03.03 Cimentaciones Sobre Rellenos Compactados

8/12/2019 03.03 Cimentaciones Sobre Rellenos Compactados

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CIMENTACIONES SOBRE

RELLENOSCOMPACTADOSINGENIERIA DE CIMENTACIONES

CATEDRA ING. GUSTAVO ADOLFO

AYBAR ARRIOLA2013



1.- EVOLUCION HISTORICA

Las estructuras apoyadas sobre rellenos compactados

sufrían grandes asentamientos diferenciales y grandesagrietamientos. En consecuencia, producía prolongarlas zapatas, pilotes o pilas a través de los rellenospenetrando en el terreno natural hasta encontrar el

apoyo adecuado

En la actualidad se construyen muchos terraplenes

utilizando relleno compactado, sobre el terreno naturalde cual primero se quitan los materiales superficialesdébiles y compresivos.



Estos terraplenes pueden constituir un mejor apoyo paralas estructuras que los depósitos naturales, y se usan engran escala en la construcción de fraccionamientos,áreas industriales y residenciales y en suelos en los quepodía haberse presentado grandes asentamientos,

donde se sujetan a tratamientos especiales para reducirsu compresibilidad y se dejan debajo de los rellenos.



2.- CONSIDERACIONES PARA EL PROYECTO



El proyecto de una estructura apoyada, ha de contemplardos etapas:

Primera etapa:

- Determinar si el peso del terraplén del edificio produciráasentamientos excesivos a gran profundidad. Si este es elcaso, deberán tomarse medidas para evitar elasentamiento o sus consecuencias, o inclusive, puede

considerarse que el lugar no sirve para el objetivoplaneado.

- Solamente en el caso de que las consecuencias sean

perjudiciales del asentamiento a gran profundidad puedanaceptarse o eliminarse, así deben pasar a la segundaetapa del proyecto.



Segunda etapa:

- El asentamiento de los materiales blandos inferiores,puede entonces ignorarse, y a las cimentaciones se lesdará de acuerdo con las características del relleno,considerando debidamente la resistencia del suelo queesta debajo del terraplén.



3.-ASENTAMIENTOS POR CONSOLIDACION

DE SUELOS SUBYACENTES

Si el material compresible tiene relativamente pocoespesor y esta situado inmediatamente debajo de lasuperficie original del terreno, en algunos casos puedequitarse económicamente, excavándolo.

Si además es muy débil, en ocasiones puededesalojarse haciendo avanzar el relleno en una soladirección, desplazando el material en una ola de lodo en

el frente y lados de la obra.



Si el asentamiento posterior a la construcción va a ser

excesivo la parte superior del terraplén puede dejarseprovisionalmente más alta que la rasante final.

El peso del terraplén adicional llamado sobrecarga

aumenta la rapidez y la magnitud del asentamiento deldepósito compresible. Cuando el asentamiento llega a serigual al que se produciría finalmente en el depósito inferiorcon el terraplén normal mas el peso del edificio ocupado

puede quitarse la sobrecarga. De esta manera, puedeacelerarse el asentamiento de la construcción, mientrasque el asentamiento restante durante la vida de laestructura puede reducirse mucho, o casi eliminarse.

Como la función de la sobrecarga es solamenteproporcionar peso, la compactación de la sobrecarga esinnecesaria, excepto en la porción que vaya a quedar

debajo de la rasante final.



Las predicciones de la rapidez del asentamiento de undeposito compresible bajo de la influencia de unasobrecarga probablemente sean inseguras, debidoprincipalmente a la dificultad para apreciar la longitud de

las trayectoria de drenaje que seguirá el agua alescaparse, y se usan drenes de arena, por lasdiferencias entre los coeficientes de consolidación

vertical y horizontal.

Para asegurarse de que el tiempo requerido para laconsolidación no es demasiado corto niinnecesariamente largo, se acostumbra hacerobservaciones de control siguiente figura.



Se instalan bancos para medir asentamiento en la basedel terraplén y se observan periódicamente durante ydespués del relleno. Común mente se instalanpiezómetros (ver figura superior) a diferentes

profundidades en el suelo compresible, para observar elexceso de presión intersticial producida por el terraplén,y la rapidez con la que se disipa.

Si el terraplén es de extensión limitada, también secolocan referencial al pie de sus taludes para conocersus los movimientos laterales o bufamientos que

indiquen la falla del material blando que esta bajo elpeso de la sobrecarga.



4.-COLOCACION Y COMPACTACION DE

RELLENOS

Las técnicas modernas para colocación de terraplenes

sugieren construirlos en capas, usualmente no más gruesasde 30 cm., después de compactadas y en el empleo delequipo de compactación adecuado al tipo de suelo. Lahumedad de colocación debe tener al óptimo correspondienteal tipo de suelo y procedimiento de compactación que esteusando.

Cuando resulte practico, el tendido y compactación delterraplén debe hacerse cuando el área se encuentre libre deobstáculos como zapatas de cimentación, instalaciones yotras contracciones. El relleno se distribuye normalmentecomo camellones, que se extienden con bulldozers omotoconformadoras, se compactan con equipos tirados por

tractores.



5.-CONTROL DE COMPACTACION

Se sigue uno de dos procedimientos para la compactación, las circunstancias indicancual de las dos deberá emplearse en cada obra en particular.

Primer procedimiento:

- Si los materiales que deben usarse para los relleno han sido escogidos y estudiadospor el ingenieros

- El ingeniero puede preferir especificar los detalles del procedimiento deconstrucción, la humedad, espesor de las capas, tipo de equipos y numero depasadas.

- Entonces, el control consiste principalmente en hacer que se cumpla con elprocedimiento y en asegurarse en que el terraplén adquiera las propiedades

provistas por el proyecto. Si el inspector juzga que debe hacerse algún cambio comocuando se necesitan pasadas adicionales y se paga al contratista correspondiente.



Segundo procedimiento:

- En muchas obras pequeñas no se conoce el banco dedonde se extrae el relleno, ni el tipo de compactación,

antes de efectuar el contrato.- El procedimiento de control de campo consiste en

determinar la curva humedad – peso volumétrico seco

correspondiente a la prueba proctor estándar para cadatipo de material de relleno y ejecutar pruebas de controlde campo para determinar su humedad de

compactación estaba dentro del intervalo especificado ysi se obtuvo el peso volumétrico señalado.



6.-DETERMINACION DE LAS DIMENSIONES Y

DETALLES DE LOS ELEMENTOS DE LACIMENTACION

El piso puede estar sujeto a cargas distribuidasconcentradas o cargas concentradas de las ruedas delas carretillas elevadoras. Por otra parte, si la estructuratienen solamente un piso, las zapatas soportan

columnas sujetas a poco mas que el peso del techo yposiblemente, a cargas ocasionales de nieve. Así, elpiso puede considerarse el elemento de carga principal.

Como alternativa, la losa de piso puede colocarsedirectamente en el lecho superior de la zapata.



Las zapatas desplantadas a varios metros abajo delnivel del suelo, requieren la compactación de losrellenos que queden debajo del piso.

En este último caso, el grado de compactación obtenido

arriba de la zapata suele diferir del obtenido en elterreno adyacente especialmente cerca de lascolumnas, por lo que es difícil de evitar el agrietamientode piso; en consecuencia, son preferibles las

disposiciones mostradas en las dos primeras figuras.

Por su puesto, las zapatas exteriores deben llevarse aun nivel inferior al de congelación y no podrá evitarse de

la colocación del piso adyacente sobre relleno. El rellenorequiere una cuidadosa compactación para dar elsoporte adecuado para la losa del piso cercano al muroexterior.

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