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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Curso: INGENIERIA DE CIMENTACIONES

CIMENTACIONES SUPERFICIALES Msc. Ing. Elio Milla Vergara

Huaraz, septiembre de 2012

PRESION ADMISIBLE EN SUELOS Una falla por corte en el suelo puede resultar en: Una excesiva distorsión de la estructura e inclusive hasta su colapso. El asentamiento excesivo puede resultar en:

 Daño estructural a la edificación y  Molestias tales como atascamiento de puertas y ventanas, grietas en baldosas y enlucidos; y excesivo desgaste o falla en equipos por pérdida de alineamiento.

PRESION ADMISIBLE EN SUELOS DEFINICIONES Capacidad de Carga (qult).- Presión requerida para producir la falla de cimentación por corte No se toma en cuenta Factor de Seguridad. Es más difícil estimar para cimentaciones en: Suelos estratificados Localizadas cerca de taludes Las que se encuentran sujetas a cargas de tensión. La presión admisible basada en el control de corte qa se obtiene como:

qult qa  F .S .

El Factor de Seguridad está basada en el tipo de suelo (cohesivo o granular), la confiabilidad de los parámetros del suelo, la información estructural (importancia, uso, etc.) y precauciones del consultor. Generalmente se asume FS = 3. Asentamiento Admisible o Tolerable.- Es el máximo asentamiento que puede tolerar una estructura sin que se afecte su integridad o su funcionamiento. Presión Admisible por Asentamiento.- Es la presión que al ser aplicada a una cimentación, ocasiona un asentamiento igual al asentamiento admisible. No se aplica el concepto de Factor de Seguridad

Capacidad de Carga Admisible o Presión Admisible.Es la máxima presión que la cimentación puede transmitir al terreno sin que ocurran asentamientos excesivos (mayores que el admisible) ni el Factor de Seguridad por falla por corte sea menor que un cierto valor mínimo. La presión admisible qa a ser usado en el diseño se basa en el mínimo de: a) Limitar el asentamiento a una cantidad tolerable b) La capacidad de carga última que considera la resistencia del suelo.

TIPOS DE CIMENTACIÓN

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentación Superficial. Según Terzaghi Profundidad de cimentación “Df” menor o igual al ancho de la cimentación “B”. Norma Técnica E-050 Considera cimentación superficial cuando D/B ≤ 5.

Cimentación Continua.Es aquella en la que el largo (L) es igual o mayor que diez veces el ancho (B).

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones corridas

Relleno Muro de Cimentación

Zapata

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Aisladas

PLANTAS Columna Pedestal

ELEVACIONES

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Aisladas

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Combinadas y conectadas

a) Cimiento combinado rectangular

b) Cimiento combinado Trapezoidal

c) Cimiento vinculados con vigas de enlace

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Combinadas y conectadas

2

1

Lindero de propiedad

Lindero de propiedad

3 4

1 2 3 4

Zapata rectangular combinada Zapata Trapezoidal combinada Zapata conectada Losa de Cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Combinadas

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones conectadas

TIPOS DE CIMENTACIÓN Platea de Cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN Platea de Cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Compensadas Vigas

Placa

Vigas

TIPOS DE CIMENTACIÓN Cimentaciones Compensadas

CONCEPTO GENERAL Carga/área unitaria, q

B

qu Arena densa o (a) cohesivo firme B

Superficie de falla En suelo

Asentamiento Carga/área unitaria, q

qu (1) qu (b) Arena o arena arcillosa medianamente compacta

Superficie de falla

Asentamiento

CONCEPTO GENERAL B

Carga/área unitaria, q qu (1) qu

Suelo Suelto

(c)

Superficie de falla

qu

Zapata superficial

Asentamiento

Naturaleza de las fallas por capacidad de carga en suelos: (a) falla de cortante general; (b) Falla de cortante local; (c) falla de cortante por punzonamiento.

CONCEPTO GENERAL Compacidad relativa, Cr 0.2 0.4 0.6 0.8

0

Df/B*

1

Falla de cortante por punzonamiento

2

Falla de cortante general

B 

2 BL BL

Donde B = ancho de la cimentación L = longitud de la cimentación

3

4

Falla de cortante local

1.0

Df B

5 Modos de falla en cimentaciones sobre arena

CAPACIDAD DE CARGA La deducción de las fórmulas de Capacidad de Carga (según Bowles - 1996), se puede realizar de dos maneras: a) Considerando que el suelo es netamente cohesivo, en la que se supone que debido a la carga qult, se produce Rotación alrededor de un centro de rotación (probablemente en la línea vertical Oa) a

P B

B/2

D O'

q ult  1,1 q ult 1 3,1

r=B

b

q=  D O

3,2 = q y = 0 2

1,2

CAPACIDAD DE CARGA

cimentación corrida de B x L ( ).

CAPACIDAD DE CARGA b) Considerando que el suelo tiene fricción y cohesión; entonces se supone que se produce Punzonamiento dentro del suelo como la cuña agb de la Fig. anterior o la cuña ObO’ de la siguiente figura

CAPACIDAD DE CARGA

En ambos modos el potencial de falla desarrolla la resistencia al corte límite del suelo a lo largo de la línea de deslizamiento considerada de acuerdo a la ecuación de resistencia al corte que está dado por:

s  c   ntg Del análisis de las dos formas de falla, se pueden deducir las siguientes ecuaciones:

CAPACIDAD DE CARGA

Para suelos con  = 0 qult = 4c + q Se tienen dos posibles usos: a) Para calcular la capacidad de carga: Si la Cimentación está sobre la superficie del suelo (aO = 0, y q = 0) qult = 4c b) Para determinar la profundidad de excavación crítica en arcillas (Dc) En éste caso qult = 0 = 4c + q = 4c + Dc. Para un F.S. = 1.0:

Dc 

4c



CAPACIDAD DE CARGA Para suelos con  y c P d B D 0) se puede calcular dos conjuntos de factores de forma Si y di, tales como Si,B, Si,L y di,B, di,L. Para los subíndices i,L de la ecuación modificada de Hansen, usar la relación L´/B´o D/L´.

Factores de Inclinación Hi i c'  0 .5  1  Af Ca ic  iq 

Factores de Terreno ( talud del terreno) g  ' c

1  iq

2  1  5

o

147 o

g c  1 .0 

Nq 1

 0 .5 H i i q  1  V  A f C a cot  



  



o

147 o

1

g q  g   1  0 .5 ta n 



5

Factores de base (inclinación de la base)  0 .7 H i i  1  V  A f C a cot  

  

2

(

 0 .7   o / 4 5 0 o  H i  i  1  V  A f C a cot  

2  2  5

  

o

b 

 0)

´ c

o 147 o

2

(

o

 0)

bc  1 

o 147o

(  0 )

(  0 )

b q  e x p   2  ta n 



b   e x p   2 .7  ta n 

 (

en rad )

Nota: 1. Use Hi como cualquiera HB o HL, o ambos sí HL > 0. 2. Hansen (1970) no da valor de ic para  > 0. El valor indicado es de Hansen (1961) y se usa también para Vesic. 3. La variable Ca = es la adhesión en la base, está en el orden de 0.60 a 1.0 de la cohesión en la base. 4. Ver al esquema para identificar los ángulos  y , profundidad de cimentación, D ubicación de Hi (paralelo y en la superficie de la losa de la base, usualmente también produce excentricidad). Especialmente se debe notar que V = fuerza normal a la base y no es la resultante R de la combinación de V y Hi.

TEORIA VESIC Vesic (1973) Usa la ecuación anterior dada por Hansen. Nq = igual al dado por Meyerhof Nc = igual al dado por Meyerhof

N γ  2  N q  1 tan 

Notas:  = 90º ( ambos y  tiene signos (+) mostrados)   D

V H



B



  c

D=0

Hmax =V tan d+ Ca Af

Para: L/B 2 usar tr L/B > usar ps = 1.5tr -17º tr  34º usar tr = ps

 = ángulo de fricción entre la base y el suelo (.5 ) Af =B´L´ (Area efectiva) Ca = cohesion en la base (0.6 á 1.0 c)

A F= B'L 7.e 2e H HB V col V HB

HL

HB

B'

HB

col e=M V

y

dy D

V

HB B

M=H B y

PP

Hmax

Hmax + PP > SF x (HB )

Factores de Forma

Factores de Profundidad

Nq B S c  1.0  Nc L

d c´  0.4 k

(  0)

d c  1. 0  0. 4 k k  D / B para

S c  1.0 para Continuo B tan  L Para todo  S q  1. 0 

S   1.0  0.4



B  0.6 L

k  tan 1 D / B 

D / B 1

para D / B  1 k en radianes

d q  1  2k tan  1  sen 2 k definido anteriormente

d   1.0

para todo 

Nota: 1. Se usan las dimensiones totales de la base B y L. 2. Los valores anteriores son consistentes con una carga vertical o una carga vertical acompañada por una carga horizontal HB. 3. Con una carga vertical y una carga HL (y cualquiera HB = 0 o HB > 0) se puede calcular dos conjuntos de forma Si y di como Si,B, Si,L y di,B, di,L. Para subíndices i,L de la ecuación (4.2), presentado en la sección 4.6, usar la relación L´/B´o D/L´.

Factores de Inclinación de Carga ic´  1 

mH i A f ca N c

ic  i q  iq y m

1  iq Nq 1

(  0) (  0)

g ´c 

o 5.14o

g c  iq 

se definen abajo

  Hi i q  1    V  A f c a cot  

Factores de Terreno ( talud del terreno)

m

(  en rad .) 1  iq 5.14 tan 

(  0)

i q definido con ic g q  g   1  0.5 tan  2

Factores de base (inclinación de la base)   Hi i  1    V  A f c a cot  

m 1

bc'  g c'

(  0)

2 B/L 2 bc  1  1 B / L 5.14 tan  2 L/B m  mL  bq  b  1   tan  2 ( en rad ) 1 L / B Nota: 1. Cuando  = 0 (y   0) use N = - 2sen() en el término N. 2. Calcule m = mB cuando Hi = HB (H paralelo a B) y m = mL cuando Hi = HL (H paralelo a L). Sí se tienen HB y HL usar m = (mB2+mL2)1/2. Note que se usan B y L, no B’, L’. 3. Referirse al esquema y a las Tablas 2.3 y 2.4 para identificar términos. 4. Los términos Nc, Nq y N son identificados en el ítem 2.4.4. 5. Vesic siempre usa la ecuación de capacidad de carga dado en el item 2.4.4 ( use B’ en el término N aún cuando Hi = HL). 6. El término Hi  1.0 para calcular iq, i (siempre). m  mB 

QUÉ ECUACIÓN USAR? Usar Terzaghi

Hansen, Meyerhof, Vesic Hansen, Vesic

Mejor para Suelos muy cohesivos D/B ≤ 1 o para una rápida estimación de qult para comparar con otros métodos. No usar para cimentaciones con momentos y/o fuerzas horizontales o para bases inclinadas y/o terrenos en talud. Cualquier situación aplicada, dependiendo de la preferencia del usuario o su familiaridad con un método en particular Cuando la base es inclinada; cuando la cimentación está sobre un talud o cuando D/B > 1.

CONSIDERACIONES ADICIONALES Según TERZAGHI: Se produce Falla por corte General en SUELO DENSO y Falla por corte Local en SUELO SUELTO. En caso de Falla por Corte Local se debe corregir c y  según:

c” = 0.67 c ” = tg-1(0.67 tan)

CONSIDERACIONES ADICIONALES Cuando B  2 m. (6 pies), se debe corregir por cimentación profunda para lo que debe usarse un Factor de Reducción en el término: 0.5 B N s d r; con: con

B r  1  0.25log   K K = 2.0 para SI K = 6.0 para sistema Ingles fps

OBSERVACIONES A LAS ECUACIONES DE CAPACIDAD DE CARGA 1. El término cohesivos.

de

cohesión

predomina

en

suelos

2. El término profundidad (qNq) predomina en suelos no cohesivos. Un pequeño D incrementa sustancialmente qult. 3. El término ancho de la base 0.5BN provee un incremento en la capacidad de carga tanto en suelos cohesivos y no cohesivos. En casos donde B < 3 a 4 m. este término se desprecia ocasionando un pequeño error.

OBSERVACIONES A LAS ECUACIONES DE CAPACIDAD DE CARGA 4. No se debe colocar cimentaciones en la superficie de una masa de suelo no cohesivo. La Norma E050 indica por lo menos una profundidad de desplante de 0.80 m. 5. No es recomendable colocar cimentaciones en suelos no cohesivos con Dr < 0.5. Si el suelo es suelto debe compactarse previamente. 6.

En suelos no homogéneos o estratificados por debajo del nivel de desplante, se debe realizar un mayor juzgamiento para determinar la capacidad de carga.

OBSERVACIONES A LAS ECUACIONES DE CAPACIDAD DE CARGA 7. Excepto en el método de Terzaghi se debe usar procedimientos iterativos porque los Factores de forma, profundidad e inclinación dependen de B. Se recomienda incrementos de 0.01 m. 8. La ecuación de Terzaghi es de uso más fácil que los otros métodos y es ampliamente usado, particularmente para bases con carga vertical solamente y D/B  1. Esta fórmula se puede usar también en cimentaciones profundas pero con Factores N ajustados.

OBSERVACIONES A LAS ECUACIONES DE CAPACIDAD DE CARGA

9. Vesic, recomienda que los factores de profundidad di no deben ser usados para cimentaciones superficiales (D/B  1) debido a la incertidumbre en la calidad de los suelos suprayacientes.

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA Una cimentación puede ser cargada excéntricamente 

A partir de una columna concéntrica con una carga axial y



Momento en uno o ambos ejes.

La excentricidad puede resultar también:  A partir de una columna que inicialmente no se encuentra centrada  Cuando una parte de la cimentación es recortada durante la remodelación y/o cuando se instalan nuevos equipos. La cimentación no puede recortarse, si el análisis indica que la presión de suelo recalculada podría resultar en una falla por capacidad de carga.

METODO SUGERIDO EN LA NORMA E-050

METODO SUGERIDO EN LA NORMA E-050

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA Para calcular la carga última que el suelo puede soportar en presencia de momentos, se usa el método de dimensiones efectivas. La idea principal es introducir la excentricidad:

ex  Donde: ex y ey Mx y My V

My V

Mx ey  V

= excentricidad en los ejes x e y respectivamente = momentos en la cimentación en los ejes x e y respectivamente = carga vertical total

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA Por investigación y observación (Meyerhof 1953-1963 y Hansen 1970) indican que las dimensiones efectivas se obtienen como:

L  L  2ex '

B  B  2e y '

Que deben ser usados en el análisis de capacidad de carga para obtener un área de cimentación efectiva definida como

Af  B´L´

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA y el centro de presión cuando se usa una distribución de presión rectangular de q´ es el centro de área B’L´ en el punto A´, de la Figura:

2ex  L '  L

ex  c  L / 2

con c = L´/2 Si no hay excentricidad en ambos ejes, usar la dimensión real de la cimentación para B´ o L´.

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA El área efectiva de una base circular puede calcularse localizando la excentricidad ex en cualquiera de los ejes girando arcos con centros como se muestra para producir el área abcd, que se reduce luego a una base rectangular equivalente de dimensiones B’ x L’ . Para el diseño, la mínima dimensión (según ACI 318) de una cimentación rectangular con una columna central de dimensiones wx x wy deben ser: Bmín = 4ey + wy Lmín = 4ex + wx

B’ = 2ey + wy L’ = 2ex + wx

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA La capacidad de carga última para cimentaciones con carga excéntrica, usando las ecuaciones de Meyerhof o Hansen/Vesic, se puede calcular de dos formas. Método 1.- Use la ecuación de capacidad de carga de Hansen o Vesic con los ajustes siguientes: a) Use B´ en el término  BN . b) Use B´ y L´ en el cálculo de los factores de forma. c) Use B y L reales para todos los factores de profundidad.

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA La capacidad de carga última qult se reduce entonces a un valor de presión admisible qa con un factor de seguridad FS:

qult qa  FS

(y

Pa  qa B´L´ )

Método 2. Use la ecuación general de capacidad de carga de Meyerhof y un factor de reducción Re como:

qult ,diseño  qult ,cal  Re Re  1  2e / B

( suelos cohesivos )

Re = 1 - e/B (suelos no cohesivos y para 0 < e/B < 0.3)

CIMENTACIONES CON CARGA EXCENTRICA Cuando e/B = 0.5, el punto A´ cae en el borde de la base y resulta en una cimentación inestable. En la práctica la relación e/B es pocas veces mayor que 0.2 y usualmente limitado a e B/6. En estas ecuaciones del factor de reducción, las dimensiones B y L se refieren a los ejes en la base alrededor del cual actúan los momentos. Alternativamente, se puede usar directamente la ecuación de Meyerhof con B´ y L´ usados en los factores de forma y profundidad y B´ en el término 0.5 B’N.

CIMENTACIONES CON CARGA INCLINADA Las cargas inclinadas se producen cuando la cimentación está cargada en la vertical V y la(s) componente(s) Horizontal Hi. Esta carga es común para cimentaciones en procesos industriales donde las cargas de viento horizontal están en combinación con las cargas de gravedad. Los factores de inclinación de Meyerhof ii,,M, se explican por sí mismas. Los valores de Hansen muestran exponentes 1 para iq y 2 para i, en los que se recomienda usar: Para iq use exponente = 2 a 3 Para i use exponente = 3 a 4

EFECTO DEL NIVEL FREÁTICO SOBRE LA CAPACIDAD DE CARGA

EFECTO DEL NIVEL FREÁTICO SOBRE LA CAPACIDAD DE CARGA El peso específico efectivo del suelo se usa en las ecuaciones de capacidad de carga. Esto ya ha sido definido por q en el término qNq. En el término 0.5BN también se usa el peso especifico efectivo el suelo. Caso 1.- Nivel freático por encima de la base de la cimentación. Causa problemas de construcción por pequeño que sea. El término q se calcula como presión efectiva: se calcula la presión sobre el N.F. considerando esa profundidad y el peso específico húmedo más la presión por debajo del N.F. hasta el nivel de cimentación usando la profundidad por el peso específico efectivo ´.

EFECTO DEL NIVEL FREÁTICO SOBRE LA CAPACIDAD DE CARGA Si el nivel freático está en la superficie del terreno, la efectiva es aproximadamente la mitad que el del nivel por debajo del nivel de cimentación. Además el peso efectivo ´ es aproximadamente la mitad del peso saturado.

presión freático unitario unitario

Caso 2. Nivel freático debajo de la zona de la cuña [a una profundidad aproximadamente de 0.5Btan(45+/2)], Se puede ignorar el efecto del nivel freático para el cálculo de la capacidad de carga.

EFECTO DEL NIVEL FREÁTICO SOBRE LA CAPACIDAD DE CARGA Nivel freático dentro de la zona de cuña. Se debe calcular un peso específico efectivo para usar en el término 0.5BN. Se puede ignorar éste término para una solución conservadora. Si se conoce B, se puede calcular el peso efectivo promedio e del suelo en la zona de cuña como:

dw ´ 2  e   2 H  d w  2  hum  2  H  d w  H H = 0.5Btan(45+/2) = Profundidad del nivel freático debajo del nivel de cimentación hum = peso específico húmedo del suelo a la profundidad dw ´ = sat -  = peso unitario sumergido debajo del nivel freático H dw

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT El SPT se usa ampliamente para obtener la capacidad de carga de suelos directamente. Una de las primeras publicaciones relacionadas fue la de Terzaghi y Peck (1967), que ha sido ampliamente usado, pero una acumulación de observaciones de campo han demostrado que éstas curvas son muy conservadoras. Meyerhof (1956, 1974) publicó ecuaciones para calcular la capacidad de carga admisible para un asentamiento de 25 mm, que se pueden usar para generar curvas similares a las de Terzaghi y Peck y que también son muy conservadoras.

7

6 Muy compacta Capacidad portante (qs) Para un asentamiento 1"

max = 1"

v

 qs(kg/cm2), tal que

5

N = 50

4

compacta

3

N = 30

2 media 1

N = 10 suelta

0 0

1.5

3.0

4.5

Ancho de la Zapata (m)

6.0

Capacidad de carga admisible para cimentaciones Cargadas superficialmente con asentamiento limitado a aproximadamente 25 mm. La ecuación usada es la que muestra en la figura.

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT Considerando la acumulación de las observaciones de campo y las opiniones expuestas; Bowles ajustó la ecuación de Meyerhof para un incremento aproximado de 50% en la Presión Admisible obteniendo lo siguiente:

N qa  Kd F1

B  F4 2

qa 

N  B  F3    Kd F2  B 

B  F4

donde qa = es la Presión Admisible para un asentamiento Ho = 25 mm o 1 pulg, kPa o ksf

K d  1  0.33

D  1.33 [sugerido por Meyerhof (1965)] B

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT los factores F son los siguientes:

F1 F2 F3 F4

N55 SI 0.05 0.08 0.3 1.2

N70 fps 2.5 4 1 4

SI 0.04 0.06 igual igual

fps 2.0 3.2 igual igual

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT En estas ecuaciones N es el valor promedio estadístico para la zona de influencia de la cimentación: Desde aproximadamente 0.5B por encima del nivel de cimentación Hasta por lo menos 2B por debajo del nivel de cimentación. Si hay valores de N menores debajo de esta zona, los asentamientos pueden ser preocupantes si no se reduce N tomando en consideración ésta condición

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT PRESIÓN ADMISIBLE PARA PLATEAS DE CIMENTACIÓN Considerada por Meyerhof y ajustada por Bowles:

N qa  K d F2 q´a 

H j H 0

qa

Para un asentamiento asumido de 25 mm. Para cualquier asentamiento Hj es:

Donde Ho = 25 mm, para SI y 1 pulg. para fps Hj = Es el asentamiento real que puede ser tolerado en mm o pulg.

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT Parry (1977), propuso calcular la Presión admisible en suelos no cohesivos como:

qa  30 N 55

( kPa )

( D  B)

(*)

donde N55 es el valor promedio de SPT a una profundidad de 0.75B bajo el nivel de desplante. La presión admisible qa calcula con

N55 (kPa) qa  15B

que controla el asentamiento se

( para un H 0  20 mm)

(**)

CAPACIDAD DE CARGA A PARTIR DE ENSAYOS DE SPT Use una relación lineal (H/20) para obtener qa para asentamientos H20 (B en metros, qa en kPa). Use el menor valor de los calculados en (*) y (**). La ecuación (*) se basa en el recalculo de Nq y N usando un ángulo de fricción interna  basado en N55 como: 1/ 2

 N 55   q  

  25  28 

Q es la presión geostática efectiva en la ubicación de N55 promedio

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Las edificaciones se diseñan sobre la base de determinar las cargas de servicio y obtener una relación disponible de la resistencia del material a esas cargas, terminando en un Factor de seguridad o carga. Hay una mayor incertidumbre en la determinación de la resistencia disponible del suelo que en el de la estructura, que se pueden resumir en:

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES 

Comportamiento complejo del suelo.



Los efectos de cambios abruptos después de la cimentación.



Conocimiento incompleto de las condiciones del subsuelo.



Inhabilidad para desarrollar un buen modelo matemático para la cimentación.



Inhabilidad para determinar los parámetros del suelo precisamente.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES El Factor de Seguridad (FS) debe tener en cuenta: 1. Magnitud de daños si resulta una falla. 2. Costo relativo al incrementar o disminuir FS. 3. Cambio relativo en la probabilidad de falla por el cambio de FS. 4. Confiabilidad de los datos del suelo. 5. Cambios en las propiedades de los suelos por las operaciones de construcción, y luego por otras causas. 6. Precisión de los métodos de diseño/ análisis usados.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Es costumbre usar los Factores de Seguridad en el orden que se muestran en la siguiente tabla: Modo de Falla Corte Corte Corte Corte Infiltración

Tipo de Cimentación Trabajo en tierra, presas, rellenos, etc. Estructuras de retención, paredes Tablaestaca, excavaciones Cimentaciones: - Superficiales - Plateas Tuberías

F.S. 1.2 –1.6 1.5 – 2.0 1.2- 1.6 2–3 1.7 – 2.5 3.5

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES La carga de diseño se obtiene a partir del más crítico de los varios posibles casos. Carga de Diseño = RDDL + RLLL + RSS + HS (FS = 3.0) Carga de Diseño = RDDL + RLLL + RwW + HS (FS = 2.0) Carga de Diseño = RDDL + RLLL + REE + RSS (FS = 2.0) Donde: DL LL S W E HS EP

= = = = = = =

Carga muerta Carga viva Carga de nieve Carga de viento Carga de sismo Carga hidrostática Presión de tierras

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES

Según la Norma E-020 – CARGAS, en su Artículo 19.COMBINACIÓN DE CARGAS PARA DISEÑOS POR ESFUERZOS ADMISIBLES Excepto en los casos indicados en las normas propias de los diversos materiales estructurales, todas las cargas consideradas en la presente Norma se considerará que actúan en las siguientes combinaciones, la que produzca los efectos más desfavorables en el elemento estructural considerando, con las reducciones, cuando sean aplicables.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES (1) D (2) D + L (3) D + (W ó 0,70 E) (4) D + T (5) α [D + L + (W ó 0,70 E)] (6) α [D + L +T] (7) α [D + (W ó 0,70 E) + T] (8) α [D + L + (W ó 0,70 E) + T] Donde: D = Carga muerta L =Carga viva W = Carga de viento E = Carga de sismo

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES

T = Acciones por cambios de temperatura, contracciones y/o deformaciones diferidas en los materiales componentes, asentamientos de apoyos o combinaciones de ellos. α = Factor que tendrá un valor mínimo de 0,75 para las combinaciones (5), (6) y (7); y de 0,67 para la combinación (8). En estos casos no se permitirá un aumento de los esfuerzos admisibles.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES Según la Norma Técnica E-050: a) Para el cálculo del Factor de Seguridad de cimentaciones: se utilizarán como cargas aplicadas a la cimentación, las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseño estructural de las columnas del nivel más bajo de la edificación. b) Para el cálculo del asentamiento de cimentaciones apoyadas sobre suelos granulares: se deberá considerar la máxima carga vertical que actúe (Carga Muerta más Carga Viva más Sismo) utilizada para el diseño de las columnas del nivel más bajo de la edificación.

FACTORES DE SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE CIMENTACIONES c) Para el cálculo de asentamientos en suelos cohesivos: se considerará la Carga Muerta más el 50% de la Carga Viva, sin considerar la reducción que permite la Norma Técnica de Edificación E .020 Cargas. d) Para el cálculo de asentamientos, en el caso de edificaciones con sótanos en las cuales se empleé plateas o losas de cimentación, se podrá descontar de la carga total de la estructura (carga muerta más sobrecarga más el peso de losa de cimentación) el peso del suelo excavado para la construcción de los sótanos.