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• carlos julian

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MODULO DE BALASTO O DE WINKLER El módulo de balasto es una magnitud asociada a la rigidez del terreno. Su interés práctico se encuentra sobre todo en ingeniería civil ya que permite conocer el asentamiento de una edificación en el terreno, así como la distribución de esfuerzos en ciertos elementos de cimentación. Se mide aplicando una carga vertical sobre una superficie y midiendo el hundimiento o desplazamiento a partir de la carga aplicada.

Donde: F es la fuerza vertical aplicada, A es el área de la superficie en contacto con el terreno donde se está aplicando la fuerza. S es la distancia vertical de hundimiento lograda. Obviamente la definición anterior sólo es válida para un cierto rango de presiones, ya que una vez aparecen fenómenos de fluencia o plasticidad la fuerza deja de ser proporcional al hundimiento y por tanto la relación fuerza-hundimiento no es una relación lineal y no tiene sentido hablar de un módulo constante. CUESTIONES A CONSIDERAR • Se parte de la hipótesis ideal de suelos homogéneos. • No se tiene en cuenta la interacción entre cimientos próximos. • Depende de la superficie de la cimentación: relación entre tensiones y asientos. • El coeficiente de balasto es inversamente proporcional al asiento. • Se determina en laboratorio, mediante ensayo de placa de carga de diferentes diámetros D (generalmente 30x30cm), cumpliéndose la relación: K1 x D1 = K2 x D2. PRECAUCIONES Las vigas y losas de cimentación forman parte de la globalidad de la estructura, ya que están incluidas en la matriz global de la misma. Esto quiere decir que las modificaciones que realicemos sobre ellas, afectarán directamente a los esfuerzos del resto de los elementos que conforman la estructura, especialmente a los pilares. Si el módulo de balasto facilitado por el

laboratorio se aleja de los parámetros siguientes, se aconseja consultar las causas con el técnico responsable.

Método simplificado para el cálculo del módulo de balasto de una losa de cimentación rectangular a partir del ensayo de placa de carga de 30x30cm Uno de los métodos de cálculo más utilizado para modelizar la interacción entre estructuras de cimentación y terreno es el que supone el suelo equivalente a un número infinito de resortes elásticos -muelles o bielas biarticuladas- cuya rigidez, denominada módulo o coeficiente de balasto (Ks), se corresponde con el cociente entre la presión de contacto (q) y el desplazamiento -en su caso asiento- (δ): ks=q/(δ) El nombre balasto le viene, como seguramente sabréis, de que fue precisamente en el análisis de las traviesas del ferrocarril donde se utilizó por primera vez esta teoría. El módulo de balasto vertical para una zapata o una losa se puede definir A partir de ensayo de Placa de Carga realizado sobre el terreno, siendo habitual que dicha placa sea cuadrada de 30x30 cm (1 pie x 1 pie) . Así el coeficiente que aparece referenciado en el estudio geotécnico viene generalmente representado por una k -letra adoptada en la bibliografía para el móduloy el correspondiente subíndice que identifica a la placa con que se realizó el ensayo -k30, k60, etc.-. El tamaño de la placa influye en la profundidad afectada y de la que se podrán extraer conclusiones. A menor tamaño de placa menor bulbo de presiones y con ello menor profundidad de los estratos estudiados. En el caso de losas la profundidad de influencia de la placa es mucho menor que la de la losa real (bulbo de presiones en función del ancho de la cimentación), con lo que se puede inducir a errores debidos a bajadas de rigidez de estratos

inferiores pero activos. En el caso de rocas las pruebas realizadas con una placa grande estarán más afectadas por la fisuración que las hechas con placa pequeña. A partir del ensayo de Placa de Carga y mediante formulación que contempla las dimensiones de la zapata (el caso de losas es más complejo y se debe estudiar la rigidez de la estructuracimentación) se puede obtener el módulo de balasto siguiendo el procedimiento siguiente debido a Terzaghi: Método simplificado para el cálculo del módulo de balasto de una losa de cimentación rectangular a partir del ensayo de placa de carga de 30x30cm. Dada una losa rectangular y un coeficiente de balasto obtenido mediante ensayo de placa de carga de 30x30cm definimos: 

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b: ancho equivalente de la zapata (m). Es un parámetro que depende de la rigidez de la estructura, y de la rigidez de la cimentación. En el caso de losas un valor aproximado para b puede ser la luz media entre pilares. En el caso de estructuras de edificación tomar b como ancho de la losa conduce a módulos de balasto excesivamente bajos. l: lado mayor o longitud de la losa (m) ks,30: coeficiente de balasto obtenido en placa de 30x30cm (kN/m3). ks,cuadrada: coeficiente de balasto de la zapata cuadrada (kN/m3). ks,rectangular: coeficiente de balasto de la zapata rectangular (kN/m3).

Para el cálculo del coeficiente o módulo de balasto de la zapata rectangular será necesario primero calcular el de la cuadrada.El módulo de balasto de la zapata rectangular (l y b en m) en función del de la losa cuadrada se define por (Terzaghi 1955): ks, rectangular= (2/3) ks, cuadrado [ 1+ b /(2·l) ] donde ks, cuadrada se determina en función del tipo de suelo y del ensayo de placa de carga de 30x30: -Suelos cohesivos (arcillas): ks, cuadrado cohesivo= ks,30 [0,30 / b] -Suelos arenosos o granulares: ks, cuadrado arenoso= ks,30 [(b+0,30) / (2·b)]2 BIBLIOGRAFIA https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_balasto http://blogtecnico.coag.es/wp-content/uploads/2008/07/fe03.pdf https://www.pze.es/modelobalasto.php