ESCUELA DE INGENIERIA Ingeniería Civil

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1 ESCUELA DE INGENIERIA Ingeniería Civil ASIGNATURA INGENIERÍA DE FUNDACIONES CODIGO IC0661 SEMESTRE INTENSIDAD HORARIA 48 horas semestral CARACTERÍSTICAS No suficientable CRÉDITOS 3 1. JUSTIFICACIÓN CURSO La especialización enfrenta al profesional con una masiva proliferación de métodos, correlaciones y soluciones que solamente con una formación sustentada en los principios básicos del comportamiento de suelos, y complementada con la experimentación y observación directa, permitan el desarrollo de criterios claros para la selección de las metodologías de diseño de fundaciones más adecuadas. 2. OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO 2.1. Conocer los principios básicos del funcionamiento de las cimentaciones Estudiar los métodos actuales para el análisis de cimentaciones superficiales y profundas, haciendo énfasis en sus hipótesis y limitaciones Conocer los diferentes tipos de cimentación disponibles, posibilidades constructivas, criterios de selección Seleccionar y desarrollar herramientas propias para la evaluación y el diseño de cimentaciones. 3. DESCRIPCIÓN ANALÍTICA DE CONTENIDOS CAPÍTULO 01 CONCEPCIÓN DE OBRAS DE CIMENTACIÓN Objetivo Específico: Introducir al estudiante en una visión global de las cimentaciones, abordando los principales aspectos que debe enfocar el proyectista para la solución del problema de cimentación Concepto de cimentación Requisitos básicos Deformaciones aceptables Seguridad a la estabilidad externa (colapso suelo de fundación) Seguridad a la estabilidad interna (falla de la estructura de fundación) 1/6

2 Elementos necesarios para el proyecto de cimentación Alternativas de cimentación Cimentaciones superficiales Cimentaciones profundas Cimentaciones mixtas Sistemas constructivos, ventajas y limitaciones Criterios generales para la escogencia preliminar de la cimentación Escogencia de cimentación en casos con condicionantes especiales Cimentaciones en medianerías Zonas de pendiente Puentes y viaductos Edificios industriales 3.2. CAPÍTULO 02 CIMENTACIONES SUPERFICIALES - CAPACIDAD DE CARGA Objetivo Específico: Calcular la capacidad de carga de fundaciones superficiales Modelos típicos de falla en cimentaciones superficiales (Repaso) Falla cortante general Falla cortante local Falla por punzonamiento Soluciones con base en la teoría de la elasticidad Soluciones con base en la teoría de la plasticidad Teorías propuestas por diferentes autores Terzaghi Meyerhof Corrección por posición del nivel freático Ecuación general de capacidad de carga Factores de corrección por otros aspectos Por forma Por profundidad de desplante Por carga inclinada Por inclinación de la base de la fundación Por inclinación de la superficie del terreno Cimentaciones con carga excéntrica Cimentaciones en suelos estratificados Suelo rígido sobre suelo débil Suelo débil sobre suelo rígido Fórmulas empíricas 2/6

3 Con base en la resistencia a la penetración normal Con base en la resistencia a la penetración estática con cono de acero Cimentaciones superficiales, caso sísmico Metodología a seguir para la determinación de los factores de seguridad Global Parcial 3.3. CAPÍTULO 03 CIMENTACIONES SUPERFICIALES - ASENTAMIENTOS Objetivo Específico: Calcular asentamientos en fundaciones superficiales. Identificar los diferentes métodos y limitaciones Asentamientos: definiciones y causas Elásticos o instantáneos Por consolidación primaria Por consolidación secundaria Por hundimiento Por causas mecánicas Propio de la cimentación Asentamiento total Distribución de esfuerzos Distribución 2: Distribución de Boussinesq Distribución de Westergard Distribución de Frölich Ábaco de Newmark Asentamientos permisibles o admisibles Asentamientos diferenciales Asentamiento elástico de cimentaciones Asentamientos por consolidación Consolidación primaria Consolidación secundaria Expresiones empíricas para el cálculo del asentamiento Enfoque del módulo tangente de Janbu CAPÍTULO 04: LOSAS DE CIMENTACIÓN - CAPACIDAD DE CARGA Y ASENTAMIENTO Objetivo Específico: Calcular la capacidad de carga de fundaciones superficiales, tipo losas de cimentación Definición 3/6

4 Tipos de losas de cimentación 4.3 Módulo de Reacción de la subrasante Carga repetida Carga no repetida Factores que afectan a ks Procedimiento para hallar ks En arenas En arcillas Capacidad de carga de losas de cimentación Cálculo del asentamiento de losas de cimentación Cimentaciones compensadas Método flexible de diseño - Método de Winkler 3.5. CAPÍTULO 05 CIMENTACIONES EN PILOTES - CAPACIDAD DE CARGA Objetivo Específico: Calcular la capacidad de carga de fundaciones profundas. Observar diferencias entre tipologías de pilotes y suelos Capacidad de carga individual por punta y por fricción superficial Expresión general Pilotes en arcillas Pilotes en arena Pilotes en roca Diferencias en función del sistema constructivo Pilotes de desplazamiento - hincados Fórmulas de hinca Pilotes de reemplazo - pre-excavados Grupo de pilotes - Eficiencia del grupo Grupo de pilotes en arcilla saturada Fricción negativa Capacidad a extracción Resistencia lateral Predicción de desplazamientos horizontales Cimentaciones profundas con solicitaciones sísmicas 3.6. CAPÍTULO 06 CIMENTACIONES EN PILAS - CAPACIDAD DE CARGA Objetivo Específico: Calcular la capacidad de carga de fundaciones profundas en pilas. Observar diferencias entre tipologías de pila y suelos Pilas de cimentación. Tipos de pilas. Capacidad de carga en pilas en arena y pilas en arcilla Capacidad a extracción Resistencia lateral 4/6

5 Predicción de desplazamientos horizontales Pilas con solicitaciones sísmica Asentamiento de pilas 3.7. CAPÍTULO 07 ASENTAMIENTOS EN CIMENTACIONES PROFUNDAS Objetivo Específico: Calcular asentamientos. Evaluación de asentamientos en función de la carga Métodos de análisis: Transferencia de cargas, Teoría elástica, Mindlin y elementos finitos Ensayos de carga, Estáticos y Dinámicos Predicción curva carga-sentamientos 4. EVALUACIÓN 4.1. Primer parcial 15% 4.2. Segundo parcial 15% 4.3. Tercer parcial 15% 4.4. Trabajos y talleres 55% 5. BIBLIOGRAFIA GENERAL 5.1. Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente. NSR Bowles, Joseph E. (1997). Foundation Analysis and Desing. (5a ed.). Singapore: Mc. Graw-Hill Das, Braja M. (1999). Principios de Ingeniería de Cimentaciones. (5a ed.), México, Thomson. Delgado Vargas, Manuel. (1996). Ingeniería de Fundaciones. Bogotá: Escuela 5.4. C o l o m b i a n a d e I n g e n i e r í a. (1998). Interacción Suelo - Estructura. Bogotá: Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería 5.5. Fellenius, Bengt H. (1999). Basics of Foundation Design (2a ed.). Richmond: BiTech Publishers Jimenez Salas, Justo A. (1975). Geotecnia y cimientos. (4 tomos). Madrid: Rueda Murthy, V. N. S. (2003). Geotechnical Engineering: Principles and Practices of Soil Mechanics and Foundation 5.8. Engineering. New York: Marcel Dekker Prakash, S. (1981). Soil Dynamics. New York: McGraw-Hill Poulos, H.G. y Davis, E.H. (1980). Pile Foundation Analysis and Design. New York: John Wiley and Sons Tomlinson, M.J. (1996). Cimentaciones. México: Editorial Trillas. 5/6

6 5.12. Terzaghi, Karl y Peck, Ralph. (1973). La Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica. (2a ed.). Barcelona: Ateneo. U.S. Army Corps of Engineers. (1992). Bearing Capacity of Soils EM W a s h i n g t o n (1990). Settlement Analysis EM Washington. (1990). Settlement Analysis EM Washington. Zeevaert, Leonardo. (1983). Foundation Engineering for Difficult Subsoil Conditions (2a ed.). New York: Van Nostrand Reinhold. (1980). Interacción Suelo Estructura de Cimentación. México: Limusa. 6/6