• Author / Uploaded
• Juan Diego Rojas Escobar

Citation preview

UNIVERSIDAD NACIONAL D E COLOMBIA F A C U L T A D D E INGENIERÍA P R O G R A M A C U R R I C U L A R D E INGENIERÍA C I V I L U N I D A D ACADÉMICA D E G E O T E C N I A G E O T E C N I A - G R U P O 3, 2018-1

T A L L E R 2 - CIMIENTOS SUPERFICIALES

1. Una columna perteneciente a u nsistema estructural sismo-resistente aporticado, transmitirá a l s u e l o d e cimentación u n a c a r g a d e s e r v i c i o d e 1 5 0 0 k N y u n m o m e n t o d e 4 5 0 k N - m , e n u n a s o l a dirección. E l s u e l o , c o n f o r m a d o p o r u n a s e c u e n c i a d e a r e n a s l i m o s a s , p r e s e n t a l a s s i g u i e n t e s características geomecánicas: ángulo d e r e s i s t e n c i a a l c o r t e p r o m e d i o - 30°, cohesión e f e c t i v a : 1 5 k P a , p e s o u n i t a r i o s a t u r a d o : 1 8 k N / m ^ , p e s o u n i t a r i o s e c o 1 3 . 5 k N / m ^ . E l n i v e l freático s e l o c a l i z a a 1.00 m bajo la superficie del t e r r e n o . S e busca asignar dimensiones q u e cumplan c o n la capacidad d e carga a u n cimiento c o n relaciones B/L d e 1 , 0.5 y 0.75, a p o y a d o a 1.20m d e profundidad bajo la superficie del t e r r e n o . P a r a l o a n t e r i o r , d e t e r m i n e : a. L a s d i m e n s i o n e s del c i m i e n t o q u e c u m p l a n u n factor d e s e g u r i d a d indirecto dé 3 . 0 , y u n f a c t o r d e s e g u r i d a d di_recto d e 1 . 5 . b. L a s d i m e n s i o n e s d e l c i m i e n t o p a r a l o s m i s m o s f a c t o r e s d e s e g u r i d a d d e l punto a, considerando la excentricidad c a u s a d a por el m o m e n t o . 2. U n a instalación i n d u s t r i a l será e m p l e a d a p a r a a l m a c e n a r c o n t e n e d o r e s e n cercanías d e u n p u e r t o s o b r e e l m a r c a r i b e . L a s c o l u m n a s d e l a s b o d e g a s d e a l m a c e n a m i e n t o serán s o p o r t a d a s e m p l e a n d o c i m i e n t o s s u p e r f i c i a l e s c o n l a s d i m e n s i o n e s m o s t r a d a s e n l a f i g u r a 2 . 1 . E l s u b s u e l o d e l s i t i o d e l p r o y e c t o está c o n f o r m a d o p o r s e c u e n c i a s d e a r e n a s , e n l a f i g u r a 2 . 2 . , s e p r e s e n t a l a variación d e l número d e g o l p e s p o r p i e , e n c a m p o , d e l e n s a y o d e penetración estándar ( S P T ) . L o s ángulos d e r e s i s t e n c i a d e l o s m a t e r i a l e s o b t e n i d o s a p a r t i r d e l e n s a y o d e c o r t e directo, s e presenta e n lafigura 2.3., y e n la figura 2.4, s e presentan los e n s a y o s d e

caracterización g e o t e c n i c a más i m p o r t a n t e s p a r a l o s m a t e r i a l e s d e l s u b s u e l o d e l s i t i o d e l p r o y e c t o . L a relación d e p o i s s o n p r o m e d i o , e s 0 . 3 5 e n l o s m a t e r i a l e s d e cimentación. A p a r t i r d e l a información p r e s e n t a d a , d e t e r m i n e :

j:

a . L a c a p a c i d a d p o r t a n t e última d e l a cimentación, e m p l e a n d o l o s métodos vistos e n clase y otras propuestas presentadas e n las referencias del curso e m p l e a n d o los resultados del S P T . b. C a l c u l e e l f a c t o r d e s e g u r i d a d i n d i r e c t o e x i s t e n t e p a r a c a r g a s d e 2 0 0 0 K N actuando en cada apoyo. c. ¿Cómo s e modificarían l a s d i m e n s i o n e s d e l o s c i m i e n t o s s i actúan m o m e n t o s d e 5 0 0 K N - m d e b i d o s a c a r g a s l a t e r a l e s a c t u a n d o a n i v e l d e cimentación? d. D e t e r m i n e e l c a m b i o e n las d i m e n s i o n e s d e los c i m i e n t o s aislados s i l a s cargas verticales d e servicio a u m e n t a n a 3 0 0 0 K N , 4000 K N y 5000 K N , conservando la m i s m a profundidad d e apoyo y u n factor d e seguridad indirecto de 3 . e. D e t e r m i n e e l c a m b i o e n las d i m e n s i o n e s d e los c i m i e n t o s aislados s i l a s cargas verticales de servicio a u m e n t a n a 3 0 0 0 K N , 4000 K N y 5000 K N , para profundidades d ea p o y o d e 1 m , y 2 m , con un factor de seguridad indirecto d e 3. f. D e t e r m i n e e l c a m b i o e n l a s d i m e n s i o n e s d e l o s c i m i e n t o s a i s l a d o s s i l a c a r g a d e s e r v i c i o d e 2 0 0 0 K N l l e g a i n c l i n a d a a l a cimentación u n ángulo d e 1 0 g r a d o s c o n respecto a la vertical, c o n u n factor de seguridad indirecto d e 3 . g. R e s u e l v a el p r o b l e m a a s u m i e n d o q u e el nivel d e a g u a libre s e e n c u e n t r a e n las siguientes posiciones: superficie del terreno, 1 m bajo la superficie d e l t e r r e n o , 2 m b a j o la superficie del t e r r e n o . h . R e s u e l v a l o s p u n t o s d - g , e m p l e a n d o u n f a c t o r d e s e g u r i d a d básico d e 1 . 5 y compare l o s resultados obtenidos aplicando el factor d e seguridad indirecto.

..iOOkNm

500 kN

2000kNj_

XI a 2000 M O k N

^ ^ .^

1.5 m

1.5m

20 m

^ ^

20 m

3m

F i g u r a 2 . 1 . P l a n t a d e cimentación s i m p l i f i c a d a ( a d a p t a d a d e W h i t t i e , 2 0 0 3 ) .

• | i ^^^^^^ ^ ^ ^ ^ ^ H

••tliiiiíii^Bi'

Figura 2.2. R e s u l t a d o s de los e n s a y o s S P T y C P T . C P T qc corresponde al a r e s i s t e n c i a e n p u n t a d e l c o n o , C P T f e c o r r e s p o n d e a l a r e s i s t e n c i a p o r fricción d e l cono.

F i g u r a 2 . 3 . Ángulos d e r e s i s t e n c i a a l c o r t e d e d u c i d o s d e e n s a y o s d e c o r t e d i r e c t o , ( p c v c o r r e s p o n d e a l ángulo d e r e s i s t e n c i a e n l a condición d e e s t a d o crítico (adaptada de Whittie, 2003).