Diseño de Caisson

EJEMPLOS EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS 1. Se tiene un caissons con las siguientes características. B =1.20 m ( radio )

 L= 15 m ( profundidad  profundidad de cimentacion ) Se sabe que es un suelo areno arcilloso con las siguientes características:

 Resistenciacortante no drenada drenada : c u=0.15

Kg 2

cm

 Angulo de friccióndel suelo : ∅=25 ° Determinar la capacidad de carga y los asentamientos producidos por la estructura.

SOLUCIÓN:

CALCULO DE LA CAPACIDAD CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE ADMISIBLE

A. Capacidad de carga en la base del caisson. Como se trata de un suelo cohesivo utilizaremos la siguiente formula:

QB = A B∗c u∗ N C   Donde c u=0.15

Kg cm

2

2

2

 A B = π ∗B = π ∗( 120 cm ) =45238.93 cm

2

 N C =14.80 dato dato obteni obtenido do a parti partirr del angul angulo o de fricc friccion ion : ∅=25 ° enlatablafacto en latablafactorres de capac capacida idad d de carga carga segunT segunTerz erzag agii QB =( 45238.93 cm

2

)

(

0.15

Kg cm

2

)(

14.80 )=100430.358 Kg

QB =100.43 Tn !

B. Capacidad de carga por fricción en las paredes:

" ∗¿ c u∗ p∗# L  L

Q$ =∑ ¿ 0

 Donde : " =coeficie coeficiente nte %ue&ari %ue &aria a entre entre : 0.35 0.35−0.60, adoptamos : " =0.5

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS  p=2∗π ∗120 cm=753.98 cm # L=1500 cm

(

Q$ =( 0.5 ) 0.15

Kg cm

2

)(

753.98 cm ) ( 1500 cm) =84822.75 Kg

Q$ =84.82 Tn CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE:

Q B+¿ Q

$

 '$ Qadm=¿  De acuerdo ala norma ( 050 de Cimentaciones :  )ara cargas estaticas '$ =3  )ara cargas con sismos * &ientos '$ = 2.5 +btamos por '$ =2.5

Qadm=

100.43 Tn + 84.82 Tn 2.5

Qadm=74.10 Tn! CALCULOS DE ASENTAMIENTOS TOTALES

$ T =$ 1+ $ 2+ $ 3 A. Asentamiento por deformación aial ! $ 1 ¿ :

B + ¿ " ∗Q $ Q¿ ¿ ¿ L ¿ $ 1=¿

 Donde :  ( C = modulo de *oungdel concreto  ( C =15000∗√ f  c , 

 Kg

Kg

Kg

cm

cm

cm

=15000∗√ 210 2

= 217370.65 2

2

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS $ 1=

( 100.43 Tn + 0.50∗84.82 Tn )∗1500 cm∗1000 2

45238.93 cm ∗217370.65

Kg

=0.022 cm

2

cm

B. Asentamiento por carga de traba"o en la base:

$ 2=

% B∗B  ($

∗( 1 − - )∗ . / ∗ .  ) 2

 Donde : % B=

74.10∗1000 Kg 2

45238.93 cm

% B=1.64

Kg cm

2

 ( carga unitariaen la base )

 )araun suelo arcilloso tenemos :  -=relacion de poisondel suelo! - =0.5  ( $ =modulo de *oung del suelo ! ( $= 80

 0N  2

cm

= 816.33

Kg cm

2

 . /  1 .  ) son factores deinfluencia %uedaremos un &alorde 1

1.64

$ 2=

Kg cm

2

∗120 cm ∗( 1−0.5 )∗1∗1 2

816.33

Kg 2 cm

$ 2=0.18 cm ! C. Asentamiento por carga de fricción:

$ 3=

Q $∗B  p∗ L∗ ( $

+ ( 1 − - )∗ .  '  2

 Donde :  .  ' =factor de influencia  .  ' =2 + 0.35∗

√

 L = 2 + 0.35∗ B

√

1500 120

=3.23

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS  

$ 3=

84.82∗1000 Kg∗120 cm

753.98 cm∗1500 cm∗816.33

+ ( 1−0.5 )∗3.23 2

Kg cm

2

$ 3=2.43 cm ! ASENTAMIENTO TOTAL:

$ T =0.02 cm+ 0.18 cm+ 2.43 cm =2.63 cm!

Seg#n Crespo $illalaz% limita los asentamientos seg#n el tipo de edificación: AS&'(A)*&'(+S (+(A,&S -&)*S*/,&S &dificios comerciales

0.1

&dificios industriales

2.1

Almacenes

1.3

-or lo tanto nuestro asentamiento total encontrado sería aceptable.

CALCULO DEL ESPESOR DE LA CAPA DE CONCRETO

√

%

t =0.866∗B∗

, 

f  c∗( 1 + 1.61 )

√

()  L B

 

t =0.866∗120 cm∗

t =¿ 1.6 cm

210

1.64

Kg cm

2

Kg 2 cm

∗( 1+ 1.61 )

( ) 1500 120

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS

2. DISEÑO DE CAISSON

Dise4ar la cimentación% para una columna de 3.53  3.61 m !037189 de fy ; 053 )-a< que carga 0333 ='% si seg#n el informe de suelos y recomendaciones de cimentación el estrato de cimentación est> a ?1 metros de profundidad con una carga de traba"o de 3.5 )-a% considerando dentro del  proyecto la colocación de vigas de amarre en ambas direcciones. ,os anillos se construir>n en concreto de fc; 0?.? )-a y de relleno se har> en concreto ciclópeo conformado por un @3 de triturado y un 53 de concreto de fc ; ?5.? )-a.

 Di>metro 2

 ) = f c

• • •

π D ) 4

fe ; 3%?9 fc utilizable para concreto ciclópeo Dp; di>metro del pilar  -; carga de la columna. &l peso propio del pilar% en este caso se considera soportado por la fricción con el terreno que lo rodea.

Si se acepta un di>metro mínimo% por facilidad constructiva% de ?%0 m y se usan anillos de espesor  3%?3 m% resultaría Dp; ?%53 m. Di>metro de la base: 2

 ) = f c

π D ) 4

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS 2 =Carga detraba3o del terreno  D b= Di4metro de la base

 D b=

√

4 )

2π 

=

√

4∗2000 400 π 

= 2.52

2.50 m

,a transición entre el di>metro de ?%53 m del pilar propiamente dicho y la base de 0%1 m debe hacerse con una pendiente cuyo >ngulo con la vertical no mayor a 23B y rematarse con un segmento vertical cuya altura mínima sea de 3%23 m. esta transición y el segmento vertical se deben rellenar  con concreto de fc; 0?%? )pa.

Anillos: -ara el c>lculo de los esfuerzos de compresión% los anillos se consideran como un tubo de pared delgada en el cual la presión es una función de la profundidad% del tipo de terreno y de la sobrecarga que a nivel superficial se considere aplicada sobre el mismo. &stas tres consideraciones se resumen en la epresión:

 )∗ D ) f  c = 2 t   )= presiónen el anillo a la profundidad considerada t =espesor delanillo  D ) =di4metro del pilar &n el c>lculo de la presión en el anillo tambin interviene el peso unitario del terreno y la constante de empu"e activo .

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS  ) = 5 6  A  + 7 6  A &n donde 3

5 =18 6n / m 6  A =1 / 3  =13.75 m 7 =3 6N  /m

2

 )  ; ?9E?82E?2.61F2E?82;92.1='8m 0 eemplazando en fe:

f  c =

83.5∗1.40 2

2

∗0.10 =584.5  KN / m 8 0.58  0pa

-or tanto% los anillos se har>n en concreto de fc ; 0?%? )pa% 3%?3 m de espesor y en principio sin ning#n refuerzo.

EJEMPLOS DE DISEÑO DE UN CAISSONS