Influencia De Suelos En Cimentaciones

INFLUENCIA DE LAS PROPIEDADES DEL SUELO EN DISENO DE CIMENTACIONES
Se presentan los aspectos más importantes que gobiernan el diseño de  cimentaciones,  y se hace énfasis en la influencia de las propiedades del suelo, como son:  profundidad de cimentación, asentamientos, expansiones, contenido de sales, capacidad  portante y el esfuerzo máximo por asentamiento del suelo. Se han modelado ydiseñado  varias zapatas conectadas en función del esfuerzo neto, número de pisos, separación de  columnas,  y se ha determinado el área de zapatas y secciones de vigas de conexión y sus  aceros; mostrándose que con mayor capacidad portante del suelo, se reducen el acero y el  concreto de las cimentaciones. También se  mencionan los aspectos  constructivos de las  cimentaciones, y se dan recomendacionespara prevenir los daños por excavación.

INTRODUCCIÓN

El estudio de Mecánica de Suelos es básico para realizar el diseño de cimentaciones. Van a  afectar el diseño de cimentaciones: el tipo de suelo  (cohesivo, granular, mixto, de alta o  baja plasticidad), la variación de estratos, la consistencia (media, blanda, dura), las  propiedades físicas y mecánicas (cohesión,  ángulo de friccióninterna, índice de  compresión), la ubicación del nivel freático, la profundidad de cimentación, la capacidad  portante por resistencia, la capacidad portante por asentamiento, el esfuerzo neto, los  asentamientos diferenciales y totales, los agentes agresivos (sales, cloruros, sulfatos), la  expansibilidad y fuerza expansiva del suelo, la estabilidad del talud de la excavación, las  especificacionesde las Normas peruanas de  estructuras, etc. Sólo si conocemos esto  procedemos a diseñar la cimentación, en caso contrario el diseñador se convierte en un  peligro público.
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Fig. (1). Desmoronamiento de un talud en suelo arenoso con poca cohesión en Lambayeque.

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

-McCarthy recomienda cimentar por debajo del nivel activo o erosión potencial, si se trata dearenas compactas. En el caso de arcillas o limos firmes, recomienda cimentar por debajo del nivel activo por cambios de volumen.
-Manuel Delgado Vargas, en su libro “Ingeniería de Cimentaciones”, afirma que se requiere cierta profundidad de cimentación, para evitar la socavación del suelo por debajo del cimiento superficial, siendo ésta de 0.50 m.
-Para el ATM, Army Technical Manual (Manualtécnico del ejercito de EEUU.) y el AFM, Air Force Manual, la profundidad de cimentación debe ser de 1.20m, para considerar el cambio de volumen del suelo, debido al efecto del hielo y deshielo.
-En las Normas Peruanas de Estructuras, se especifica que debe ser de 0.80 m, y si se usa albañilería portante con losa de concreto armada en dos sentidos, y viga perimetral que sea de 0.40 m.
-Carlos CrespoVillalaz da una ecuación para determinar la profundidad de cimentación Df, en función del índice plástico (IP):
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Donde: Df está en metros, γ es el peso específico de masa en ton/m3, e IP en porcentaje. Por ejemplo para IP = 10%, y γ = 1.8 ton/m3, Df = 1.44 m.

EL PROCESO CONSTRUCTIVO

Se debe considerar el aspecto constructivo en el diseño de cimentaciones. Hay problemas éticos, legalesy de calidad profesional del diseñador, cuando ocurre un accidente o falla en la obra. Por ello, es necesario conocer la responsabilidad del diseñador y del constructor, o del diseñador estructural respecto a los demás profesionales (sanitarios, mecánico-eléctricos).
Es peligroso excavar sin soportes. A veces la edificación vecina es de adobe, y su nivel de cimentación es más alto que la nuevacimentación. Si falla la edificación vecina, ¿la responsabilidad es del constructor, del diseñador o del que hizo el estudio de suelos?.
La presencia de napa freática en una edificación con sótano obliga a colocar obras de drenaje. A quién le corresponde esta decisión, ¿al ingeniero sanitario, al diseñador estructural o al constructor?. Hay que colocar impermeabilizantes, water-stop. cementos...