MAMPOSTERÍA CONFINADA

¿QUÉ ES LA MAMPOSTERÍA?

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 Se llama mampostería al sistema tradicional de construcción que consiste en erigir muros y paramentos mediante la colocación manual de los elementos o los materiales que los componen que pueden ser, ladrillos, bloques de cemento prefabricados, piedras talladas en formas regulares o irregulares, entre otros.

Este sistema permite una reducción en los desperdicios de los materiales empleados y genera fachadas portantes; es apta para construcciones en alturas grandes.

La mayor parte de la construcción es estructural.

Existen varios de tipos de mampostería, entre los cuales de se encuentra la mampostería confinada.

MAMPOSTERÍA CONFINADA

Imagen 2.

Está conformada por muros construidos con ladrillos pegados con mortero confinados por columnas, son reforzadas desde el suelo con unas vigas fijadas y rellenas con concreto.

Es un sistema sobre el cual existe amplia experiencia constructiva en Colombia y cuenta con un buen soporte experimental y analítico.

Es apta para construcciones en altura hasta unos seis pisos y para poder soportar un techo y otros elementos.

Por su fuerza puede resistir paredes de forma horizontal encima de este y tiene la capacidad de aguantar sacudidas de vientos.

La unidad de medida para los muros de mampostería es el metro cuadrado y para las columnas y vigas de confinamiento el metro cúbico.

La mampostería confinada se clasifica en dos grandes grupos según su función:

MUROS CONFINADOS ESTRUCTURALES: Resisten fuerzas horizontales, además de las fuerzas verticales, estos presentan continuidad vertical sin aberturas de ningún tipo y confinados entre elementos de concreto reforzado.

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MUROS NO ESTRUCTURALES: Separan espacios dentro de la casa y no soportan carga adicional a su peso.

  

AMARRE DE LOS MUROS NO ESTRUCTURALES: Los muros no estructurales, interiores o de fachada, deben amarrarse o trabarse con los muros perpendiculares a su plano y los diafragmas.  

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PERDIDA DE SECCIÓN: Cuando un muro estructural pierda en algún punto más del 50 por ciento de su sección debido a una bajante o a algún otro elemento perteneciente a las instalaciones interiores, debe considerarse que el muro se ha fraccionado en dos muros, los cuales deben analizarse y diseñarse como elementos independientes.

UNIDADES DE MAMPOSTERÍA: Las unidades de mampostería que se utilicen en las casas de uno y dos pisos pueden ser de concreto, de arcilla cocida o de silical y a su vez pueden ser de perforación vertical, de perforación horizontal o maciza. 

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Imagen 6.

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MORTERO DE PEGA: Tienen plasticidad y consistencia reteniendo el agua mínima para que el cemento se hidrate. La resistencia mínima a los 28 días de compresión es de 7,5MPa. La resistencia mínima a los 28 días de compresión es de 7,5MPa.

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ABERTURAS EN LOS MUROS: Las aberturas deben ser pequeñas (no mayores al 35% del área del muro), espaciadas y no estar ubicadas en esquinas. La distancia entre aberturas es mayor a 500mm. Se deben reforzar vanos con vigas y columnas de concreto. 

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ESPESOR DE MUROS:

DEBIDO A LA ALTURA LIBRE: Para muros estructurales la distancia libre vertical entre diafragmas no puede exceder 25 veces el espesor efectivo del muro. En el caso de cubiertas que constituyan diafragmas inclinados, la medida vertical puede tomarse como la distancia libre entre el diafragma inferior de entrepiso o de cimentación y la altura media del diafragma; y cuando haya vigas de amarre a la altura de dintel, la distancia vertical puede tomarse hasta este nivel, verificando tanto la distancia por debajo del dintel como la distancia hasta el punto más alto de la culata de remate, la cual debe tener una cinta de amarre en su remate.

DEBIDO A LONGITUD LIBRE HORIZONTAL: Para los muros estructurales la distancia libre horizontal no puede exceder 35 veces el espesor efectivo del muro. Se debe tomar como distancia libre horizontal la existente entre columnas de amarre o entre muros transversales trabados con el muro bajo consideración.

ESPESOR MÍNIMO DE MUROS ESTRUCTURALES CONFINADOS: En ningún caso, el espesor nominal de los muros estructurales de carga puede ser inferior al establecido en la siguiente tabla.

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LONGITUD DE MUROS CONFINADOS: Para poder garantizar que la edificación tenga capacidad de disipación de energía en el rango inelástico, debe proveerse una longitud mínima de muros confinados en cada una de las direcciones principales en planta.

La localización de los muros confinados debe hacerse buscando la mejor simetría y la mayor rigidez torsional de la edificación. Esto se logra disponiendo muros confinados simétricos lo más cerca posible a la periferia.

La cantidad de muros confinados que se dispongan en cada una de las direcciones principales deben tener longitudes similares con el fin de que tengan resistencia sísmica.

Las longitudes de aquellos muros confinados que estén en un mismo plano vertical, no deben sumar más de la mitad de la longitud total de muros confinados en esa dirección. 

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MUROS QUE SE TIENEN EN CUENTA PARA CUMPLIR LA LONGITUD MÍNIMA: Para efectos de contabilizar la longitud de muros confinados en cada dirección principal, sólo deben tenerse en cuenta aquellos muros que están confinados, que son continuos desde la cimentación hasta la cubierta, y que no tienen ninguna abertura entre columnas de confinamiento.

DISTRIBUCIÓN SIMÉTRICA DE MUROS: Los muros deben estar distribuidos de manera aproximadamente simétrica. 

ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO EN MAMPOSTERÍA CONFINADA

Imagen 12

En las edificaciones de uno y dos pisos que se construyan siguiendo los requisitos de la Norma NSR-10 TITULO E, los muros estructurales son muros de mampostería confinada, siguiendo los requisitos establecidos para los elementos de confinamiento (columnas, vigas y cintas), las cuales corresponden a un procedimiento de diseño empírico.

MATERIALES: Especificaciones Mínimas: Las siguientes son las especificaciones mínimas establecidas para los materiales utilizables en la construcción de los elementos de confinamiento:

·         Concreto: El concreto debe tener una resistencia a la compresión a los 28 días, f’c, igual o superior a 17.5 MPa.

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 ·         Acero de refuerzo: El acero de refuerzo longitudinal puede ser liso o corrugado. En ningún caso, el acero de refuerzo puede tener un límite de fluencia, fy inferior a 240 MPa.

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COLUMNAS DE CONFINAMIENTO: En general, las columnas de confinamiento se construyen en concreto reforzado. Las columnas de confinamiento deben anclarse a la cimentación, pudiendo utilizarse empalmes por traslapo en la base de la columna, y deben rematarse anclando el refuerzo en la viga de amarre superior. Cuando una columna tenga dos niveles, se puede realizar un empalme por traslapo en cada nivel. 

Las columnas de confinamiento se deben vaciar con posterioridad al alzado de los muros estructurales y directamente contra ellos.

La sección transversal de las columnas de amarre debe tener un área no inferior a 20 000 mm² (200 cm2 ), con espesor igual al del muro que confina.

Las columnas de amarre deben ubicarse en los extremos de los muros estructurales seleccionados, en las intersecciones con otros muros estructurales y en lugares intermedios a distancias no mayores de 35 veces el espesor efectivo del muro, 1.5 veces la distancia vertical entre elementos horizontales de confinamiento ó 4 m.

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VIGAS DE CONFINAMIENTO: En general las vigas de confinamiento se construyen en concreto reforzado.

El refuerzo de las vigas de confinamiento debe anclarse en los extremos terminales con ganchos de 90º.

Las vigas de amarre se vacían directamente sobre los muros estructurales que confinan.

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DIMENSIONES: El ancho mínimo de las vigas de amarre debe ser igual al espesor del muro, con un área transversal mínima de 20000mm2. En vigas que requieran enchaparse el ancho especificado pude reducirse hasta 75mm.

Deben disponerse vigas de amarre formando anillos cerrados en un plano horizontal, entrelazando los muros estructurales en las dos direcciones principales, diafragmas de entrepiso o la cubierta.

A nivel de la cimentación: el sistema de cimentación constituye el primer amarre de nivel horizontal.

A nivel del sistema de entrepiso en casa de dos niveles: las vigas de amarre pueden ir embebidas en losa de entre piso.

A nivel del enrase de cubierta: se presenta dos opciones para la ubicación de las vigas de amarre y la configuración del diafragma. 1. Vigas horizontales a nivel de dinteles más cintas de amarre como remate de las culatas. 2. Vigas de amarre horizontales en los muros sin culatas combinadas con vigas de amarre inclinadas, configurando los remates de las culatas.

REFUERZO MINIMO: Refuerzo longitudinal: el refuerzo se debe disponer de manera simétrica respecto a los ejes de la sección, mínimo dos filas, no debe ser inferior a dos barras nº3 o 10mm dispuestos en rectángulo para los anchos de viga superior o igual a 110mm.

Refuerzo transversal: considerado como luz el espacio comprendido entre columnas de amarre ubicadas en el eje de la viga, o entre muros estructurales transversales al eje de la viga, se deben utilizar estribos de barra nº 4 2 o 6mm espaciados a 100mm de los primeros 500mm.

CINTAS DE AMARRE: se considera las cintas de amarre como elementos suplementarios de las vigas de amarre, utilizables en antepechos de ventanas, en remates de culatas en parapetos, etc.

Las cintas de amarre deben construirse de tal manera que se garantice el trabajo monolítico con el elemento que remata. El refuerzo longitudinal de las cintas de amarre se debe anclar en los extremos terminales.

Imagen 17.

VIDEO SOBRE MAMPOSTERÍA CONFINADA.

REFERENCIAS

• ·      Titulo E. Norma SNR-10- Capitulo E3 y E4. Páginas E-11 a E-16.

• ·      https://es.wikipedia.org/wiki/Mamposter%C3%ADa

• ·    http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/leccin__17_mampostera_confinada.html

• ·      http://www.mastiposde.com/mamposteria.html

• ·  https://lasalleestructuras.files.wordpress.com/2013/10/nrs_10_titulo_e_mamp_confinada.pdf

Imágenes

1. http://www.gamboaconstructores.com/mamposteria-estructural.php
2. http://es.123rf.com/photo_30541457_mamposteria-confinada-portante-blockwall-arcilla-confinados-en-las-esquinas-con-tie-columnas-de-horm.html
3. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/leccin__17_mampostera_confinada.html
4. https://www.ecured.cu/Muro
5. http://www.mundodearquitectura.com/bloques-de-hormigon-ventajas-en-su-uso.html
6. http://es.made-in-china.com/co_cnbrickmachine/product_Low-Price-Solid-Hollow-Brick-Making-Machine-in-Overseas_heeohrgry.html
7. http://www.arqhys.com/construccion/fotos/construccion/Ladrillos-silicos.png
8. http://www.cemexcolombia.com/SolucionesConstructor/PegaPanete.aspx
9. http://www.contraloriadf.gob.mx/prontuario/vigente/745.htm
10. Titulo E-Norma NSR-10- Página E-12.
11. Titulo E-Norma NSR-10- Página E-13.
12. http://grapacinco.blogspot.com.co/p/estructura.html
13. https://www.youtube.com/watch?v=4iamXy1Gie8
14. http://www.solera.mx/varillin.html
15. http://www.acerosarequipa.com/construccion-de-viviendas/boletin-construyendo/edicion_19/capacitandonos-refuerzo-vigas-1.html
16. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/leccin__17_mampostera_confinada.html

Video extraído de https://www.youtube.com/watch?v=Haw17M7KLuI.

DEFINICIONES

FUNDACIONES

DEFINICIONES:

MICROZONIFICACIÓN SÍSMICA: La microzonificación sísmica consiste en establecer zonas de suelos con comportamiento similar durante un sismo, de manera que puedan definirse allí, recomendaciones precisas para el diseño y construcción de edificaciones sismo resistentes. Para cada una de las zonas, además de especificarse la fuerza sísmica posible, deben identificarse los tipos de fenómenos asociados que pueden desencadenarse a raíz del sismo, como son los deslizamientos, la ampliación exagerada del movimiento o la posibilidad de la licuación del suelo. La definición de estas zonas se hace con base en criterios tipográficos, estratigráficos, espesores y rigidez relativa de los materiales, entre otras características de los suelos.

EFECTO DE LA LITOLOGÍA: La caracterización básica del perfil litológico se establece en términos de los valores de velocidad de onda de corte Vs con la profundidad y su variación horizontal, hasta el nivel de la roca (rechazo en el ensayo SPT), o suelos duros (V 500 s > m/s) mediante ensayos geofísicos en el terreno. Adicionalmente, de manera complementaria para efectos de caracterización de la variación espacial, o para evaluar los rangos de valores de las propiedades relevantes, se pueden utilizar correlaciones debidamente soportadas con otros parámetros geotécnicos. Estas correlaciones no pueden reemplazar las mediciones directas en el terreno.

LICUACIÓN DE FLUJO: Se define como un estado de movimiento catastrófico donde el esfuerzo cortante estático es superior a la resistencia correlativa del suelo en su condición licuada. Cuando sobreviene el movimiento sísmico, este actúa como un disparador y en adelante las grandes deformaciones generadas son el producto del estado de esfuerzos estáticos.

MOVILIDAD CÍCLICA: En contraste con el anterior, el fenómeno denominado movilidad cíclica tiene lugar cuando el estado de esfuerzos estáticos es inferior a la resistencia del suelo licuado; durante el movimiento sísmico el estado de esfuerzos aumenta en forma escalonada hasta que se alcanza la resistencia del suelo y sobreviene la falla. Los términos licuación horizontal, corrimiento lateral y oscilación del terreno son casos especiales de movilidad cíclica observados en la práctica.

LICUACIÓN: describe el comportamiento de suelos que, estando sujetos a la acción de una fuerza externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tipo de corrimiento, provocado por la inestabilidad de un talud. Es uno de los fenómenos más dramáticos y destructivos y, además, más polémicos y peor explicados que pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas.

INYECCIONES DE COMPACTACIÓN: Inyecciones de una mezcla gruesa y viscosa de material que produce el desplazamiento y la compactación del depósito.

JET GROUTING: Que excava, mezcla y rellena materiales adicionales, incluso cementantes mediante chorros de agua a alta presión.

SUELOS ERODABLES: Arenas finas, polvo de roca, limos no cohesivos y depósitos eólicos, propios de ambientes aluviales tranquilos y constantes que resultan en una granulometría relativamente homogénea.

SUELOS EÓLICOS: Depositados por el viento, son arenas y limos arenosos con escaso cemento arcilloso en una estructura suelta o inestable. Reciben el nombre genérico de "loess" en las zonas templadas.

CRITERIO DE MOHR-COULOMB: es un modelo matemático que describe la respuesta de materiales quebradizos, tales como hormigón, o agregados de partículas como el suelo a esfuerzo cortante, así como tensión normal. En general, la teoría se aplica a los materiales para los que la resistencia a la compresión es muy superior a la resistencia a la tracción, caso de los materiales cerámicos. La teoría explica que el corte de un material se produce para una combinación entre tensión normal y tensión tangencial, y que cuanto mayor sea la tensión normal, mayor será la tensión tangencial necesaria para cortar el material.

MAPA CONCEPTUAL-FUNDACIONES

MAPA CONCEPTUAL

Mapa conceptual en Word.

RESUMEN TITULO H. NSR-10

RESUMEN

TITULO H. NORMAS NSR-10

ESTUDIOS GEOTÉCNICOS.

CAPITULO H.1

INTRODUCCIÓN

El titulo H de las Normas de Sismo Resistencia, tiene como objetivo establecer criterios básicos para realizar estudios geotécnicos de edificaciones, basados en el estudio del subsuelo y las características arquitectónicas  y estructurales de las construcciones, creando a partir de estos estudios, recomendaciones para la construcción, excavaciones y demás, con el fin de soportar y disminuir los efectos sísmicos y amenazas geotécnicas desfavorables.

Es de suma importancia los estudios geotécnicos para todas las edificaciones urbanas y suburbanas.

Los estudios deben estar firmados por el ingeniero director del estudio en cuanto al diseño y la construcción.

Se debe ser responsable con el cumplimiento de la norma para la ejecución de estudios geotécnicos, investigaciones y análisis para identificar amenazas geotécnicas.

Es de suma importancia tener conocimiento de la nomenclatura para la correcta ejecución de las normas de estudio geotécnico.

CAPITULO H.2 

DEFINICIONES

ESTUDIO GEOTECNICO: es un conjunto de actividades que comprenden el reconocimiento del campo de investigación del subsuelo, los análisis y recomendaciones de ingeniería necesaria para el diseño y construcción de las obras en contacto con el suelo, para así proteger la integridad de las personas; este estudio técnico se divide en dos fases: Investigación de subsuelo y análisis y recomendaciones.

TIPOS DE ESTUDIOS: Existen cuatro tipos de estudio: estudio geotécnico, estudio geotécnico definitivo, asesoría geotécnica en las etapas de diseño y construcción, y estudio de estabilidad de laderas y taludes. 

H  Estudio geotécnico preliminar: conjunto de actividades necesarias para evaluar las características geotécnicas de un terreno.

H  Estudio geotécnico definitivo: trabajo en que el ingeniero geotecnista debe precisar todo lo relativo a las condiciones fisio-mecánicas del subsuelo, en particular para el diseño y la construcción de todas las obras. Este debe contener como mínimo: datos del proyecto como su nombre, planos de localización, entre otros. Del subsuelo debe haber un resumen del reconocimiento del campo y de las investigaciones adelantadas en el sitio de la obra. De los análisis geotécnicos debe contener los análisis  y justificación de los criterios geotécnicos basados en el título H y en el numeral A.2.4. De las recomendaciones para el diseño debe tener los parámetros geotécnicos para el diseño estructural del proyecto. De las recomendaciones para la protección de edificaciones y predios vecinos, el ingeniero deberá garantizar la estabilidad las edificaciones o predios vecinos. Debe contener además las recomendaciones para construcción, que es un documento complementario al estudio geotécnico definitivo de elaboración obligatoria por parte del ingeniero geotecnista responsable. Y como anexos, se deben incluir planos de localización regional y local, entre otros.

H  Asesoría geotécnica en las etapas de diseño y construcción: Para proyectos clasificados como categoría media, alta o especial se debe realizar la asesoría en la etapa del diseño como una etapa posterior al estudio geotécnico por parte de un ingeniero civil especialista en geotecnia.

H  Estudio de estabilidad de laderas y taludes: se deben considerar las características geológicas, hidráulicas y de pendientes del terreno.

AGUA SUBTERRÁNEA: es uno de los problemas más frecuentes en el proceso de excavación y construcción.

FACTORES DE SEGURIDAD: el ingeniero civil debe velar por el factor seguridad para la excavación y construcción sin ningún problema a presentar.

Los valores del factor de seguridad se deben justificar teniendo en cuenta, la magnitud de la obra las consecuencias de una posible falla en la edificación o sus cimentaciones y la calidad de la información disponible en materia de suelos.

Los suelos se clasifican en dos suelos no cohesivos o granulares y suelos cohesivos.

NORMAS TECNICAS: El presente título y en general la NRS-10 estás conformada por normas NTC del ICONTEC y normas de la ASTM.

CAPÍTULO H.3

CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DEL SUBSUELO

En este capítulo se habla de la caracterización geotécnica del subsuelo, estableciendo el número mínimo y la profundidad mínima de los sondeos de exploración del subsuelo. Tiendo en cuenta por tanto las unidad de construcción y su clasificación por categorías. Igualmente se hace una investigación de suelos con información previa donde el ingeniero geotecnista es responsable del proyecto para recopilar características del sitio, la geología, sismicidad, clima y vegetación.

La exploración del campo consiste en la ejecución de apiques, trincheras, entre otros, con el fin de conocer el perfil del subsuelo. 

Los sondeos se caracterizan y distribuyen de la siguiente manera: sondeos con recuperación, sondeos con muestreo; sondeos preliminares; el número de sondeos para cada proyecto; en los registros de perforaciones en ríos o en el mar, debe tenerse en cuenta el nivel de la marea y el nivel del mar. 

Los sondeos deben alcanzar la profundidad establecida en la tabla H.3.2-1, de este capítulo, y en la misma tabla se establece la cantidad de sondeos dependiendo las categorías de la unidad de construcción, es decir: baja, media, alta y especial.

Las muestras obtenidas de la exploración del campo son analizadas en laboratorio con cuidados que garanticen su conservación.

Los tipos y números de ensayos dependen de las características propias de los suelos o materiales rocosos por investigar, para esto debe tener en cuenta el criterio del ingeniero. Es importante tener en cuenta las propiedades básicas para la caracterización de suelos como peso, humedad y clasificación concreta para cada uno de los estratos; y para la clasificación de las rocas se tiene en cuenta el peso, compresión simple y alterabilidad y durabilidad del material.

Para la caracterización geomecánica detallada, se toman propiedades mecánicas e hidráulicas de subsuelo, tales como resistencia al corte, comprensibilidad, expansión, permeabilidad y otras que resulten de originen natural.

En la ejecución de ensayos de campo, el ingeniero es responsable para llevar pruebas de campo para la determinación de propiedades geomecánicas.

CAPÍTULO H.4

CIMENTACIONES

En este capítulo se relacionan de todas las especificaciones que deben tener las cimentaciones, para fines de diseño, construcción y funcionamiento de la obra. Se debe considerar para el efecto las fallas, el suelo de soporte y los elementos estructurales de la cimentación, entre otros.

Los parámetros de diseño deben justificarse plenamente, con base en los resultados de los ensayos y de laboratorio.

Existen diferentes tipos de cimentaciones: Cimentaciones superficiales-zapatas y losas, cimentaciones compensadas, cimentaciones con pilotes y cimentaciones en roca.

La profundidad de las cimentaciones debe ser tal que se elimine la posibilidad de erosión o meteorización del suelo. Y en el caso de los suelos arcillosos la profundidad se debe llevar a un nivel que no haya cambios de humedad. Las cimentaciones superficiales se construyen con el fin de evitar efectos de raíces de los arboles próximos a la edificación.

Para las cimentaciones se recomienda tener en cuenta factores de seguridad indirectos, tales como capacidad portante de cimientos superficiales y capacidad portante de punta de cimentaciones profundas; capacidad portante por fricción de cimentaciones profundas y, capacidad portante por pruebas de carga y factores de seguridad.

Asentamientos: la evaluación de los asentamientos se debe realizar mediante modelos de aceptación generalizada empleado  parámetros de deformación obtenidos a partir de ensayos de laboratorio o por relaciones de campo suficientemente apoyadas en la experiencia.

Los asentamientos se clasifican en inmediatos, por consolidación, secundarios, totales y  asentamientos en macizos rocosos

Los efectos de los asentamientos son máximo, diferencial y giro; se deben tener en cuenta los límites de asentamientos totales, diferenciales y de giro.

Diseño estructural de la cimentación. Es de importancia calcular las excentricidades que haya entre el punto de aplicación de la carga y resultantes y el centroide geométrico de la cimentación. Se debe tener el cálculo de la capacidad ante falla, capacidad admisible  y asentamientos totales, diferenciales y giros.

La losa de cimentación debe diseñarse de tal manera que la resultante de las cargas estáticas aplicadas coincida con el centroide geométrico de la losa.

Los pilotes y sus conexiones se diseñaran para poder soportar los esfuerzos resultantes de las cargas verticales y horizontales consideras en el diseño de la cimentación; los pilotes deberán ser capaces de soportar estructuralmente la carga que corresponde a su estado límite de falla. Estos pilotes los hay en concreto, acedo y madera, los cuales deberán cumplir con los requisitos estipulados por la norma, al diseño y construcción de estructuras en ese tipo de materiales.

CAPÍTULO H.5

EXCAVACIONES Y ESTABILIDAD DE TALUDES

Es el peso unitario y total del suelo entre el fondo de la excavación y el estrato permeable, con resistencia no drenada del material bajo el fondo de las excavaciones.

La capacidad de carga depende del a geografía de la excavaciones y puede ser afectado por el proceso constructivo.

           
Cuando las paredes de la excavación generan fallas de los cimientos de las construcciones adyacentes y falla de fondo de la excavación por corte o por sub presión en estratos subyacentes, y colapso del techo de cavernas o galerías de servicio.

Cuando el estado de límite de falla la seguridad incluye la revisión de la estabilidad de los taludes o paredes de la excavación con o sin entibado y del fondo de la misma.

La estabilidad de taludes de excavación para edificaciones debe ser muy segura ya que si no tienen un soporte adecuado en la influencia de las condiciones de presión del agua en el subsuelo así como la profundidad de excavación, la inclinación de los taludes, el riesgo de agrietamiento en la proximidad de la corona y la presencia de grietas u otras discontinuidades.

Las Falla de fondo cuando se realizan las excavaciones en los suelos que no tienen cohesión se analiza la estabilidad del fondo de la excavación mirando el flujo del agua o su erosión interna y así evitar fallas en el agua freática esta se controla con la extracción del líquido por medio de la evacuación por bombeo como cárcamos, pozos punta o pozos de alivio con nivel dinámico sustancialmente inferior al fondo de la excavación.

Las excavaciones de la estabilidad de estructuras vecinas adyacentes deberán reforzarse con un soporte requerido del tipo de suelo y de la magnitud y localización de las cargas con respecto a la excavación.

Si se llegaran a utilizar anclajes temporales para el soporte de entibados deberá demostrarse que estas no afectaran la estabilidad ni inducirán deformaciones significativas en las cimentaciones vecinas y servicios públicos.

ESTABILIDAD DE TALUDES EN LADERAS NATURALES O INTERVENIDAS

La investigación de una ladera, talud o deslizamiento consiste en obtener toda la información posible sobre las características topográficas geológicas  geotécnicas y ambientales que permitan realizar un diagnóstico de los problemas lo más preciso posible y un diseño efectivo de su solución o remediación.

El primer elemento consiste en definir en tres dimensiones las características de la masa inestable con referencia particular a las superficies de cortante y los planos falla.

Como segundo elemento deben analizarse las propiedades y características de los materiales y los elementos activadores tales como el régimen hidrogeológico y los eventos sísmicos

Finalmente es de gran importancia detectar los movimientos dentro de la masa inestable  o monitorearlos.

Las consideraciones generales son las que determinan las causas y mecanismo de la  falla para poder cuantificar el  diseño de obras de estabilización, se recomienda realizar un estudio que incluye las siguientes etapas, reconocimiento e identificación del sitio, análisis de la información existente, estudio de las características superficiales del sitio que permitan la caracterización topográfica y geotécnica , investigación de campo que incluya sondeos, toma de muestras y ensayos para cuantificar los parámetros del suelo.

Estabilidad de los taludes.

CAPÍTULO H.6

ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

Las estructuras de contención proporcionan soporte lateral, temporal o permanente, a taludes verticales del suelo, enrocado o macizos rocosos muy fracturados o con discontinuidades desfavorables. Las estructuras de contención pueden ser muros de gravedad (en mampostería, concreto ciclópeo, tierra reforzada, gaviones, o cribas), muros en voladizo (con o sin contrafuertes), tablestacas, pantallas atirantadas y estructuras entibadas.

Cuando el ingeniero diseña muros de retención debe suponer algunas de las dimensiones, lo que se llama proporciona-miento  que permita al ingeniero revisar las secciones de prueba por estabilidad.

Las fallas de un muro que se deben considerares la rotura estructural, las deformaciones de la estructura, el volteo, la falla por capacidad de carga y la pérdida de apoyo.

También se debe tener en cuenta la presión que la tierra ejercen sobre las estructuras

que las contiene mantiene una estrecha interacción entre una y otro.

Si el desplazamiento del muro es vertical o implica un giro sobre la base su distribución debe ser lineal o similar a la hidrostática; si el giro se efectúa alrededor del extremo superior del muro la distribución debe adoptar una forma curvilínea.

En esta estructura  existen el activo, pasivo muros atirantados o apuntalados, en el activo el desplazamiento menor del muro se realiza en sentido contrario al del banco de la tierra,  en el pasivo la retención vertical del muro sin fricción  el relleno granular es muy similar al del activo y los muros atirantados la presión de tierras aparente adoptan una distribución de tipo trapezoidal.

Entonces se deben proponer diagramas donde se muestre la presión de la tierra, y estas se observan en los muros o las cargas individuales de los elementos de soporte.

CAPÍTULO H.7

EVALUACIÓN GEOTÉCNICA DE EFECTOS SÍSMICOS

En el capítulo H.7 se habla de varios efectos como: variación de la rigidez, amortiguamiento, aceleraciones máximas del terreno, efecto de la litología y tipos del suelo efecto de tipo de solicitación, efecto de topografía y de tipo de ondas en la respuesta, análisis de respuesta dinámica, análisis de estabilidad, la licuación y los fenómenos relacionados entre otros.

Al  realizar la evaluación geotécnica de efectos sísmicos son considerados en el diseño de estructuras haciendo parte de los aspectos básicos que están relacionados con la modificación del movimiento del terreno (efectos inerciales) y los cinemáticos. Adicionalmente, los aspectos básicos contribuyen a cuantificar de una manera acertada las incertidumbres relacionadas con la respuesta dinámica del terreno, las condiciones de estabilidad de los materiales, y los efectos del potencial de licuación o movilidad cíclica en los suelos granulares y en suelos de grano fino de baja plasticidad.

CAPÍTULO H.8

SISTEMA CONSTRUCTIVO DE CIMENTACIONES, EXCAVACIONES Y

MUROS DE CONTENCIÓN

Es sistema constructivo de cimentaciones se constituye de:

Diámetro del pilote

Módulo de elasticidad del pilote

Momento de inercia del pilote

Coeficiente de reacción horizontal del suelo

Longitud del pilote

Número entero, determinado por tanteo, que genere el menor valor de Pc.

El sistema geotécnico constructivos es el que define la clase de excavaciones, cimentaciones y muros de contención debe tener la construcción y este debe de ser relacionando en un documento de dichos estudios este debe  incluir el escenario más probable del proceso constructivo, considerando aspectos como secuencia de excavación, métodos de perforación, tratamientos estabilizadores previos, aplicación de pre-cargas.

Los cambios en las trayectorias de drenaje u otros que puedan alterar o modificar en forma importante el comportamiento de los geomateriales que conforman el suelo de fundación, procedimientos constructivos de la cimentación y planes de contingencia.

Estos se componen de:

Escenario antes de la construcción

Escenario durante la construcción

Escenario después de la construcción.








EXCAVACIONES: La excavación es el movimiento de tierras realizado a cielo abierto y por medios manuales, utilizando pico y palas, o en forma mecánica con excavadoras, y cuyo objeto consiste en alcanzar el plano de arranque de la edificación, es decir las cimentaciones.

También se debe tener en cuenta, control de flujo de agua, muros fundidos en el sitio, secuencia de excavación, protección de taludes permanentes, entre otros.

ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

Es una estructura  de confección al resistir las fuerzas ejercidas por la tierra.

PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS PARA CIMENTACIONES

CIMENTACIONES SUPERFICIALES: La cimentación se hará a la profundidad señalada en el estudio geotécnico. En su instalación se debe estar atentos con cualquier modificación que altere la estabilidad del suelo y tomas las medidas necesarias para evitarlo.

CIMENTACIONES CON PILOTES O PILAS: Se debe ajustar al proyecto presentado, haciendo la verificación de la profundidad, cantidad y espaciamiento, según los planos estructurales. Para su instalación se debe garantizar la integridad de los elementos y que no se ocasione daños a la estructuras.

CIMENTACIONES COMBINADAS: Se refiere al sistema placa-pilote. Para implementarlo se requiere de mayor análisis de su implicación en el proceso constructivo.

CIMENTACIONES ESPECIALES: Son cimentaciones que deben utilizarse en condiciones especiales del suelo de fundación y que requieren de un tratamiento especial como estabilizar el suelo de apoyo.

CAPÍTULO H.9

CONDICIONES GEOTÉCNICAS ESPECIALES

Se encargan del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulica e ingeniería de los materiales provenientes de medio geológico.

Se utilizan nomenclaturas extensas tales como:

p = presión total en el suelo

Pex = presión de expansión probable en el campo (kgf/cm2)

pF = succión, expresada como el logaritmo de la altura negativa de presión de poros

S = grado de saturación

s = succión, en términos de presión

So = grado de saturación inicial…..entre otras.

SUELOS EXPANSIVOS: lo componen las arcillas, las cuales tiene la propiedad de contraerse o expandirse según la pérdida o ganancia de humedad. Las construcciones sobre este tipo de materiales suelen sufrir agrietamientos, fisuramientos y giros de los muros y elementos estructurales a causa de movimientos en sus cimientos.

SUELOS DISPERSIVOS O ERODABLES: Se identifican como estos suelos, las arenas muy finas o los limos no cohesivos que exhiben vulnerabilidad a la presencia de agua.

SUELOS COLAPSABLES: Se identifican como suelos colapsables aquellos depósitos formados por arenas y limos, en algunos casos cementados por arcillas y sales, que si bien resisten cargas considerables en su estado seco, sufren pérdidas de su conformación estructural, acompañadas de severas reducciones en el volumen exterior cuando se aumenta su humedad o se saturan.

EFECTOS DE LA VEGETACIÓN: Las raíces propias de la vegetación tienen la capacidad de extraer agua del suelo para garantizar su supervivencia.

Si no existieran raíces la humedad natural del mismo suelo se alteraría.

CAPÍTULO H.10

REHABILITACIÓN SÍSMICA DE EDIFICIOS:

AMENAZAS DE ORIGEN SISMO GEOTÉCNICO Y REFORZAMIENTO

DE CIMENTACIONES

En este Capítulo se presentan las medidas para la rehabilitación de cimentaciones de edificios para acondicionarlas para que puedan hacer frente a las amenazas potenciales de origen sismo-geotécnico, tales como licuación, compactación diferencial, deslizamientos, caída de rocas y avalanchas, así como los requisitos geotécnicos mínimos respecto a sus cimentaciones.

CARACTERIZACIÓN DEL SITIO: Se requiere que la caracterización geotécnica del sitio sea consistente con el método seleccionado de rehabilitación sísmica. Teniendo en cuenta el estudio del suelo y subsuelo donde va a reposar la carga.

MITIGACIÓN DE LAS AMENAZAS SÍSMICAS DEL SITIO: Existen metodologías para mejorar el comportamiento sísmico bajo la influencia de algunas amenazas, a costo razonable; sin embargo, algunas amenazas pueden ser tan severas que son económicamente inviables para tomar medidas de reducción del riesgo.

REFORZAMIENTO Y RIGIDEZ DE LA CIMENTACIÓN: se supone que los suelos no son susceptibles a pérdida significativa de resistencia debido a la carga sísmica.

El ingeniero estructural escogerá el tipo de procedimiento de análisis apropiado (estático lineal o dinámico, o estático no lineal o dinámico).

REHABILITACIÓN DEL SUELO Y CIMIENTOS: Este nos guía  con el mejoramiento de del comportamiento sísmico anticipado y contiene las guías para modificar los cimientos.

Cimientos superficiales (zapatas y losas)

Cuando existe potencial para el desplazamiento diferencial lateral de las cimentaciones del edificio, se debe suministrar interconexión adecuada con vigas de equilibrio, o una losa de cimentación bien reforzada puede proporcionar buena mitigación de estos efectos.

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REFERENCIAS

 

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente- NSR 10, Título H. Estudios Geotécnicos.

 

Fundaciones o Cimentaciones. https://es.wikipedia.org/wiki/Cimentación.

 

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