33512 Pr+campo Sesión 05 Ensayos

7/24/2019 33512 Pr+campo Sesión 05 Ensayos

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Departamento:Ingeniería Civil

Unidad Docente:Ingeniería del

Terreno

Asignatura:Mecánica de suelos

y rocas

Sesión 5

Cimentaciones superficiales

SPT

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

1





Terreno


y rocas

Relación de ejercicios a resolver en clase:

• Sessió 1:

– Prop. elementals. Classificació sòls (1.1,

1.10 - Izquierdo)

– Flux en medis porosos (problema

examen 27/04/2013)

• Sessió 2:

– Xarxes de flux (2.2 Izquierdo)

– Fluïdització (sifonament) (2.12-

Izquierdo)

• Sessió 3:

– Consolidació I (3.1, 3,5 - Izquierdo)

– Consolidació II (3.2- Izquierdo)

• Sessió 4:

– Consolidació III (3.4- Izquierdo)

– Resistència al tall. Tensions al terreny

(4.3 – Izquierdo, prob. examen abril

2013)• Sessió 5:

– Assajos geotècnics in situ. (prob.examen de càrrega admissible segonsl’assaig SPT) + problema comodí

• Sessió 6:

– Grups 1,2,3,5,6 Obtenció de

paràmetres geomecànics al camp

• Sessió 1 (1 hora):

– Elasticitat: Tensions i deformacions

(5.6, 5.7 - Izquierdo)


– Elasticitat: Assentaments (problema

examen varis edificis)


– Fonamentacions superficials (Prob. ex.

cim. en roca)


– Fonamentacions superficials (Prob. ex.

zap.) I

• Sessió 5

– Gabinet de Mecànica de Roques (2

hores)

–

Resolució d’un exercici defonamentacions superficials (Prob. ex.

zap) II

– Problemes de repàs

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

2

Problemas y campo Problemas





Terreno


y rocas

Enunciado

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

3





Terreno


y rocas

GCOC. Seguridad frente al hundimiento (4.5)

• Presión o carga admisible = (Presión o carga de hundimiento)/F

• La guía de cimentaciones en obras de carretera (GCOC) contempla

el cálculo de la seguridad frente al hundimiento de unacimentación superficial según el tipo de terreno que apoya sobrela cimentación: – Suelos granulares (arenas). Se recomienda la comprobación según el

SPT (4.5.2)

– Rocas (4.5.3)

–

Suelos cohesivos: es recomendable la comprobación analíticamediante los cálculos analíticos descritos en 4.5.5

• Siempre es posible evaluar la seguridad frente al hundimiento: – basándose en otros ensayos de campo: presiómetros, penetrómetros

y ensayos de carga (4.5.4).

– Mediante la formulación analítica (4.5.5) si se dispone de losparámetros resistentes del modelo de Mohr-Coulomb (c,phi).

– Otros procedimientos descritos en la literatura técnica si el nivel deseguridad es igual o mayor al de la GCOC.

– Mediante la experiencia local (4.5.1)

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

4





Terreno


y rocas

a) Cálculo presión admisible cimentación

Guía de cimentaciones: 4.5.2. PRESIÓN ADMISIBLE EN ARENAS

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

5





Terreno


y rocas


06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

6





Terreno


y rocas


06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

7





Terreno


y rocas

a) Cálculo de fuerzas en la base de la cimentación

V=1775+3*3*1*25=2000kN

Hb=0Mb=100kN.m el=0.05m

Hl=0Ml=100kN.m el=0.05m

1.5B’=1.5*(3-0.05)=4.425m

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

8





Terreno


y rocas

Cálculos previos

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

9

1 . 5

B ’ = 4 . 4 2

5

En esta zona

necesitamos σv’ e Iv

A

A’

B’

B

C

C’

D

D’

E

z





Terreno


y rocas

Cálculos previos

Necesitamos calcular en determinados puntos losiguiente:

• A: σv y u para calcular la ley de presiones (accesorio)

• B: σv y u para calcular la ley de presiones (accesorio)

• B’: – σv,u y σv’ para calcular el factor de corrección de N

(apartado a)

• C: σv y u para calcular la ley de presiones (accesorio)

• C’: – σv,u y σv’ para calcular el factor de corrección de N

(apartado a)

• D: σv y u para calcular la ley de presiones (accesorio)

• D’: – σv,u y σv’ para calcular el factor de corrección de N

(apartado a)

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Cimentaciones

superficiales

10





Terreno


y rocas

Cálculos previos

Como hay un flujo ascendente del techo de las calizas a la superficie delterreno, calcularemos las presiones intersticiales y con ello las tensionesefectivas. Es necesario para calcular N60 e Iv.

= = = = = .

=

= 2 + 1 . 5 + 1 . 7 + 2

2

10− +

1.5

10− +

1.7

10− +

2

2 ∗ 1 0−

= 3.65 ∗ 10−

= ∆ℎ

=

1.44

2 + 1 . 5 + 1 . 7 + 2 = 0.2

=

= 3.65 ∗ 10− ∗ 0.2

10−

= 7.31 ∗ 10−

= 3.65 ∗ 10− ∗ 0.2

10− = 7.31 ∗ 10−

= 3.65 ∗ 10− ∗ 0.2

10− = 0.731

= 3.65 ∗ 10− ∗ 0.2

2 ∗ 1 0− = 0.03655

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

11





Terreno


y rocas

Cálculos previos

Cálculo de las presiones intersticiales en los puntos del ensayo del SPT (para cálculo deefectivas y corrección de N), y en los techos de los estratos para el cálculo de la ley depresiones (accesorio).

≤ ≤

ℎ =

= ℎ + ∆ℎ = 0 + 1 ∗ = 0.00731 ∗

= 0.00731 ∗ + ∗ = 10.0731

2

= 20.1462

2′ = 10.07

2

≤ ≤ . ( )

ℎ =

= 2.015 2 = 0.0146

ℎ =

= ℎ + ∆ℎ = 0.0146 + 0.0731 ∗ ( 2)

= 0.0146 + 0.0731 ∗ + 0.1462 ∗ = 10.731 1.316

2

= 36.2425

2

′ = 28.19

2

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

12





Terreno


y rocas

Cálculos previos

. ≤ ≤ . ( )

ℎ =

= 3.62425 3.5 = 0.124

ℎ =

= ℎ + ∆ℎ = 0.12425 + 0.731 ∗ ( 3.5)

= 0.12425 + 0.731 ∗ + 2.558 ∗ = 17.31 24.34

2

= 65.67

2′ = 36.54

2

. ≤ ≤ . ( )

ℎ =

= 6.57 5.2 = 1.367

ℎ =

= ℎ + ∆ℎ = 1.367 + 0.0365 ∗ ( 5.2)

= 1.367 + 0.0365 ∗ + 0.1898 ∗ = 10.365 11.77

2

= 86.4

2

→ , !

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

13

D t t





Terreno


y rocas

Cálculos previos

Puesto que tenemos un flujo vertical ascendente, necesitamoscalcular Iv para el factor de reducción fl.

Iv es el gradiente en la zona de afección de la zapata, luegocalcularemos el gradiente en B’ – E

ℎ′ =

′ = 5.096 4.35 = 0.746

ℎ = 0

= ∆ℎ

= 0.7464.35

= 0.17 < 0.2

Puesto que el gradiente en la zona de afección no es mayor que0,2 se pueden aplicar las fórmulas de la GCOC

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

14

D t t





Terreno


y rocas

Cálculos previos

Calculamos las tensiones verticales totales en los techos de los estratos y lastensiones verticales efectivas en los puntos de ensayo del SPT para lacorrección de N

= 2 ∗ 19.5 + 1.5 ∗ 21 + 1.7 ∗ 20 + 2 ∗ 20.5 = 145.5

2

= 2 + 1.4 + 1.5 + 2 + 1.44 ∗ 10 = 86.4

2

= 2 ∗ 19.5 + 1.5 ∗ 21 + 1.7 ∗ 20 = 104.5

2

= 65.67

2

= 2 ∗ 19.5 + 1.5 ∗ 21 + 0.85 ∗ 20 = 87.5

2

= 50.96

2

′ = 87.5 65.67 = 36.54

2

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

15

Departamento





Terreno


y rocas

Cálculos previos

= 2 ∗ 19.5 + 1.5 ∗ 21 = 70.5

2

= 36.2425 2

= 19.5 ∗ 2 + 21 ∗ 0.75 = 54.75

2

= 28.19

2

′ = 54.75 28.19 = 26.56 2

= 2 ∗ 19.5 = 39

2

= 20.1462

2 = 19.5 ∗ 1 = 19.5

2

= 10.07

2

′ = 19.5 10.07 = 9.43

206/05/2015

Cimentaciones

superficiales

16

Departamento:





Terreno


y rocas

Cálculos previos

punto z m σ kN/m2 u kN/m2 σ' kN/m2

E 7.2 0 0

D' 6.2 19.5 10.07 9.43

D 5.2 39 20.1462

C' 4.45 54.75 28.19 26.56

C 3.7 70.5 36.2425

B' 2.85 87.5 50.96 36.54

B 2 104.5 65.67

A 0 145.5 86.4

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

17

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100 120 140

σ kN/m2

u kN/m2

σ' kN/m2

Departamento:





Terreno


y rocas

a) Cálculo presión admisible

= + 0.3

′

= 2.9 + 0.3

2.9

= 1.22 ≤ 1.5

= 1 +

3′ = 1 +

0

3′ = 1 ≤ 1.5

= + 0.25′

1.25′ =

2.9 + 0.25 ∗ 2.9

1.25 ∗ 2.9 = 1

= 1 ∗

= 1 0.17 ∗

10

19.5 10 = 0.82 ≤ 1

= 1 + 0.6 ∗ℎ

= 1 + 0.6 ∗

0

= 1 ≤ 1.8

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

18

Departamento:





Terreno


y rocas

a) Cálculo presión admisible

• = 1 + − ∗(−)

−

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Cimentaciones

superficiales

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punto z m σ' kN/m2 f1 σ'1 f2 σ'2 f N N60=N.f l N60*l

D' 6.2 9.43 2 0 1.5 25 1.81 25 45.25 2 90.5

C' 4.45 26.56 2 25 1.2 50 1.48 40 59.2 1.5 88.8

B' 2.85 36.54 2 25 1.2 50 1.36 30 40.8 0.85 34.68suma 4.35 213.98

N60 49.1908

= 4 ∗ 49.19 ∗ 1.22 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0.82 ∗ 1 = 196.84

=

′ =

2000

2.92 = 237.81

kN

m2

>

No cumple

Departamento:





Terreno


y rocas

b) Cálculo en condiciones hidrostáticas

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Cimentaciones

superficiales

20

Departamento:





Terreno


y rocas

c) Análisis de inestabilidades

06/05/2015

Cimentaciones

superficiales

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Documents

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