Para el caso de anillos de carga la multiplicación de

la lectura en él obtenida por el factor del anillo es muestra de la fuerza horizontal

actuante para obtener una deformación respectiva.

El ensayo de corte directo fue originalmente muy popular. Sin embargo, a medida

que avanza el estado del arte, se ha vuelto cada vez menos popular por las

siguientes razones:

El área de la muestra cambia a medida que el ensayo progresa, sin que

esto sea demasiado significativo ya que la mayoría de las muestras “fallan”

a deformaciones muy bajas. La superficie de falla real no es un plano, como se supuso o se intentó

obtener con el tipo de caja de corte que se diseñó, ni tampoco se tiene una

distribución uniforme del esfuerzo cortante a lo largo de la superficie de

“falla” como también se supuso. El ensayo usa una muestra muy pequeña, con el consiguiente resultado de

que los errores de preparación son relativamente importantes.

El tamaño de la muestra excluye la posibilidad de hacer mucha

investigación de las condiciones de presión de poros durante el ensayo. No es posible determinar el módulo de elasticidad ni el de la relación de

Poisson.

OBJETIVOS:

Familiarizar al estudiante con un procedimiento para la determinación

rápida de los parámetros de resistencia al corte (c y Ф) de los suelos

cohesivos y no cohesivos. Enseñar al estudiante como afectan la naturaleza friccionante o cohesiva de

un suelo las características esfuerzo - deformación.

MUESTRA:

La muestra para el ensayo deberá consistir en piezas de material inalterado,

extraído del sitio de interés. Las muestras pueden moldearse en el laboratorio para

darles la forma definitiva de la caja de corte siguiente sin alterar su estado inicial

de humedad. Las dimensiones finales para los especímenes ensayados en el

equipo de corte de Unisucre deberán poseer las siguientes dimensiones:

Ancho: 59 mm

Largo: 59 mm

Alto: 20 mm

El equipo para el ensayo de consolidación incluye:

Aparato de corte directo (ver figura 1.) Deformímetros de carátula con lectura de 0.01mm de precisión (ó 0.0001”). Equipo de cargas. Cronómetro (dependiendo del tipo de ensayo). Equipo necesario o disponible para moldeo o corte de la muestra. Balanza de sensibilidad 0.1 g. Nivel pequeño.

PROCEDIMIENTO:

SUELO NO COHESIVO Pesar un plato grande de arena seca (o mojada con el contenido de

humedad conocido con exactitud) con suficiente material para hacer por lo menos tres ensayos a la misma densidad.

Ensamblar cuidadosamente la caja de corte (retroceder cualquier separación existente entre las partes de la caja y los tornillos de empalme) y fijar la caja en posición. Obtener la sección transversal A de la muestra.

Colocar cuidadosamente la arena en la caja de corte hasta cerca de 5 mm del borde de la superficie del anillo y colocar el pistón de carga (incluyendo las piedras porosas) sobre la superficie del suelo. Tomar un nivel pequeño yverificar la nivelación del pistón o bloque de carga.

Pesar el recipiente de la arena para determinar el peso exacto del materialutilizado en la muestra. Obtener a continuación una referencia del espesor de lamuestra de suelo marcando varios puntos en el borde del pistón o bloque de cargaalrededor del perímetro con respecto a la altura de la caja de corte.

Aplicar la carga normal Pv deseada y colocar el dial para determinar el desplazamiento vertical (con precisión de 0.01mm por división). Recordar incluir el peso del pistón de carga y la mitad superior de la caja de corte como parte del peso Pv. Para ensayos consolidados, registrar en el dial el desplazamiento vertical y comenzar el ensayo, solo cuando el asentamiento ha parado. Para suelos no cohesivos esto puede hacerse a partir de la aplicación de Pv.

Separar las dos partes de la caja de corte desplazando los tornillos

espaciadores que se encuentran en la parte superior de la caja de corte. El espacio desplazado debería ser ligeramente superior (al ojo) que el tamaño más grande de partículas presente en la muestra. A continuación se debe fijar el bloque de carga apretando los tornillos de fijación provistos para tal propósito a los lados de la parte superior de la caja de corte. Inmediatamente después separar los tornillos espaciadores de manera que se libere la parte inferior de la caja de corte; en este momento la carga normal, la mitad de la carga de la caja de corte, y el bloque del pistón de carga se encuentran actuando sobre la muestra de suelo.

Ajustar el deformímetro de carátula (0.01mm/división) para medir el

desplazamiento en cortante.

Para ensayos saturados, saturar la muestra llenando la caja de corte y permitiendotranscurrir tiempo para que tenga lugar la saturación. Asegurarse de que las piedras porosas que se encuentran en la caja de corte estén saturadas si el suelo al ensayarse contiene alguna humedad.

Comenzar la carga horizontal (cortante) y tomar lecturas del deformímetro

de carga, del deformímetro de desplazamiento cortante, y del deformímetro vertical (cambio de volumen). Si el ensayo es de tipo deformación unitaria controlada, se deben tomar esas lecturas a desplazamientos horizontales de:

5, 10, y cada 10 o 20 unidades de desplazamiento horizontal. Utilizar una tasa de deformación unitaria del orden de 0.5 a no más de 2 mm/min. No utilizar tasas de deformación unitaria más rápidas, pues existe el peligro de que se presente el pico de carga cortante entre dos lecturas. La tasa de deformación debería ser tal que la muestra “falle” entre 3 y 5 min.

Retirar la arena de la caja de corte y repetir los pasos 1 a 8 sobre por lo

menos dos muestras adicionales y a una densidad ojalá dentro de los 5 g y no más de 10 g respecto a la cantidad de suelo usada en el primer ensayo.

Asegurarse de que la arena ocupe el mismo volumen utilizando las marcas de referencia del paso Nº 3.

En el paso 4 usar un valor diferente de Pv para cada ensayo (se sugiere doblar lacarga exterior, por ejemplo, 4, 8, 16 kg más el peso del bloque o pistón de cargapara esos tres ensayos ó 5, 10, 20, kg, etc.).

SUELO NO COHESIVO Moldear cuidadosamente tres o cuatro muestras del mismo tamaño (y ojalá,

a la misma densidad) tomadas de una muestra de bloque grande, o de una muestra de tubo, o de cualquier otro tipo de fuente. Utilizar un anillo cortante de manera que el tamaño pueda ser controlado bastante aproximadamente. Cualquier muestra con un peso apreciablemente diferente de las otras debe descartarse y en su lugar moldear otra. *Qué constituye “apreciable” comparado con el tamaño de la muestra (del orden de 5 cm2 x 20 a 25 mm de espesor) es asunto de criterio personal].

Nota: Se pueden necesitar seis muestras si el suelo está inalterado y preconsolidado. Mantener las muestras en ambiente de humedad controlada mientras se hace el moldeo, la preparación de la máquina de corte y los demás detalles del ensayo.

Retroceder la separación y el agarre de los tornillos guía en la parte

superior de la caja de corte y ensamblar las dos partes. Asegurarse de que las piedras porosas están saturadas a menos que se vaya a ensayar un suelo seco.

Medir las dimensiones de la caja de corte para calcular el área de la muestra. Colocar cuidadosamente la muestra dentro de la caja de corte. La muestra

debe ajustar perfectamente en la caja y llenarla hasta cerca de 5 mm de la parte superior de la caja de corte.

Colocar el bloque o pistón de carga en su sitio sobre el suelo, la carga

normal Pv y ajustar el deformímetro de carátula vertical.

Para un ensayo consolidado es necesario controlar el deformímetro vertical igual que para el ensayo de consolidación para determinar cuando la consolidación haya terminado.

Separar cuidadosamente las mitades de la caja de corte dejando una

pequeña separación apenas mayor que el tamaño de la partícula más grande presente en el suelo, retroceder los tornillos de separación y

empalmar la cabeza de carga en su sitio utilizando los tornillos fijos para tal propósito.

Asegurarse de que la carga normal refleje la fuerza normal más el peso del bloquede carga y la mitad superior de la caja de corte. Ser extremadamente cuidadoso al separar la caja de corte cuando se ensaya una arcilla blanda porque parte del material puede ser extruído fuera de la caja por la zona de separación, utilizar en estos casos cargas verticales pequeñas y/o hacer si puede requerir el hacer la consolidación antes de la separación de las cajas.

Acoplar el deformímetro de deformación cortante, fijar en cero tanto el

deformímetro horizontal como el vertical. Para ensayos saturados, es necesario llenar la caja de corte con agua y esperar un tiempo razonable para que se produzca la saturación de la muestra.

Comenzar la carga horizontal (cortante) y tomar lecturas del deformímetro

de carga, desplazamientos de corte y desplazamientos verticales (de cambio de volumen). Si el ensayo se hace a deformación unitaria controlada tomar estas lecturas a desplazamientos horizontales de: 5, 10 y cada 10 ó 20 unidades del deformímetro de desplazamiento horizontal, Utilizar una tasa de deformación unitaria del orden de 0.5 a no más de 2 mm/min.

No utilizar tasas de deformación unitaria demasiado altas, ya que es posible

que la carga pico de corte esté entre dos lecturas. La tasa de deformación debería ser tal que la muestra “falle” en 5 a 10 min a menos que el ensayo sea CD.

RESULTADOS:

Se ensayaron 3 muestras para 1 m de profundidad y 3 muestras de 2 m deprofundidad. Los resultados obtenidos con sus respectivos cálculos se encuentrantabulados.

MUESTRA PARA 1 m

5 kgDesplazamiento(mm)

Fuerza(KN) Area (m2) Esf. Cortante KN/m2

0,1 0,00 0,0020428 00,2 0,00 0,0020428 00,3 0,00 0,0020428 00,4 0,00 0,0020428 00,5 0,00 0,0020428 0

0,6 0,00 0,0020428 00,7 0,001 0,0020428 0,4895180960,8 0,003 0,0020428 1,4685542880,9 0,004 0,0020428 1,9580723831 0,005 0,0020428 2,4475904791,1 0,005 0,0020428 2,4475904791,2 0,006 0,0020428 2,9371085751,3 0,007 0,0020428 3,4266266711,4 0,013 0,0020428 6,3637352461,5 0,015 0,0020428 7,3427714381,6 0,017 0,0020428 8,321807631,7 0,019 0,0020428 9,3008438221,8 0,02 0,0020428 9,7903619171,9 0,021 0,0020428 10,279880012 0,022 0,0020428 10,769398112,1 0,026 0,0020428 12,727470492,2 0,034 0,0020428 16,643615262,3 0,043 0,0020428 21,049278122,4 0,05 0,0020428 24,475904792,5 0,058 0,0020428 28,392049562,6 0,064 0,0020428 31,329158142,7 0,069 0,0020428 33,776748612,8 0,075 0,0020428 36,713857192,9 0,079 0,0020428 38,671929573 0,083 0,0020428 40,630001963,1 0,087 0,0020428 42,588074343,2 0,09 0,0020428 44,056628633,3 0,093 0,0020428 45,525182923,4 0,095 0,0020428 46,504219113,5 0,096 0,0020428 46,99373723,6 0,097 0,0020428 47,48325533,7 0,097 0,0020428 47,48325533,8 0,096 0,0020428 46,99373723,9 0,096 0,0020428 46,99373724 0,097 0,0020428 47,48325534,1 0,097 0,0020428 47,48325534,2 0,098 0,0020428 47,97277344,3 0,101 0,0020428 49,441327684,4 0,102 0,0020428 49,930845784,5 0,103 0,0020428 50,420363874,6 0,102 0,0020428 49,930845784,7 0,101 0,0020428 49,441327684,8 0,101 0,0020428 49,44132768

DEFORMACION VS ESFUERZO CORTANTE

0 1 2 3 4 5 60

10

20

30

40

50

60

Deformacion

Esfuerzo Cortante

MUESTRA BAJO UNA CARGA DE 10 kg

10 kgDesplazamiento(mm)

Fuerza(KN) Area (m2) Esf. Cortante KN/m2

0,1 0,0020,00204283 0,979036192

0,2 0,0020,00204283 0,979036192

0,3 0,0020,00204283 0,979036192

0,4 0,0020,00204283 0,979036192

0,5 0,0020,00204283 0,979036192

0,6 0,0020,00204283 0,979036192

0,7 0,0020,00204283 0,979036192

0,8 0,0050,00204283 2,447590479

0,9 0,0080,00204283 3,916144767

1 0,0090,00204283 4,405662863

1,1 0,0020,00204283 0,979036192

1,2 0,0030,00204283 1,468554288

1,3 0,0060,00204283 2,937108575

1,4 0,0070,00204283 3,426626671

1,5 0,0080,00204283 3,916144767

1,6 0,0090,00204283 4,405662863

1,7 0,0090,00204283 4,405662863

1,8 0,0120,00204283 5,87421715

1,9 0,0150,00204283 7,342771438

2 0,0160,00204283 7,832289534

2,1 0,020,00204283 9,790361917

2,2 0,0230,00204283 11,2589162

2,3 0,0250,00204283 12,2379524

2,4 0,0260,00204283 12,72747049

2,5 0,0270,00204283 13,21698859

2,6 0,030,00204283 14,68554288

2,7 0,0340,00204283 16,64361526

2,8 0,0380,00204283 18,60168764

2,9 0,0410,00204283 20,07024193

3 0,0450,00204283 22,02831431

3,1 0,0480,00204283 23,4968686

3,2 0,050,00204283 24,47590479

3,3 0,0520,00204283 25,45494099

3,4 0,0540,00204283 26,43397718

3,5 0,0580,00204283 28,39204956

3,6 0,0610,00204283 29,86060385

3,7 0,0640,00204283 31,32915814

3,8 0,0670,00204283 32,79771242

3,9 0,0690,00204283 33,77674861

4 0,0720,00204283 35,2453029

4,1 0,0750,00204283 36,71385719

4,2 0,0760,00204283 37,20337529

4,3 0,0780,00204283 38,18241148

4,4 0,080,00204283 39,16144767

4,5 0,0820,00204283 40,14048386

4,6 0,0840,00204283 41,11952005

4,7 0,0860,00204283 42,09855624

4,8 0,0880,00204283 43,07759244

4,9 0,0890,00204283 43,56711053

5 0,0920,00204283 45,03566482

5,1 0,0930,00204283 45,52518292

5,2 0,0940,00204283 46,01470101

5,3 0,0950,00204283 46,50421911

5,4 0,0950,00204283 46,50421911

5,5 0,0960,00204283 46,9937372

5,6 0,0970,00204283 47,4832553

5,7 0,0980,00204283 47,9727734

5,8 0,0980,00204283 47,9727734

5,9 0,0980,00204283 47,9727734

6 0,0980,00204283 47,9727734

6,1 0,0980,00204283 47,9727734

6,2 0,0980,00204283 47,9727734

Deformación vs Esfuerzo Cortante

0 1 2 3 4 5 6 70

10

20

30

40

50

60

Deformacion

Esfuerzo Cortante

CARGA DE 20kg

20 kgDesplazamiento(mm)

Fuerza(KN) Area (m2) Esf. Cortante KN/m2

0,1 0,0080,0020428 3,916144767

0,2 0,0080,0020428 3,916144767

0,3 0,0080,0020428 3,916144767

0,4 0,0080,0020428 3,916144767

0,5 0,0080,0020428 3,916144767

0,6 0,0070,0020428 3,426626671

0,7 0,0070,0020428 3,426626671

0,8 0,0090,0020428 4,405662863

0,9 0,0120,0020428 5,87421715

1 0,0110,0020428 5,384699055

1,1 0,0030,0020428 1,468554288

1,2 0,0090,0020428 4,405662863

1,3 0,0140,0020428 6,853253342

1,4 0,0160,0020428 7,832289534

1,5 0,0170,0020428 8,32180763

1,6 0,0180,0020428 8,811325726

1,7 0,020,0020428 9,790361917

1,8 0,0220,0020428 10,76939811

1,9 0,0230,0020428 11,2589162

2 0,0240,0020428 11,7484343

2,1 0,026 0,002042 12,72747049

8

2,2 0,0260,0020428 12,72747049

2,3 0,030,0020428 14,68554288

2,4 0,0360,0020428 17,62265145

2,5 0,0410,0020428 20,07024193

2,6 0,0440,0020428 21,53879622

2,7 0,0470,0020428 23,00735051

2,8 0,050,0020428 24,47590479

2,9 0,0550,0020428 26,92349527

3 0,0630,0020428 30,83964004

3,1 0,0680,0020428 33,28723052

3,2 0,0730,0020428 35,734821

3,3 0,0780,0020428 38,18241148

3,4 0,0820,0020428 40,14048386

3,5 0,0840,0020428 41,11952005

3,6 0,0860,0020428 42,09855624

3,7 0,0890,0020428 43,56711053

3,8 0,0920,0020428 45,03566482

3,9 0,0950,0020428 46,50421911

4 0,0990,0020428 48,46229149

4,1 0,1050,0020428 51,39940007

4,2 0,1080,0020428 52,86795435

4,3 0,1130,0020428 55,31554483

4,4 0,116 0,002042 56,78409912

8

4,5 0,1190,0020428 58,25265341

4,6 0,1210,0020428 59,2316896

4,7 0,1240,0020428 60,70024389

4,8 0,1260,0020428 61,67928008

4,9 0,1280,0020428 62,65831627

5 0,1290,0020428 63,14783437

5,1 0,1310,0020428 64,12687056

5,2 0,1320,0020428 64,61638865

5,3 0,1340,0020428 65,59542485

5,4 0,1350,0020428 66,08494294

5,5 0,1360,0020428 66,57446104

5,6 0,1370,0020428 67,06397913

5,7 0,1380,0020428 67,55349723

5,8 0,1380,0020428 67,55349723

5,9 0,1380,0020428 67,55349723

6 0,1390,0020428 68,04301533

6,1 0,1390,0020428 68,04301533

6,2 0,1390,0020428 68,04301533

6,3 0,1380,0020428 67,55349723

6,4 0,1380,0020428 67,55349723

6,5 0,1380,0020428 67,55349723

6,6 0,1380,0020428 67,55349723

Deformacion vs Esfuerzo Cortante

0 1 2 3 4 5 6 70

10

20

30

40

50

60

70

80

Deformacion

Esfuerzo Cortante

DATOS DE MUESTRAS ENSAYADAS A 2 m DE PROFUNDIDAD

5 kgDesplazamiento(mm)

Fuerza(KN) Area (m2) Esf. Cortante KN/m2

0,1 0,0020,00204283 0,979036192

0,2 0,0020,00204283 0,979036192

0,3 0,0020,00204283 0,979036192

0,4 0,0030,00204283 1,468554288

0,5 0,0030,00204283 1,468554288

0,6 0,0040,00204283 1,958072383

0,7 0,004 0,0020428 1,958072383

3

0,8 0,0050,00204283 2,447590479

0,9 0,0050,00204283 2,447590479

1 0,0050,00204283 2,447590479

1,1 0,0050,00204283 2,447590479

1,2 0,0050,00204283 2,447590479

1,3 0,0050,00204283 2,447590479

1,4 0,0020,00204283 0,979036192

1,5 0,0020,00204283 0,979036192

1,6 0,0030,00204283 1,468554288

1,7 0,0040,00204283 1,958072383

1,8 0,0050,00204283 2,447590479

1,9 0,0050,00204283 2,447590479

2 0,0060,00204283 2,937108575

2,1 0,0080,00204283 3,916144767

2,2 0,0130,00204283 6,363735246

2,3 0,0190,00204283 9,300843822

2,4 0,0260,00204283 12,72747049

2,5 0,0330,00204283 16,15409716

2,6 0,0380,00204283 18,60168764

2,7 0,0430,00204283 21,04927812

2,8 0,0480,00204283 23,4968686

2,9 0,0520,00204283 25,45494099

3 0,055 0,0020428 26,92349527

3

3,1 0,0580,00204283 28,39204956

3,2 0,060,00204283 29,37108575

3,3 0,0630,00204283 30,83964004

3,4 0,0650,00204283 31,81867623

3,5 0,0660,00204283 32,30819433

3,6 0,0690,00204283 33,77674861

3,7 0,0720,00204283 35,2453029

3,8 0,0740,00204283 36,22433909

3,9 0,0750,00204283 36,71385719

4 0,0760,00204283 37,20337529

4,1 0,0770,00204283 37,69289338

4,2 0,0760,00204283 37,20337529

4,3 0,0760,00204283 37,20337529

4,4 0,0780,00204283 38,18241148

4,5 0,080,00204283 39,16144767

4,6 0,0820,00204283 40,14048386

4,7 0,0820,00204283 40,14048386

4,8 0,0830,00204283 40,63000196

4,9 0,0830,00204283 40,63000196

5 0,0830,00204283 40,63000196

5,1 0,0830,00204283 40,63000196

5,2 0,0830,00204283 40,63000196

Deformación vs Esfuerzo Cortante

0 1 2 3 4 5 60

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Deformacion

Esfuerzo Cortante

CARGA DE 10 kg

10 kg

Desplazamiento (mm)Fuerza(KN) Area (m2) Esf. Cortante KN/m2

0,1 0,0010,00204283 0,489518096

0,2 0,0010,00204283 0,489518096

0,3 0,0020,00204283 0,979036192

0,4 0,0040,00204283 1,958072383

0,5 0,0070,00204283 3,426626671

0,6 0,0060,00204283 2,937108575

0,7 0,0010,00204283 0,489518096

0,8 0,0020,00204283 0,979036192

0,9 0,0030,00204283 1,468554288

1 0,0030,00204283 1,468554288

1,1 0,0030,00204283 1,468554288

1,2 0,0050,00204283 2,447590479

1,3 0,0080,00204283 3,916144767

1,4 0,0090,00204283 4,405662863

1,5 0,0120,00204283 5,87421715

1,6 0,0130,00204283 6,363735246

1,7 0,0130,00204283 6,363735246

1,8 0,0130,00204283 6,363735246

1,9 0,0160,00204283 7,832289534

2 0,020,00204283 9,790361917

2,1 0,0250,00204283 12,2379524

2,2 0,0260,00204283 12,72747049

2,3 0,0270,00204283 13,21698859

2,4 0,0280,00204283 13,70650668

2,5 0,030,00204283 14,68554288

2,6 0,0360,00204283 17,62265145

2,7 0,0420,00204283 20,55976003

2,8 0,0460,00204283 22,51783241

2,9 0,0520,00204283 25,45494099

3 0,0580,00204283 28,39204956

3,1 0,0640,00204283 31,32915814

3,2 0,0690,00204283 33,77674861

3,3 0,0730,00204283 35,734821

3,4 0,0770,00204283 37,69289338

3,5 0,080,00204283 39,16144767

3,6 0,0860,00204283 42,09855624

3,7 0,090,00204283 44,05662863

3,8 0,0940,00204283 46,01470101

3,9 0,0980,00204283 47,9727734

4 0,1020,00204283 49,93084578

4,1 0,1040,00204283 50,90988197

4,2 0,1070,00204283 52,37843626

4,3 0,1080,00204283 52,86795435

4,4 0,1110,00204283 54,33650864

4,5 0,1120,00204283 54,82602674

4,6 0,1140,00204283 55,80506293

4,7 0,1150,00204283 56,29458102

4,8 0,1150,00204283 56,29458102

4,9 0,1150,00204283 56,29458102

5 0,1140,00204283 55,80506293

5,1 0,1140,00204283 55,80506293

5,2 0,1130,00204283 55,31554483

5,3 0,1120,00204283 54,82602674

Deformación vs Esfuerzo Cortante

0 1 2 3 4 5 60

10

20

30

40

50

60

Deformacion

Esfuerzo Cortante

CARGA DE 20 kg

20 kg

Desplazamiento (mm)Fuerza(KN)

Area(m2) Esf. Cortante KN/m2

0,1 0,00 0,002043 00,2 0,00 0,002043 00,3 0,00 0,002043 00,4 0,002 0,002043 0,9790361920,5 0,004 0,002043 1,9580723830,6 0,008 0,002043 3,9161447670,7 0,007 0,002043 3,4266266710,8 0,008 0,002043 3,9161447670,9 0,009 0,002043 4,405662863

1 0,012 0,002043 5,874217151,1 0,013 0,002043 6,3637352461,2 0,014 0,002043 6,8532533421,3 0,02 0,002043 9,7903619171,4 0,024 0,002043 11,74843431,5 0,026 0,002043 12,727470491,6 0,026 0,002043 12,727470491,7 0,028 0,002043 13,706506681,8 0,03 0,002043 14,685542881,9 0,037 0,002043 18,112169552 0,045 0,002043 22,028314312,1 0,053 0,002043 25,944459082,2 0,057 0,002043 27,902531462,3 0,059 0,002043 28,881567662,4 0,059 0,002043 28,881567662,5 0,059 0,002043 28,881567662,6 0,058 0,002043 28,392049562,7 0,064 0,002043 31,329158142,8 0,068 0,002043 33,287230522,9 0,072 0,002043 35,24530293 0,079 0,002043 38,671929573,1 0,085 0,002043 41,609038153,2 0,093 0,002043 45,525182923,3 0,1 0,002043 48,951809593,4 0,107 0,002043 52,378436263,5 0,113 0,002043 55,315544833,6 0,118 0,002043 57,763135313,7 0,121 0,002043 59,23168963,8 0,124 0,002043 60,700243893,9 0,126 0,002043 61,679280084 0,128 0,002043 62,658316274,1 0,129 0,002043 63,147834374,2 0,132 0,002043 64,616388654,3 0,134 0,002043 65,595424854,4 0,136 0,002043 66,574461044,5 0,137 0,002043 67,063979134,6 0,138 0,002043 67,553497234,7 0,139 0,002043 68,043015334,8 0,14 0,002043 68,532533424,9 0,14 0,002043 68,532533425 0,141 0,002043 69,022051525,1 0,141 0,002043 69,022051525,2 0,141 0,002043 69,02205152

5,3 0,141 0,002043 69,022051525,4 0,14 0,002043 68,532533425,5 0,14 0,002043 68,532533425,6 0,139 0,002043 68,04301533

Deformacion vs Esfuerzo Cortante

0 1 2 3 4 5 60

10

20

30

40

50

60

70

80

Deformacion

Esfuerzo Cortante

Linea de Resistencia 1m

Peso (Kg) Fuerza(KN)

Area (m2) EsfuerzoNormal(KN/m2)

Esfuerzo Cortanteen la falla (KN/m2)

5 0.05 0.002043 24.47590479 50,4203638710 0.1 0.002043 48.95180959 47,972773420 0.2 0.002043 97.90361917 68,04301533

Linea de resistencia del suelo 1 m

20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

10

20

30

40

50

60

70

80

Esfuerzo Normal KN/m2

Esfuerzo Cortante KN/m2

C= 40,385 KN/m2Ang.Friccion=

14,8

Linea de resistencia del suelo 2 m

Peso (Kg) Fuerza(KN)

Area (m2) EsfuerzoNormal(KN/m2)

Esfuerzo Cortanteen la falla (KN/m2)

5 0.05 0.002043 24.47590479 40,6300019610 0.1 0.002043 48.95180959 56,2945810220 0.2 0.002043 97.90361917 69,02205152

Linea de resistencia del suelo 2 m

20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

10

20

30

40

50

60

70

80

Esfuerzo Normal

Esfuerzo Cortante

C= 34,266 KN/m2Ang.Friccion=

20,23

DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

SELECCIÓN DEL TIPO DE CIMIENTO

En un proyecto geotécnico donde se plantea diseñar cimentaciones, sepresentaran varias opciones las cuales el ingeniero geotecnista o en cargado deldiseño es el que seleccionara que tipo de cimentación es el mas indicado o seadapte mejor alas propiedades del suelo y las cargas de la estructura.

En nuestra cimentación hay que tener en cuenta unos parámetros como lo es laprofundidad donde va hacer colocada la cimentación, cual es la más económica ymejor facilidad en su construcción. Con los parámetros anteriores se escogiózapatas cuadradas aisladas las cuales van hacer las en cargadas de recibir ytransmitir al suelo las cargas de las columnas de la edificación a construir.

En caso que las zapatas no cumplan con las cargas que se le van a suministrar seplantea una propuesta de cimentaciones profundas como lo son pilotes o pilas.

FACTOR DE SEGURIDAD

El factor de seguridad es muy importante para todo diseño. Por lo tanto la normaNSR-10 nos brinda un factor de seguridad indirecto para cimentacionessuperficiales y cimentaciones profundas teniendo en cuenta las cargas a utilizar enel diseño geotécnico

CONDICIÓNF.SINDIRECTOMÍNIMOS DISEÑO

Carga Muerta + Carga Viva Normal 3Carga Muerta + Carga Viva Máxima 2.5Carga Muerta + Carga Viva Normal +Sismo de Diseño Seudo estático 1.5

De la tabla anterior se escoge el factor de seguridad para nuestra cimentación el cual garantizara que nuestro diseño sea lo mas optimo posible ya que la cimentaciones transmiten al suelo unas cargas y fuerzas cortantes y puede causar daños ala estructura, para evitar esos posibles daños la decisión fue

escoger un factor de seguridad de 3 el cual nos garantizara que nuestra cimentación no esta diseñada con las cargas criticas(siempre estar del lado de la seguridad)

PROFUNDIDAD DE DESPLANTE

En nuestro diseño la profundidad de desplante fue de 0.5 m, desde la superficie del terreno.

Ya que en nuestro perfil del suelo no hubo presencia del nivel freático a una profundidad de dos metros, el efecto de este se desprecia en el diseño.

LIMITE DE ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES

Para estos asentamientos diferenciales se trabajan con unos limites la norma NSR-10 titulo Hestablece unos valoresque dependen de que tipo de construcción se va a realizar. Como se observa en la tabla siguiente:

Tipo de construcción Δ MaxEdificaciones con muros y acabados susceptibles de dañarse con asentamientos menores

L/1000

Edificaciones con muros de carga en concreto o en mampostería

L/500

Edificaciones con pórticos en concreto, sin acabados L/300Edificaciones en estructura metálica, sin acabados susceptibles de dañarse con asentamientos menores

L/160

En la dirección “y” de la configuración de las zapatas el asentamiento diferencial debe ser menor a:

∆ Max=l

300

∆ Max=(7,5m)

300

∆ Max=0,025m

En la dirección “x” de la configuración de las zapatas el asentamiento diferencial debe ser menor a:

∆ Max=l

300

∆ Max=(9m)

300

∆ Max=0,03m

LIMITE PARA ASENTAMIENTOS TOTALES

Los asentamientos totales es la suma de los asentamientos por consolidación y asentamientos inmediatos, los asentamientos totales calculados a 20 años se deben limitar a los siguientes valores:

1. Para construcciones aisladas 30 cm, siempre y cuando no se afecten la funcionalidad de construcciones de servicios y accesos a la construcción.

2. Para construcciones entre medianeros 15 cm, siempre y cuando no se afecten las construcciones a instalaciones vecinas.

FUENTE: NSR-10.

RECOMENDACIONES PARA ELABORAR EL DISEÑO Y SUCONSTRUCCIÓN

Como primera medida para el diseño y construcción de la edificación, es necesariotener en cuenta la normatividad exigida para este tipo de proyectos, que en estecaso es la NSR-10 haciendo referencia en el titulo H. También es de vitalimportancia garantizar una estructura segura y confiable basada en los parámetrosobtenidos del estudio geotécnico, asentamientos permisibles, factor de seguridad,profundidad de influencia de la carga, etc.

DETERMINACIÓN DE LA BASE DE LA ZAPATA

Datos de referencia el perfil del suelo

Qadm = 1029 KN, F.S = 3, C = 102.71, DF = 40cm, φ =20 ϒ=18,55

Con nuestro Angulo de fricción encontramos los factores que aparecen en la tabla siguiente

Con la ecuación siguiente encontramos el q último de nuestra cimentación

qu=CNCFCSFCdFCi + qNqFqsFqdFqi + 0.5ϒ B NϒFϒsFϒdFϒi

Remplazamos los valores en cada uno de los términos de la ecuación anterior y nos que da que el q ultimo esta en función de B

qu= (102,71)( 14,83)( 1,43)( 1,16)(1)+(7,42)( 6,4)( 3,23)(1+0.13B )(1)+(18,55)(B)

(5,39)(0,6)(1)(1)

qu= 2526.67+153.38(1+0.13B )+59.99B

Después de obtener el q ultimo encontramos el q admisible con un factor deseguridad de 3

qadm=2526.67+153.38(1+

0.13B )+59.99B

3

Ya obtenido el valor del q admisible igualamos los q admisibles para encontrar elvalor de la base de la cimentación la cual me garantiza que la estructura no fallarapor resistencia

1029B∗B =842.223+51.126+

6.646B +19.99B

B = 1.05M B = 1.1 M

Nuestra cimentación tendrá una base de 1m pero se deben chequear si estasdimensiones cumplen con los asentamientos que esta estructura va a sufrir.

De esta maneara son calculadas las bases de las 19 zapatas restantes como lopueden apreciar a continuación

En la tabla siguiente se muestra el análisis estructural

CARGAS EN LAS COLUMNAS (KN)COLUMNA A B C D E

4 809 893 945 882 829

Ф Nq Nc Nϒ20

6,4 14,83 5,39

3 851 966 1019 966 8512 840 945 1029 977 8611 798 882 924 872 819

En la tabla siguiente se establece el perfil del suelo donde se pretende construir elbloque w en los predios de la universidad de sucre.

PERFIL DEL SUELO

PERFIL (LH)Cu 102,71 KN/m2H 2 Mϒ 18,55 KN/m3LL 68,8 %Gs 2,72Es 7002,85 KN/m2Cc 0,51Cs 0,088

ESF`p 98 KN/m2ESF`o 37,1 KN/m2

OCR2,6415094

3ASC

FS 3e0 0,8221ep 0,658

A continuación se muestra la ecuación con la se pretende dimensionar lacimentación:

qu=CNCFCSFCdFCi + qNqFqsFqdFqi + 0.5ϒ B NϒFϒsFϒdFϒi

Con el ángulo de fricción se obtienen unos factores como lo pueden ver en la tablasiguiente:

Ф Nq Nc Nϒ20

6,4 14,83 5,39

Para el dimensionamiento de nuestra cementación hay que tener en cuenta losfactores que se presentan

B/B= 1FACTORES DE FORMA

Fcs 1,431557653Fqs 3,237160944Fϒs 0,6

Df/B ≤ 1B 1Df 0,4

Df/B 0,4FACTORES PROFUNDIDAD

Fcd 1,16Fqd 1,013563512Fϒd 1

FACTORES DE INCLINACIONFci 1Fqi 1Fϒ i 1

Con los factores mostrados en la tabla anterior calculamos el q ultimo para cadauna de la cimentación con un valor de 1m, como pre dimensionamiento en todaslas cimentaciones; como lo muestra la tabla siguiente:

qult KN/m2COLUMNA A B C D E

4 809 893 945 882 8293 851 966 1019 966 8512 840 945 1029 977 8611 798 882 924 872 819

Qult 2529,41863 KN/m2155,811367 KN/m2

29,99535 KN/m2SUMA 2715,22535 KN/m2

Qadm 905,075115 KN/m2Qadm 905,075115 KN

NUEVAS DIMENCIONES PARA NUESTRO DISEÑO

Como vimos las dimensiones de 1m para cada zapata, estas no fallan porresistencia, con lo que procedemos a dimensionar por asentamiento, siguiendo elmismo procedimiento, suponiendo una dimensión inicial:

PREDIMENSIONAMIENTO ZAPATASCOLUMNA A B C D E

4 2 2 2,2 2 23 2 2,3 2,5 2,3 22 2 2,2 2,6 2,3 21 2 2 2,2 2 2

El Qadm mostrado en la tabla siguiente tiene unos nuevos parámetros los cualesson que ya se evaluaron las dimensiones de las zapatas anteriores y no cumplíancon los asentamientos permitidos por la norma y se realizó unnuevodimensionamiento mostrado en la tabla anterior que cumpliera con loestablecido con la norma, dicho dimensionamiento se hizo suponiendo unadimensión tal que no fallara por resistencia y que se cumplieran los asentamientospermitidos.

QadmCOLUMNA A B C D E

4 3620,30046 3620,30046 4380,56356 3620,30046 3620,300463 3620,30046 4787,84736 5656,71947 4787,84736 3620,300462 3620,30046 4380,56356 6118,30778 4787,84736 3620,300461 3620,30046 3620,30046 4380,56356 3620,30046 3620,30046

En tabla siguiente se muestra que toda la cimentación cumple con lo requeridopor la norma. De esta manera el diseño ya esta listo para ser ejecutado

QadmCOLUMNA A B C D E

4 CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE

3 CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE2 CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE1 CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE

CÁLCULOS PARA ASENTAMIENTOS INMEDIATOSPara el cálculo de los asentamientos inmediatos se utilizó el programador Excel.Cálculo de asentamiento inmediato de la zapata más crítica en este caso la 2c quetiene una carga de 1029 Kn .

Ecuacion para calcular el asentamiento inmediato:

Si= qB (1−µ2)

Eαr ; q=

10292.6∗2.6

=152.22Kn /m2

Si= 152.22(2.6)(1−0.52

)

7002.85(0.9) = 0.0381 m

Nota: el αr se calculo mediante la grafica que seencuentra en relacion de L/B

Rel. de Poisson 0,5m: (L/B); B=L 1α 1,122199705α prom 0,9

De esta manera se calculan los diferentes asentamientosinmediatos para toda la cimentacion.

Asentamientos Inmediatos (m)

COLUMNA A B C D E

4 0,03898948 0,04303783 0,0414036 0,04250769 0,03995338

3 0,04101366 0,04048352 0,03928829 0,04048352 0,04101366

2 0,04048352 0,0414036 0,03814793 0,04094451 0,04149561

1 0,03845934 0,04250769 0,04048352 0,04202575 0,03947143

Grafica Esfuerzo de una zapata

Para el calculo de la profundidad de influencia se baso en la grafica anterior de lacual se tomo una profundidad a 3B que equivalen a 0.05q.

Para la zapata 2c:

Profundidad de influencia de la carga mas critica es: ( 3)*(2.6) = 7.8 m

Con el mismo procedimiento se determinan la influencia en toda la cimentación.

PROFUNDIDAD DE INFLUENCIA DE LAS ZAPATAS (m)COLUMNA A B C D E

4 6 6 6,6 6 63 6 6,9 7,5 6,9 62 6 6,6 7,8 6,9 61 6 6 6,6 6 6

CÁLCULOS PARA ASENTAMIENTOS POR CONSOLIDACIÓNPRIMARIA.

Mediante el ensayo de consolidación se determino que el suelo se encuentrasobre consolidado empleando sus correspondientes formulas para este estado:

Si σ´f < σ´p …………… sc = cs H log(

σ ´ fσ ´ 0

)

1+e 0

Si σ´f > σ´p ……………… sc =cs H log(

σ ´ pσ ´ o

)

1+e0 +

cc H log(σ ´ o+∆σ ´

σ ´ p)

1+e 0

Cálculos para los asentamientos:

La profundidad de afectación es 7.8 m, como se mostro en latabla anterior entonces se calcula el esfuerzo a la mitad delestrato ya que se debe diseñar con lo mas critico:

σ´m= (0.4) + (7.82 ) * 18.55 = 79.765 Kn / m2

q = 1029

2.6∗2.6=152.218Kn /m2

Calculo de la ∆σ ´ se tiene en cuenta la tabla de m1 y n1.

Z(m) L (m) B (m) m1 n1 Ic ∆σ

´(kn/m2)0 2.6 2.6 1 0 1 152.2193.9 2.6 2.6 1 3 0.179 27.2477.8 2.6 2.6 1 6 0.051 7.763

∆σ ´prom = 152.219+ (4 )∗27.247+7.763

6=44.828Kn /m 2

σ´m = 79.765 < σ´p = 98 ……………… suelo sobre consolidado

79.765 + 44.828 =124.593 > 98 …………………… se utiliza la siguiente formula:

sc =cs H log (

σ ´ pσ ´ o

)

1+e0 +

ccH log(σ ´ o+∆σ ´

σ ´ p)

1+e 0

sc =0.088(7.8) log(

9879.765

)

1+0.8221 +

0.51(7.8) log(79.765+44.828

98)

1+0.8221 = 0.2613 m

El calculo de los asentamientos por consolidación seencuentran en la siguiente tabla :

ZAPATAS809

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc StCUMPLE?

A4

0 2 1 0 1 202,25

59,562625

63,070,21900

2010,25799

149

3 2 1 30,179

36,20275

SI

6 2 1 60,051

10,31475

851

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

A3

0 2 1 0 1 212,75

62,654875

63,070,23716

4830,27817

849

3 2 1 30,179

38,08225

SI

6 2 1 60,051

10,85025

840

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

A2

0 2 1 0 1 210

61,845 63,070,23245

1440,27293

496

3 2 1 30,179

37,59 SI

6 2 1 60,051

10,71

798

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

A1

0 2 1 0 1 199,5

58,75275 63,070,21416

9380,25262

872

3 2 1 30,179

35,7105 SI

6 2 1 60,051

10,1745

893

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

B4

0 2 1 0 1 223,25

65,747125

63,070,25488

6310,29792

414

3 2 1 30,179

39,96175

SI

6 2 1 60,051

11,38575

966

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

B3

02,3

1 0 1182,608

69653,77826

08771,41

750,25121

3230,29169

674

3,45

2,3

1 30,179

32,6869565

SI

6,92,3

1 60,051

9,31304348

945

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

B2

02,2

1 0 1195,247

93457,50051

65368,63

50,25179

1930,29319

553

3,32,2

1 30,179

34,9493802

SI

6,62,2

1 60,051

9,95764463

882

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

B1

0 2 1 0 1 220,5

64,93725 63,070,25028

6430,29279

412

3 2 1 30,179

39,4695 SI

6 2 1 60,051

11,2455

945

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

C4

02,2

1 0 1195,247

93457,50051

65368,63

50,25179

1930,29319

553

3,32,2

1 30,179

34,9493802

SI

6,62,2

1 60,051

9,95764463

1019

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

C3

02,5

1 0 1 163,04

48,0152876,98

250,25981

1230,29909

952

3,75

2,5

1 30,179

29,18416

SI

7,52,5

1 60,051

8,31504

1029

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

C20

2,6

1 0 1152,218

93544,82847

63379,76

50,26132

2950,29947

088

3,92,6

1 30,179

27,2471893

SI

7,8 2, 1 6 0,0 7,76316

6 51 568924

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

C1

02,2

1 0 1190,909

09156,22272

72768,63

50,24362

3150,28410

667

3,32,2

1 30,179

34,1727273

SI

6,62,2

1 60,051

9,73636364

882

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

D4

0 2 1 0 1 220,5

64,93725 63,070,25028

6430,29279

412

3 2 1 30,179

39,4695 SI

6 2 1 60,051

11,2455

966

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

D3

02,3

1 0 1182,608

69653,77826

08771,41

750,25121

3230,29169

674

3,45

2,3

1 30,179

32,6869565

SI

6,92,3

1 60,051

9,31304348

977

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

D2

02,3

1 0 1184,688

09154,39064

27271,41

750,25530

5870,29625

038

3,45

2,3

1 30,179

33,0591682

SI

6,92,3

1 60,051

9,41909263

872

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

D1

0 2 1 0 1 218

64,201 63,070,24607

9390,28810

514

3 2 1 30,179

39,022 SI

6 2 1 60,051

11,118

829

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

E4 0 2 1 0 1 207,25 61,035125

63,07 0,2277074

0,26766078

3 2 1 30,179

37,09775

SI

6 2 1 6 0,0 10,5697

51 5851

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

E3

0 2 1 0 1 212,75

62,654875

63,070,23716

4830,27817

849

3 2 1 30,179

38,08225

SI

6 2 1 60,051

10,85025

861

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

E2

0 2 1 0 1 215,25

63,391125

63,070,24142

3450,28291

905

3 2 1 30,179

38,52975

SI

6 2 1 60,051

10,97775

819

Z Bm'

n'

Ic ΔESFΔESFPROM

ESF'o Sc St

E1

0 2 1 0 1 204,75

60,298875

63,070,22336

7690,26283

912

3 2 1 30,179

36,65025

SI

6 2 1 60,051

10,44225

RADIO DE INFLUENCIA DE LAS ZAPATAS (m)COLUMNA A B C D E

4 3 3 3,3 3 33 3 3,45 3,75 3,45 32 3 3,3 3,9 3,45 31 3 3 3,3 3 3

ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOSLos asentamientos son deformaciones verticales que sufre el suelo cuando estasometido a esfuerzos o sobrecargas y tienen un papel fundamental para el diseñode cimentaciones ya que se deben calcular para estimar un buen funcionamientoestructural a lo largo del tiempo de la vida útil de la edificación. Hay varios tipos deasentamientos entre los cuales se encuentran los inmediatos, consolidaciónprimaria, consolidación secundaria, y diferenciales.

La NSR-10 especifica que el máximo asentamiento total de la edificación no puedesuperar los 30 cm, siempre y cuando no afecten las instalaciones vecinas ,en estecaso los asentamientos inmediatos calculados oscilan alrededor de 4 cm,asimismo los de consolidación primaria que se encuentran alrededor de los 24 cm,

obteniendo un asentamiento total de la estructura de 28 cm, siendo unasentamiento admisible según lo establecido por el reglamento de construcción.

Los asentamientos diferenciales son importantes ya que permiten calcularteóricamente la diferencia de asentamientos entre dos zapatas y se controlar paraque no se generen momentos que perjudican a la estructura , lo cual la norma loslimita (Edificaciones con pórticos en concreto, sin acabados) a L/300 como semencionó anteriormente donde L es la separación de centro a centro de lascolumnas; obteniéndose asentamientos diferenciales en la siguiente tabla:

ASENTAMIENTOS DIFERENCIALESCOLUMNAS

9 9 9 9

A40,03993265

B40,00472861

C40,00040141

D40,02513334

E4

7,50,020187

0,0062274

0,00590399

0,00109738

0,01051771

A30,01351826

B30,00740277

C30,00740277

D30,01351826

E3

7,50,00524353

0,00149879

0,00037137

0,00455364

0,00474057

A20,02026057

B20,00627535

C20,0032205

D20,01333133

E2

7,50,02030624

0,00040141

0,01536421

0,00814524

0,02007993

A10,0401

654B1

0,00868745

C10,00399847

D10,02526602

E1

ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES REVISIONCOLUMNAS

9 9 9 9

A4NO

CUMPLE

B4CUMP

LEC4

CUMPLE

D4CUMP

LEE4

7,5CUMP

LE

CUMPLE

CUMP

LE

CUMPLE

CUMP

LE

A3CUMP

LEB3

CUMPLE

C3CUMP

LED3

CUMPLE

E3

7,5CUMP

LE

CUMPLE

CUMP

LE

CUMPLE

CUMP

LE

A2CUMP

LEB2

CUMPLE

C2CUMP

LED2

CUMPLE

E2

7,5CUMP

LE

CUMPLE

CUMP

LE

CUMPLE

CUMP

LE

A1NO

CUMPLE

B1CUMP

LEC1

CUMPLE

D1CUMP

LEE1

Luego de tener la información de las dimensiones de las zapatas definitivas seprocedió a realizar un plano detallando las dimensiones y los radios de influenciasque estas generan:

Vemos que para las zapatas C2 y C3 aparece un leve cruce, pero sabemos que esdespreciable la influencia de una zapata sobre la otra ya que se tuvo en cuentaque ese radio de influencia corresponde al 0,05q (la máxima distancia posible);con lo que damos por sentado escoger esta propuesta de cimentación comodefinitiva.

CONCLUSIONES

Según los estudios y cálculos realizados se obtuvieron los objetivo que seestablecieron en el proyecto los cuales fueron establecer una cimentaciónsuperficial que cumpliera con las cargas de diseño del bloque w en la universidadse sucre.

Los resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio son la principal fuente deinformación para realizar los diseños de las cimentaciones superficiales comoprofundas, estos resultados se analizaron de la mejor forma posible para realizarel diseño de las cimentaciones superficiales del proyecto.

Para obtener mejores resultados se debe tener en cuenta que se deben hacerperforaciones acorde a las dimensiones del proyecto como tal, con lo que seabarque la totalidad de los estratos dentro de los limites del proyecto con lo que sepodrá tener mas certeza al momento de diseñar las cimentaciones, entre masinformación se pueda obtener en la exploración será de mucha mas ayuda almomento de tomar decisiones, como por ejemplo la presencia del nivel freático,que en el caso actual no se encontró en esta época del año.

Se puede concluir también que hacer este tipo de proyectos fortalecen elaprendizaje del estudiante acerca de la ingeniería geotecnia, ya que se puedenconocer en campo algunas limitaciones técnicas como por ejemplo la accesibilidadal predio al cual se le quiere hacer un estudio técnico, en este caso, no se tuvodificultad a la hora del acceso.

Para tener mayor información se recomienda realizar otros ensayos de laboratorioque dan datos mas veraces, como por ejemplo el ensayo triaxial, aunque este, seademorado, valdría la pena en otra ocasión realizarlo, así como también por partedel laboratorio hacer el mantenimiento adecuado a los equipos para que losensayos estén lo mas estandarizados posibles y se pueda competir con elmercado actual en investigaciones.

BIBLIOGRAFIA

FUNDAMENTOS DE INGENIERIA GEOTECNIA BRAJA M. DAS.

GUIAS DE LABORATORIO UNIVERSIDAD DE SUCRE.

MANUAL DE LABORATORIO DE BOWLES.

MECANICA DE SUELOS, PETER BERRY.

NORMAS TECNICAS.

ANEXOS