universidad peruana unio1 memoria descriptiva

DISEÑO DE ZAPATAS

1 CIMENTACIONES

1UNIVERSIDAD PERUANA UNION

E.A.P.DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

TEMA:

DISEÑO DE ZAPATAS

CURSO:

CIMENTACIONES

TRABAJO REALIZADO COMO PARTE DEL PROGRAMA DE PROYECTOS

DE ESTUDIOS.

AUTORES:

EDGAR KEVIN GUTIÉRREZ PAREDES

DOCENTE

ING. HUGO SANDRO LUQUE LUQUE

1

DISEÑO DE ZAPATAS

2 CIMENTACIONES

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO

DISEÑO DE ZAPATAS DE UNA

VIVIENDA MULTIFAMILIAR

UBICACION

DEPARTAMENTO DE PUNO

PROVINCIA DE SAN ROMAN

DISTRITO DE JULIACA

Jr.: Luis Banchero Rossi Nº 167

PROPIETARIO

Sr: Felipe Paredes Aliaga

PROYECTISTA

Est: Edgar Kevin Gutiérrez Paredes

ANTECEDENTES

El propietarios señor Felipe Paredes Aliaga Identificado con Nº de DNI

46232703 Natural de la ciudad de Juliaca, Departamento de Puno. Decidió

Levantar su vivienda multifamiliar localizada en la dirección ya mencionaday

deposito su confianza en mi persona para poder realizar este proyecto con la

finalidad de brindar comodidad, seguridad a las personas que habitaran en la

vivienda la cual será diseñada de manera adecuada bajo los parámetro

establecidos en beneficio propio del propietario.

DISEÑO DE ZAPATAS

3 CIMENTACIONES

OBJETIVO DE LA OBRA

Diseñar zapatas aisladas.

Proporcionar a los propietarios el expediente neceario.

Ofrecer seguridad , buena estructura de la construcción

Realizar el estudio y el diseño de una zapata con lo aprendido en clase

VIAS DE ACSESO

Teniendo como referencia la ciudad de Julica –provincia de San Román- Luis

Manchero rossy Nº167

TRAMO

TIPO DE VIA

TIEMPO

MEDIO DE

TRANSPORTE

Plaza de

armas Juliaca

– al terreno

del

propietario

Asfaltado Microbus.

Combis .

Moto.

25 min

terrestre

Asfalto

min

terrestre

DISEÑO DE ZAPATAS

4 CIMENTACIONES

AREA DE TERRENO

El área de terreno es:

Colindantes

Limites

Norte

Sr: Bibiano Roque arias

Sur

Distribuidora Embid “Coca Cola”

Este

Jr: Progreso

Oeste

Sr: Teresa Gutiérrez Borda.

DESCRIPCION DE LAS AREAS POR NIVELES

AREA TOTAL DEL TERRENO

20 * 11 = 220.00m2

La construcción está compuesta por cuatro niveles

PRIMER PISO:

3 Dormitorios

1 servicio higiénico

1 comedor

1 cocina

1 sala

Escaleras

Cochera

AREA TOTAL CONSTRUIDA: 174.35m2

SEGUNDO PISO:

DISEÑO DE ZAPATAS

5 CIMENTACIONES

7 Dormitorios.

3 servicios higiénicos.

2 Salas comedores.

2 cocinas.

1 sala.

1 Corredor.

Escaleras.

2 espacios vacíos o tragaluces.

AREA TOTAL CONTRUIDA = 189.75m2

El compartimiento del segundo nivel también se repetirá en el tercero.

AZOTEA

AREAS CONSTRUIDAS POR NIVELES

NIVELES

AREAS M2

AREA TOTAL M2

Primer piso

174.35m2

174.35m2

Segundo piso

189.75m2

189.75m2

Tercer piso

189.75m2

189.75m2

Azotea

189.75m2

189.75m2

Total

2343.6m2

DESCRIPCION DE LOCALIZACION

DISEÑO DE ZAPATAS

6 CIMENTACIONES

El terreno en el que se construirála vivienda es de superficie plana, y el suelo

no es de cultivo.

La formación de los suelos producidos por las lluvias y con el paso del tiempo

ha dejado bastantes sustancias orgánicas.

El tránsito de personas no es muy elevado ya que se trata de un lugar alejado

al centro de la ciudad.

DESCRIPCION DEL PROYECTO

Realización del plano u obtención delos planos de la construcción.

Se realizara el pre-dimensionamiento de los peraltes, la losa, las

columnas.

Se realizara el metrado de cargas de las columnas.

Se diseñaran las zapatas según los conocimientos obtenidos en clase.

Analizaremos o se obtendrá el tipo de suelo y datos del suelo donde se

va a construir.

Se analizara la estructura para diseñar la zapata.

Se realizara los previos cálculos para el diseño de la zapata.

SE REALIZARA LOS SIGUIENTES TRABAJOS

En Obras Provisionales

La movilización y desmovilización de herramientas y la instalación

de los materiales.

En Obras Preliminares

Se inicia con el trazo, nivelación y replanteo en el terreno.

En Movimiento de Tierras

Eliminación del Material Excedente.

FUENTE DE FINANCIAMIENTO:

DISEÑO DE ZAPATAS

7 CIMENTACIONES

El proyecto ha construirse ha previsto ejecutar la obra bajo la modalidad

de CONTRATA con recursos financiados por el propietario del terreno.

MODALIDAD DE EJECUCIÓN:

La Modalidad de Ejecución de es esta obra será Por Contrata.

TIEMPO DE EJECUCION:

Se realizara de acuerdo a la programación de dicha obra.

ESTUDIO DE SUELOS:

Deberá realizarse deacuerdo con lo estipulado en la normas para ofrecer

y garantizar la obra.

- Un estudio geotécnico para una nueva edificación o ampliación y para

excavaciones, incluyendo aquellas adyacentes a edificaciones

existentes lo cual deberán cumplir los requisitos requeridos.

- Las muestras serán por sondeos, calicatas u otros métodos de

investigación del sub suelo efectuados en los sitios y las profundidades

pernitentes a cada aplicación.

- El ensayo de penetración estándar (SPT) ,los ensayos de penetración

estática se realizaran según la ASTM D 1586 y la ASTM D 3441.

- El número de sondeos será por lo menos o mínimo 3 sondeos.

- Los estudios geotécnicos deberán clasificar lo suelos utilizando el

sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS)según ASTM D

2487.

- Se realizara estudios adicionales según el juicio del ingeniero.

- Para excavaciones, la profundidad mínima de exploración (zx) será 1.5

veces la altura prevista del corte desde la superficie original del terreno.

CLASIFICACIÓN DE SUELOS SEGÚN S.U.C.S

S U E L O S

FI

N O S

CL Son arcillas de baja plasticidad, es decir con límite líquido menor a 50 % ,

DISEÑO DE ZAPATAS

8 CIMENTACIONES

se caracterizan por tener de baja a media comprensibilidad.

ML Son limos de baja plasticidad, es decir con límite líquido menor a 50 % , se caracterizan por tener de baja a media comprensibilidad.

OL Son suelos orgánicos de baja plasticidad, es decir con límite líquido menor menor a 50 % ,se caracterizan por tener de baja a media comprensibilidad.

CH Son arcillas de alta plasticidad, con límite líquido mayor a 50 %, y se caracterizan por ser muy compresibles.

MH Son limos de alta plasticidad, con límite líquido mayor a 50 %, y se caracterizan por ser muy compresibles.

OH Son suelos orgánicos de alta plasticidad, con límite líquido mayor a 50 %,y se caracterizan por ser muy compresibles.

SU

EL

OS

GR

UE

SO

S

GW Son gravas bien graduadas, excentas de partículas finas o en proporcions muy reducidas y que no intervienen en las características generales del suelo

SW Son arenas bien graduadas, excentas de partículas finas o en proporcions muy reducidas y que no intervienen en las características generales del suelo

GP Son gravas mal graduadas con cantidades reducidas de partículas finas

SP Son arenas mal graduadas con cantidades reducidas de partículas finas

GM Son gravas limosas, es decir en donde las características del suelo se ven afectadas por la prcencia de las partículas finas

GC Son gravas arcillosas, es decir en donde las características del suelo se ven afectadas por la prcencia de las partículas finas

SM Son arenas limosas

SC Son arenas arcillosas

Son arcillas de baja plasticidad, es decir con límite líquido menor a 50 %

se caracterizan por tener de baja a media comprensibilidad.

MEMORIA DE CALCULOS

DISEÑO DE ZAPATAS

9 CIMENTACIONES

Pre dimensionamiento de losa de columna.

Pre dimensionamiento de columna.

Áreas tributarias.

Metrado de cargas de las columnas.

Datos del suelo, estudio del suelo.

Diseño delas zapatas

Hallamos capacidad portante admisible

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

En aquellos sitios donde los asentamientos esperados sean mayores que estos

máximos aceptables se estudiara la viabilidad de mejorar el subsuelo o utilizar

cimentaciones profundas (reglamento para estudios geotécnicos en

edificación).

Cuando el nivel de cimentación inferior a cuatro veces la dimensión menor del

cimiento.

FUNDACIONES PROFUNDAS

El factor de seguridad dependerá: según (reglamento para estudios

geotécnicos en edificaciones).

Para una investigación mínima con sondeos y análisis de capacidad

estático el Factor de seguridad será de F.S =3

DISEÑO DE ZAPATAS

10 CIMENTACIONES

Si se realizan pruebas de carga dinámica según el ASTM D 4945 el

factor de seguridad F.S =2.25

S i se realizaran pruebas de carga estática según la ASTM D 1143 O

ASTM D 3689, se usaran aun F.S =2

Los valores que deben de proporcionarlos estudios geotecnicos con

carácter general son :

Presión vertical admisible

Presión vertical de servicios (asientos tolerables)

Situación del nivel freático

Asientos diferenciales esperables y admisibles

ASENTAMIENTOS TOLERABLES (Según la norma E- 050 SUELOS Y

CIMENTACIONES).

El asentamiento no debe ocasionar una distorsión angular. En el caso de

suelos granulares el asentamiento diferencial, se puede estimar como el

75% del asentamiento total.

Para el calculo de asentamiento en suelos cohesivos se considerara la

carga muerta el 50% de la carga viva sin considerar la reducción que

permite la norma técnica de edificacion E.20 cargas.

REQUISITOSDE UNA BUENA CIMENTACION

el nivel de la cimentación deberá estar a una profundidad tal que

encuentre libre de peligro de heladas, cambios de volumen del suelo,

capa freática, excavaciones posteriores,etc

tendrá unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o

capacidad portante del suelo no deberá producir asientos en el terreno

que no sea absorbible por la estructura.

DISEÑO DE ZAPATAS

11 CIMENTACIONES

Muchos suelos, fundamentalmente los que tiene arcillas expansivas,

varían mucho de volumen según su contenido de humedad. Dichos

suelos deberán evitarse o recurrir

A unas cimentaciones a unas cimentaciones más profundas que apoyen

en terreno más estable.

ENSAYOS DE LABORATORIO

DISEÑO DE ZAPATAS

12 CIMENTACIONES

Este estudio lo tomamos para trabajar con estos datos lo cual el estudio

se realizo para otro proyecto y no para el que estamos desarrollados.

Proyecto : Proyecto a Nivel de Ejecución del Centro Educativo Inicial Primario " Santa Teresita "Proyectistas : Bach. Walter R. Cueva Campos

Bach. Arnold R. Mendo Rodríguez

Ensayo : ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR LAVADO

Norma :

Fecha de Muestreo :

Muestreado por : A.R.M.R./W.R.C.C.

Chequeado por : Laboratorio de Mecánica de Suelos - UNC

ANÁLISI GRANULOMÉTRICO POR LAVADO

Peso Inicial de la Muestra Seca 230,00 Gr Ubicación : D60 = 11,98 Cu = 25,489

Peso de la Muestra Despúes del Labado 223,75 Gr Estrato : D30 = 2,40 Cc = 1,023

Perdida por Lavado 6,25 Gr Potencia: D10 = 0,47

Tolerancia 2,72 % Desechar Ensayo

Tamiz Abertura % Q' Pasa

( mm ) ( gr. ) ( % )

8 2,380 7,76 3,37 96,63

20 0,840 5,08 2,21 94,42

30 0,590 4,79 2,08 92,33

40 0,420 6,58 2,86 89,47

60 0,250 7,09 3,08 86,39

80 0,177 25,01 10,87 75,52

100 0,149 7,38 3,21 72,31

120 0,125 7,91 3,44 68,87

200 0,074 5,80 2,52 66,35

Cazoleta 152,60 66,35

Total Retenido : 230,00 100,00

Retenido

0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

0.01 0.10 1.00 10.00

% Q

´P

asa

Tamaño del Grano ( mm )

ANALISIS GRANULOMÉTRICO

DISEÑO DE ZAPATAS

13 CIMENTACIONES

Proyecto : Proyecto a Nivel de Ejecución del Centro Educativo Estatal Primario " Santa Teresita "Proyectistas : Bach. Walter R. Cueva Campos

Bach. Arnold R. Mendo Rodríguez

Ensayo : ENSAYO TRIAXIAL Fecha de Muestreo :

Norma : ASTM D 2850 Muestreado por : A.R.M.R./W.R.C.C.

Chequeado por : Laboratorio de Mecánica de Suelos - UNC

Ubicación : C1

Estrato : E3 Potencia : 1,50 m

Altura Inicial de la Muestra :Ho = 8,10 cm Tiempo Garga Esfuerzo Deformación Area Corregida Deformación Esfuerzo

Díametro de la Muestra : Do = 4,00 cm ( Minutos ) ( Kg ) ( Kg/cm2 ) ( cm ) ( cm

2 ) Unitaria ( Kg/cm

2 )

Area Inicial de la Muestra : Ao = 12,57 cm2 0,00 0,00 0,00 0,00 12,566 0,0000 0,00

Contenido de Humedad : W ( % ) = 15,00 1,00 5,00 0,40 0,04 12,629 0,0049 0,40

Observaciones : 0,55 2,00 10,00 0,80 0,08 12,692 0,0099 0,79

Esfuerzo de Falla : 2,03 Kg/cm2 3,00 15,00 1,19 0,12 12,755 0,0148 1,18

Esfuerzo : 2,53 Kg/cm2 4,00 20,00 1,59 0,16 12,820 0,0198 1,56

Esfurzo de Ensayo : 0,50 Kg/cm2 5,00 25,00 1,99 0,32 13,083 0,0395 1,91

Origen : O1 = 1,52 Kg/cm2 6,00 30,00 2,39 1,20 14,752 0,1481 2,03

Radio : R1 = 1,02 Kg/cm2

2,10

Ubicación : C1





2 )



Observaciones : 0,75 2,00 10,00 0,80 0,26 12,983 0,0321 0,77


Esfuerzo : 3,06 Kg/cm2 4,00 20,00 1,59 0,57 13,518 0,0704 1,48


Origen : O1 = 2,03 Kg/cm2 6,00 30,00 2,39 1,12 14,583 0,1383 2,06

Radio : R1 = 1,03 Kg/cm2 7,00 35,00 2,79 2,78 19,133 0,3432 1,83

Ubicación : C1





2 )



Observaciones : 1,2 2,00 10,00 0,80 0,31 13,066 0,0383 0,77


Esfuerzo : 3,72 Kg/cm2 4,00 20,00 1,59 0,55 13,482 0,0679 1,48


Origen : O1 = 2,61 Kg/cm2 6,00 30,00 2,39 0,92 14,177 0,1136 2,12

Radio : R1 = 1,11 Kg/cm2 7,00 35,00 2,79 1,63 15,732 0,2012 2,22

8,00 40,00 3,18 3,75 23,399 0,4630 1,71

ENSAYO TRIAXIAL

ENSAYO TRIAXIAL

ENSAYO TRIAXIAL

DISEÑO DE ZAPATAS

14 CIMENTACIONES

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160

Esf

uerz

o (

Kg

/cm

2)

Deformación Unitaria ( mm/mm )

Curva Esfuerzo Deformación - 0.50 Kg/cm2

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400

Esf

uerz

o (

Kg

/cm

2 )



0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500

Esf

uerz

o (

Kg

/cm

2 )



DISEÑO DE ZAPATAS

15 CIMENTACIONES

Fuerza de atracción entre partículas Cohesión : = 0,13 Kg/cm2 Variación de 11,25 Variación de 11,25 Variación de 11,25

Angulo de Fricción Interna : = 12 Origen : O 1 = 1,52 Origen : O 2 = 2,03 Origen : O 3 = 2,61

Radio : R 1 = 1,02 Radio : R 2 = 1,03 Radio : R 3 = 1,11

X Y X Y X Y

0 0,50 0,00 0 1,00 0,00 0 1,50 0,00

11,25 0,52 0,20 11,25 1,02 0,20 11,25 1,52 0,22

22,5 0,58 0,39 22,5 1,08 0,39 22,5 1,58 0,43

33,75 0,67 0,56 33,75 1,17 0,57 33,75 1,69 0,62

45 0,80 0,72 45 1,30 0,73 45 1,82 0,79

56,25 0,95 0,85 56,25 1,46 0,86 56,25 1,99 0,92

67,5 1,13 0,94 67,5 1,63 0,95 67,5 2,18 1,03

78,75 1,32 1,00 78,75 1,83 1,01 78,75 2,39 1,09

90 1,52 1,02 90 2,03 1,03 90 2,61 1,11

101,25 1,72 1,00 101,25 2,23 1,01 101,25 2,83 1,09

112,5 1,91 0,94 112,5 2,42 0,95 112,5 3,04 1,03

123,75 2,08 0,85 123,75 2,60 0,86 123,75 3,23 0,92

135 2,24 0,72 135 2,76 0,73 135 3,40 0,79

146,25 2,36 0,56 146,25 2,88 0,57 146,25 3,53 0,62

157,5 2,46 0,39 157,5 2,98 0,39 157,5 3,64 0,43

168,75 2,51 0,20 168,75 3,04 0,20 168,75 3,70 0,22

180 2,53 0,00 180 3,06 0,00 180 3,72 0,00

Puntos de la 0,00 0,13

Recta 3,72 0,92

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00

Esf

uerz

o C

ort

an

te(

Kg

/c

m² )

Esfurezo Normal ( Kg / cm² )

Línea de Rotura = + .Tg ( )

RESUMEN DE ENSAYOS DE LABORATORIO

Conetnido de Peso Límites de ConsistenciaIndice de Grado de Granulometria Clasificación de Suelos

Calicata Estrato Profundidad Humedad Específico Líquido Plástico PlasticidadConsistencia % Qque Pasa Clasifiación AASHTO Clasifiación SUCS

( m ) W ( % ) ( gr / cm3

) LL ( % ) LP ( % ) IP ( % ) Kw N° 10 N° 40 N° 200 Simbología Suelo T. Fundación Simbología

C - 1 E2 1,20 37,61 2,71 63,88 39,38 24,50 1,07 98,51 97,57 93,02 A - 7 - 5 ( 18,0 ) Suelo Arcilloso Regular a Malo MH Limos Inorgánicos

E3 2,70 30,32 2,69 62,81 31,16 31,65 1,03 99,48 98,49 89,77 A - 7 - 5 ( 20,0 ) Suelo Arcilloso Regular a Malo CH Arcillas inorgánicas

C - 2 E2 2,20 20,21 2,36 56,90 17,35 39,55 0,93 90,06 86,55 71,12 A - 7 - 6 ( 19,0 ) Suelo Arcilloso Regular a Malo CH Arcillas inorgánicas

E3 2,50 19,87 2,66 41,32 19,05 22,27 0,96 94,39 86,96 68,74 A - 7 - 6 ( 12,0 ) Suelo Arcilloso Regular a Malo CL Arcillas con grava o con arena

C - 3 E2 1,30 26,97 2,53 45,33 32,26 13,07 1,41 90,06 86,55 71,12 A - 7 - 5 ( 10,0 ) Suelo Arcilloso Regular a Malo ML Limos Orgánicos

E3 2,50 24,58 2,45 57,06 17,67 39,39 0,82 94,39 86,96 68,74 A - 7 - 6 ( 18,0 ) Suelo Arcilloso Regular a Malo CH Arcillas inorgánicas

Proyecto : Proyecto a Nivel de Ejecución del Centro Educativo Estatal Primario " Santa Teresita "

Factoresde Capacidad de Carga Datos del Suelo

N q = 2,97 Peso Específico del Suelo : 2,71 Gr/cm3

N c = 9,28 Cota de Fundación Df = 1,30 m

N g = 0,60 Df 3,52 Tn / m2

Capacidad de Carga última en los Diferentes Elementos Estructurales

Cimientos Corridos Zapatas Cuadradas Zapatas Circulares

F.S 3,0 F.S 3,0 F.S 3,0

B q d q adm. B q d q adm. R q d q adm.( m ) Tn / m2 Tn / m2 ( m ) Tn / m2 Tn / m2 ( m ) Tn / m2 Tn / m2

0,40 22,87 7,62 1,00 25,61 8,54 1,00 25,93 8,64

0,60 23,03 7,68 1,50 25,93 8,64 1,50 26,41 8,80

0,80 23,19 7,73 2,00 26,25 8,75 2,00 26,90 8,97

1,00 23,35 7,78 2,50 26,57 8,86 2,50 27,38 9,13

1,20 23,51 7,84 3,00 26,90 8,97 3,00 27,87 9,29

q adm.= 1.32 Kg/cm2 q adm.= 1.56 Kg/cm

2 q adm.= 1.60 Kg/cm2

Por razones de Segruridad y para el diseño de la cimentaciones se recomienda Utilizar el valor de 1.56 Kg/cm2 como capacidad portante del terreno

DISEÑO DE ZAPATAS

16 CIMENTACIONES

MEMORIA

DE

CALCULO PARA LA

CIMENTACION

Y

DIZEÑO DE ZAPATA

DISEÑO DE ZAPATAS

17 CIMENTACIONES

CONCLUSIONES

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