UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES – ZARAGOZA UÍMICA INGENIERÍA Q UÍMICA
INGENIERÍA DE PROYECTOS ALUMNO: Aguirre Barragán Fernando
Resumen de las normas de cimentación de la CFE
Cresenciano Echavarrieta Albíter PROFESOR: Cresenciano
GRUPO: 4801
Fecha de Entrega: 20 de febrero de 2018
Las normas de CFE para cimentación fueron realizadas para el análisis, diseño y presentación de información técnica para la revisión de las cimentaciones de las estructuras de líneas de transmisión, hablando de la especificación “CFE JA100-64”, o de la selección, manejo, almacenamiento y utilización de los diferentes materiales que intervienen en la elaboración de los concretos para la construcción de estructuras y cimentaciones de subestaciones eléctricas de potencia y líneas de transmisión; así como los procesos de diseño d e mezclas, elaboración, transporte, colocación, curado, determinación de resistencias y reparaciones, hablando de la especificación “ CFE C0000-15”. La primera norma cataloga las cimentaciones en tres tipos:
Cimentaciones superficiales: Zapatas, losas de cimentación, muertos de anclaje, retenidas o cimentaciones ancladas. Cimentaciones profundas: Pilas o pilotes. Cimentaciones especiales: Incluyen la combinación de cimentaciones superficiales y profundas, o sistemas de cimentación diferentes a los definidos.
En el caso de las torres, los dados o fustes de l as cimentaciones deben sobresalir una longitud mínima de 30 cm del nivel del terreno en zonas no inundables, y la misma longitud del NAME en zonas susceptibles de inundación; para postes, esta longitud debe ser de 1 m. En ningún caso se deben desplantar estructuras sobe suelo orgánico, desechos y rellenos no controlados. Los cimientos deben ser desplantados en rellenos estructurales o controlados, colocándolo en capas no mayores de 30 cm y compactándolas al 95% de su peso volumétrico seco máximo. Para el caso de sitios susceptibles a la erosión o socavación, la profundidad mínima de desplante se debe considerar a partir del nivel máximo de socavación en la zona, verificando que en estas condiciones la cimentación es estable. Cuando el peso volumétrico seco natural de una muestra de suelo sea menor a 12.0 kN/m 3, se considerará como suelo colapsable. En los sitios donde se presenten suelo expansivos o colapsables, las cimentaciones deben ser desplantadas por debajo de la zona activa de expansión o de colapso; en caso contrario, se deben realizar las pruebas para determ inar la presión de expansión, la expansión vertical, el índice de colapso y el potencial de colapso. Para las estructuras que se ubiquen cercanas o dentro de taludes y/o canal de aguas, la longitud efectiva de empotramiento a considerar para el diseño estructural de pilas o pilotes, inicia en la proyección horizontal del cruce del talud con la proyección vertical de 3Dp (Dp=diámetro de la pila), como se muestra en la figura 1. Para las estructuras que se ubiquen en caminos de mantenimiento de canales de agua, no se debe considerar el material de azolve como material que aporte estabilidad mecánica para la revisión por capacidad de carga lateral, carga resistente a la compresión por punta y fricción, etc.
Por cada estructura deben diseñarse cimentaciones para todos los niveles y extensiones, de acuerdo a la ubicación del nivel freático durante la vida útil de la línea para las siguientes condiciones: a) Suelo sumergido (nivel freático superficial). b) Suelo húmedo (nivel freático debajo de la profundidad de desplante). c) La profundidad mínima de desplante debe ser: 0.10 m para cimentaciones ancladas en roca. 2.00 m para zapatas en suelo 3.00 m para muertos de anclaje y pilas. 5.00 m para pilotes.
Además de esas especificaciones, el documento da las distintas ecuaciones y desigualdad es a cumplir para las cimentaciones superficiales, en el caso de la capacidad de carga, volteo, arrancamiento, deslizamiento y muertos de anclaje. Para la capacidad de carga, la relación entre la suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la combinación de cargas considerada (afectada de su respectivo factor de carga igual a 1.1 kN), y el área efectiva de cimiento (reducida pro excentricidades de carga), debe ser menor o igual a la capacidad de carga resistente del suelo o roca, obtenida del estudio geotécnico. Para el volteo debe cumplirse que la relación entre el momento resistente (producido por las fuerzas que se oponen al volteo aplicadas a la cimentación, respecto al borde de la zapata o losa), y el momento de volteo (producido por las fuerzas que ocasionan el volteo de la cimentación, respecto al mismo borde), debe ser mayor a 1.0. Para el arrancamiento, la suma de fuerzas verticales resistentes al arrancamiento de la cimentación (que incluye el peso efectivo del relleno que gravita sobre la cimentación y su peso propio efectivo multiplicada por 0.9 kN), debe ser mayor a la fuerza de tensión vertical máxima transmitida por la estructura (kN) (multiplicada por un factor de carga igual a 1.2). Para el deslizamiento, la suma de fuerzas resistentes en el contacto cimentación-suelo (multiplicadas por su factor de reducción en kN) debe ser mayor a la resultante de las fuerzas horizontales transmitidas por la estructura. Por último, para muertos de anclaje, se debe cumplir que: a)
Las componentes verticales de la resultante de las fuerzas de extracción deben ser menor al peso del suelo más el peso del concreto, multiplicado por 0.7. b) Las componentes verticales de la resultante de las fuerzas de extracción deben ser menor al peso del concreto. c) Las componentes horizontales de la resultante de las fuerzas de extracción deben ser menor al empuje pasivo sobre la cara lateral del bloque de concreto multiplicado por 0.7. De igual manera, para las cimentaciones profundas se deben cumplir ciertos requisitos para la capacidad de carga de ésta, que incluye la revisión por compresión o por tensión, así como la capacidad de carga lateral. Para la revisión por compresión, la carga actuante de compresión aplicada en la cabeza de la pila o pilote, debido a las cargas de la estructura más su peso propio, multiplicada por su factor de carga correspondiente; debe ser menor a la suma de la sumatoria de capacidad de carga por fuste de cada estrato multiplicado por el factor de reducción de resistencia en el estrato de referencia, más la capacidad de carga por punta multiplicada por el factor de reducción de resistencia.
Para la revisión por tensión, la tensión máxima aplicada a la pila o pilote debido a las cargas de la estructura, menos su peso propio efectivo y el peso del suelo que gravite sobre la campana (en caso de presentarse ésta), multiplicada por un factor de carga igual a 1.2; debe ser menor a la sumatoria de capacidad de carga por fuste de cada estrato multiplicado por el factor de reducción de resistencia del estrato de referencia. La capacidad de carga lateral en pilas o pilotes puede evaluarse por alguno de los siguientes m étodos: a) b) c) d)
Criterio de falla basado en la resistencia al esfuerzo cortante de cada estrato de suelo. Interacción suelo-estructura considerando módulos de reacción variable en cada estrato. Curvas P-Y. Criterio del Elemento finito, mediante un modelo (en 3 dimensiones) que represente las condiciones reales de la estructura del subsuelo.
En el caso del inciso a) se debe cumplir que la carga horizontal máxima aplicada al pilote o la pila debida a las cargas externas sea menor a la capacidad de carga lateral del pilote o pila, calculada a partir de las propiedades de resistencia del suelo. Para los demás casos se debe evaluar el desplazamiento lateral en la cabeza del elemento, el cual debe ser menor que 2.5 cm para todas las combinaciones de carga.
