Superficiales (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ciencias y Tecnologías de la Edificación - 2º curso
Asignatura Construcció 2
Año del apunte 2015
Páginas 6
Fecha de subida 08/04/2015 (Actualizado: 08/04/2015)
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

T1. FONAMENTS SUPERFICIALS 1. Fonaments superficials Són la solució més simple per transmetre el pes de l’estructura al sòl a menys de 6m. S’ha de considerar les càrregues de l’estructura i la tensió admissible del sòl. Un fonament serà superficial si compleix que la fondària h en relació a l’amplada b: h/b <4 La fonamentacióes pot definir com el conjunt d’elements d’una edificació que tenen la finalitat de transmetre al terreny les accions de l’estructura. Si està mal dissenyada pel tipus de terreny, es poden produir assentaments diferencials i arribar al col·lapse.
2. Tipologies a) Fonaments superficials de formigó en massa b) Fonaments superficials de formigó armat:  Sabates aïllades: blocs de planta quadrada o rectangular, normalment amb un únic pilar. S’utilitzen quan el terreny és ferm i pressions mitges-altes.
 Sabates corregudes o combinades: s’utilitzen quan les aïllades són properes o es solapen, si hi ha càrregues fortes i el terreny és poc resistent, i per recolzar murs de càrrega o de contenció.
 Sabates associades: es determina un punt de pas de la resultant de les càrregues de servei de pilars.
 Sabates contínues: el tipus de fonament més habitual per suportar obres de fàbrica, tradicionalment de maoneria lligada amb morter de calç i, a partir dels anys 30, amb formigó ciclopi. Existeixen rígides, si l’angle del vol és >60º i 0,5h≤Vmàx≤2h,i flexible si l’angle del vol és <60º i V màx≤2h.
 Sabates excèntriques: tenen el vol limitat en un o dos dels seus costats degut a una paret mitjanera o una cantonada. Tenen un comportament mecànic deficient, pel que s’uneixen amb bigues centradores.
 Bigues de fonamentació i engraellats: la solució per fonamentar estructures de pilars alineats amb càrregues de servei inferiors a 50 tones amb una separació entre eixos <5m.
 Lloses de fonamentació: solució constructiva per sòls de baixa capacitat portant –entre 0,5-1kg/cm 2.
 Té diferents tipus d’armadura: armadures de base a les dues cares de la llosa, armadures de reforç per afrontar moments positius i negatius, i s’afegeixen armadures contra tallant i contra punxonament. El diàmetre mínim recomanable de les armadures és de 12mm.
És necessari doblegar cap amunt, al menys, el 50% de les armadures inferiors per tal de disposar d’armadures de contacte amb les esperes i afavorir el suport del mallat superior.
 Quan es formigona i es deixen juntes, aquestes han d’estar a 45º i en el punt de menor esforç i moment.
 El predimensionat del cantell h de les lloses, mínim de 50cm, es determina: h=(Lmàx /10)+20, on Lmàx és la distància més gran entre dos pilars immediats. Habitualment se situen entre 70-100cm.
 En situacions de presència de columna d’aigua són imprescindibles, convertint-se en lloses d’estanqueïtat.
 Degut a un grau alt d’ordre d’assentament, les lloses estan limitades: no es poden utilitzar entre parets mitjaneres, els sòls heterogenis poden provocar girs i plantejar l’estructura per mitjà de llums i eixos ortogonals.
c) Fonaments semiprofunds: Es consideren semiprofunds aquells fonaments de relació h/b entre 4-10m.
 Pous i arcs: solució de caire històric on les parets estructurals de l’edifici es recolzen sobre arcs i els arcs es recolzen sobre pilars. Els pous s’utilitzen quan el ferm té 4-6m de fondària i el sòl és cohesiu, no s’utilitzen si són sòls granulars ja que no es mantindria la verticalitat de les parets ni si el nivell freàtic es troba per damunt de la cota de perforació.
 Zapilons: variant de pous de fonamentació on la seva perforació es realitza amb una maquinària especial similar a la de pilons de gran diàmetre. Es perfora cilíndricament fins el ferm i es despleguen unes aletes que amplien 2,7vegades el diàmetre del fust. Poden absorbir càrregues de 300-500 tones.
3. Criteris de disseny constructiu La instrucció EHE-08 i el CT DB-SE-C, tracta els elements de fonamentació analitzant de forma conjunta, en funció de la seva geometria, enceps i sabates.
 Fonaments rígids: es poden resoldre amb armadura de flexió, no precisen d’armadura de tallant.
 Fonaments flexibles: es resolen amb armadura de punxonament i tallant i degut a que compliquen l’execució, no es sol utilitzar.
a) Dades de partida necessàries per dissenyar una sabata:  Càrrega de servei Nd i moment Md del pilar  Tensió del sòl σadm     Dimensions del pilar o placa d’ancoratge –vol i secció Que els pilars siguin quadrats o propers al quadrat Sabates quadrades amb construcció i armat igual o similar en les dues direccions Cantell mínim de la sabata ≥50cm, degut a:  Garantir una longitud d’ancoratge raonable de l’armadura del pilar, donada per h≥10ø 2+10cm  Els 10cm corresponen a 5cm de recobriment i 5cm dels dos gruixos de la graella  Un cantell de 50cm garanteix l’ancoratge de barres fins ø20mm on: 10·2 2+10=50  Vmàx=2h marca una fita de disseny i evita efectuar comprovacions de punxonament i tallant:  Els esforços els absorbeix el formigó  Cal comprovar el punxonament i tallant en cas de V màx>2h  A l’armat cal respectar les geomètriques mínimes de la EHE-08:  Acer B-400S és 2%о  Acer B-500S és 1,8%о b) Verificacions –CTE:  Mètode dels estats límit: verificar que el coeficient de seguretat disponible en relació a les càrregues que produirien l’esgotament de la resistència del terreny per a qualsevol mecanisme possible de ruptura, sigui l’adequat. Aquests estats són: enfonsament, lliscada, bolcada, estabilitat global i capacitat estructural del fonament.
 Les sabates es resolen amb armats propers a les quanties mínimes c) Disseny constructiu d’una sabata a flexió:  Per determinar la sol·licitació a flector M cal conèixer o estimar la dimensió del pilar per determinar el vol i la posició de la secció de referència, situada a 0,15a –sent a el cantell del pilar  La normativa estima un moment entremig entre els valors extrems –el de l’eix de la sabata i de la cara del pilar  Pel predimensionat s’utilitza el coeficient de majoració de les accions de valor 1,6  S’estudia una secció unitària de la sabata –d’1m d’amplada  Determinar la secció de les armadures un cop conegut Md:  Per taules de J. Montoya  Per les fórmules del Anejo 8 de la EHE-08  Fent servir l’expressió del braç mecànic, aproximadament: ,on Asfyd és la capacitat mecànica de les armadures i d és el cantell útil de la sabata  Considerar:  Utilitzar unitats homogènies a l’expressió del braç mecànic  Separació màxima entre barres ≤30cm i separació mínima entre barres >10cm, normalment entre 1520cm, entre 4-7 rodons per metre  Diàmetre mínim per l’armadura de la base de la sabata de 12mm, normalment és ≥16mm  La sabata quedarà definida, en la documentació gràfica del projecte, per:  El número –que es correspon amb el del pilar  Les dimensions en planta  El cantell  La cota de la seva cara superior  Les armadures en els dos sentits  Detall genèric de la secció –formigó de neteja i recobriments  Quadre de característiques dels materials, coeficients emprats i longitud de les patilles d) Disseny constructiu d’una sabata rígida:  Determinar l’esforç de tracció de les armadures mitjançant el mètode de les bieles i tirants:  Formació de bieles: es substitueix la càrrega i el moment per dues forces al centre de gravetat de les dues meitats del pilar ,es calculen les reaccions del terreny suposant-les concentrades al centre de gravetat de les dues meitats de la sabata  Es considerarà una sabata centrada, amb un diagrama de tensions rectangular i amb valor x1 igual a B/4  Determinar el diàmetre i el nombre de rodons com a les sabates a flexió e) Disseny constructiu d’una sabata associada:  Recurs constructiu que evita la superposició de bulbs de pressió i la concentració de tensions en el sòl  La fondària del bulb de la sabata associada és superior al de les individuals  Dades de partida per una solució de sabata associada:  Separació entre els eixos dels suports  Càrregues de servei dels suports  Dimensions dels suports  Tensió de treball admissible del sòl σadm  Característiques mecàniques dels materials –formigó i acer  Coeficients de majoració de càrregues i de minoració de resistències  Per determinar el punt de pas de la resultant: v 1+a=b+v ,on v1=(b·a)+v i A=(v1+a+b+v)·2v   Determinar el valor del cantell h: h>v o h=c/2, on c és la canya del pilar Un cop establertes les dimensions a i b de la sabata, es poden establir els armats de la graella inferior com a les sabates aïllades  La sabata està sotmesa a moment negatiu M - entre els dos pilars, on es concentra la totalitat de la càrrega de la base de la sabata 4. Assentaments admissibles En sorres es produeixen assentaments en fase de construcció i en argiles es produeixen assentaments diferits.
La distorsió angular serà on:  tgѲ<1/500 no provoca fissuració  tgѲ<1/360 provoca una lleugera fissuració en tancaments  tgѲ<1/250 provoca fissuració visible  tgѲ<1/180 provoca lesions en estructures de formigó  tgѲ<1/150 provoca lesions en estructures d’acer Els valors acceptablesd’assentamentssón:  Estructures de fàbrica, entre 2-4cm  Estructures de formigó, entre 4-7cm  Estructures metàl·liques, entre 4-7cm 5. Esgotament estructural 6.
a) b) c) d) e) f) g) Moviment de terres Conceptes previs:  Bancs: formació de diferents tipus de terrenys que es troben a la naturalesa.
 Perfil: quan està a la traça d’una carretera o camí.
 Préstec: terreny d’aportació des de l’exterior.
 Excavació: extraure o separar del banc de terra porcions del material.
 Estès: formar capes de gruix uniforme amb el material.
 Compactació: donar un comportament mecànic adequat, protecció contra la humitat.
Estudi geotècnic: té la finalitat de conèixer les característiques del terreny que suportarà l’edifici:  Naturalesa dels materials a excavar  Forma d’excavació  Talussos en desmunts i terraplens  Capacitat portant del terreny  Coeficient de seguretat  Operacions necessàries per disminuir o accelerar assentaments  Conèixer l’existència d’abocadors  Canalitzacions i serveis enterrats  Possibles falles com terrenys expansius, agressius, pous, galeries  Naturalesa i configuració dels fonaments dels edificis col·lindants Operacions del moviment de terres:  Excavació o arrencament – Càrrega – Arrossegar – Descàrrega – Estès – Humectació o dessecació – Compactació – Serveis auxiliars com sanejar i refinar – Desmunts, terraplens  Inclou: Retirada i reposició de serveis – Moviment de terres – Drenatges i obres de fàbrica – Ferms – Túnels – Estructures – Senyalització – Annex d’integració ambiental Tipus d’excavacions:  A cel obert:  En roca: necessari l’ús d’explosius.
 En terreny dur: ús d’explosius o ripiat.
 En terreny de trànsit: s’excava per mitjans mecànics.
 En terres: es pot excavar a mà.
 En fangs: és necessari utilitzar mitjans especials de transport o fer una dessecació prèvia.
 Subterrànies  Subaquàtiques Tipus de sòls: poden variar des de la roca sòlida a terra, canviant de resistència segons el pes del material, la duresa, el fregament intern i la cohesió.
Tipus de construccions:  C-0: construccions de menys de 4 plantes u superfície construïda inferior a 300m 2.
 C-1: altres construccions de menys de 4 plantes.
 C-2: construccions entre 4 i 10 plantes.
 C-3: construccions entre 11 i 20 plantes.
 C-4: conjunts monumentals o construccions de més de 20 plantes.
Tipus de terres:  T-1: terrenys favorables, tenen poca variabilitat i es construeixen amb fonamentació directa amb elements aïllats.
 T-2: terrenys entremitjos, presenten variabilitat i hi ha diferents fonamentacions, es suposen reblerts antròpics <3m.
 T-3: terrenys desfavorables: sols expansius, col·lapsables, tous, de guix o calissa, antròpics >3m, susceptibles a patir lliscament, amb desnivell >15º.
h) Classificació dels sòls segons la integritat:  Roques: coherents i capaços de suportar amb poca deformació el pes de les edificacions. Va des de roques ígnies i metamòrfiques amb 10 Mpa de tensió admissible a roques diaclasades amb 1 Mpa.
 Sòls granulars: constituïts per materials d’origen sedimentari, tenen un percentatge de llims i argiles <35% del pes total. Va des de graves molt denses amb >0,6 Mpa de tensió admissible a sorra solta amb <0,1 Mpa.
 Sòls fins: constituïts per materials detrítics, el percentatge de fins és >35% del pes total. Va des d’argiles dures amb 0,3-0,6 Mpa de tensió admissible a argiles i llims tous amb <0,075 Mpa.
i) Maquinària a utilitzar: Està relacionada directament amb el tipus de buidat que es planteja i les seves necessitats.
 La maquinària més utilitzada és:  Pales excavadores carregadores –sobre erugues (potència) o pneumàtics (velocitat)  Retroexcavadores amb accessoris i culleres  Camions i dúmpers de càrrega i transport de terres a l’abocador  Toros d’obra amb pala carregadora i retroexcavadora posterior  Culleres bivalves excavadores per murs pantalla  Perforadores  Grues mòbils sobre camió  Formigoneres sobre camió  Les màquines que excaven i traslladen càrrega, que realitzen la excavació al desplaçar-se, són:  Bulldozers  Pales carregadores  Motonivelladores  Mototragelles  Rasadora de canijolles  Les màquines que excaven situades fixes, que realitzen excavacions en desmunts o bancs, són:  Excavadores hidràuliques  Pala excavadora frontal  Retroexcavadora  Excavadora de cables –cloïssa i bivalva  Dragalines  Els factors que intervenen en la elecció de la maquinària són: la tasca a realitzar, la capacitat de l’equip, la forma de realitzar-se el treball, les limitacions de l’execució, els costos del sistema triat i la comparació del cost amb altres alternatives.
 El mètode de transport dels materials depèn de les condicions locals, el volum a transportar, el tipus de material i el temps disponible.
j) Excavació d’un solar: Obertura d’un buidat de terres per sota de la cota ±0 d’accés al mateix.
 Les excavacions de profunditat es realitzen per l’execució de soterranis:  Sense edificis col·lindants: amb accés directe al carrer i diferents accessos al buidat.
 Amb edificis col·lindants: amb fonamentacions superficials o profundes.
 El procés d’excavació es planteja en fases:  Estudi geotècnic del terreny  Planteig amb el resultat del geotècnic, front d’atac i procés general:  Necessitat de murs pantalla  Formació de recalços  Consolidació d’edificis col·lindants mitjançant elements metàl·lics  Atac frontal o lateral mitjançant rampes amb pales carregadores  Formació de talussos perimetrals de suport de terres o murs pantalla  Excavació de terres a l’abocador  Excavació de talussos amb realització de murs de suport si és necessari  Ubicació de les rampes  Maquinària a utilitzar  Càlcul i estudi dels rendiments de la obra      El buidat en planifica segons dos aspectes fonamentals: la resistència del terreny i si permet talussos inicials, i la seguretat pels edificis col·lindants existents.
Profunditat màxima d’excavació:  Al costat de fonamentacions pròximes: P≤h+(D/2)  Al costat de vials: P≤(D/2) On D: distància horitzontal des de la vora de coronació a la fonamentació.
On h: profunditat del plànol de fonamentació pròxima –en cas de pilons serà l’encep.
Buidat tipus sense bataches: s’excavarà el terreny entre els límits laterals i fins una profunditat definida en el projecte, el buidat es farà en franges horitzontals. Si el buidat es fa amb màquina, aquesta treballarà a una direcció no perpendicular als elements de contenció o mitgeres i deixarà sense excavar una zona de protecció >1m, que es traurà a mà.
Per seguretat el solar s’haurà de vallar perimetralment, amb una distància del buidat >1,50m i d’alçada >2m, es disposarà de llums vermelles i banderoles, la maquinària mantindrà una mesura de seguretat respecte a línies elèctriques i els vehicles públics disposaran un tram >6m per sortir a la via pública.
Les rampes de sortida i accés al buidat tindran un talús lateral amb l’angle exigit segons el tipus de terreny a buidar, una amplada mínima de rampa de 4,50m i pendents <12% en rectes i <8% en corbes.
...