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Cálculo de presión vertical

CÁLCULO DE LA PRESIÓN VERTICAL DE HUNDIMIENTO BASADO EN EL ENSAYO PRESIOMÉTRICO

La presión límite obtenida en los ensayos presiométricos, pl, permite estimar la componente vertical de la presión de hundimiento de las cimentaciones superficiales, pvh. La relación que existe entre ambas variables es la siguiente:

 pvh = po + K · (pl - po · ko)

Donde:

po = Presión efectiva vertical al nivel de cimentación en el entorno del apoyo (antes de cargar).

Ko = Coeficiente de empuje al reposo. Valor usual Ko = 0,5.

K = Coeficiente de proporcionalidad que depende de la geometría del cimiento y del tipo de terreno.

La presión pl debe ser el valor promedio obtenido en la zona de profundidad 1,5 B* bajo la cimentación.

La expresión general que permite estimar el coeficiente adimensional K, es del siguiente tipo:

 K = K1 + K2 · (D*/B*) · s

El valor de K1 debe ser el siguiente:

K1 = 0,8 Suelos cohesivos.

K1 = 1,0 Suelos granulares y rocas blandas.

El valor de K2 debe tomarse de la tabla siguiente.

         
TIPO DE TERRENO CONSISTENCIA VALOR ORIENTATIVO DE pl (MPa) K2
Cohesivo Blanda < 0,7 0,20
Firme 1,2 - 2 0,28
Dura > 2,5 0,40
Granular Floja < 0,5 0,35
Media 1 - 2 0,50
Densa > 2,5 0,80
Rocas blandas - - 0,27
Nota: para valores intermedios entre los recogidos en la tabla podrá interpolarse linealmente
 

El valor de D* está relacionado con la profundidad de cimentación D y se obtiene mediante la siguiente expresión:

D* = η · D
Donde η es un factor de reducción que se obtiene al comparar los valores de pl obtenidos en ensayos presiométricos superficiales, realizados por encima del plano de cimentación, con el valor de pl que representa el terreno bajo la cimentación. Es decir:
η = pl recubrimiento / pl

Si el dato pl recubrimiento no fuera conocido, deberá hacerse una estimación prudente del valor de η. El ancho equivalente de cimentación será B*, y la longitud equivalente de la misma L*.

El número adimensional s representa la influencia de la forma de la cimentación. Para cimentaciones circulares o cuadradas puede suponerse igual a la unidad. Para formas alargadas, el valor correspondiente será:
s = 0,6 + (0,4 · B*/L*)

Donde:

B* = Anchura equivalente (dimensión menor en planta).

L* = Longitud equivalente (dimensión mayor en planta).

Para tener en cuenta el efecto desfavorable de la inclinación de la carga, siempre que la misma sea superior al 10 %, (tg δ ≥ 0,10), el valor de pvh obtenido según se ha indicado con anterioridad se multiplicará por el factor:
i = (1,1 - tg δ)3

Donde:

δ = Ángulo que mide la desviación de la resultante respecto a la normal al plano de apoyo (véase figura 4.5, en la página 98 de la Guía de cimentaciones para obras de carretera, 2002).

La condición de hundimiento se considerará satisfecha cuando el coeficiente de seguridad, definido mediante la expresión que se indica a continuación, supere el valor especificado para cada caso en la tabla siguiente:
Fh = pvh/pv
         

 COMBINACIÓN DE ACCIONES

COEFICIENTE DE SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO
Casi permanente F1 ≥ 3,00
Característica F2 ≥ 2,60
Accidental F3 ≥ 2,20
 

Donde:

pvh = Presión vertical de hundimiento, calculada según se indica en este apartado.

pv = Presión transmitida al terreno por el cimiento.
 
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