g Cimentacion

Manual de la Aplicación Informática

5

EJEMPLOS

5.1

EJEMPLO 1: ZAPATAS. EDIFICIO DE VIVIENDAS DE PB, 2 PLANTAS y ÁTICO

5.1.1 5.1 .1

Datos Da tos del Edific io

Se trata de un bloque de viviendas que constará de 4 plantas: Planta baja, 2 alturas y ático. SOLAR

MEDIANERA

MEDIANERA

SITUACIÓN. E: 1/200

PLANO DE SITUACIÓN El solar ocupa una superficie de unos 320 m 2. El edificio a construir tiene forma rectangular de dimensiones 11×19,23 m (211,53 m 2), y no ocupará todo el solar. Una de las fachadas es medianera con otro edificio y otra da a la calle. Las zapatas se proyectarán cuadradas en general, excepto las de medianera y calle que serán rectangulares rectangulares con una relación de lados 2:1. Se adjunta un primer plano acotado donde se indica la disposición de pilares así como la posición del punto de investigación (sondeo) y un segundo plano con los axiles sin mayorar en la base de cada soporte.

19.23 4.95

4.53

5.85

3.60

0 3. 5

9.50 1 1

SONDEO

. m 0 .5 5

PLANO DE COTAS

0 .3 5

0 .0

Guía de Cimentación de Edificios

P3 / 31Tn

P6 / 54Tn

P9 / 67Tn

P12 / 64Tn

P15 / 21Tn

P2 / 63Tn

P5 / 112Tn

P8 / 129Tn

P11 / 115Tn

P14 / 34Tn

P1 / 30Tn

P4 / 59Tn

P7 / 62Tn

P10 / 60Tn

P13 / 20Tn

PLANO DE CARGAS 5.1.2

Datos del suelo

Para el reconocimiento del subsuelo se ha realizado un sondeo en el centro del solar hasta 10 m de profundidad con toma de muestras cada 2 m. Se adjunta, la memoria del mismo.

MEMORIA DEL SONDEO Además de la memoria, se adjuntan los diagramas en profundidad del sondeo. En estos diagramas están los datos obtenidos en campo y en laboratorio, representados en función de la profundidad. En el primero de ellos se dan los valores de la resistencia en kg/cm 2. La resistencia a compresión simple (Qc) está puesta directamente, los golpeos del ensayo de normal de penetración dinámica (N SPT) se han dividido por 4 y los golpeos de las muestras gruesas (N MGR) se han dividido por 8. En el segundo se representa la humedad relacionada con los límites de Atterberg, lo que da un índice del comportamiento del terreno: Sólido, plástico o líquido. El último presenta un aspecto visual de la distribución de granos en los distintos suelos, diferenciando únicamente entre grava, arena y finos.

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DIAGRAMAS EN PROFUNDIDAD DEL SONDEO

Con estos datos se rellenarán los impresos de zapatas que se presentan a continuación.

Guía de Cimentación de Edificios

DATOS DE PROYECTO

PROF. MEDIA EXCAVACIÓN SÓTANOS ZX(m)=

0,00

COTA DE CIMENTACION D (m) =

1,00

SUPERFICIE OCUPADA EN PLANTA AS (m2) =

211,53

Nº PLANTAS MAYOR = 4

ASIENTO MÁXIMO ADMISIBLE (cm) = 5 ASIENTO DIFERENCIAL ADMISIBLE = L/ 500 COORDENADAS DIMENSIONES DE PROF. EXC. EJEMPLO1:ZAPATAS PILAR (m) LOS PILARES (cm) SOTANO (m)

i

Xi

Yi

loxi

loyi

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15

0,00 0,00 0,00 4,95 4,95 4,95 9,48 9,48 9,48 15,33 15,33 15,33 18,93 18,93 18,93

0,00 5,30 10,60 0,00 5,30 10,60 0,00 5,30 10,60 0,00 5,30 10,60 0,00 5,30 10,60

30 30 30 40 40 40 40 30 40 30 30 30 30 30 30

40 40 40 30 30 30 30 40 30 40 40 40 40 40 40

Zxi 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

∑Qi = QT (KN) =

TIPO DE CIMENTACIÓN ELEGIDO: ZAPATAS

Nº PLANTAS MENOR = 4 AXIL (KN) Qi

CORTANTES (KN) Vxi

Vyi

MOMENTOS (mKN) Mxi

Myi

300,00 630,00 310,00 590,00 1.120,00 540,00 620,00 1.290,00 670,00 600,00 1.150,00 640,00 200,00 340,00 210,00

9.210,00

σM1 = QT / AS (KN/m²) = 43,54

AREA ENTRE PILARES CON MAYORES CARGAS Y MENOS SÓTANOS

2

A'S (m ) =

CARGA TOTAL DE PILARES CON MAYORES CARGAS Y MENOS SÓTANOS Q'T (KN) =

σM2 = Q'T / A'S (KN/m²) = σM (KN/m²) = Máx(σM1, σM2) =

DATOS DE ENTORNO MEDIANERAS: SI

OTROS :

  Bueno ESTADO: Zapatas TIPO DE CIMENTACIÓN: PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: No se conoce

 

43,54

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DATOS DEL SUELO SITUACIÓN NIVEL FREÁTICO (m) = TIPO DE SUELO EN CAPA DE CIMENTACIÓN: COHESIVO

PUNTO DE INVESTIGACIÓN = TIPO DE INVESTIGACIÓN:

1 COORDENADAS (m) X =   9,50 Y =   5,50

S

RESISTENCIA COMPRESIÓN SIMPLE EN CAPA DE CIMENTACIÓN qcj (KN/m²) = 200,00 PESO ÁNG. DE TIPO PROFU. ESPESOR COEF. DE MÓDULO DE ROZAM. COHESIÓN ESPECÍFICO DE ELASTICIDAD (m) (m) POISSON (KN/m³) INTERNO (KN/m²) SUELO (KN/m²)

C C I C C

0,00 0,50 2,50 5,00 7,50

Ez

Hz

γ  γz 

 ν ν

0,5 2 2,5 2,5 2,5

22,50 17,50 17,50 20,30 20,30

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

Z (m) =

10,00

φz (º)

6.400 0 8.800 30,33 14.400 32.000

  Cz

NSPT

TENSIÓN INDICE DE INDICE DE INDICE DE DE HUECOS COMPRES. RECOMPR. PRECONS.

golpes

e0z

Ccz

CDz

σp

100,00 179,00 179,00

PROFUNDIDAD DE INVESTIGACIÓN

CAPAS RESULTANTES

CAPA

TIPO PROF. ESPESOR PESO COEF. DE MÓDULO ÁNG. DE COHESIÓN DE ESPECÍFICO POISSON ELASTICID. ROZAM. (KN/m²) (m) (m) (KN/m²) INTERNO SUELO (KN/m³)

z 1 2 -1 -2 -3 -4

γ  γz 

 ν ν

Ez

φz (º)

Cz

22,5 17,5 17,5 17,5 20,3 20,3

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

6400 6400 8800 14400 32000

0 0 30,33

100 100

Hz C C C I C C

0 0,5 1 2,5 5 7,5

Z max =

0,5 0,5 1,5 2,5 2,5 2,5

10

m

179 179

NSPT golpes

INDICE INDICE DE INDICE TENSIÓN DE DE DE HUECOS COMPRES RECOMP. PRECONS.

e0z

Ccz

CDz

σp

Guía de Cimentación de Edificios

RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE EN CAPA DE CIMENTACIÓN qci (KN/m²) = γ  PESO ESPECÍFICO DEL TERRENO EXCAVADO PARA SÓTANOS γx  i (KN/m³) = 200,00 TENSIÓN PROVISIONAL EN EL SUELO σs (KN/m²) = 0,22 RELACIÓN COMPENSADA DE TENSIONES r= TENSIÓN EFECTIVA q0i (KN/m²) = 20,00

200,00

MODULO DE ELASTICIDAD DESDE COTA CIMENTACIÓN HASTA PROFUNDIDAD COMÚN (KN/m²) Máximo Emáx = 11.685,25   Mínimo Emín = 11.685,25 Para todo el solar Ei= 11.685,25

PARÁMETROS GEÓTECNICOS EN LA CAPA DE CIMENTACIÓN PESO ESPECÍFICO γγ 2  i (KN/m³) = ÁNGULO DE ROZAMIENTO INTERNO Φ i ( º ) = COHESIÓN DEL SUELO C i (KN/m²) =

17,50 0,00 100,00

DIMENSIONADO DE LAS ZAPATAS CARGAS TENSIÓN DE DIMENSIONES DIMENSIONES TIPO DE RELACIÓN SOPORTE ZAPATA DE LADOS SOBRE MÓDULO DE CÁLCULO PROVISIONALES   MÍNIMAS ZAPATAS ELASTICIDAD PROVISIONAL (m) (m)

i 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10-13 11 12 14 15

RMX C C RMX C C RMX C C CMX C C RMY RMY

2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 2,00

Ei (KN/m2) qcpi (KN/m2) Lxi

∑Qi

λi

300,00 630,00 310,00 590,00 1.120,00 540,00 620,00 1.290,00 670,00 800,00 1.150,00 640,00 340,00 210,00

11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25 11.685,25

208,47 225,60 225,60 208,47 225,60 225,60 208,47 225,60 225,60 208,47 225,60 225,60 208,47 208,47

2,08 1,67 1,17 2,91 2,23 1,55 2,99 2,39 1,72 4,30 2,26 1,68 1,11 0,87

Lyi 1,04 1,67 1,17 1,46 2,23 1,55 1,49 2,39 1,72 2,15 2,26 1,68 2,21 1,74

DIMENSIONES DE ZAPATAS (m)

Lyi min 0,80 0,80 0,80 0,90 0,90 0,90 0,90 0,80 0,90 4,15 0,80 0,80 0,80 0,80

0,90 0,90 0,90 0,80 0,80 0,80 0,80 0,90 0,80 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90

Lxi

Lyi

2,08 1,67 1,17 2,91 2,23 1,55 2,99 2,39 1,72 4,30 2,26 1,68 1,11 0,87

1,04 1,67 1,17 1,46 2,23 1,55 1,49 2,39 1,72 2,15 2,26 1,68 2,21 1,74

CARGAS TENSIÓN INIC TENSIÓN INIC TENSIÓN DE TIPO RELAC SOBRE POR LIMIT. POR LIMIT. CÁLCULO DIMENSIONES ASIENTO ASIENTO TENSIÓN DE DIMENSIONES DE ZAPATAS INICIAL MÁXIMO CÁLCULO REDONDEADAS SOPORTE DE ZAP DE ZAPATAS DE TENSIÓN DE ASIENTO INICIAL (m) (cm) (cm) FINAL PROV. DE ZAPATAS ATA LADOS (KN) (KN/m²) MÁX. (KN/m²) (KN/m²) (KN/m²) (m)

i 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10-13 11 12 14 15

λi RMX C C RMX C C RMX C C CMX C C RMY RMY

∑Qi

2,00 300,00 1,00 630,00 1,00 310,00 2,00 590,00 1,00 1.120,00 1,00 540,00 2,00 620,00 1,00 1.290,00 1,00 670,00 2,00 800,00 1,00 1.150,00 1,00 640,00 2,00 340,00 2,00 210,00

qTINi 208,47 225,60 225,60 208,47 225,60 225,60 208,47 225,60 225,60 129,80 225,60 225,60 208,47 208,47

qSINi 390,30 519,76 1.056,30 198,46 292,37 606,39 188,86 253,84 488,73 146,36 284,74 511,64 344,39 557,58

qCINi Lxi 208,47 225,60 225,60 198,46 225,60 225,60 188,86 225,60 225,60 129,80 225,60 225,60 208,47 208,47

2,08 1,67 1,17 2,99 2,23 1,55 3,14 2,39 1,72 4,30 2,26 1,68 1,11 0,87

Lyi

sINi

si

qcfpi

1,04 1,67 1,17 1,49 2,23 1,55 1,57 2,39 1,72 2,15 2,26 1,68 2,21 1,74

3,65 3,29 2,31 5,00 4,39 3,05 5,00 4,71 3,40 4,71 4,45 3,32 3,89 3,06

3,65 3,29 2,31 4,64 3,76 3,05 5,00 4,44 3,40 4,71 4,34 3,32 3,89 3,06

208,47 225,60 225,60 171,22 165,43 225,60 188,86 200,54 225,60 129,80 214,40 225,60 208,47 208,47

Lxi

Lyi

2,10 1,70 1,20 3,25 2,60 1,55 3,15 2,55 1,75 4,30 2,35 1,70 1,15 0,90

1,05 1,70 1,20 1,65 2,60 1,55 1,60 2,55 1,75 2,15 2,35 1,70 2,25 1,75

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TENSIÓN TENSIÓN TIPO DE RELACIÓN ADMISIBLE SOPORTE ZAPATA DE LADOS MEDIA POR ROTURA (KN/m²) (KN/m²)

i 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10-13 11 12 14 15

λi RMX C C RMX C C RMX C C CMX C C RMY RMY

2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 2,00

σmed

qAi

230,97 248,10 248,10 193,72 187,93 248,10 211,36 223,04 248,10 152,30 236,90 248,10 230,97 230,97

254,12 260,40 271,07 241,46 249,63 263,10 242,30 250,06 259,58 234,58 251,93 260,40 251,87 259,36

σmed ≤ qAi

ORIENTACIÓN EXCENTRICIDAD DEL CUMPLE CUMPLE AXIL RESPECTO AL TENSIÓN TENSIÓN DE CENTRO DE GRAVEDAD MEDIANERA MÁXIMA MÍNIMA DE ZAPATA(cm)

ex

SI/NO

SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI

X

X

X

X

Y Y

ey

SI/NO SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI

SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI

RESULTADOS ESQUEMA DE LA CIMENTACIÓN

La solución de cimentación propuesta deberá ser analizada por un técnico y completada mediante el estudio de la interacción suelo - cimentación - estructura.

Guía de Cimentación de Edificios

SOPORTE TIPO DE  ZAPATA

i 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10-13 11 12 14 15

RMX C C RMX C C RMX C C CMX C C RMY RMY

RELACIÓN DE LADOS

DIMENSIONES FINALES DE ZAPATAS (m)

λi

Lxi

Lyi

2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 2,00 2,00

2,10 1,70 1,20 3,25 2,60 1,55 3,15 2,55 1,75 4,30 2,35 1,70 1,15 0,90

1,05 1,70 1,20 1,65 2,60 1,55 1,60 2,55 1,75 2,15 2,35 1,70 2,25 1,75

La superficie total de cimentación por zapatas representa el 27 % de la superficie del solar

La solución de cimentación propuesta: SI cumple las condiciones de tensión. SI cumple las limitaciones de asiento máximo y asiento diferencial admisible.

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MEMORIA 1. MEMORIA DESCRIPTIVA

1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO  Siguiendo las indicaciones del CTE y de la Guía de Estudios Geotécnicos (GEG) se ha planificado un estudio geotécnico cuyos resultados se adjuntan en el Anejo 1 de la Memoria. Del contenido del Informe Geotécnico así como de los criterios definidos en la Guía de Cimentación de Edificios, se deduce que el terreno sobre el que se sitúa el edificio es uniforme en todo el solar, por lo que se han asignado los mismos parámetros geotécnicos a todas las bases de soportes. El terreno es sensiblemente horizontal (admitiéndose pendientes de hasta un 10%), no presenta problemas especiales (arcillas expansivas, suelos colapsables, suelos muy blandos, etc.) ni tampoco riesgos de estabilidad global (por no estar situado el edificio en laderas o próximo a la coronación de taludes o excavaciones) por lo que es aplicable la GCE para la definición de la solución de cimentación adecuada. La cimentación proyectada es una cimentación directa m ediante zapatas a 1,00 m. de profundidad en una capa de suelo cohesivo. Se han tenido en cuenta las recomendaciones que indica la Norma de Construcción Sismorresistente vigente en lo referente al atado de las zapatas entre sí. No se ha detectado el nivel freático.

Se describirá, a continuación, todos aquellos aspectos reflejados en el Informe Geotécnico, que sean relevantes para la definición de la cimentación, como por ejemplo: agresividad del terreno y de las aguas, problemas en la excavación de sótanos, interacción con edificios próximos, etc., tomando la información del propio Informe Geotécnico.

Guía de Cimentación de Edificios

2. MEMORIA CONSTRUCTIVA

2.1. SUSTENTACIÓN DEL EDIFICIO Del Informe Geotécnico se ha obtenido la relación de capas que constituyen el terreno sobre el que se sitúa el edificio, caracterizadas por su espesor, peso específico, coeficiente de Poisson y por otros parámetros geotécnicos o magnitudes deducidas directamente de los ensayos efectuados (de clasificación, resistencia y deformación). El Informe Geotécnico ha proporcionado, asímismo, los diagramas continuos de las penetraciones así como una previsión inicial del tipo de cimentación y de la profundidad del plano de apoyo de la misma. Antes de efectuar el cálculo de la cimentación, con todos los datos disponibles del edificio, se ha verificado esta previsión inicial comparando la tensión máxima transmitida por el edificio con la tensión provisional en el suelo (suma de la resistencia a la compresión simple en el plano de apoyo y la tensión por descarga del sótano). Por otra parte, dado que los resultados mencionados corresponden a los puntos investigados en el Estudio Geotécnico, se ha comprobado la uniformidad del terreno, basándose en los criterios establecidos en la GCE, llegando a la conclusión indicada en el capítulo 1.3 de esta memoria. El valor del módulo de elasticidad en cada capa se ha obtenido mediante correlaciones con los datos proporcionados por el Estudio Geotécnico (resistencia estática, resistencia dinámica, número de golpes del ensayo de penetración estándar, resistencia a la compresión simple, etc.) Además del módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson y del peso específico se ha determinado, en cada capa, los valores de los parámetros geotécnicos siguientes: •

En las capas de suelo incoherente (gravas, arenas y gravas, arenas arcillosas y limosas con menos de un 35% de arcillas), el ángulo de rozamiento interno. Éste se deduce directamente de los ensayos efectuados (corte directo o triaxiales) o mediante correlaciones con el número de golpes del ensayo de penetración estándar.

En las capas de suelo cohesivo, la cohesión. Ésta se deduce directamente de los ensayos efectuados. Se ha adoptado el criterio a corto plazo, sin drenaje, por ser el más restrictivo en este caso, tomando el valor de la cohesión sin drenaje. Para las capas de arcillas blandas o muy blandas se necesita el índice de huecos inicial y el índice de compresión deducidos directamente de los ensayos edométricos, así como el índice de recompresión y la presión de preconsolidación si las arcillas son sobreconsolidadas. En las capas de roca los parámetros que las caracterizan (apertura, rugosidad, etc) siguiendo las indicaciones del CTE (apartado 3.2.5 del DB SE-C). Para garantizar la seguridad estructural de los elementos de cimentación en relación con el terreno y efectuar las comprobaciones de capacidad portante (resistencia y estabilidad) y aptitud al servicio que establece el CTE y la GCE, se han considerado las combinaciones de carga más desfavorables para cada situación de dimensionado. Las verificaciones de los Estados Límite Últimos y de los Estados Límite de Servicio se han basando en el formato de los coeficientes parciales, según se indica en al apartado 2.4 del documento DB SE-C •

•

Tal y como se ha indicado en el apartado 1.3 de esta memoria se ha proyectado una cimentación directa mediante zapatas. No hay problemas de estabilidad global por no estar situado el edificio en laderas o próximo a la coronación de taludes. Las dimensiones en planta de las zapatas se han obtenido con una tensión de cálculo diferente para cada zapata que garantiza que no se supera la presión admisible por rotura del terreno y, al mismo tiempo, que los asientos no superan el valor máximo admisible establecido, controlando, asímismo, el asiento diferencial máximo admisible entre todas las zapatas establecido en términos de distorsión angular. Se han respetado las limitaciones geométricas que establece la GCE. La presión admisible se ha definido a partir de la expresión analítica básica de la presión de hundimiento válida para suelos incoherentes y cohesivos (ver CTE y GCE), en cuya formulación intervienen la cohesión, la presión vertical al nivel de la cimentación, las dimensiones de la zapata, el peso específico del terreno situado por debajo del nivel de cimentación, los factores de capacidad portante y los coeficientes correctores (factores de forma, etc.), teniendo en cuenta, si ha lugar, la influencia de la presencia de capas blandas por debajo de la capa de cimentación. Los asientos se han calculado con métodos elásticos aplicables tanto para suelos incoherentes como para arcillas medias y duras. El anejo 2 de esta memoria contiene un resumen de los resultados descritos en este apartado.

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3. CUMPLIMIENTO DEL CTE

3.1. SEGURIDAD ESTRUCTURAL CIMENTACIÓN La solución de cimentación adoptada cumple las exigencias básicas de seguridad estructural (SE): exigencia básica SE1 (resistencia y estabilidad) y exigencia básica SE2 (aptitud al servicio) establecidas en el artículo 10 de la Parte I del CTE. ANEJOS A LA MEMORIA

1.- INFORME GEOTÉCNICO Adjuntar el informe elaborado por el técnico competente 

2.- RESULTADOS DEL CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN Adjuntar el resumen de los resultados de cálculo obtenidos con el programa de la Guía de Cimentación.