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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA NUCLEO MIRANDA-EXTENSION SANTA TERESA DEL TUY INGENIERIA CIVIL SECCION I SEMESTRE VIII

PROFESOR: Virgilio Melidei

PARTICIPANTES: Mirella García Manaure Santaella Ligia Plaza Wendy Palacios

Santa Teresa Del Tuy, Noviembre 2019

INDICE

Desarrollo: Criterios de diseños de cimentaciones ------------------------------------4 Origen de las Fisuras---------------------------------------------------------5,8 Tipos de Asentamientos-----------------------------------------------------9,10 Capacidad de carga de Cimentaciones Superficiales ---------------------11,13 Fallas por Bufamiento-------------------------------------------------- ----- 13,14 Fallas por Asentamiento------------------------------------------------------14 Causas de las fallas en Fundaciones de Edificaciones---------------------15,16 Otras causas de las fallas en Cimentaciones de Edificaciones------------17 Asentamiento del Terreno---------------------------------------------------17 Tipos de Asentamientos en los Suelos--------------------------------------17, 18,19 Conclusión ---------------------------------------------------------------------20

INTRODUCCIÒN Estas fallas o deterioros son de diversa entidad, y van desde pequeños agrietamientos hasta roturas importantes, que pueden poner en riesgo la seguridad de la obra misma, pasando por hundimientos, giros, asentamientos, etc. Las fallas pueden originarse en diversas etapas de la obra, como: Proyectos, construcciones, el uso o mantenimientos. En el caso del proyecto, los errores pueden provenir de la elección de sistemas de fundación inadecuados, errores en el dimensionado de las fundaciones, heterogeneidades del suelo no detectadas en los estudios previos, etc. Las que ocurren por defectos constructivos pueden deberse al empleo de materiales inadecuados, imprecisiones en el replanteo de las fundaciones, defectos constructivos de las mismas (oquedades, errores en las armaduras, etc.), no apoyar a la cota de fundación adecuada, etc. Finalmente, las fallas que se deben al uso o falta de mantenimiento pueden ser atribuibles a exceso de carga, acciones sísmicas, ingreso de agua al suelo, excavaciones vecinas o un mantenimiento defectuoso de las instalaciones, etc. Desde el punto de vista material, las fallas debidas a problemas de cimentación generan serias complicaciones constructivas, ya que debe procederse a su reparación con la edificación ya construida o incluso habitada.

Criterios de diseño de cimentaciones

Cualquier obra en general construida con sistemas tradicionales o no tradicionales, si está bien diseñada y construida no debería tener problemas durante su vida útil. Sin embargo, a veces por un diseño incorrecto, por no construir de acuerdo a las reglas del arte, por efectos climáticos extremos o cambios de las propiedades de los suelos, o bien por un mal uso de la vivienda, pueden aparecer algunas patologías o vicios de construcción. El terreno al recibir cargas que son transmitidas por la cimentación tiende a deformarse en una o varias de sus capas dependiendo de la compresión y las propiedades del mismo, las cuales pueden variar con el tiempo o con algunos factores como lo son el tiempo o la variación de volumen de vacíos como consecuencia de la compactación de terreno, el desplazamiento y deformación de las partículas al irse acumulando estas, lo cual producen asentamientos en la superficie de contacto entre la cimentación y el terreno. Por ejemplo, si hay un movimiento de suelos o ceden las bases, los muros sufren esa deformación y podrían aparecer fisuras. Si dilata en exceso una losa, se fisura el muro sobre la cual esta apoya. Dependiendo de la interacción del suelo y la cimentación, las características de esta cambiaran en cuanto a su tipo, forma, tamaño, costo, etc., de aquí se concluye que, si se quiere una construcción segura y económica, se deban tener conocimientos de mecánica de suelos y de diseño de cimentaciones.

Origen de las Fisuras Si el muro ha sido bien ejecutado es capaz de resistir esfuerzos de tracción mínimos que siempre se producen debido al primer asentamiento de la construcción. Pero si el muro no ha sido correctamente ejecutado, el menor esfuerzo de tracción produce una fisura. Si el muro ha sido bien construido es capaz de resistir esfuerzos de tracción mínimos que siempre se producen debido al primer asentamiento de la construcción. Pero si el muro no ha sido correctamente construido, el menor esfuerzo de tracción produce una fisura. A veces puede resultar difícil determinar si la fisura en el muro se produjo por un movimiento excesivo de la estructura o por falta de resistencia de la mampostería.

1. Fisuras por deficiencias de colocación del ladrillo: Si la fisura es horizontal y coincide con una junta entre ladrillos las causas posibles son las siguientes: a) Falta de adherencia entre el ladrillo y el mortero adhesivo, consecuencia de no haber liberado el polvo de los ladrillos antes de colocarlos. b) Falta de resistencia del mortero adhesivo debido a una deficiente preparación de la mezcla, consecuencia de una dosificación incorrecta o bien por agregado posterior de agua para su remezclado una vez pasado el tiempo máximo en el balde.

c) Incorrecto asentamiento del ladrillo: Es necesario realizar previamente una buena nivelación para poder asentar luego correctamente los ladrillos con una junta de 3 mm. Si se arranca sobre una superficie desnivelada el trabajo posterior se vuelve engorroso y se usan malas prácticas para recuperar el nivel como por ejemplo el

uso de escallas o pequeños listones de madera para subir la posición de un ladrillo lo cual impide que el ladrillo asiente adecuadamente.

Ejemplo de fisura horizontal en la cercanía de una puerta por un incorrecto adhesivado del ladrillo en la junta horizontal

d) Falta de traba de muros: Debe respetarse una traba mínima de un cuarto de la longitud del ladrillo para que la mampostería se comporte en forma eficiente.

2. Fisuras debido a acciones mecánicas externas: Si la fisura viaja tanto horizontal como vertical o diagonal, entonces es debido a que se han producido movimientos que superan a la resistencia del muro. Estas fisuras pueden recorrer tanto una junta vertical u horizontal entre ladrillos como así también pueden atravesar el ladrillo en forma diagonal o vertical. Las patologías debido a acciones mecánicas externas se pueden evitar con precauciones a tomar desde el proyecto mismo, antes de comenzar la obra. • Asentamientos diferenciales de los cimientos: Siempre se produce un asentamiento del suelo luego de construida la obra. Si los asentamientos son parejos no generan grandes problemas. Es cuando se producen asentamientos diferenciales que aparecen fisuras en la mampostería.

Fisura producida por asentamiento de esquina al ceder un pilotín del cimento

fisuras en mampostería por asentamiento diferencial de fundación

• Cargas puntuales: Los muros de bloques deberían tener una resistencia a la compresión de 30 kg/cm2. Cuando una carga puntual (perfil metálico, viga de hormigón o de madera) supera ese valor se produce una fisura vertical desde el apoyo puntual hacia abajo.

• Acciones del viento: Los muros portantes deben contar con una viga de encadenado superior conformando anillos cerrados para que el conjunto resista los esfuerzos horizontales de modo eficiente. Cuando no se realiza viga de encadenado superior en muros portantes se producen fisuras verticales cerca de las esquinas. • Encuentro de muros sometidos a cargas muy diferentes: La fisura por lo general es vertical y se produce debido a que uno de los muros es portante y está soportando un peso determinado y el otro no está soportando peso.

• Giro de losas en el apoyo en los extremos: Cuando el apoyo de una losa pre moldeada en un muro perimetral es escaso (menor a 2/3 del espesor del muro) se podría producir una fisura horizontal por el giro de la losa en el apoyo. • Dilataciones excesivas de las cubiertas planas: El empuje que provoca una losa de una terraza con deficiente aislación térmica, por dilatación en días de altas temperaturas, supera ampliamente la capacidad de cualquier muro y produce fisuras horizontales en el encuentro entre la losa y el muro.

Aberturas: Una abertura debilita al muro e impone que se deban redistribuir las cargas hacia los costados de la misma, ocasionando esfuerzos diferenciales que generan tracciones. Los dinteles y la hilada de antepecho son lugares críticos, muy propensos a fisurar si no te toman los recaudos correspondientes.

Acciones higrotérmicas: Las variaciones de temperatura y de humedad producen dilataciones y contracciones en los materiales. En los diseños deben a veces contemplarse juntas para absorber los movimientos. Al enfriarse o al perder humedad un muro se contrae. En muros muy extensos, de longitudes superiores a 8 m, es conveniente cortar el paño con un refuerzo vertical o una junta de control, o bien incorporar algún refuerzo horizontal de hierro.

Tipos de Asentamientos

Asentamientos calculados * Se ha establecido un sistema de pruebas y cálculos para estimar los asentamientos para una cimentación dada.

Distribución de presiones en el suelo

Cuando una carga se sitúa sobre una cimentación, dicha carga se transfiere hacia abajo a cada uno de los estratos del suelo en que se apoyan los cimientos. En la figura se ilustra esta distribución de presiones. Inmediatamente debajo de las zapatas, la presión del suelo aumenta hasta alcanzar casi la capacidad total de presión de carga. A profundidades de 10 ó 20 pies (3 ó 6 metros) por debajo de la superficie del terreno, la carga se distribuye entonces y el aumento de presión es pequeño. EJEMPLO: Suponiendo que ese estrato tenga un espesor de 5 pies (1.5m), la comprensión total del estrato será de 0.6 pulgadas (1.5 cm) (60 pulg. X 1% = 0.6 pulgadas). Se pueden hacer cálculo similar para todos los demás estratos por debajo de la cimentación. El total es el asentamiento esperado de las zapatas, que es probable que se encuentre en la gama de 1.5” (3.81 cm). 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. 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. 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.

Capacidad de Carga de Cimentaciones Superficiales

Cimentaciones superficiales Se les conoce como cimentaciones superficiales a aquellas cuya profundidad de desplante es menor o igual que el ancho de la misma, pero también se sugiere que se tomen como cimentaciones superficiales aquellas cuya profundidad de desplante sea menor o igual a tres o cuatro veces el ancho de la cimentación. Las zapatas aisladas son elementos estructurales, por lo general de forma cuadrada o rectangular, a veces circular, que se construyen para poder transmitir la carga de las columnas hacia el suelo por medio de una mayor área para disminuir la presión. Los cimientos o zapatas corridas Son elementos análogos a los anteriores, en el caso de éstos la longitud del cimiento es grande en comparación con el ancho. Soportan varías columnas o muros de mampostería, es una forma derivada de la zapata aislada, debido al caso en el que el suelo sea de baja resistencia que cree la necesidad de un mayor área de repartición o en caso de que se deban transmitir mayores cargas hacia el suelo.

ZAPATAS CORRIDAS Determinación del ancho. Carga centrada

Carga excéntrica

ESQUEMAS DE AGOTAMIENTO ESTRUCTURAL DE ZAPATAS.

Fallas por Bufamiento En la actualidad es bien sabido que muchas estructuras se ven afectadas por el Bufamiento de suelos constituidos por partículas finas. Ciertos suelos ricos en arcilla bentonítica sufren grandes cambios de volumen a causa de las variaciones estacionales en su contenido de humedad, sobre todo cuando las cargas son ligeras. Este fenómeno se ve complicado aún más por el efecto de sombra debajo de la edificación y hacia el lado norte (en el hemisferio boreal), lo que provoca desigualdades en la velocidad de secado del suelo. La entrada de agua con las mareas, a lo largo de las costas, ha llegado a ocasionar movimientos ascendentes de estructuras ligeras.

La evaporación de la humedad por la acción de los árboles adyacentes a los cimientos también ocasiona, en algunos casos, cambios de volumen suficientes para inclinar y cuartear los muros.

Fallas por Asentamiento Las arcillas, compactas y duras cuando secas, pierden estas cualidades en presencia de agua. La consolidación de algunos estratos del suelo, como resultado del drenaje de aguas mediante resumideros o algunas otras obras subsuperficiales, así como la consolidación normal, más lenta, ocasionada por la presión de una sobrecarga, pueden ocasionar inclinación de los cimientos. Se sabe que incluso los cimientos de pilotes se asientan y desplazan lateralmente cuando las capas no consolidadas del suelo (por lo general de espesor uniforme) empiezan a contraerse después de haber hincado el pilote o cuando hay cambios en las condiciones de carga.

Causas de las Fallas en Fundaciones de Edificaciones Si notamos en los muros y tabiquería de una vivienda, grietas y fisuras de mayor o menor magnitud, lo más seguro es que estemos ante un problema de asentamiento del terreno y de la cimentación. Estas fallas en las fundaciones de una edificación pueden ser atribuidas a diversas causas. Estas generalmente son causadas por el movimiento de suelos expansivos y altamente plásticos debajo de las zapatas de cimentación. Este movimiento puede ser en forma de contracción, que provoca asentamiento del terreno, o en forma de expansión, lo que provoca levantamiento del suelo. Cuando prevalecen condiciones de sequía, los suelos pierden constantemente humedad y se encogen. Cuando los niveles de humedad son altos, los suelos se hinchan. Independientemente de la naturaleza del movimiento, lo más probable es estos cambios se manifiesten en forma de grietas visibles en las paredes. Oficialmente, cualquier movimiento de la estructura de una edificación se se conoce con el término de asentamiento diferencial.

Además de los suelos expansivos, la presencia de turba soterrada del subsuelo, que tiene una baja capacidad de carga y se deteriora con el tiempo, también puede causar asentamiento diferencial. Otros tipos de suelos, tales como la arena y el limo poseen reducidas capacidades de soporte.

Otra causa de problemas en las fundaciones es debido a un mal drenaje del patio o jardín y de bajantes de las canaletas del techo que vierten en la base de la fundación. El exceso de humedad alrededor de los cimientos puede causar que los suelos se vuelvan sobresaturados y perder la presión de apoyo, o la fuerza para soportar el peso. Cuando esto sucede, las estructuras se asientan o se hunden en el suelo.

Otras causas de las Fallas en Cimientos de Edificaciones Aparte de los problemas de control del suelo y el agua, también está el tema de la transpiración. Esta es el proceso de los árboles y arbustos de absorben el agua de los suelos que se encuentran debajo y alrededor de una vivienda.

Durante una estación del año bien activa, las raíces que se extienden por debajo y alrededor de las zapatas de la casa pueden eliminar la humedad del suelo, haciendo que este se resequen. Y si esta zona estaba compuesta de suelos expansivos esta eliminación de la humedad provocara contracciones y asentamiento. Fugas de agua en tuberías son otro factor importante que contribuyente al asentamiento de cimentaciones. La inundación de las fundaciones con el agua de las tuberías provocará fallas en las mismas. Otro factor en el asentamiento de cimentaciones, a pesar de poco común, es haberse realizado una construcción deficiente.

Asentamiento del terreno Definición de asiento: en Geotecnia, asiento o asentamiento es un movimiento descendente vertical del terreno (subsidencia) debido a la aplicación de cargas que causan cambios en las tensiones dentro del terreno.

En una zapata, el asiento crece al hacerlo la carga vertical. Las curvas presión– asiento dependen, en general, de su forma y tamaño, de la naturaleza y resistencia del suelo y de la carga aplicada (tipo, velocidad de aplicación, frecuencia, etc.).

La presión vertical admisible de una cimentación tiene en cuenta no sólo la seguridad frente al hundimiento sino también su tolerancia a los asientos. En el caso de suelos arenosos (granulares) la presión vertical admisible de servicio suele encontrarse limitada por condiciones de asiento, más que por hundimiento. La observación de asientos excesivos puede ser una señal del mal estado de las zapatas (ataques de aguas selenitosas, desmoronamiento por socavación, etc.); de la parte enterrada de pilares y muros o de las redes de agua potable y de saneamiento. La reducción del nivel freático, la migración de finos, vacíos profundos, excavaciones subterráneas para túneles, vibraciones de suelo inducidas y eventos sísmicos pueden causar asientos significativos en el terreno.

Tipo de asentamientos en suelos El asiento total debido a la aplicación de una carga es la suma de tres tipos de asiento:

• Instantáneo (Si): se produce simultáneamente a la carga por un aumento de las tensiones totales en el suelo. Ocurre por el peso de la estructura, sin que tenga que ver nada con el desplazamiento del agua (sin drenaje). Domina en suelos granulares • Consolidación primaria (Sc): asentamiento diferido en el tiempo causado por el drenaje de la humedad del suelo lo que produce cambios en las tensiones efectivas. La expulsión de humedad del suelo generalmente es un proceso a largo plazo que puede llevar de semanas a años. • Fluencia o asiento de compresión secundaria (Ss): asiento elástico que se activa después de que toda el agua drenable haya sido expulsada del suelo. Ocurre con el tiempo a una tensión efectiva constante Si el suelo está húmedo o seco es capital para predecir la cantidad de asentamiento que se espera en una cimentación determinada. Los cimientos en suelos húmedos asentarán más que en áreas secas. La idea es que, a medida que el agua escurre, la estructura del suelo cambiará de acuerdo con los espacios vacíos que van quedando.

CONCLUSIÓN

Muchas veces el diseño errado de una edificación, puede ser el principal causante de sus fallas, especialmente cuando la estructura es sorprendida por la acción de un evento sísmico. Una buena configuración estructural, desarrolla un papel muy relevante en la determinación de vulnerabilidad de toda la estructura, ofreciendo condiciones y características que permiten el comportamiento adecuado de la misma en casos de ocurrencia de los eventos desastrosos más impactantes sobre las mismas, que son los sismos. Una configuración y diseño inapropiados, hacen que la estructura sea más vulnerable, presentando debilidades conceptuales que serán severamente penalizadas cuando ocurra un sismo de magnitud considerable. La configuración y diseño de una edificación está relacionada con la forma, el tipo, la disposición, la resistencia, la geometría, la fragmentación, entre otros aspectos que puedan presentar los diferentes elementos estructurales o la edificación completa, como estructura global. Los principales problemas encontrados en el diseño y configuración de las estructuras, se relacionan con asimetrías y cambios bruscos de dimensiones, masas, rigideces y flexibilidades.