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CAPACIDAD PORTANTE DE SUELOS 1.- CAPACIDAD PORTANTE DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACION INTRODUCCION: La cimentación puede definirse en general como el conjunto de elementos de cualquier edificación cuya misión es transmitir al terreno que la soportan las acciones procedentes de la estructura. Su diseño dependerá por tanto no solo de las características del edificio sino también de la naturaleza del terreno. La cimentación es la parte de la estructura que permite la transmisión de las cargas que actúan, hacia el suelo o hacia la roca subyacente. Cuando los suelos reciben las cargas de la estructura, se comprimen en mayor o en menor grado, y producen asentamientos de los diferentes elementos de la cimentación y por consiguiente de toda la estructura. Durante el diseño se deben controlar tanto los asentamientos absolutos como los asentamientos diferenciales. La importancia del conocimiento de los caracteres propios del suelo se pone de manifiesto desde el momento de la propia ejecución de la obra por su influencia sobre la seguridad de los trabajadores en la realización de excavaciones y movimientos de tierras así como en la de los elementos auxiliares de la construcción: cimbras, encofrados, pozos y zanjas de cimentación líneas enterradas, etc. Una cimentación inadecuada para el tipo de terreno, mal diseñada o calculada se traduce en la posibilidad de que tanto el propio edificio como las fincas colindantes sufran asientos diferenciales con el consiguiente deterioro de los mismos pudiendo llegar incluso al colapso.

Asentamiento diferencial

Grietas producidas en fachadas de edificios por asientos diferenciales

1.1.- CAPACIDAD PORTANTE En cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él. Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por tanto la capacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales: Si la función del terreno de cimentación es soportar una determinada tensión independientemente de la deformación, la capacidad portante se denominará carga de hundimiento. Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al terreno y la deformación sufrida por éste, deberá calcularse la capacidad portante a partir de criterios de asiento admisible. De manera análoga, la expresión capacidad portante se utiliza en las demás ramas de la ingeniería para referir a la capacidad de una estructura para soportar las cargas aplicadas sobre la misma. Los cimientos constituyen los subsistemas de cualquier edificación que transmiten directamente las cargas de esta hacia el suelo o terreno; su función es distribuir las cargas del edificio, dispersándolas en el suelo adyacente, de modo que éste y los materiales que los sostienen tengan suficiente fuerza y rigidez para soportarlas sin sufrir deformaciones excesivas. Debido a las interacciones de suelos y cimientos, las características de los suelo o terrenos sobre los que se construye influyen de modo determinante en la selección del tipo y tamaño de los cimientos usados; estos últimos a su vez, afectan significativamente el diseño de la superestructura, el tiempo de construcción del edificio y, en consecuencia, los costos de la obra.

2.- CAPACIDAD DE CARGA A CORTO Y A LARGO PLAZO Las propiedades mecánicas de un terreno suelen diferir frente a cargas que varían (casi) instantáneamente y cargas cuasi permanentes. Esto se debe a que los terrenos son porosos, y estos poros pueden estar total o parcialmente saturados de agua. En general los terrenos se comportan de manera más rígida frente a cargas de variación cuas-instantánea ya que éstas aumentan la presión intersticial, sin producir el desalojo de una cantidad apreciable de agua. En cambio bajo cargas permanentes la diferencia de presión intersticial entre diferentes partes del terreno produce el drenaje de algunas zonas.

A. Capacidad portante a corto plazo o no-drenada. En este caso se puede tomar y se puede despreciar el peso del terreno, pero debe tomarse como cohesión como la resistencia al corte no drenado B. Capacidad portante a largo plazo o drenada. En este caso se toma la cohesión como resistencia al corte drenado, y debe considerarse las variables como función del ángulo de rozamiento interno y su peso específico.

3.- CAPACIDAD PORTANTE DE LOS SUELOS

CAPACIDAD DE CARGA LIMITE (qd). Máxima presión que se puede aplicar a la cimentación, sin que ésta penetre en el suelo.

CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE (qadm). Es la carga límite dividida entre un factor de seguridad. A este esfuerzo se le llama capacidad portante.

Terzaghi recomienda que FS no sea menor que 3.

ESFUERZO NETO (q neta). Es el esfuerzo útil, que queda para la superestructura, después de quitarle el esfuerzo que va a utilizar el peso del relleno del suelo y la sobrecarga de piso: q neto = qadm – γ * Df - sobrecarga de piso

Dónde: γ = peso específico Del relleno Df = Profundidad de cimentación Sobrecarga de piso = 500 kg/m2

PRESION DE CONTACTO (qc). Es producida por la carga muerta y viva de la superestructura, y actúa debajo de la zapata, en el encuentro zapata-suelo. En el diseño de cimentaciones, se busca que qc sea menor o igual a q neto.

4.- ESTUDIO GEOTECNICO El estudio geotécnico tiene por finalidad conocer las características del terreno que soportará la obra tanto en su fase de ejecución definiendo: • La naturaleza de los materiales a excavar • Modo de excavación y utilización de los mismos • Los taludes a adoptar en los desmontes de la explanación • La capacidad portante del terreno para soportar los rellenos y la estructura • La forma de realizarlos y sus taludes, tanto en fase de obra como en fase de puesta en servicio previendo los asientos que puedan producirse y el tiempo necesario para que se produzcan • Los coeficientes de seguridad que deben adoptarse • Las medidas a tomar para incrementarlos caso de no ser aceptables • Las operaciones necesarias para disminuir los asientos y/o acelerarlos

Como información previa a la realización del estudio geotécnico, y parte integrante del mismo, se debe conocer todos aquellos datos que puedan condicionar sus características, solicitaciones e influencias. En particular, y sin ánimo exhaustivo, cabe

mencionar el perfil del terreno, la existencia de vertidos, canalizaciones y servicios enterrados, la existencia de posibles fallas, terrenos expansivos, terrenos agresivos, existencia y ubicación de rellenos, pozos, galerías, depósitos enterrados, la naturaleza y configuración de las cimentaciones de los edificios colindantes, etc. Es de especial interés disponer de los datos que se hayan recogido en el estudio geotécnico realizado con motivo de las obras de urbanización de la zona. 5.- ENSAYOS QUE SE UTILIZAN PARA HALLAR LA CAPACIDAD PORTANTE DE LOS SUELOS Básicamente necesitamos saber sus características del suelo y eso se comienza desde la inspección ocular hasta ensayos con máquinas muy especiales que te pueden brindar resultados con muy poco error, entre ellos podemos destacar: Para muestras alteradas e inalteradas: ENSAYOS PARA CARACTERIZAR SUELOS:

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GRANULOMETRÍA Es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado, tal como se determina por análisis de tamices. Es la medición de los granos de una formación sedimentaria y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica. (Curva granulométrica).

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LÍMITES DE CONSISTENCIA Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los SUELOS finos. Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir cuatro estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido.

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HUMEDAD NATURAL

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CLASIFICACIÓN DE SUELOS De los datos obtenidos (del análisis por tamizado y formas de grano, curva granulométrica, coeficiente de uniformidad y coeficiente de curvatura) se puede clasificar el suelo según corresponda a cada una de los sistemas: A. Asociación Americana Transportes

de

Oficiales

de

Carreteras

B. Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). 

PESOS ESPECÍFICOS

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POROSIDAD

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GRADO DE SATURACIÓN

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RELACIÓN DE VACÍOS

Estatales y (AASHTO).

ENSAYOS ESPECIALES:

 RESISTENCIA DEL SUELO A CORTANTE (Criterios de falla de MohrCoulomb) La técnica del circulo de Mohr nos presenta los esfuerzos que se generan en un elemento en cualquier plano de análisis, ahora bien la siguiente pregunta que cabría hacer es, cual es el valor máximo de esfuerzo antes de presentarse la falla y en que plano se presenta. Para dar solución a estos problemas Christian Otto Mohr. Desarrollo una forma general de la teoría de ruptura de materiales a partir de la contribuciones que realizo Charles-Augustin de Coulomb a finales del siglo 18. El criterio de falla Mohr-

Coloumb afirma que un material falla debido a una combinación de esfuerzo normal y esfuerzo cortante y no necesariamente tiene que ser esfuerzo máximo respectivamente. Por lo cual estos esfuerzos se ven relacionados en la siguiente función:

Si conocemos los esfuerzos de falla de una muestra de suelo podremos graficar el círculo de Mohr para representar este estado de esfuerzos, además podremos ir dibujando diferentes grados de confinamiento (esfuerzo normal) para obtener diferentes esfuerzos cortantes de falla y generar un gráfico como el siguiente:

Si conocemos los esfuerzos de falla de una muestra de suelo podremos graficar el círculo de Mohr para representar este estado de esfuerzos, además podremos ir dibujando diferentes grados de confinamiento (esfuerzo normal) para obtener diferentes esfuerzos cortantes de falla y generar un gráfico como el siguiente:

 DETERMINACIÓN EN EL LABORATORIO DE LOS PARÁMETROS DE RESISTENCIA Entre los ensayos de laboratorio para determinar los parámetros de resistencia a corte de un suelo, los más importantes son el ensayo de corte directo y el ensayo de corte triaxial, a continuación se describen brevemente cada uno:  PRUEBA DE CORTE DIRECTO. El equipo consiste en una caja en una caja de corte donde se coloca el espécimen de suelo. La caja está cortada horizontalmente en dos partes. La fuerza normal sobre el espécimen se aplica desde la parte superior de la caja de corte, esta fuerza es constante en todo el ensayo. La fuerza cortante es aplicada moviendo una mitad de la caja respecto de la otra para generar la falla. Un ejemplo esquemático se muestra en la siguiente imagen:

De tal manera cuando suceda la falla se medirán los esfuerzos normal y cortante así:

 PRUEBA TRIAXIAL DE CORTE.

En este ensayo el espécimen de suelo queda sometido a una presión de confinamiento. Para generar la falla cortante en el espécimen, se aplica un esfuerzo axial llamado a veces esfuerzo desviador, a continuación se presenta un esquema del montaje para prueba triaxial:



PRUEBA CONSOLIDADA-DRENADA.



PRUEBA CONSOLIDADA-NO DRENADA.



PRUEBA NO CONSOLIDADA-NO DRENADA.

 PRUEBA DE CORTANTE CON VELETA.  CONSOLIDACIÓN. Un incremento del esfuerzo provocado por la construcción de cimentaciones u otras cargas comprime los estratos del suelo. La compresión es causada por: a) deformación de las partículas del suelo, b) reacomodo de las partículas del suelo, y c) expulsión de agua o aire de los espacios vacíos. En general, el asentamiento del suelo causado por cargas se divide en tres amplias categorías: 1. Asentamiento inmediato, provocado por la deformación elástica del suelo seco y de suelos húmedos y saturados sin ningún cambio en el contenido de agua. Los cálculos de los asentamientos inmediatos se basan, generalmente, en ecuaciones derivadas de la teoría de la elasticidad. 2. Asentamiento por consolidación primaria, es el resultado de un cambio de volumen en suelos saturados cohesivos debido a la expulsión del agua que ocupa los espacios vacíos.

3. Asentamiento por consolidación secundaria, se observa en suelos saturados cohesivos y es resultado del ajuste plástico de la estructura del suelo. Éste sigue al asentamiento por consolidación primaria bajo un esfuerzo efectivo constante.  EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO El proceso de identificar los estratos de depósitos que subyacen a una estructura propuesta y sus características físicas se denomina generalmente exploración del subsuelo, cuyo propósito es obtener información que ayude al ingeniero en geotecnia en las siguientes tareas: 1. Seleccionar el tipo y profundidad de una cimentación adecuada para una estructura dada. 2. Evaluar la capacidad de carga de la cimentación. 3. Estimar el asentamiento probable de una estructura. 4. Determinar problemas potenciales de la cimentación (por ejemplo, suelo expansivo, suelo colapsable, rellenos sanitarios, etc.) 5. Determinar la posición del nivel del agua. 6. Predecir la presión lateral de tierra en estructuras tales como muros de retención, tabla estacas y cortes apuntalados. 7. Establecer métodos de construcción para condiciones cambiantes del subsuelo. La exploración del subsuelo es necesaria también para construcciones y excavaciones en el subsuelo y puede ser requerida cuando se contemplan adiciones o alteraciones de estructuras existentes.

 PESOS UNITARIOS  ENSAYO DE LA PLACA 6.- TRABAJOS DE CAMPO.6.1 EXCAVACIONES: Se realizaran excavaciones o calicatas en la modalidad “a cielo abierto”, las mismas que fueron ubicadas convenientemente y con profundidades suficientes de acuerdo a lo establecido en los Términos de Referencia. Este sistema de exploración nos permite analizar directamente los diferentes estratos encontrados, así como sus principales características físicas y mecánicas, tales como: granulometría, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc. 6.2 MUESTREO Y REGISTRO DE EXCAVACIONES: Se tomaran muestras alteradas o disturbadas de cada estrato atravesado y en cada una de las excavaciones, de las cuales se ensayaran las más representativas en el laboratorio, realizándose ensayos con fines de identificación y clasificación. Asimismo, se extraerá una muestra representativa de la calicata C-2, de 1.20 a 2.10 m. de profundidad, para realizar el ensayo de Corte Directo en especímenes re moldeados y saturados. Paralelamente al muestreo, se elaboraron los registros de excavaciones de cada una de ellas, indicando las principales características de todos los estratos encontrados.

2.3 ENSAYOS DE LABORATORIO.Los ensayos serán realizados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos, siguiendo las normas establecidas por la American Society for Testing Materials (ASTM). 2.3.1 ENSAYOS ESTÁNDAR: Con las muestras representativas extraídas se realizaron los siguientes ensayos: • • • •

Análisis Granulométrico por Tamizado. Límite Líquido. Límite Plástico. Contenido de Humedad.

7.- CAPACIDAD DE CARGA Y ASENTAMIENTOS La parte inferior de una estructura se denomina generalmente cimentación y su función es transferir la carga de la estructura al suelo en que ésta descansa. Una cimentación adecuadamente diseñada es la que transfiere la carga a través del suelo sin sobresforzar a éste. Sobresforzar al suelo conduce a un asentamiento excesivo o bien a una falla cortante del suelo, provocando daños a la estructura. Por esto, los ingenieros geotecnistas y estructuristas que diseñan cimentaciones deben evaluar la capacidad de carga de los suelos. Dependiendo de la estructura y suelo encontrados se usan varios tipos de cimentaciones. La figura 11.1 muestra los tipos más comunes. Una zapata aislada o corrida es simplemente una ampliación de un muro de carga o columna que hace posible dispersar la carga de la estructura sobre un área grande del suelo. En suelos con baja capacidad de carga, el tamaño de las zapatas requeridas es grande y poco práctica. En tal caso, es más económico construir toda la estructura sobre una losa de concreto, denominada losa de cimentación.

CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES 7.1 CONCEPTOS GENERALES Si la carga es aplicada gradualmente a la cimentación, el asentamiento aumentará. La variación de la carga por área unitaria sobre la cimentación q, junto con el asentamiento de la cimentación también se muestra en la figura 11.2a. En un cierto punto, cuando la carga por área unitaria es igual a qu, tiene lugar una falla repentina en el suelo que soporta la cimentación, y la superficie de falla en el suelo se extenderá hasta la superficie del terreno. A esta carga por área unitaria qu se le denomina capacidad última de carga de la cimentación. A este tipo de falla repentina en el suelo se le llama falla por cortante general. Cuando la carga por área unitaria sobre la cimentación es igual a qu(1), el movimiento de la cimentación estará acompañado por sacudidas repentinas. Se requiere entonces un movimiento considerable de la cimentación para que la superficie de falla en el suelo se extienda a la superficie del terreno (como se muestra por las líneas de rayas en la figura 11.2b). La carga por área unitaria a la que esto ocurre es la capacidad de carga última qu. Más allá de este punto, un aumento de la carga estará acompañado por un gran incremento de asentamiento de la cimentación. La carga por área unitaria de la cimentación qu(1), se llama carga primera de falla (Ve sic, 1963). Note que un valor pico de q no se alcanza en este tipo de falla, denominado falla por cortante local en el suelo.

7.2 TEORÍA DE LA CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría para evaluar la capacidad última de carga de cimentaciones superficiales, la cual dice que una cimentación es superficial si la profundidad Df (figura 11.4) de la cimentación es menor que o igual al ancho de la misma. Sin embargo, investigadores posteriores han sugerido que cimentaciones con Df igual a 3 o 4 veces el ancho de la cimentación se definen como cimentaciones superficiales. Terzaghi sugirió que para una cimentación continua o de franja (es decir, la razón de ancho a largo de la cimentación tiende a O), la superficie de falla en un suelo bajo carga última se supone similar a la mostrada en la figura 11.4. (Note que este es el caso de la falla cortante general como se definió en la figura 11.2a.) El efecto del suelo arriba del fondo de la cimentación se supone reemplazado por el efecto de una sobrecarga equivalente q = YDf (donde Y = peso específico del suelo). La zona de falla bajo la cimentación se separa en tres partes (véase la figura 11.4):

La expresión para la capacidad de carga última presentada en la ecuación (11.3) es sólo para una cimentación continua y no se aplica en el caso de cimentaciones rectangulares. Además, la ecuación no toma en cuenta la resistencia cortante a lo largo de la superficie de falla en el suelo arriba del fondo de la cimentación (porción de la superficie de falla marcada GI y HJ en la figura 11.4), además la carga sobre la cimentación puede estar inclinada. Para tomar en cuenta todos estos aspectos, Meyerhof (1963) sugirió la siguiente forma para la ecuación de capacidad general de carga:

CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA NETA La capacidad de carga última neta se define como la presión última por área unitaria de la cimentación soportada por el suelo en exceso de la presión causada por el suelo alrededor al nivel de la cimentación. Si la diferencia entre el peso específico del concreto usado en la cimentación y el peso específico del suelo que rodea a ésta se supone despreciable, entonces

7.3 ASENTAMIENTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES ¿Qué sucede cuando colocamos esfuerzos en una masa de suelo? Cuando una estructura se apoya en el suelo, transmite los esfuerzos al suelo donde se funda. Estos esfuerzos producen deformaciones en el suelo que pueden ocurrir de tres maneras: a. Por deformación elástica de las partículas.

b. Por cambio de volumen en el suelo como consecuencia de la evacuación del líquido existente en los huecos entre las partículas. c. Por fluencia en el tiempo del medio considerado continuo (el suelo).

Cuando el suelo experimenta una sobrecarga cualquiera (Ej: La carga transmitida al suelo por una estructura por medio de una cimentación), debido al incremento de esfuerzo (Δσz), este experimentara una deformación vertical llamada un asentamiento total, el cual es función del tiempo y constituido de tres tipos de desplazamientos verticales.

Tipos de asentamientos de cimentaciones Es importante señalar que, por lo menos teóricamente, una cimentación se considera totalmente flexible o totalmente rígida. Una cimentación uniformemente cargada, perfectamente flexible descansando sobre un material elástico como arcilla saturada, tendrá un perfil colgado, como muestra la figura 11.5a, debido al asentamiento elástico. Sin embargo, si la cimentación es rígida y está descansando sobre un material elástico como arcilla, sufrirá un asentamiento uniforme y la presión de contacto se redistribuirá (figura 11.15b). 11.4 ASENTAMIENTO INMEDIATO La figura 11.16 muestra una cimentación superficial sometida a una fuerza neta por área unitaria igual a

qo.

Sean la relación de Poisson y el módulo de elasticidad del

suelo soportante, us Y Es, respectivamente. Teóricamente, si Df = 0, H = 00, y la cimentación es perfectamente flexible, de acuerdo con Harr (1966), el asentamiento se expresa como

El asentamiento inmediato promedio para una cimentación flexible también se expresa como

Sin embargo, si la cimentación mostrada en la figura 11.16 es rígida, el asentamiento inmediato será diferente y se expresa como

11.5 -EL ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACIÓN Es el cambio de volumen en suelos cohesivos saturados debido a la expulsión del agua que ocupan los poros. Los suelos cohesivos saturados pueden ser suelos arcillosos y arcillosos saturados. Dependen de la permeabilidad del suelo. Es una deformación dependiente del tiempo y ocurre en suelos de grava fina saturados con baja permeabilidad. 11.6 EL ASENTAMIENTO POR COMPRESIÓN SECUNDARIA Se llama secundaria porque parte de una deformación que ya sucedió y ocurrió con un esfuerzo efectivo constante con ningún cambio de agua en los poros y es dependiente del tiempo. Resulta del ajuste de la estructura del suelo. Ya no hay esfuerzo ni compresión de poros. 11.7 ASENTAMIENTOS DIFERENCIALES •Algunas Causas: -Perfil estratigráfico heterogéneo.

-Esfuerzos de transmisión de las zapatas al suelo son muy diferentes. -Hay caída en el nivel freático. -Por nuevas construcciones vecinas. •Se analiza: -La zapata más cargada y la menos cargada -El centro y la esquina de la zapata de mayor tamaño -Las zapatas más alejadas -Cualquier otra combinación que se sospeche que genere problemas en este aspecto.

ASENTAMIENTOS MEDIDOS. Los asentamientos se miden con frecuencia. Dichas mediciones pueden hacerse con mayor facilidad y presión, si se hacen marcas en las columnas, en las primeras fases de la construcción. Si no se hacen esas marcas de referencia, las observaciones de asentamientos se comparan de nuevo con las elevaciones “construidas” para las cimentaciones o las losas de pisos apoyadas. Esos registros suelen ser muchos menos exactos. ASENTAMIENTOS DURANTE LA CONSTRUCCIÓN Algunos suelos, como las arenas Y los materiales de drenaje libre, se asientan con rapidez cundo se someten a las cargas. Casi todo el asentamiento suele producirse durante el periodo de construcción; por tanto, una vez concluida la construcción, prácticamente no se producirá ningún asentamiento. Al contrario, los suelos limosos y arcillosos tienen un drenaje lento. Por consiguiente, durante la construcción se producirán asentamientos que proseguirán durante varios años, después de que se ha terminado la construcción. Durante las pruebas de consolidación el laboratorio, se puede medir la velocidad con que se comprimen las muestras de suelos. Esto da una buena indicación del tiempo que puede tomar el asentamiento de las cimentaciones. Se ha establecido un método de cálculo para estimar cuanto tiempo se requiera para que se produzca la mayor parte de los asentamientos. El drenaje de un estrato de suelo depende de su velocidad de drenaje y el espesor del estrato. Cuando sea analizada una muestra dado de un estrato de suelo, se puede estimar el tiempo necesario para consolidación, comparado el espesor de la muestra de prueba con el del estrato del suelo, en el terreno. En general, se considera que una capa de suelo está libre para drenarse, si hay capas de arena por encima o por debajo de ella. Con frecuencia, los suelos arcillosos se entremezclan con estratos de arena. En ese caso, los estratos de arena actúan como

capas de drenaje, haciendo que los asentamientos se produzcan con mayor rapidez que en el caso de un cuerpo de limo o arcilla, sin estratos arenosos. ASENTAMIENTOS ADMISIBLES El asentamiento de un edificio se puede medir como el asentamiento total de la estructura, o bien, como el asentamiento diferencial entre zapatas adyacentes o entre el centro y las esquinas de un edificio. En general, si los asentamientos totales son uniformes se pueden tolerar sin grandes dificultades. Si todas las cimentaciones de un edificio se asientan 3 pulgadas, el único problema será el de acomodo de las instalaciones de servicio público que llegan al edificio y el nivel de las aceras o banquetas y las zonas de estacionamiento de vehículos. Si el asentamiento de los cimientos es desigual, por ejemplo, en el caso de que la zapata de una columna se asiente 1 pulgada (2.54 cm), mientras que una zapata adyacente se asiente 2 pulgadas (5 cm), esto puede hacer que el edificio se distorsione y que las paredes se agrien. Este tipo de asentamiento es mucho más difícil de tolerar. Por consiguiente, los asentamientos diferenciales tienen una importancia mucho mayor que los totales. Algunos tipos de estructura, como las de almacenes grandes llegan a asentarse varios pies, y a pesar de ello se ha tenido pocas dificultades para mantenerlos en funcionamiento. A menudo, los grandes tanques de almacenamiento de petróleo se construyen suponiendo que el asentamiento sea de un pie (30 cm). Lo más importante es que el casco del depósito se asiente de manera uniforme en todas sus partes. En las estructuras comerciales más importantes, es común limitar los asentamientos diferenciales permisibles entre columnas adyacentes a de pulgada o menos. Los asentamientos entre columnas adyacentes pueden ser aceptables para estructuras de madera o edificios industriales de estructura ligera de acero. MÉTODO DE AJUSTE DE ASENTAMIENTO Los asentamientos pueden reducir mediante un cambio en el diseño de las cimentaciones, que puede consistir en hacer cimientos más grandes o más profundos. Asimismo los asentamientos se pueden reducir, si el sitio se carga previamente o se “sobrecarga” antes del construir el edificio (véase la sección 15.7), o bien, efectuando una compactación previa del suelo (véase el capítulo 23). Si durante la construcción y al aplicar las cargas iniciales las asentamientos se producen con rapidez, estos se podrán corregir y no constituirán un problema cuando se entregue el edificio al propietario. Es posible “acelerar” el asentamiento, mejorando el drenaje de los suelos comprensibles. En lo que se refiere al empleo de cimentaciones más anchas, se puede suponer, como guía aproximada, que el asentamiento se reduce al aumentar el área de apoyo de las zapatas cuadradas. Por ejemplo, para una carga de columna de 400 kips, supóngase que el tamaño de la zapata es de 8x8 pies (2.40 X 2.40m) y que el asentamiento estimado es de 1 pulgada (2.54cm). si el tamaño de la zapata se aumenta a 12X12

pies (3.6 X 3.6m), el asentamiento será de 8 + 12 = 2/3 de pulgada (1.69). Si el tamaño de las zapatas aumentan a 16 X16 pies (4.80 X 4.80 m), el asentamiento será de 8 + 16 = 1/2 pulgada (1.27 cm). Esta guía se aplica mejor al suelo arcilloso y limoso que al arenoso. Con frecuencia el ajuste de los asentamientos se efectúa cambiando el método para armar la estructura y la construcción de los muros, con el fin de hacerla más flexible. Los cimientos de edificios ligeros se pueden diseñar con pernos de anclaje largos y ángulos sujetadores en la columna, que permitan que se inserten gatos y que de vez en cuando se levanten las columnas, para re-nivelar la estructura del edificio. En un edificio se pueden hacer separaciones estructurales a ciertos intervalos. Esto permitirá que las distorsiones y los movimientos del edificio se lleven a cabo a lo largo de “brechas” pre-establecidas. Los tableros laterales que se sujeten a columnas de acero pueden absorber movimientos diferenciales apreciables, sin distorsiones. Al contrario, los muros de concreto, los de ladrillo, los de concreto colado in situ o los muros inclinados y continuos de concreto, son frágiles, se agrietan con facilidad y sufren fracturas importantes, aun cuando los asentamientos diferenciales sean pequeños. Es preciso recordar que los muros de concreto bien reforzados pueden tener una considerable resistencia de trabe y pueden servir como puentes sobre las cimentaciones que tienden a asentarse demasiado. A veces, los muros de los edificios se diseñan para que actúen como trabes. Esto parece funcionar bien, siempre que el claro no sea demasiado grande, ya que en estos muros se produce una redistribución de esfuerzos, que no puede determinar.