5 EJEMPLOS 5.1 EJEMPLO 1: ZAPATAS. EDIFICIO DE

Manual de la Aplicación Informática
5
EJEMPLOS
5.1
EJEMPLO 1: ZAPATAS.
EDIFICIO DE VIVIENDAS DE PB, 2 PLANTAS y ÁTICO
5.1.1
Datos del Edificio
Se trata de un bloque de viviendas que constará de 4 plantas: Planta baja, 2 alturas y ático.
SOLAR
MEDIANERA
MEDIANERA
SITUACIÓN. E: 1/200
PLANO DE SITUACIÓN
El solar ocupa una superficie de unos 320 m2. El edificio a construir tiene forma rectangular de
dimensiones 11×19,23 m (211,53 m2), y no ocupará todo el solar. Una de las fachadas es medianera con otro
edificio y otra da a la calle.
Las zapatas se proyectarán cuadradas en general, excepto las de medianera y calle que serán
rectangulares con una relación de lados 2:1.
Se adjunta un primer plano acotado donde se indica la disposición de pilares así como la posición del
punto de investigación (sondeo) y un segundo plano con los axiles sin mayorar en la base de cada soporte.
19.23
4.53
5.85
3.60
5.30
4.95
11.00
9.50
PLANO DE COTAS
5.30
5.50 m.
SONDEO
Guía de Cimentación de Edificios
P3 / 31Tn
P6 / 54Tn
P9 / 67Tn
P12 / 64Tn
P15 / 21Tn
P2 / 63Tn
P5 / 112Tn
P8 / 129Tn
P11 / 115Tn
P14 / 34Tn
P1 / 30Tn
P4 / 59Tn
P7 / 62Tn
P10 / 60Tn
P13 / 20Tn
PLANO DE CARGAS
5.1.2
Datos del suelo
Para el reconocimiento del subsuelo se ha realizado un sondeo en el centro del solar hasta 10 m de
profundidad con toma de muestras cada 2 m. Se adjunta, la memoria del mismo.
MEMORIA DEL SONDEO
Además de la memoria, se adjuntan los diagramas en profundidad del sondeo.
En estos diagramas están los datos obtenidos en campo y en laboratorio, representados en función de la
profundidad. En el primero de ellos se dan los valores de la resistencia en kg/cm2. La resistencia a compresión
simple (Qc) está puesta directamente, los golpeos del ensayo de normal de penetración dinámica (NSPT) se han
dividido por 4 y los golpeos de las muestras gruesas (NMGR) se han dividido por 8.
En el segundo se representa la humedad relacionada con los límites de Atterberg, lo que da un índice del
comportamiento del terreno: Sólido, plástico o líquido.
El último presenta un aspecto visual de la distribución de granos en los distintos suelos, diferenciando
únicamente entre grava, arena y finos.
Manual de la Aplicación Informática
DIAGRAMAS EN PROFUNDIDAD DEL SONDEO
Con estos datos se rellenarán los impresos de zapatas que se presentan a continuación.
Guía de Cimentación de Edificios
DATOS DE PROYECTO
PROF. MEDIA EXCAVACIÓN SÓTANOS ZX(m)=
0,00
TIPO DE CIMENTACIÓN ELEGIDO:
ZAPATAS
1,00
COTA DE CIMENTACION D (m) =
2
SUPERFICIE OCUPADA EN PLANTA AS (m ) =
ASIENTO MÁXIMO ADMISIBLE
211,53
Nº PLANTAS MAYOR = 4
(cm) = 5
ASIENTO DIFERENCIAL ADMISIBLE = L/ 500
COORDENADAS
DIMENSIONES DE
EJEMPLO1:ZAPATAS
PILAR
(m)
LOS PILARES (cm)
i
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
Xi
0,00
0,00
0,00
4,95
4,95
4,95
9,48
9,48
9,48
15,33
15,33
15,33
18,93
18,93
18,93
Yi
0,00
5,30
10,60
0,00
5,30
10,60
0,00
5,30
10,60
0,00
5,30
10,60
0,00
5,30
10,60
loxi
30
30
30
40
40
40
40
30
40
30
30
30
30
30
30
PROF. EXC.
SOTANO (m)
loyi
40
40
40
30
30
30
30
40
30
40
40
40
40
40
40
Zxi
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
∑Qi = QT (KN) =
Nº PLANTAS MENOR = 4
AXIL
(KN)
Qi
CORTANTES
(KN)
Vxi
Vyi
MOMENTOS
(mKN)
Mxi
Myi
300,00
630,00
310,00
590,00
1.120,00
540,00
620,00
1.290,00
670,00
600,00
1.150,00
640,00
200,00
340,00
210,00
9.210,00
σM1 = QT / AS (KN/m²) =
AREA ENTRE PILARES CON MAYORES CARGAS Y MENOS SÓTANOS
43,54
2
A'S (m ) =
CARGA TOTAL DE PILARES CON MAYORES CARGAS Y MENOS SÓTANOS Q'T (KN) =
σM2 = Q'T / A'S (KN/m²) =
σM (KN/m²) = Máx(σM1, σM2) =
DATOS DE ENTORNO
MEDIANERAS: SI
ESTADO: Bueno
TIPO DE CIMENTACIÓN:
Zapatas
PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN: No se conoce
OTROS :
43,54
Manual de la Aplicación Informática
DATOS DEL SUELO
SITUACIÓN NIVEL FREÁTICO (m) =
TIPO DE SUELO EN CAPA DE CIMENTACIÓN: COHESIVO
PUNTO DE INVESTIGACIÓN =
1
COORDENADAS (m)
X = 9,50 Y = 5,50
S
TIPO DE INVESTIGACIÓN:
RESISTENCIA COMPRESIÓN SIMPLE EN CAPA DE CIMENTACIÓN qcj (KN/m²) = 200,00
PESO
TIPO PROFU. ESPESOR
MÓDULO DE ÁNG. DE
ESPECÍFICO COEF. DE ELASTICIDAD ROZAM. COHESIÓN
DE
(m)
(m)
POISSON
(KN/m³)
INTERNO (KN/m²)
SUELO
(KN/m²)
C
C
I
C
C
0,00
0,50
2,50
5,00
7,50
Hz
γz
ν
0,5
2
2,5
2,5
2,5
22,50
17,50
17,50
20,30
20,30
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
Z (m) =
φz (º)
Ez
6.400
0
8.800 30,33
14.400
32.000
Cz
NSPT
TENSIÓN
INDICE DE INDICE DE INDICE DE
DE
HUECOS COMPRES. RECOMPR. PRECONS.
golpes
e0z
Ccz
CDz
σp
100,00
179,00
179,00
10,00 PROFUNDIDAD DE INVESTIGACIÓN
CAPAS RESULTANTES
CAPA
MÓDULO ÁNG. DE COHESIÓN
TIPO
PESO
COEF. DE
PROF. ESPESOR
DE
ESPECÍFICO POISSON ELASTICID. ROZAM.
(KN/m²)
(m)
(m)
(KN/m²) INTERNO
SUELO
(KN/m³)
z
1
2
-1
-2
-3
-4
γz
ν
Ez
φz (º)
Cz
22,5
17,5
17,5
17,5
20,3
20,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
6400
6400
8800
14400
32000
0
0
30,33
100
100
Hz
C
C
C
I
C
C
0
0,5
1
2,5
5
7,5
Z max =
0,5
0,5
1,5
2,5
2,5
2,5
10
m
179
179
NSPT
golpes
INDICE
INDICE TENSIÓN
INDICE DE
DE
DE
DE
COMPRES
HUECOS
RECOMP. PRECONS.
e0z
Ccz
CDz
σp
Guía de Cimentación de Edificios
RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE EN CAPA DE CIMENTACIÓN qci (KN/m²) =
γxi (KN/m³) =
PESO ESPECÍFICO DEL TERRENO EXCAVADO PARA SÓTANOS
TENSIÓN PROVISIONAL EN EL SUELO σs (KN/m²) =
RELACIÓN COMPENSADA DE TENSIONES
r=
TENSIÓN EFECTIVA
q0i (KN/m²) =
200,00
200,00
0,22
20,00
MODULO DE ELASTICIDAD DESDE COTA CIMENTACIÓN HASTA PROFUNDIDAD COMÚN (KN/m²)
Máximo Emáx = 11.685,25
Mínimo Emín = 11.685,25
Para todo el solar Ei= 11.685,25
PARÁMETROS GEÓTECNICOS EN LA CAPA DE CIMENTACIÓN
PESO ESPECÍFICO
γ2i (KN/m³) =
17,50
0,00
ÁNGULO DE ROZAMIENTO INTERNO Φ i ( º ) =
COHESIÓN DEL SUELO
C i (KN/m²) =
100,00
DIMENSIONADO DE LAS ZAPATAS
SOPORTE
CARGAS
TENSIÓN DE DIMENSIONES DIMENSIONES
TIPO DE RELACIÓN
SOBRE MÓDULO DE
MÍNIMAS
CÁLCULO PROVISIONALES
ZAPATA DE LADOS
ZAPATAS ELASTICIDAD PROVISIONAL
(m)
(m)
λi
i
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10-13
11
12
14
15
RMX
C
C
RMX
C
C
RMX
C
C
CMX
C
C
RMY
RMY
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
2,00
Ei (KN/m2) qcpi (KN/m2)
∑ Qi
300,00
630,00
310,00
590,00
1.120,00
540,00
620,00
1.290,00
670,00
800,00
1.150,00
640,00
340,00
210,00
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
11.685,25
208,47
225,60
225,60
208,47
225,60
225,60
208,47
225,60
225,60
208,47
225,60
225,60
208,47
208,47
Lxi
Lyi
2,08
1,67
1,17
2,91
2,23
1,55
2,99
2,39
1,72
4,30
2,26
1,68
1,11
0,87
1,04
1,67
1,17
1,46
2,23
1,55
1,49
2,39
1,72
2,15
2,26
1,68
2,21
1,74
DIMENSIONES
DE ZAPATAS
(m)
Lxi
Lyi
2,08
1,67
1,17
2,91
2,23
1,55
2,99
2,39
1,72
4,30
2,26
1,68
1,11
0,87
1,04
1,67
1,17
1,46
2,23
1,55
1,49
2,39
1,72
2,15
2,26
1,68
2,21
1,74
Lxi min Lyi min
0,80
0,80
0,80
0,90
0,90
0,90
0,90
0,80
0,90
4,15
0,80
0,80
0,80
0,80
0,90
0,90
0,90
0,80
0,80
0,80
0,80
0,90
0,80
0,90
0,90
0,90
0,90
0,90
CARGAS TENSIÓN INIC TENSIÓN INIC TENSIÓN DE
DIMENSIONES ASIENTO ASIENTO TENSIÓN DE DIMENSIONES
TIPO RELAC
SOBRE POR LIMIT.
POR LIMIT.
CÁLCULO
DE ZAPATAS INICIAL MÁXIMO CÁLCULO REDONDEADAS
SOPORTE DE ZAP DE ZAPATAS DE TENSIÓN DE ASIENTO
INICIAL
(m)
(cm)
(cm) FINAL PROV. DE ZAPATAS
ATA LADOS
(KN)
(KN/m²)
MÁX. (KN/m²)
(KN/m²)
(KN/m²)
(m)
λi
i
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10-13
11
12
14
15
RMX
C
C
RMX
C
C
RMX
C
C
CMX
C
C
RMY
RMY
∑ Qi
2,00 300,00
1,00 630,00
1,00 310,00
2,00 590,00
1,00 1.120,00
1,00 540,00
2,00 620,00
1,00 1.290,00
1,00 670,00
2,00 800,00
1,00 1.150,00
1,00 640,00
2,00 340,00
2,00 210,00
qTINi
qSINi
208,47
225,60
225,60
208,47
225,60
225,60
208,47
225,60
225,60
129,80
225,60
225,60
208,47
208,47
390,30
519,76
1.056,30
198,46
292,37
606,39
188,86
253,84
488,73
146,36
284,74
511,64
344,39
557,58
qCINi
Lxi
208,47
225,60
225,60
198,46
225,60
225,60
188,86
225,60
225,60
129,80
225,60
225,60
208,47
208,47
2,08
1,67
1,17
2,99
2,23
1,55
3,14
2,39
1,72
4,30
2,26
1,68
1,11
0,87
Lyi
sINi
si
qcfpi
Lxi
Lyi
1,04
1,67
1,17
1,49
2,23
1,55
1,57
2,39
1,72
2,15
2,26
1,68
2,21
1,74
3,65
3,29
2,31
5,00
4,39
3,05
5,00
4,71
3,40
4,71
4,45
3,32
3,89
3,06
3,65
3,29
2,31
4,64
3,76
3,05
5,00
4,44
3,40
4,71
4,34
3,32
3,89
3,06
208,47
225,60
225,60
171,22
165,43
225,60
188,86
200,54
225,60
129,80
214,40
225,60
208,47
208,47
2,10
1,70
1,20
3,25
2,60
1,55
3,15
2,55
1,75
4,30
2,35
1,70
1,15
0,90
1,05
1,70
1,20
1,65
2,60
1,55
1,60
2,55
1,75
2,15
2,35
1,70
2,25
1,75
Manual de la Aplicación Informática
MEDIA ADMISIBLE
(KN/m²) POR ROTURA
(KN/m²)
σmed
≤ qAi
σmed
qAi
SI/NO
230,97
248,10
248,10
193,72
187,93
248,10
211,36
223,04
248,10
152,30
236,90
248,10
230,97
230,97
254,12
260,40
271,07
241,46
249,63
263,10
242,30
250,06
259,58
234,58
251,93
260,40
251,87
259,36
TENSIÓN
TIPO DE RELACIÓN
SOPORTE ZAPATA DE LADOS
λi
i
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10-13
11
12
14
15
RMX
C
C
RMX
C
C
RMX
C
C
CMX
C
C
RMY
RMY
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
2,00
TENSIÓN
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
EXCENTRICIDAD DEL CUMPLE CUMPLE
ORIENTACIÓN
AXIL RESPECTO AL
TENSIÓN TENSIÓN
DE
CENTRO DE GRAVEDAD
MEDIANERA
MÁXIMA MÍNIMA
DE ZAPATA(cm)
ex
X
X
X
X
Y
Y
ey
SI/NO
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI/NO
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
SI
RESULTADOS
ESQUEMA DE LA CIMENTACIÓN
La solución de cimentación propuesta deberá ser analizada por un técnico y completada mediante
el estudio de la interacción suelo - cimentación - estructura.
Guía de Cimentación de Edificios
SOPORTE
TIPO DE
ZAPATA
i
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10-13
11
12
14
15
RMX
C
C
RMX
C
C
RMX
C
C
CMX
C
C
RMY
RMY
RELACIÓN
DE LADOS
DIMENSIONES FINALES
DE ZAPATAS (m)
λi
Lxi
Lyi
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
2,00
2,00
2,10
1,70
1,20
3,25
2,60
1,55
3,15
2,55
1,75
4,30
2,35
1,70
1,15
0,90
1,05
1,70
1,20
1,65
2,60
1,55
1,60
2,55
1,75
2,15
2,35
1,70
2,25
1,75
La superficie total de cimentación por zapatas representa el 27 % de la superficie del solar
La solución de cimentación propuesta:
SI cumple las condiciones de tensión.
SI cumple las limitaciones de asiento máximo y asiento diferencial admisible.
Manual de la Aplicación Informática
MEMORIA
1. MEMORIA DESCRIPTIVA
1.3. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Siguiendo las indicaciones del CTE y de la Guía de Estudios Geotécnicos (GEG) se ha planificado un estudio
geotécnico cuyos resultados se adjuntan en el Anejo 1 de la Memoria.
Del contenido del Informe Geotécnico así como de los criterios definidos en la Guía de Cimentación de
Edificios, se deduce que el terreno sobre el que se sitúa el edificio es uniforme en todo el solar, por lo que se han
asignado los mismos parámetros geotécnicos a todas las bases de soportes.
El terreno es sensiblemente horizontal (admitiéndose pendientes de hasta un 10%), no presenta
problemas especiales (arcillas expansivas, suelos colapsables, suelos muy blandos, etc.) ni tampoco riesgos de
estabilidad global (por no estar situado el edificio en laderas o próximo a la coronación de taludes o excavaciones)
por lo que es aplicable la GCE para la definición de la solución de cimentación adecuada.
La cimentación proyectada es una cimentación directa mediante zapatas a 1,00 m. de profundidad en una
capa de suelo cohesivo.
Se han tenido en cuenta las recomendaciones que indica la Norma de Construcción Sismorresistente
vigente en lo referente al atado de las zapatas entre sí.
No se ha detectado el nivel freático.
Se describirá, a continuación, todos aquellos aspectos reflejados en el Informe Geotécnico, que sean
relevantes para la definición de la cimentación, como por ejemplo: agresividad del terreno y de las aguas,
problemas en la excavación de sótanos, interacción con edificios próximos, etc., tomando la información del
propio Informe Geotécnico.
Guía de Cimentación de Edificios
2. MEMORIA CONSTRUCTIVA
2.1. SUSTENTACIÓN DEL EDIFICIO
Del Informe Geotécnico se ha obtenido la relación de capas que constituyen el terreno sobre el que se
sitúa el edificio, caracterizadas por su espesor, peso específico, coeficiente de Poisson y por otros parámetros
geotécnicos o magnitudes deducidas directamente de los ensayos efectuados (de clasificación, resistencia y
deformación). El Informe Geotécnico ha proporcionado, asímismo, los diagramas continuos de las penetraciones así
como una previsión inicial del tipo de cimentación y de la profundidad del plano de apoyo de la misma.
Antes de efectuar el cálculo de la cimentación, con todos los datos disponibles del edificio, se ha
verificado esta previsión inicial comparando la tensión máxima transmitida por el edificio con la tensión provisional
en el suelo (suma de la resistencia a la compresión simple en el plano de apoyo y la tensión por descarga del
sótano). Por otra parte, dado que los resultados mencionados corresponden a los puntos investigados en el Estudio
Geotécnico, se ha comprobado la uniformidad del terreno, basándose en los criterios establecidos en la GCE,
llegando a la conclusión indicada en el capítulo 1.3 de esta memoria.
El valor del módulo de elasticidad en cada capa se ha obtenido mediante correlaciones con los datos
proporcionados por el Estudio Geotécnico (resistencia estática, resistencia dinámica, número de golpes del ensayo
de penetración estándar, resistencia a la compresión simple, etc.)
Además del módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson y del peso específico se ha determinado, en
cada capa, los valores de los parámetros geotécnicos siguientes:
•
En las capas de suelo incoherente (gravas, arenas y gravas, arenas arcillosas y limosas con menos de
un 35% de arcillas), el ángulo de rozamiento interno. Éste se deduce directamente de los ensayos
efectuados (corte directo o triaxiales) o mediante correlaciones con el número de golpes del ensayo de
penetración estándar.
•
En las capas de suelo cohesivo, la cohesión. Ésta se deduce directamente de los ensayos efectuados.
Se ha adoptado el criterio a corto plazo, sin drenaje, por ser el más restrictivo en este caso, tomando el
valor de la cohesión sin drenaje. Para las capas de arcillas blandas o muy blandas se necesita el índice
de huecos inicial y el índice de compresión deducidos directamente de los ensayos edométricos, así
como el índice de recompresión y la presión de preconsolidación si las arcillas son sobreconsolidadas.
•
En las capas de roca los parámetros que las caracterizan (apertura, rugosidad, etc) siguiendo las
indicaciones del CTE (apartado 3.2.5 del DB SE-C).
Para garantizar la seguridad estructural de los elementos de cimentación en relación con el terreno y
efectuar las comprobaciones de capacidad portante (resistencia y estabilidad) y aptitud al servicio que establece el
CTE y la GCE, se han considerado las combinaciones de carga más desfavorables para cada situación de
dimensionado. Las verificaciones de los Estados Límite Últimos y de los Estados Límite de Servicio se han basando
en el formato de los coeficientes parciales, según se indica en al apartado 2.4 del documento DB SE-C
Tal y como se ha indicado en el apartado 1.3 de esta memoria se ha proyectado una cimentación directa
mediante zapatas.
No hay problemas de estabilidad global por no estar situado el edificio en laderas o próximo a la
coronación de taludes.
Las dimensiones en planta de las zapatas se han obtenido con una tensión de cálculo diferente para cada
zapata que garantiza que no se supera la presión admisible por rotura del terreno y, al mismo tiempo, que los
asientos no superan el valor máximo admisible establecido, controlando, asímismo, el asiento diferencial máximo
admisible entre todas las zapatas establecido en términos de distorsión angular. Se han respetado las limitaciones
geométricas que establece la GCE.
La presión admisible se ha definido a partir de la expresión analítica básica de la presión de hundimiento
válida para suelos incoherentes y cohesivos (ver CTE y GCE), en cuya formulación intervienen la cohesión, la
presión vertical al nivel de la cimentación, las dimensiones de la zapata, el peso específico del terreno situado por
debajo del nivel de cimentación, los factores de capacidad portante y los coeficientes correctores (factores de forma,
etc.), teniendo en cuenta, si ha lugar, la influencia de la presencia de capas blandas por debajo de la capa de
cimentación.
Los asientos se han calculado con métodos elásticos aplicables tanto para suelos incoherentes como
para arcillas medias y duras.
El anejo 2 de esta memoria contiene un resumen de los resultados descritos en este apartado.
Manual de la Aplicación Informática
3. CUMPLIMIENTO DEL CTE
3.1. SEGURIDAD ESTRUCTURAL
CIMENTACIÓN
La solución de cimentación adoptada cumple las exigencias básicas de seguridad estructural (SE): exigencia
básica SE1 (resistencia y estabilidad) y exigencia básica SE2 (aptitud al servicio) establecidas en el artículo 10 de la
Parte I del CTE.
ANEJOS A LA MEMORIA
1.- INFORME GEOTÉCNICO
Adjuntar el informe elaborado por el técnico competente
2.- RESULTADOS DEL CÁLCULO DE LA CIMENTACIÓN
Adjuntar el resumen de los resultados de cálculo obtenidos con el programa de la Guía de Cimentación.