proyecto fundaciones (1) - copy

7/26/2019 Proyecto Fundaciones (1) - Copy

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Repblica Bolivariana de Venezuela

Universidad Jos Mara Vargas

Facultad De Ingeniera

Fundaciones

Diseo de las Fundaciones para una Edificacin, en una parcela

ubicada en el Estado Anzotegui.

Autor

Delgado! Ana Isabel "I #$%&'$('#

Figueroa! A)ilcar "I #(%*#+%'$,

-apolitano! -icol.s "I #+%/',%,/$

0iegler! "arlos 1rnesto "I #+%+$2%/,(3utor 4i)nez! Ana Virginia

"aracas! -ovie)bre de '*#'%


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INDICE GENEA!

5.g%

#% 16 5R7B61MA16 5R7B61MA%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#%#% 5lantea)iento del 5roble)a%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#%'% 7b8etivos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#%(% Justi9icaci:n e I)portancia de la Investigaci:n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

'% MAR"7 R1FR1-"IA6

Rocas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %3ipos de Rocas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%;uelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %"lasi9icaci:n de los suelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%I)portancia de la Identi9icaci:n < "lasi9icaci:n de los ;uelos para el Dise=o

De Fundaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5ropiedades ndices del suelo%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#*An.lisis 4ranulo)trico por )allas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%##An.lisis 4ranulo)trico con el >idr:)etro%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#'6i)ites del ta)a=o de los suelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#'

Relaciones 5eso?Volu)en%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#'6)ites de Atterberg%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#(I)portancia de las propiedades ndice en el dise=o de 9undaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%#,1s9uerzos e9ectivos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#,Resistencia al "orte de los ;uelos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%#&1nsa


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3ipos de Fundaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%''Fundaciones 5ro9undas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'(3ipos de 5ilotes%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'("riterios de Dise=o de Fundaciones ;uper9iciales%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'&

;elecci:n del tipo de 9undaci:n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'/3ipos de Fallas de las Fundaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'$3eora de "apacidad de "arga de 3erzag>i%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%'+Factores de "apacidad de "arga de 3erzag>i para 9alla general%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(*1cuaciones segn tipo de 9undaci:n para 9alla local por corte segn 3erzag>i

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%( #Resu)en de tabla de correlaciones%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%('1cuaci:n 4eneral de "apacidad de "arga%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%('Factores de "apacidad de "arga de la 1cuacion 4eneral%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%((Factores de "orrecci:n por 9or)a < pro9undidad de la 1cuaci:n 4eneral%%%%% %% %(,3ipos de Asenta)ientos%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(,

Mtodo de Meo99?BoCles au)entado &*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(&"apacidad de "arga en Fundaciones 5ro9undas%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(/Muros de "ontenci:n%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(+"ondiciones para el dise=o de Muros%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%(+3ipos de Muros%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,*Muros de 4ravedad%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,*Muros de ;e)i E 4ravedad%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,#Muros "antilever o Voladizo%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,#Muros con "ontra9uerte%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,#3eora de Ranine%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%,'Aplicaci:n de las 3eoras de la 5resi:n 6ateral de 3ierra al Dise=o%%%%%%%%%%%%%%%%%%,(

(% "A6"U67; GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG%%%%%,, ".lculo de Fundaciones ;uper9iciales GGGGGGGGGGGGGGG%%%,2 ".lculo de Fundaci:n 5ro9undaGGGGGGGGGGGGGGGGGG%%2(

,% "7-"6U;I7-1; H R1"7M1-DA"I7-1; GGGGGGGGGGGGG%% %2+

6I;3A D1 R1F1R1-"IA;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/'

(


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". E! #$%!E&A

".". #lantea'iento del #roble'a

1n el estado Anzo.tegui! e@iste una parcela de terreno de apro@i)ada)ente

$%,*@#(%,* )! al sur de ella se encuentra un concesionario < al noreste un talud% 1n

dic>a parcela se uiere construir una edi9icaci:n con las siguientes caractersticas dos

plantas! .rea para estaciona)iento < .reas verdes%

Debido a la topogra9a del terreno ue colinda con la parcela por el noreste! se

>ace necesaria la construcci:n de un )uro de contenci:n tipo voladizo%

1n consecuencia se plantea el dise=o de las 9undaciones de una edi9icaci:n!

en una parcela ubicada en el estado Anzo.tegui%

".(. $b)eti*os

$b)eti*o general

1stablecer el dise=o de las 9undaciones de una edi9icaci:n! en una parcela

ubicada en el estado Anzo.tegui%

$b)eti*os espec+ficos

"alcular una 9undaci:n super9icial%

"alcular una 9undaci:n pro9unda%

;eleccionar la 9undaci:n ).s viable%

,


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".. -ustificacin e I'portancia de la In*estigacin

Al sur de la parcela donde se construir. la nueva edi9icaci:n! se encuentra un

concesionario% 1l )is)o desea opti)izar el servicio ue presta! por lo ue deseae@pandirse% 1s por ello ue surge la necesidad de construir dic>a edi9icaci:n

destinada a dep:sito de repuestos < para ello es necesario 9undar%

Adicional)ente! se desea contar con un .rea de estaciona)iento < .reas

verdes%

&


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(. &AC$ EFEENCIA!

ocas

Una roca se puede de9inir co)o un )aterial duro! durable ue no puede ser

e@cavado si no con e@plosiones% 6a roca es considerada co)o )aterial casi

i)per)eable! tienen alta resistencia debido a co>esi:n interna < 9uerzas )oleculares!

ue )antienen unidos a sus granos )inerales constitu


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)eteorizaci:n desco)ponen la roca! es decir! )odi9ican u)ica)ente los

)inerales en otros nuevos < en sustancias 9.cil)ente solubles en agua%

ocas 'eta'rficas% 6as rocas )eta):r9icas se producen a partir de rocas

gneas! sedi)entarias o incluso otras rocas )eta):r9icas% As! cada roca

)eta):r9icas tiene una roca )adre! la roca a partir de la ue se >a 9or)ado%

Meta):r9icos es un ad8etivo adecuado porue su signi9icado literal es

ca)biar la 9or)aK% 6a )aesi:n depositado sobre el lec>o de roca%

1ste constitu


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Clasificacin de los suelos

;egn el proceso de 9or)aci:n pueden ser

ransportados son auellos suelos donde interviene un agente e@terno ue

9unciona co)o )edio de transporte una vez ue se >a producido el proceso de

)eteorizaci:n de la roca! ue traslada los restos de la roca 9rag)entada >asta

otro destino! donde este se deposita < se co)pacta dando origen a una capa de

suelo% Dependiendo del agente ue intervenga en este proceso tendr.n un

no)bre en especi9ico en caso de ser el agua son conocidos co)o suelos

aluviales! donde de acuerdo al tipo de )asa de agua relacionada pueden ser

9luviales si actan los ros! lacustres si son lagosN en caso de ser el viento son

deno)inados suelos e:licos! cuando es la gravedad la ue interviene se

deno)inan coluvios%

No transportados son auellos donde la desintegraci:n < des9rag)entaci:n

de la roca se produce in situ! es decir! ue sobre el )aterial resultante de la

)eteorizaci:n no actua ningn )edio de transporte e@terno! sino ue estos se

depositan en el )is)o lugar en donde se desintegr: la roca% 1ste tipo de suelota)bin recibe el no)bre de residual! < tienen la particularidad de cubrir a la

roca )adre de la cual se origin:! siendo )a


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Arena 6as partculas de arena est.n 9or)adas principal)ente de

cuarzo < 9eldespatos! aunue ta)bin est.n presentes! a veces! otros granos

)inerales% 6os ta)a=os de granos en las arenas van desde los & )) >asta los

*!*/& ))%

/uelos de Grano Fino

!i'o 6os li)os son 9racciones )icrosc:picas de suelo ue consisten en

granos )u< 9inos de cuarzo < algunas partculas en 9or)a de esca)as ue son

9rag)entos de )inerales )ic.ceos% 6os granos de los li)os se encuentran

co)prendidos entre los *!*/& )) >asta *!**' ))% Arcillas 6as arcillas son principal)ente partculas sub)icrosc:picas en

9or)a de esca)as de )ica! )inerales arcillosos < otros )inerales! son

consideradas co)o arcillas todas auellas partculas ue presentan un ta)a=o

)enor a los *!**' ))%

I'portancia de la Identificacin 0 Clasificacin de los /uelos para el Diseo De

Fundaciones

;egn 5ec! R < otros! la I)portancia de la identi9icaci:n < clasi9icaci:n de los

suelos para el dise=o de 9undaciones! viene dada porue proporciona los pri)eros

datos sobre las e@periencias ue puedan anticiparse durante < despus de la

construcci:n

1l prop:sito del proceso de identi9icaci:n del suelo! per)ite al ingeniero

geotcnico a

;eleccionar el tipo < pro9undidad de la ci)entaci:n adecuada para una

estructura dada% 1valuar la capacidad de carga de la ci)entaci:n 1sti)ar el asenta)iento probable de una estructura% Detectar proble)as potenciales de la ci)entaci:n%

+


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Deter)inar la localizaci:n del nivel 9re.tico% 5redecir el e)pu8e lateral de tierra en estructuras co)o )uros de retenci:n!

tablaestacas < cortes arriostrados% 1stablecer )todos de construcci:n para condiciones ca)biantes del

subsuelo%

1n 9in es su)a)ente necesario identi9icar < clasi9icar el tipo de suelo ue servir.

de soporte para la construcci:n de una 9undaci:n! pues el representa un 9actor de

gran i)portancia ue debe ser to)ado en cuenta a la >ora del dise=o de una

9undaci:n!


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el >idr:)etro! li)ites del ta)a=o para los suelos! relaciones de peso?vol)enes!

co)pacidad relativa! li)ites de atterberg%

Anlisis Granulo'1trico por 'allas

1ste an.lisis se realiza para deter)inar la distribuci:n granulo)trica en suelos de

grano grueso! con el uso de una serie de )allas ta)bin conocidas co)o ta)ices ue

poseen diversas aberturas estandarizadas ue son utilizadas en 1stados Unidos!


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Anlisis Granulo'1trico con el 2idr'etro

1ste an.lisis se utiliza para obtener un valor apro@i)ado de la distribuci:ngranulo)trica de suelos con partculas entre *!*/& < *!**' ))% De acuerdo con Das

Bra8a '**# 1ste )todo se basa en el principio de la sedi)entaci:n de partculas del

suelo en agua! en el cual se utiliza &*g de suelo pulverizado < un de9loculante! usado

general)ente el >e@a)eta9os9ato de sodio al ,! donde se de8a la )uestra saturando

por #2 >oras! posterior)ente se le agrega agua destilada < se agita la )ezcla para

luego trasladarla a una probeta de #***)l! se le agrega agua destilada >asta llegar a

los #***)l < se agita nueva)ente! luego se coloca el >idr:)etro dentro de la probeta

por ', >oras! el cual esta calibrado para )edir la densidad de los s:lidos en

suspensi:n en un tie)po deter)inado%

!i'ites del ta'ao de los suelos

1l li)ite para el ta)a=o de los granos del suelo es deter)inado por el ;iste)a

Uni9icado de clasi9icaci:n de suelos estableciendo ue las gravas son de ,!/& )) a

/&))! las arenas de *!*/&)) >asta ,!/&))! el li)o de *!**')) >asta *!*/&)) asta '))! los li)os de

*!*&)) >asta *!**')) < las arcillas in9erior a *!**'))%

elaciones #eso34olu'en

6as relaciones de 5eso < Vol)enes se pueden obtener a travs de un diagra)a de

( 9ases acerca de una )uestra! en el cual se presentaran los vol)enes < pesos de los

#'


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vacos agua < aire < de los s:lidos respectiva)ente! dependiendo de la condici:n

del suelo! si es saturado! seco o parcial)ente saturado < su)ergido%

!as elaciones de *ol5'enes son6

Relaci:n de vacos

5orosidad

4rado de ;aturaci:n

!as relaciones por peso son las siguientes6

"ontenido de Qu)edad

Densidad Q)eda

Densidad ;eca

4ravedad especi9ica

"o)pacidad o Densidad relativa

!+'ites de Atterberg

;on los l)ites ue de9inen el grado de plasticidad de un suelo! si un suelo

arcilloso posee )uc>a agua puede co)portarse co)o un se)iluido! < si es seco

puede co)portarse co)o un )aterial pl.stico! entre estos l)ites se tienen

!+'ite !+7uido 1s el li)ite en el cual el suelo se co)porta )as co)o un 9luido%1ste se puede obtener )ediante el ensa


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I'portancia de las propiedades +ndice en el diseo de fundaciones

1@isten diversos ensaace relevancia a los ensaas pruebas pueden ser nu)ricos < son )u< i)portantes desde el

punto de vista de la geotecnia < en el dise=o de ci)entaciones! debido a ue

dependiendo de esos valores se lograra deter)inar co)o se co)porta el suelo! en ue

condiciones se encuentra < en base a ue se debe dise=ar la ci)entaci:n! recordando

ue el suelo es el ue resistir. las cargas < es9uerzos trans)itidos por la

superestructura! < ste reaccionara a dic>os es9uerzos dependiendo de sus

propiedades%

1l ingeniero debe de tener ade).s un a)plio conoci)iento acerca de )ec.nica de

suelos < la geologa del lugar donde se va


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a 1l es9uerzo e9ectivo es igual al es9uerzo total )enos la presi:n de poros%

b 1l es9uerzo e9ectivo controla ciertos aspectos del co)porta)iento del suelo!

especial)ente la co)presibilidad < la resistencia%

6os es9uerzos e9ectivos son de gran i)portancia en la geotecnia < en el dise=o deci)entaciones debido a ue de ellos dependen algunas propiedades ue in9luasta originar de9or)aciones acia la )uestra% 6os es9uerzos de corte se aplican )ediante 9uerzas de

co)presi:n verticales accionadas por los pistones% 1l drena8e de la )uestra puede ser

controlado! es decir per)itido o detenido dependiendo de las condiciones de la)uestra% 5ara las arcillas >a< pruebas consolidadas drenadas! consolidadas no

drenadas! no consolidadas no drenadas%

Figura ;.3 Fuente6 %ra)a &, Das. #rincipio de Ingenier+a de ci'entaciones. #ag8u)anas < econ:)icas en caso de producirse

una 9alla en la obra%

econoci'iento /uperficial 0 E:ploracin #reli'inar

1l prop:sito pri)ordial de a)bos procesos es obtener las caractersticas

super9iciales e iniciales del )edio donde se llevar. a cabo la e8ecuci:n del siste)a de

9undaci:n%

1n cuanto al reconoci)iento super9icial se debe realizar una inspecci:n ue debe

incluir co)o )ni)o un estudio de la topogra9a del .rea! un recuento de las

estructuras e@istentes < de posibles e@cavaciones se debe to)ar en cuenta el patr:n de

drena8e natural < la ubicaci:n de )anantiales! para tener una idea sobre las

condiciones del agua subterr.nea

6os resultados del reconoci)iento super9icial son de i)portancia e@tre)a en la

plani9icaci:n de la e@ploraci:n del subsuelo! especial)ente para seleccionar el

)todo de e@ploraci:n preli)inar ).s econ:)ico < satis9actorio%

&1todos de E:ploracin

&1todos Geof+sicos

6os )todos geo9sicos introducen energa en el suelo < )iden la reacci:n

resultante del )is)o! por lo ue se les conoce co)o )todos indirectos para

deter)inar las propiedades del subsuelo% 1l )todo ss)ico de re9racci:n < el de

resistividad elctrica! son los procedi)ientos ).s tiles para el ingeniero de suelos!

#$


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penetr:)etro e)pu8ado a presi:n o din.)icos a golpes% 6os est.ticos son pre9eribles

para arcillas blandas! )ientras ue los din.)icos son tiles en arcillas duras suelos

granulares% 6os ensaincado se >ace en tres

etapas de #& c) cada una% 6os pri)eros #& c) se utilizan para penetrar cualuier

relleno o )aterial perturbado situado en el 9ondo de la per9oraci:n < as asentar el

)uestreador en el suelo natural i)perturbado% 6a su)a de los golpes e)pleados en

los siguientes (* c) de penetraci:n constituazo cuando el n)ero de

golpes es )a

1l ensaace penetrar en el suelo a una rata de 2 c)Pseg )ediante un gato >idr.ulico 6a

resistencia del cono qces igual a la 9uerza necesaria para >acerlo avanzar dividida

entre el .rea! Una de las venta8as del "53 es ue puede obtenerse un registro

continuo de la resistencia del cono! auto).tica)ente en los aparatos ).s )odernos%

'*


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Ingenier+a de ci'entaciones

De acuerdo con "ordero 1 #+++ se puede decir ue la Ingeniera de

ci)entaciones es el arte de seleccionar! dise=ar < construir los ele)entos estructuralesue se encargan de trans)itirse las cargas de la superestructura al terreno de

9undaci:n o suelo! )ediante la aplicaci:n de conoci)ientos 9unda)entales acerca de

la )ec.nica de suelos < de criterios de ingeniera%

Fundaciones o Ci'entaciones

De acuerdo con 6:pez J < 6:pez 6 #+++! se puede entender co)o ci)entaci:n a

auel ele)ento estructural ue per)ite trans)itir las cargas soportadas por una

superestructura al suelo! de )anera tal ue dic>as cargas trans)itidas no superen la

capacidad portante del suelo < ue las de9or)aciones generadas en el )is)o sean

per)isibles para la estructura

1ste tipo de estructuras es de gran i)portancia i #+,( clasi9ico las 9undaciones en super9iciales < pro9undas! de acuerdo

a la pro9undidad relativa o de desplante < el anc>o )ni)o de la base%

'#


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;e logra entender co)o 9undaciones super9iciales a auellas ue per)itir.n

trans)itir las cargas de una superestructura en un plano >orizontal! realiz.ndose stas

a pocas pro9undidades! entre las ).s co)unes est.n

0apatas aisladas ;oportan colu)nas individuales! general)ente son las ).s

sencillas! econ:)icas < sus di)ensiones general)ente son cuadradas o

rectangulares%

0apatas co)binadas ;oportan dos o ).s colu)nas ubicadas en el e8e de una

edi9icaci:n! utilizadas usual)ente para proble)as de e@centricidades cercas

de linderos%

0apatas continas "onocidas ta)bin co)o 9undaciones en tira! utilizadasco)o paredes de cargas o )uros de contenci:n de tierras! siendo una de sus

di)ensiones )uc>o )a


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est.n los pilotes < las pilas! siendo estos ele)entos co)o colu)nas enterradas en el

suelo las cuales sirven para trans)itir las cargas a estratos ).s pro9undos < ).s

resistentes del subsuelo%

Das '**# De9ine a los pilotes co)o LMie)bros estructurales >ec>os de acero!concreto incar se utilizan euipos especialesco)o )artillos < )artinetes de grandes di)ensiones% 1stos poseen la

venta8a de ue en el caso de suelos granulares por el proceso de la

'(


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>inca )e8oran la calidad del suelo! al )e8orar la co)pactaci:n del

)is)o%

5ilotes con desplaza)iento se re9ieren especial)ente a los pilotes

e@cavados < vaciados en sitio! donde se debe realizar en pri)er lugar

una e@cavaci:n previa en el terreno para poder luego dentro de la

)is)a instalar la ar)adura de acero de re9uerzo! < luego vaciar el

concreto ue lo con9or)ar.% 1ste tipo de pilotes son e@clusiva)ente

construidos en concreto ar)ado < predo)ina el dise=o circular% 1n su

construcci:n se deben tener en cuenta aspectos co)o el tipo de suelo

< el nivel 9re.tico! con el 9in de evitar derru)bes dentro de la

e@cavaci:n para lo ue se deben aplicar algunos aditivos co)o el lodobentonitico%

;egn la trans9erencia de carga se clasi9ican en

5ilotes de punta son auellos en donde la capacidad de carga del

pilote depende por co)pleto de la capacidad de carga del )aterial

sub


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del suelo blando ue la capacidad de carga por punta es )u< peue=a

en co)paraci:n con la resistencia por 9ricci:n lateral! por lo ue

predo)ina la capacidad de carga por 9ricci:n lateral! en donde entraran

en 8uego ciertos 9actores co)o el ta)a=o del pilote! la carga aplicada o estrato! actuando en la capacidad de carga a la 9alla del

pilote la capacidad de carga por punta )as la capacidad de carga por

9ricci:n lateral% 5ilotes de co)pactaci:n estos presentan la venta8a de )e8orar las

condiciones de densi9icaci:n del suelo! < son utilizados )a


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De igual 9or)a ;oCers #+&/ establece ue las 9undaciones deben de cu)plir con

diversos criterios b.sicos basados en los reueri)ientos de la superestructura! siendo

estos criterios independientes entre si pero deben cu)plirse de )anera si)ult.nea! delo contrario la 9undaci:n no 9uncionaria correcta)ente% 1ntre los criterios est.n

6a in9raestructura debe estar colocada de )anera adecuada con respecto a

cualuier in9luencia 9utura ue pueda a9ectar su co)porta)iento%

6a 9undaci:n debe ser segura contra 9allas por corte del suelo o de la

in9raestructura%

6a 9undaci:n no debe su9rir asenta)ientos o de9le@iones ue puedanocasionarle da=os a la superestructuras o co)pro)eta la utilidad de la obra%

De acuerdo con "ordero 1 #++' 1ntre las causas ).s co)unes de 9allas en

9undaciones super9iciales est.n

Fallas por corte en suelos co)o arcillas blandas o suelos org.nicos

1rosi:n < socavaci:n de suelos granulares causados por ros! uebradas! entre

otros%

"olapso de la super9icie debido al derru)be de )inas vie8as! cavernas! osaturaci:n de suelos colapsables%

6evanta)iento de 9undaciones producto del au)ento de volu)en en suelos

e@pansivos%

5erdida de soporte debido a la licuaci:n de suelos granulares! productor de

)ovi)ientos telricos%

Degradaci:n o deterioro de los )ateriales ue con9or)an la 9undaci:n debido

a condiciones a)bientales adversas% 6a pro9undidad de las 9undaciones general)ente es deter)inada ta)bin por las

condiciones a)bientales ue puedan atentar contra el 9unciona)iento :pti)o de las

9undaciones!


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1spesor de la capa vegetal

1spesor de suelos con ca)bios de volu)en debido al ca)bio de >u)edad

;ocavaci:n producto de corrientes de agua

1ntre otros%

/eleccin del tipo de fundacin

"on respecto a lo e@puesto por "ordero 1 #+&/! para la selecci:n de un tipo de

9undaci:n ).s apropiado para una estructura se debe to)ar en cuenta diversos

9actores! co)o Funci:n de la estructura

3ipo de la estructura iperest.tica

"argas soportadas concentradas o repartidas

"ondiciones del subsuelo

3ie)po destinado a la construcci:n de las 9undaciones

"osto de las 9undaciones con respecto a la obra en total

1n la selecci:n del tipo de 9undaciones deben seguirse los siguientes pasos

Aduirir in9or)aci:n acerca de la superestructura < las cargas ue ser.n

trans)itidas a las 9undaciones

Realizar un reconoci)iento del terreno para conocer las condiciones del

subsuelo! < una inspecci:n de estructuras e@istentes en el .rea para de esta

)anera conocer los posibles proble)as ue se pueden presentar en la

estructura%

6levar a cabo per9oraciones preli)inares en el sitio donde se realizara la obra

con la 9inalidad de obtener in9or)aci:n sobre las condiciones del subsuelo%

'/


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"onsiderar diversas alternativas de 9undaciones ue se adapten a las

condiciones del suelo < a la estructura ue se va a realizar%

18ecutar estudios )inuciosos del subsuelo a)iento o

bu9a)iento del suelo a los lados de la ci)entaci:n aunue el colapso 9inal del )is)ose presenta de un solo lado%

6a 9alla por punzona)iento se caracteriza por un )ovi)iento vertical de la

ci)entaci:n )ediante la co)presi:n del suelo in)ediata)ente deba8o de ella% 6a'$


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rotura del suelo se presenta por corte alrededor de la ci)entaci:n < casi no se

observan )ovi)ientos de ste 8unto a la ci)entaci:n! )antenindose el euilibrio

tanto vertical co)o >orizontal de la )is)a%

6a 9alla por corte local representa una transici:n entre las dos anteriores! puestiene caractersticas tanto del tipo de 9alla por corte general co)o del de

punzona)iento% 1n este tipo de 9alla e@iste una )arcada tendencia al bu9a)iento del

suelo a los lados de la ci)entaci:n! < ade).s la co)presi:n vertical deba8o de la

ci)entaci:n es 9uerte < las super9icies de desliza)iento ter)inan en algn punto

dentro de la )is)a )asa del suelo% ;ola)ente cuando se llega a presentar un caso de

desplaza)iento vertical )u< grande del orden de la )itad del lado o del di.)etro de

la zapata! puede suceder ue las super9icies de desliza)iento lleguen a la super9iciedel terreno! pero aun en este caso no se produce una 9alla catastr:9ica ni inclinaci:n

de la zapata%

eor+a de Capacidad de Carga de erzag2i

3erzag>i e@pandi: la teora de 5randt para to)ar en consideraci:n el peso del

suelo! la 9ricci:n entre 9undaci:n < suelo < la pro9undidad de la cota de 9undaci:n!

consider: una zapata continua de super9icie rugosa% 6a 9ricci:n suelo?zapatacontrarresta la tendencia a la e@pansi:n lateral del suelo de la zona I! por lo ue ste

per)anece en un estado de euilibrio el.stico < se )ueve vertical)ente >acia aba8o

co)o una unidad! co)port.ndose co)o si 9uera parte de la zapata% 3a)bin debido a

la 9ricci:n! los lados de la zona I 9or)an un .ngulo con la >orizontal! en vez de

,&P'% ;i bien 3erzag>i despreci: la resistencia al corte del suelo por enci)a de la

cota de 9undaci:n! to): en consideraci:n el e9ecto del peso de ese suelo )ediante la

aplicaci:n de una presi:n e9ectiva con9inante = Df .;alvo estas di9erencias! la

super9icie de 9alla es si)ilar a la supuesta por 5randt%

'+


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Ecuaciones seg5n tipo de fundacin para falla general por corte seg5n erzag2i

Factores de Capacidad de Carga de erzag2i para falla general

Fuente6 Das %ra)a =(??">, #ag "9?

Ecuaciones seg5n tipo de fundacin para falla local por corte seg5n erzag2i

(*


31/74

Factores de Capacidad de Carga de erzag2i para falla local

Fuente6 Das %ra)a =(??">,

esu'en de tabla de correlaciones

(#


32/74

Ecuacin

General de

Capacidad de Carga

1@iste una cantidad de variables < 9actores! tales co)o la 9or)a < el ta)a=o de la

9undaci:n! la pro9undidad de la cota de 9undaci:n! la inclinaci:n < e@centricidad de

las cargas! la co)presibilidad del suelo! la posici:n del nivel 9re.tico! la rata de

aplicaci:n de la carga! la inclinaci:n de la super9icie del terreno! la inclinaci:n de la

9undaci:n! la rugosidad de la base! la >eterogeneidad de las condiciones del subsuelo!

etc%! ue tienen su in9luencia en la capacidad de carga de los suelos% Muc>os de estos

9actores no 9ueron considerados! otros 9ueron considerados )u< so)era i gran cantidad de tie)po de investigaci:n

te:rica < e@peri)ental al proble)a de capacidad de carga! lo ue >a resultado en

)odi9icaciones < )e8oras a la ecuaci:n b.sica de 3erzag>i < ue >an producido la

siguiente ecuacin general de capacidad de carga

ultO c-c 9cs 9cd - 9s 9d B -9s 9 d

Factores de Correccin

Factores de "orrecion por For)a Factores de "orrecion por 5ro9undidad

('


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Factores de Capacidad de Carga de la Ecuacion General

((


34/74

Factores de Correccin por for'a 0 profundidad de la Ecuacin General

ipos de Asenta'ientos

De acuerdo a 4i)nez A '*#' apuntes de clases de 9undaciones! los

asenta)ientos pueden ser

Asenta)iento di9erencial ;di9 1s el )ovi)iento relativo entre ' partes de

una estructura% 1s el asenta)iento ).s per8udicial en las estructuras! se da en

la luz ).s peue=a < no debe e@ceder de 'c)! este depende de una distorsi:n

angular % para obtener ste asenta)iento < la distorsion se realiza a

travs de las siguientes 9or)ulas

=Sdif

Long

(,


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;di9 O3

8x St

Asenta)iento total ;t 1s auel ue est. con9or)ado por ( asenta)ientos! elpri)ero es el asenta)iento in)ediato el cual se genera in)ediata)ente en la

base de la 9undaci:n en el proceso de construcci:n! este se produce en suelos

granulares < no debe e@ceder de # '!&,c)! el segundo es el asenta)iento

por consolidaci:n pri)aria ste se da en suelos arcillosos! el asenta)iento se

genera deba8o de la 9undaci:n a travs del tie)po < el tercero es el

asenta)iento por consolidaci:n secundaria! este se genera por recteo o

vibraci:n cuando se alcanza #** de consolidaci:n! se da en turbas%

-or)al)ente para los suelos arcillosos se deben realizar ensao )ni)o de la base B B W#!'*) < no >aacia arriba < # vez el

di.)etro desde la punta >acia aba8o% 5or otra parte co)o regla pratica se debe

considerar ue la pro9 LDe debe ser DeX,B

5ara el calculo de carga por 9riccion lateral L5s se e)plea la siguiente 9or)ula

Ps= S x Al

;! resistencia unitaria por 9ricci:n lateral entre el suelo < el pilote

Al! .rea lateral del pilote S=ix K x tg

2

3 ix Hi

i ! es9uerzo vertical en el punto )edio de cada intervalo

K ! constante de e)pu8e de tierra! su valor para pilotes e@cavados es de *!& < para

pilotes >incados es de #%

"argas de traba8o de pilotes

Dependera de la resistencia del suelo < de la resistencia estructural del pilote%

5ara pilotes de acero! se usa un es9uerzo unitario ).@i)o de #0 !g

c m2

5ara pilotes de concreto! el es9uerzo unitario ).@i)o varia de acuerdo a su

proceso constructivo! si es e@cavado < vaciado en sitio se ad)iti un es9uerzo

unitario ).@i)o de (& !g

c m2 ! este ba8o es9uerzo to)a en cuenta la

posibilidad de de9ectos en el pilote en el )o)ento de vaciado% 5ara pilotes

vaciado con tre)ie usando lodo bentonitico! se ad)ite un es9uerzo unitario

).@i)o entre $0 !g

c m2 < 0

!g

c m2 % 5ara pilotes >incados tipo Franie! el

($


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es9uerzo ad)itido es de #0 !g

c m2 % ;e debe to)ar en cuenta ue para

ad)itir estas cargas de traba8o es necesario ue el suelo o9rezca su9iciente orizontales o inclinadas aplicadas

sobre l

-o deben superarse los valores ad)isibles de asenta)ientos ba8o la presi:ndel )uro en el suelo de 9undaci:n! ni su 9alla por superar los es9uerzos li)ites

ipos de &uros

1n lo re9erente a lo presentado por Fratelli #++( < "alavera #+$+ e@iste una

gran variedad de tipos de )uro! ue pueden ser e)pleados en di9erentes situaciones

entre estos tipos de )uros se encuentran

Muros de 4ravedad Muros de ;e)i? 4ravedad Muros de 4ravedad < Fricci:n Muros en "antilever o Voladizo Muros con "ontra9uertes Muros "olados Muros de 5ilotes 3ablestacados Muros de "oncreto 5ro


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&uros de /e'i B Gra*edad

;egn Fratelli #++(! se de9inen co)o L)uros inter)edios entre los de gravedad

< los "antilever% Algo ).s esbeltos ue los pri)eros! pueden soportar una li)itadatracci:n! por lo cual se debe disponer la ar)adura )ni)a de re9uerzo para resistirla%

&uros Cantile*er o 4oladizo

De lo e@puesto por Das '**# < "alavera #+$+ se puede decir ue los )uros en

cantilver o voladizo! son uno de los tipos ).s e)pleados < su ca)po de aplicaci:n

depende de algunos 9actores co)o los gastos de e@cavaci:n! < de )ateriales co)o el

>or)ig:n! el acero! enco9rado < relleno% 1n su )a


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eor+a de anine

6a teora de Ranine para el c.lculo de e)pu8es en terrenos granulares se basa en

las >ip:tesis de ue el terreno presenta super9icie libre plana < est. en el lla)adoestado Rankine, en el cual presenta dos series de super9icies planas de rotura!

9or)ando .ngulos de ,& Z $ /2 con la >orizontal% 5ara el caso particular de trasd:s

vertical! las co)ponentes 5> < 5v de la presi:n a pro9undidad z vienen dadas por las

e@presiones

1cuaci:n # < '%

;iendo

1cuaci:n ( < ,%

1l e)pu8e varia lineal)ente con la pro9undidad < sus valores vienen dados por

1cuaci:n & < 2%

1stando su resultante a una pro9undidad de 2/3 % H desde la coronaci:n del

)uro

1n el caso ue sea &=0 las ecuaciones se si)pli9ican de la siguiente 9or)a

,'


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1cuaci:n / < $%

Aplicacin de las eor+as de la #resin !ateral de ierra al Diseo

5ara e)plear las teoras 9unda)entales para el c.lculo de la presi:n lateral de

tierra en el dise=o! se deben to)ar varias suposiciones si)ples! )as espec9ica)ente

en el caso de )uros en voladizo! el uso de la teora de la presi:n de Ranine para

revisiones de estabilidad! i)plica dibu8ar una lnea vertical AB por el punto A! co)o

)uestra la 9igura% ;e supone ue la condici:n activa de Ranine e@iste a lo largo del

plano vertical AB% 6as ecuaciones de la presi:n activa de tierra de Ranine entonces

se usan para calcular la presi:n lateral sobre la cara AB% 1n el an.lisis de estabilidad

del )uro! deben to)arse en consideraci:n la 9uerza 5aRanine el peso! s! del suelo

arriba del tal:n < el peso! c! del concreto% 6a >ip:tesis para el desarrollo de la

presi:n activa de Ranine a lo largo de la cara 9rontal AB es te:rica)ente correcta si

la zona de cortante li)itada por la lnea A" no es obstruida por el cuerpo del )uro! el

angulo ! ue la lnea vertical A" 9or)a es

1cuaci:n +%

,(


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Figura 96 &uro en *oladizo. =Fratelli, &>.

. C!C!$/

#$EC$ DE FNDACI$NE/ DE NA EDIFICACIN #AA DE#/I$

DE C$CE/I$NAI$ DE A$/

D1;"RI5"I[-

;e uiere dise=ar las 9undaciones para una edi9icaci:n! la cual se construir. con

una estructura predi)ensionada en base a p:rticos estructurales en "oncreto Ar)ado!

en el .rea de una parcela de terreno ubicada en el 1do% Anzo.tegui! adibici:n de auto):viles% 6a estructura a construir para la edi9icaci:n

ob8eto de estudio en este 5roculos del

concesionario anterior)ente )encionado < pertenece al )is)o propietario%

1n el .rea del 5roa

e@ploraci:n! con el 9in de analizar las alternativas < soluciones para el soporte del

edi9icio < presentar las reco)endaciones de dise=o < construcci:n de las 9undaciones

).s adecuadas en este caso% Asi)is)o! se dan los resultados de las cargas totales de

las colu)nas ue llegar.n a las bases de las 9undaciones! igual)ente se presenta la

retcula estructural prevista%

1l traba8o ue se aco)eter. en esta etapa del 5ro


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a> Analizar las alternativas de 9undaci:n ).s viables! con criterios

sustentados%

b> ;elecci:n! dise=o 4eotcnico < c.lculo de la capacidad de carga de

las alternativas de 9undaci:n ).s viables% 1n este caso en particular see@ige seleccionar < analizar # alternativa de 9undaci:n super9icial a 9undaci:n < se apliuen criterios tcnicos

para sus conclusiones < reco)endaciones en cada caso% 5ara ello! se

reuiere presentar c.lculos! an.lisis! criterios < teoras utilizadas! ue

sustenten las razones de la selecci:n de9initiva%

c 5resentar 9inal)ente la soluci:n de 9undaci:n ).s adecuada!conclusiones < reco)endaciones generales de 9undaci:n%

,&


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Clculos de Fundacin /uperficiales

De acuerdo a lo observado en el estudio de suelos del terreno! correspondiente a la

per9oraci:n ).s des9avorable! en este caso 5'! se evidencia un suelo arenoso con un

considerable contenido de arcilla! en donde predo)ina la clasi9icaci:n ;"! es decir!

arena arcillosa% 1n los ' pri)eros )etros del suelo se encuentran zonas ue poseen

una capacidad de soporte apro@i)ada de ( gPc)'! lo ue se considera co)o una

buena capacidad del soporte! por lo ue es viable utilizar los )etros iniciales del

pri)er estrato para construir la 9undaci:n%

;e co)enzara realizando los c.lculos correspondientes para el c.lculo de la

9undaci:n super9icial! en este caso partiendo de los datos arro8ados por la per9oraci:n

).s des9avorable 5?' de la e@ploraci:n realizada! asu)iendo la 3eora de la

1cuaci:n 4eneral de "apacidad de "arga co)o )todo para realizar el c.lculo%

;e to)a co)o alternativa de 9undaci:n super9icial una zapata cuadrada de #!&) de

lado! colocada a una pro9undidad de desplante D9 de ') to)ando en cuenta en

,2


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pri)er lugar ue en los dos pri)eros )etros se cu)ple con la condici:n de tener un

nu)ero de golpes -spt )aora de su proceso constructivo! ade).s la 9undaci:n debe tener una

adecuada pro9undidad de )anera tal ue no uede a la interperie% Debido a ue se

traba8ara con los datos obtenidos de la per9oraci:n ).s des9avorable se utilizara una

carga de '**ton ue llegara a la base de la 9undaci:n% ;e to)a una zapata de #!&) de

lado debido a ue es la di)ensi:n )ni)a para garantizar ue no se produzca una

9alla por punzonado%

Estrato I Arena Fina a &edia Arcillosa a 'u0 Arcillosa =/C>

1n el pri)er )etro del estrato se asu)e un -spt de L/! realizando un pro)edio

de los -spt de ese estrato se obtiene

's#t=%+%+1#

3 =10

;e calcula el es9uerzo e9ectivo a los #!/&)! debido a ue es a la )itad del estrato

por usarse un pro)edio de -spt! para ello se debe obtener la densidad >)eda del

estrato con la 9:r)ula

()m=d (1+*)

6a >u)edad al pri)er )etro #O ##6a >u)edad a los dos )etros 'O #&6a >u)edad a los tres )etros (O #(

6a >u)edad a los tres )etros < )edio ,O #&

*##=(1 m x 11 )+ (1m x 1 )+(1 m x13 )+(0, m x 1)

3, m =13,2813

,/


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()m=1,%8+on

m3 (1+0,13 )=2 , 01

+on

m3

1,%m=(1,%m x2,01 tonm3 )=3 ,2ton

m2

;e debe corregir el 's#t por sobrecarga debido a ue es una arena el pri)er

estrato

's#tco""e=C' x 's#t

C'=0,%% !o"200

1,%=1,3

's#tco""e=1,3x 10=13,1$

Una vez obtenido el 's#tco""e ! se obtiene el .ngulo de 9ricci:n 1 )ediante

una gr.9ica de resu)en de correlaciones ;53! para posterior)ente obtener los

9actores de capacidad de carga 'q < ' ! en este caso 'C no porue se

asu)e una co>esi:nO* ! por lo tanto se eli)ina el pri)er ter)ino de la ecuaci:n

general de capacidad de carga

q)lt= 'q -fqs -fqd+1

2- -B -' -fs- fd

1 H (,< 28

"on el .ngulo de 9ricci:n < en la tabla de 9actores de capacidad de carga de la

ecuaci:n general

'q=1$,%2'=1#,%2

,$


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A>ora se procede a calcular los 9actores de correcci:n por 9or)a fqs < fs

< por pro9undidad fqd < fd con las 9or)ulas correspondientes a la 1cuaci:n

general

Fqs=1+B

L+ag

Fqs=1+1,

1,+ag 28.=1,0#

Df

B>1=

2

1,>1=1,3>1 por ello

Fqd=1+2+ag (1Sen /)2x +g1Df

B

Arctg (2

1,=3 . hay que pasarlos a radianes

X =3 . - 0

180 .=0,93

Fqd=1+2+ag 28. (1Sen28. )2

x 0,93

Fqd=1,2#

Fs=10&$B

L

Fs=10&$1,

1,

Fs=0,#

Fd=1

,+


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;e calcula el es9uerzo e9ectivo a nivel de la pro9undidad de desplante

2 m=(2 m x 2,01 tonm3 )=$,02ton

m2

;e sustituora la presi:n de contacto c < la presi:n ad)isible ad) para

luego veri9icar si cu)plen con el criterio c ] ad)! para ue no 9alle por capacidad

de carga

qc=1

A OW qc=

200 +on

2,2 m2 OW qc=88,88

ton

m2

Asu)iendo un 9actor de seguridad de ( el cual es el considerado )ni)o para las

zapatas! se procede a calcular ad)

qadm=q)lt

FSOW

qadm=

9$,1#ton

m2

3

OW qadm=31,38ton

m2

;e logra observar ue c W ad) ! por lo tanto no cu)ple con la condici:n c ]

ad)! < la zapata es propensa a 9allar por capacidad de cargaN es por ello se debe

realizar un redi)ensiona)iento de la zapata ue de acuerdo a los resultados

obtenidos se podra esti)ar un anc>o )ni)o para la zapata de &) '% 3o)ando encuenta ue el .rea total de la construcci:n es de 2!,* @ ##!,*) dando un .rea de

/()'< co)parando con el .rea ue ocuparan la totalidad de las zapatas &) '@#' O

&*


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2*)'! se obtendra ue estas ocuparan un $' del .rea de construcci:n! por lo cual

al ser )a


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1strato I Arena Fina a Media! Arcillosa a Mu< Arcillosa ;"

1n el pri)er )etro se asu)e un -spt de /! realizando un pro)edio de -spt se

obtiene

's#t=%+%+1#

3 =10

;e calcula el es9uerzo e9ectivo a los #!/&) debido a ue es la )itad del estrato por

usar 's#t % 5ara ello se debe obtener la densidad >)eda del estrato )ediante la

9:r)ula

()m=d (1+ *nat)

#O ## #)

'O #& ')

(O #( (),O#& *!&)

&'


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*PP=(1 m %11)+(1 m% 1 )+(1m %13 )+(0, m %1 )

3, m =13,2813

()m1=1,%8+onm

3 (1+0,13 )=2,01 ton/m2

1,%=(1,% m% 2,01 tonm3 )=3,2 ton/m2

;e debe corregir el 's#t por sobrecarga debido a ue el estrato est. co)puesto

de arena%

's#tco""=C' % 's#t

C'=0,%% !o"200

1,%=0,%%!o"

200

3,2ton

m2

=1,3

's#tco""=1,3% 10=13,1$

Una vez obtenido el 's#tco"" se calcula 1 utilizando la gra9ica del resu)en

de correlaciones ;53 obtenindose

1=29

5or ser una arena arcillosa se debe restar #_ al obtenido )ediante la tabla!


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Estrato II Arena Fina a &edia, !i'o Arcillosa =/&3/C>

's#t=9+#

2

=%,8

;e procede al c.lculo de las densidades del estrato

,O #& ,)

()m2=1,%0#+on

m3 (1+0,1 )=1,9# ton/m2

Asu)iendo una gravedad espec9ica 4s para arenas de '!2! se procede

e=2sd= 2,#0

1,%0#1=0,2

*sat2s=S x e N *sat=S x e

2sNpor estar ba8o el nivel 9re.tico el grado de

saturaci:n ; es igual a #! por lo tanto se tiene

*sat= e

2s=

0,2

2,#=0,2=20

sat=d (1+*sat)=1,%0#+on

m3 (1+0,2 )=2,0$

+on

m3

;e calcula con la densidad saturada sat la densidad su)ergida s)m !

debido a ue est. ba8o nivel 9re.tico! asu)iendo una densidad del agua de

w=1 ton/m3

s)m=satw=1,0$+on /m3

;e procede a calcular el es9uerzo e9ectivo a los ,!& ) por usar 's#t %

&,


55/74

$,=(3,m %2,01 tonm3 )+(0, m%1,9#ton

m3 )+(0, m %1,0$tonm3)

$,=8,$ ton/m2

's#tco""=C' % 's#t

C'=0,%% !o"200

$,=0,%%!o"

200

8,$ton

m2

=1,0

's#tco""=1,0% 8=8,$8

Una vez obtenido el 's#tco"" se calcula 2 utilizando la gra9ica del resu)en de

correlaciones ;53 obtenindose

2=2%

Estrato III Arena &edia a Fina, algo !i'o Arcillosa =/&3/C>

;e pro)edia el -spt del estrato

's#t=33+29+3

3 =32

;e procede al calculo de la densidad su)ergida del estrato por estar ba8o nivel

9re.tico asu)iendo una gravedad especi9ica para arenas 4s de '!2

e=2s

d=

2,#0

1,%111=0,1

&&


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;e asu)i: una densidad seca d de 1,%11 tonP)(igual a la del estrato

siguiente debido a su cercana con el cuarto estrato%

*sat2s=S x e N *sat=S x e2s

Npor estar ba8o el nivel 9re.tico el grado de

saturaci:n ; es igual a #! por lo tanto se tiene

*sat= e

2s=

0,1

2,#=0,19=19

sat=d (1+*sat)=1,%11+on

m3 (1+0,19 )=2,03

+on

m3

;e calcula con la densidad saturada sat la densidad su)ergida s)m !

debido a ue est. ba8o nivel 9re.tico! asu)iendo una densidad del agua de

w=1 ton/m3

s)m=satw=1,03 +on/m3

;e procede a calcular el es9uerzo e9ectivo a los /) por usar un 's#t se calcula

>asta la )itad de este estrato 1III%

%,0=(3,m% 2,01 tonm3 )+(0,m %1,9#ton

m3 )+(1, m%1,0$tonm3 )+(1, m %1,03

ton

m3)

%,0=10,#tonm

2

;e corrige el 's#t por sobrecarga por estar el estrato con9or)ado por arena%

&2


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's#tco""=C' % 's#t

C'=0,%% !o"200

%,0=0,%%!o"

200

10,#ton

m2

=0,98

's#tco""=0,98 %32=31

;e calcula 3 utilizando la gra9ica del resu)en de correlaciones ;53

obtenindose

3=32

;e realiza un pro)edio ponderado de 1,2 ,3 ! para con ese ## obtener los

9actores de capacidad de carga - < - ! asu)indose una co>esi:n igual a cero

de la 9or)ula de ecuaci:n general de capacidad de carga%

q)lt=c 'c- fcs -fcd -fci+ 'q- fqs- fqd - fqi+1

2B' - fs - fd - fi

Resultando entonces

q)lt= 'q -fqs -fqd -fqi+1

2B' - fs- fd- fi

##=(3,1m %28 . )+(2 m%2% . )+(1,3 m%32 .)

#,$ m =28, . 29 .

"on el ##=29 . se buscan los 9actores de capacidad de carga - < - en

la tabla de 9actores de capacidad de carga de la ecuaci:n general de capacidad de

carga%

&/


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N7H "9,;;

N H "J,;

;e calculan a>ora los 9actores de correcci:n por 9or)a fqs ! fs ! < porpro9undidad fqd ,fd con las 9or)ulas pertenecientes al caso de 1cuaci:n

4eneral de "apacidad de "arga%

1. Fqs=1+B

L+ag

Fqs=1+#,$

11,$+ag29 O 1&31

2. Fqd=1+2+ag (1Sen /)2DfB ; Cuando DfB 3 1= 0,$#,$ =!" #

1

Fqd=1+2+ag 29(1Sen29)20,$

#,$ N 1&01

$. Fs=10&$B

L

Fs=10&$0,$

#,$

0&%%

%. Fd=1

;e calcula el es9uerzo e9ectivo de la pro9undidad de desplante D9 < una densidad

pro)edio para la zona de in9luencia%

0,$=(0,$m% 2,01 tonm3 )=0,80$ ton/m2

&$


59/74

##=(2,01 +onm3 x 1 m)+(1,9#

+on

m3

x 0, m)+(1,0$ +onm3 x 1, m)+(1,03+on

m3

x 1,3 m)#,$ m

##=1,% ton/m3

;e sustitu


60/74

Una vez ue se co)prueba ue la losa es capaz de resistir la carga ue le ser.

i)puesta! se debe proceder a veri9icar si cu)ple con los par.)etros de asenta)iento

).@i)o per)itido%

5ara el c.lculo del asenta)iento la presi:n ad)isible de la losa se utilizara el

Mtodo de Meo99?BoCles au)entado en un &* para 9undaciones super9iciales

colocadas en arena! aplicado para el caso de las losas! debido a ue este per)ite

obtener la capacidad ad)isible garantizando un asenta)iento ).@i)o de '

5ri)ero se realiza un pro)edio de los n)eros de golpes -spt de la zona de

in9luencia de la losa! posterior)ente se debe calcular el es9uerzo a la )itad de dic>azona para luego corregir el nu)ero de golpes por sobrecarga

's#t=%+%+1#+9+#+33

# =13

3,# m=(3, m x 2,01tonm3 )+(0,1 m x1,9#ton

m3 )=%,231 tonm2

's#tco""e=C' x 's#t pro)

C'=0,%% !o"200

3,#=1,11

's#tco""e=1,11x 13=1$

Debido a la presencia de nivel 9re.tico en la zona de in9luencia de la losa se debecalcular un 9actor de correcci:n por su)ergencia "C

Cw=0,+0,( Dw

Df+B)

2*


61/74

;iendo DC la pro9undidad desde la super9icie >asta el nivel 9re.tico

Cw=0,+0,($

0,$+#,$ )=0,%9$ ;e aplica la 9:r)ula del Mtodo de Meo99?BoCles au)entado en un &* para

el caso de losas garantizando asenta)ientos ).@i)os de '

Smax 2} =0,239# x {acute {Nspt}} rsub {corre} x '

qadm Kg/cm2

1n este caso se agrega el 9actor "C debido a la presencia de nivel 9re.tico en la

zona de in9luencia

Smax 2 } =0,239# x 1$ x 0,%9$=2,##3 {"} over {c {*} ^ {2}} = 2#, #3 {to } over {{*}

qadm Kg

c m2

A>ora se calcula la presi:n de contacto c para veri9icar si cu)ple con lacondici:n de c ] ad)

A=11,$ m x #,$ m=%2,9# m2

qc=1

A OW qc=

1%00+on

%2,9# m2 OW qc=23,30

ton

m2

c ] ad)

2#


62/74

23,30ton

m2 K 2#,#3

ton

m2

A continuaci:n se debe c>euear ue el asenta)iento total no e@ceda a ' &!*$c) )ediante una regla de tres

' &!*$ c) ``````````` 2#,#3ton

m2

;t````````````````````` 23,30ton

m2

St=

23,30ton

m2

x 24(,08 cm)

2#,#3ton

m2

=$,$$ cmeuear

ue sea )enor a 'c)

Sdif=3

8x St

Sdif=3

8x $,$$ cm=1,## cmo )ni)ode la losa )ultiplicado por #**! 2!, ) 2,*

2'


63/74

=Sdif

Long=

1,##

#$0=

1

38#

6o ue signi9ica ue se encuentra contenido en el l)ite en ue se deben esperarpri)eras grietas en paredes! siendo por su puesto grietas no estructurales! ue puedan

a9ectar la seguridad < correcto dese)pe=o de la estructura%

Calculo de Fundacin #rofunda

5ara el c.lculo de 9undaci:n pro9unda! en este caso del pilote se utilizo paradeter)inar la capacidad de carga el Mtodo 1st.tico para pilotes en arena! el cual

establece ue la capacidad de carga 9inal ser. iguala a la su)atoria de la capacidad de

carga por punta del pilotes < la capacidad de carga por 9ricci:n lateral! en este caso

para suelos granulares debido a ue el per9il del suelo proporcionado est. con9or)ado

por arenas%

1l pilote escogido es un pilote e@cavado o vaciado in situ! el cual consta de una

pro9undidad de $) debido a ue de acuerdo con los n)eros de golpes -spt

representados en el per9il del suelo a sta pro9undidad representaban un suelo

)ediana)ente denso! < en cuanto al di.)etro del pilote se escogi: *!$)! la carga a la

ue estar. so)etido ser. de '** ton% 5ara iniciar el c.lculo pri)ero se debe establecer

la zona de in9luencia por punta < la zona de in9luencia por 9ricci:n lateral! para ello se

utilizo el criterio ue establece ue el .rea de in9luencia de la punta debera estar ,B

>acia arriba de la punta! siendo B el di.)etro del pilote! < #B >acia deba8o de la

punta! el resto ser. el are por 9ricci:n lateral% 1n la parte de arriba del pilote se debeconsiderar #B >acia aba8o%

2(


64/74

;e procede al c.lculo de la capacidad de carga por punta del pilote! para ello en

pri)er lugar se realizara un pro)edio del nu)ero de golpes de la zona de in9luenciapor punta! corregirlos por sobrecarga < con los n)eros de golpes pro)edios

corregidos obtener el .ngulo de 9ricci:n por punta del pilote utilizando la gra9ica del

resu)en de correlaciones ;53%

's#t=#+33+39+3

$ =28

;e calcula el es9uerzo a la )itad de la zona de in9luencia por punta

1, ml esf)e"zo a lamitad de la zonade infl)encia #o" #)nta)nta del #ilote-so5"eca"ga 6 conlo

1,3 m x 1,03ton

m3

$

#,8 m=(3, m x 2,01tonm3 )+(0, m x 1,9#ton

m3 )+(1, m x 1,0$tom

's#tco""e=C' x 's#t pro)

C'=0,%% !o"200

#,8=0,9%

's#tco""e=0,9%x 28=2%

2,


65/74

#o" #)nta=30 .

Una vez obtenido el .ngulo de 9ricci:n se procede a calcular la De o pro9undidad

real de penetraci:n del pilote < la Dc o distancia critica

De O (,8 '

Dc=$ B +g($ .+

2)

Dc=$ (0,8 ) +g($ .+ 302)=,$ m 6uego se procede con el c.lculo del 9actor de capacidad de carga para pilote! el

cual puede ser -Y o -! en este caso por ser De X Dc se utiliza el 9actor -! para

ello se utiliza la siguiente 9:r)ula

' = {N - } rsub {1} + {.e} over {.c} x ( {N - } rsub {2} / {N - } rsub {1} )

;iendo ' 7 q1 < ' 7 q2 los 9actores de capacidad de carga para pilotes de los

estratos ue contienen el .rea de in9luencia por punta! para >allarlos se utiliza una

gra9ica ue contiene -T! .ngulo de 9ricci:n correspondiente al estrato donde se

encuentra el 9actor < el tipo de pilote escogido en este caso e@cavado < vaciado insitu

' 7 q1=3$

' 7 q2=0

' =3$+ {2,} over {,$} x (0 / 3$)= $1

A>ora se procede al c.lculo de D6! en este caso co)o el .ngulo de 9ricci:n porpunta (*_ X (&_! D6O #*B

DL=10 ( 0,8 m)=8 m

;e calcula el es9uerzo geostatico o a los $)

2&


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1, ml esf)e"zo a lamitad de la zonade infl)encia #o" #)nta)nta del #ilote-so5"eca"ga 6 conlo

2, m x 1,03ton

m3

$

8 m=(3, m x 2,01ton

m3 )+(0, m x 1,9#

ton

m3 )+(1, m x 1,0$

ton

m3

;e realiza el c.lculo de 5o Resistencia unitaria a la 9alla del suelo al nivel de la

punta )ediante la 9:r)ula

Po=ox ' 4 q

Po=12,1ton

m2

x $1=00,82ton

m2

A>ora la capacidad de carga por punta

5p O 5o @ Ap

5p O

0,8

00,82ton

m2

x0

$

;e procede al c.lculo de la capacidad de carga por 9ricci:n lateral del pilote! para

ello se debe calcular las resistencias unitarias por 9ricci:n lateral entre el suelo < el

pilote ;! )ediante la 9:r)ula

S=ix K x tg2

3 ix Hi

5ri)ero se debe obtener el es9uerzo pro)edio de cada intervalo donde est.n las ;

#ara S1

0,8 m=(0,8 m x 2,01 tonm3 )=1,#08ton

m2

22


67/74

3, m=(3, m x 2,01 tonm3 )=%,03ton

m2

S 1=

1,#08ton

m

2+%,03

ton

m

2

2 =$,321ton

m2

S1=ix K x tg2

3ix Hi

S1=$,321ton

m2

x 0,x tg2

328. x 2,%=2,9%

ton

ml

#ara S2

3, m=(3, m x 2,01 ton

m3 )=

%,03 tonm

2

3, m x 2,01ton

m3

0, m x 1,9#ton

m3

$ m=

S 2=

%,03ton

m2+8,01

ton

m2

2 =%,2ton

m2

S2=ix K x tg2

3ix Hi

S2=%,2ton

m2

x 0,x tg2

32% . x 0,=0,#1

ton

ml

#ara S3

3, m x 2,01

ton

m3

0, m x 1,9#ton

m3

$ m=2/


68/74

3, m x 2,01ton

m3

0,8 m x 1,0$ton

m

3

$,8 m=

$,8 m=8,8$%ton

m2

S 3=

8,01ton

m2+8,8$%

ton

m2

2 =8,$31

ton

m2

S3=ix K x tg2

3ix Hi

S3=8,$31ton

m2

x 0,x tg2

32% . x 0,8=1,09 ton

ml

S=$,#%ton

ml

;e procede al c.lculo del .rea lateral del pilote para posterior)ente deter)inar la

capacidad de carga por 9uste o 9ricci:n lateral 5s

AL=0 8 9 , 8 m=2,1m

Ps= S x AL

Ps=$,#%ton

ml x2,1 m=11,%3 ton

A>ora se calculo la capacidad de carga 9inal su)ando la 5p < la 5s

Pf=P#+Ps

Pf=21,%3 ton+11,%3 ton=2#3,$# ton

A>ora se debe calcular la capacidad de carga segura por suelo para ello se deben

aplicar las siguientes 9or)ulas! < el valor ue de )enor es el ue se to)a co)o

capacidad de carga por suelo

2$


69/74

Pseg)"a=P#

3 +Ps

Pseg)"a=21,%3 ton

3 +11,%3ton=9,#$ ton

Pseg)"a=Pf

2=131,%3 ton

;e to)a co)o capacidad de carga 9inal por suelo 9,#$ ton

A>ora se procede a calcular la capacidad de carga por estructura! )ediante la

siguiente 9:r)ula

D

x0

$

Pnominal= max

1l max en este caso de acuerdo al per9il del suelo obtenido por tener nivel

9re.tico alto < ser un pilote e@cavado < vaciado en sitio se utilizara el )todo tre)ie

con lodo bentonitico! por ello se utilizara un es9uerzo unitario de ,* Kgcm

2=$00 tonm

2

0,82

x0

$

Pnominal=$00ton

m2

Aguanta por estructura 201,0# ton pero se dise=ara en base a los 9,#$ ton

debido a ue la capacidad de suelo por ser )enor ue la estructura de)uestra ue es

el ue gobierna por geotecnia%

2+


70/74

De acuerdo al resultado obtenido se deben utilizar

"arga -_ de "olu)nas-_ de pilotes

necesarios3otal de 5ilotes

#** ton , # ,#&* ton 2 ' #''** ton ' ' ,

'*

C$NC!/I$NE/ EC$&ENDACI$NE/

/*


71/74

6uego de obtener los resultados de cada una de las propuestas de soluci:n para la

9undaci:n de la edi9icaci:n se obtienen las siguientes conclusiones

1n pri)er lugar se realiz: el calculo de una zapata cuadrada de #!&) @ #!&)! seutiliz: el )todo de 1cuaci:n 4eneral de "apacidad de "arga! obtenindose una

presi:n ad)isible qadm=31,38 ton/m2 )enor ue la presi:n de contacto

(qc=88,88 ton/m2) ! evidenci.ndose ue no se cu)ple el criterio cXad) lo ue

se traduce en ue la zapata no ser. capaz de soportar las cargas i)puestas! tendiendo

a 9allar por capacidad de carga%

De este resultado se puede establecer ue se debe redi)ensionar la zapata a un.rea )a


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unaSmax 2} =2#,#3 to {*} ^ {2}

qadm < una presi:n de contacto

qc=23 , 28 ton/m2 ! cu)pliendo con qc3qadm ! resultando un asenta)iento

total St=$,$$ cm


73/74

en este caso los pilotes! resulta una opci:n ).s econ:)ica < pr.ctica!


74/74

!I/A DE EFEENCIA/

Bra8a M! Das '**#% Fundamentos de Ingeniera Geotcnica% ,t>% 1d% M@ico!

International 3>o)son 1ditores%

Bra8a M! Das '**#%Principios de ingeniera de cimentaciones% ,t>% 1d% Me@ico!

International 3>o)son 1ditores%

"ordero 1 #++'%Fundaciones Superficiales% Facultad de Ingeniera U6A%Mrida?

Venezuela%

Fratelli! M #++(% Suelos, Fundaciones y Muros% Bonalde 1ditores% "aracas%

Venezuela%

6:pez J < 6:pez 6 #+++% lementos de !onstrucci"n% Universidad de "astilla?6a

Manc>a% Docu)ento en 6nea

>ttpPPCCC%ucl)%esPareaPing`ruralP3rans`constP3e)a',%pd9%

5ec! R < otros% s%a%Ingeniera de !imentaciones. 6i)usa -oriega 1ditores%

V.suez 6 '***%#ise$o y !onstrucci"n de !imentaciones% Universidad -acional

de "olo)bia% Medelln?"olo)bia%

Ralp> B% 5ec! alter 1% Qanson! 3>o)as Q% 3>ornburn #+/,% Ingenieria de

cimentaciones. 'da 1dici:n% 6i)usa -oriega editores

3>orp! BaldCin < Sellog #+($! #+,+%;uelos% 7n?6ine% Disponible en

>ttpPPplatea%pntic%)ec%esPc)arti(P"3MAP;U167Pclasi9#%>t)
http://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_const/Tema24.pdfhttp://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_const/Tema24.pdf

proyecto fundaciones (1) - copy

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