Ejemplo De Cimentacion Mixta

EJEMPLO DE DISEÑO DE UNA CIMENTACIÓN MIXTA Objetivo: Este ejemplo muestra la aplicación de los conceptos antes explicados, al diseño de una cimentación parcialmente compensada complementada por un grupo de pilotes de fricción, la cual es una solución empleada frecuentemente en el Valle de México.

Se propone construir un edificio para oficinas en el área de suelos lacustres de la ciudad deMéxico. Consiste de una estructura simétrica, de marcos de concreto reforzado, con nueve niveles sobre el de la banqueta, y un cajón de cimentación desplantado a 6 m bajo la superficie del terreno, complementado por un grupo de pilotes de fricción, de sección cuadrada con 0.4 m por lado y longitud L = 22 m. Las dimensiones generales de la estructura son las siguientes: Área de la cimentación: LongitudAncho Profundidad al desplante Altura de la estructura sobre el desplante. Centro de gravedad A = 40 m B = 25 m Df = 6 m Ht = 38 m Hg = 17 m

Estratigrafía y propiedades de los suelos (Zona III) La figura siguiente muestra un esquema del perfil de los suelos del sitio y los valores medios de sus propiedades mecánicas, así como un corte transversal del cajón de cimentación y una planta de lacimentación con la distribución de los ejes de columnas. Cargas que actúan en la cimentación: Estructura + carga viva máxima Peso de tierra excavada Carga neta en pilotes Presión neta media Momento sísmico en X Momento sismico en Y Excentricidad Pe = 13,800 ton Pt = γDfBA = 1.5x6x25x40 = 9,000 ton Pn = Pe – Pt = 13,800 -9,000 = 4,800 ton 2 pn = Pn / BA = 4,800 / 25 x 40 = 4.8 ton / m Msx = 23,460ton-m Msy = 0.3 Msx = 0.3 x 23, 460 = 7,038 ton-m e=0

Revisión de la cimentación sin pilotes de fricción: Capacidad de carga del cajón, sin pilotes: Para cimentaciones compensadas:

qadm 

qúlt cu Nc 4.8 x6.06    7.27ton / m 2  pn  4.8ton / m 2 FS FS 4

Df  B 6  25    Nc  5.141  0.2 1  0.2   5.141  0.2 1  0.2   6.06 B  L 25  40   
CIMENTACIÓN ADECUADA PORCAPACIDAD DE CARGA

Asentamiento del cajón sin pilotes: Considerando que la expansión del fondo de la excavación sea controlada y mantenida en un valor despreciable, el asentamiento del cajón será generado solamente por la presión neta pn. Este asentamiento del cajón rígido se calcula con: Asentamiento inmediato Asentamiento diferido

i 

1  p m BF Eu
2
2

 d  mv pm BF
mv = 0.18cm /kg

ν = 0.5 para arcillas saturadas 2 Eu = 35 kg/cm 2 2 pm = 4.8 ton/m = 0.48 kg/cm B = 2500 cm F = 0.75 (factor de forma para cimentación rígida con Z/B = 36 / 25 = 1.4 y L / B = 40 / 25 =1.6 )

i 

1  0.5 2 0.48 x2500 x0.75  19.3cm 35

 d  0.18x0.48x2500 x0.75  162.cm

Asentamiento total: ρt =ρi +ρd = 19.3 +162 = 181.3 cm El asentamiento del cajón sin pilotes no esadmisible; por tanto, se requieren pilotes de fricción para reducirlo a un valor tolerable. Puesto que el asentamiento del cajón sin pilotes es causado por la presión neta, el conjunto de pilotes de fricción que se instale para reducirlo a límites tolerables deberá ser capaz de soportar la presión neta pn, y de transmitirla y distribuirla a estratos de arcilla más profundos, menos compresibles y de menorespesor. De esta manera se reducen los tres factores que determinan la magnitud del asentamiento de la capa de arcilla que subyace al grupo de pilotes: El esfuerzo vertical efectivo p’v La compresibilidad del estrato de arcilla subyacente mv El espesor del estrato compresible h Asentamiento de los pilotes

 p  mv p'v h
Además de reducir el asentamiento del cajón, el grupo de pilotes debe sercapaz de soportar una alta proporción (85 % o mayor) de los incrementos de carga generados por el sismo en la cimentación, sin perder su capacidad de carga por remoldeo de la arcilla adyacente al fuste de los pilotes, originado por la carga cíclica. Por la razones anteriores, es aconsejable considerar, como premisa simplificadora, que la totalidad de la carga dinámica Pd, dada por la suma de la...