Classes de geotècnica i edificació, Universitat de Barcelona. Fonaments

1. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 1
FONAMENTS
Principis bàsics, tipologies, disseny...

2. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 2
Definició de fonament
De la vikipèdia:
El fonament és un element constructiu funcional constituït per dos
components:
-L'element estructural o fonament pròpiament dit és qui té la funció de
"rebre, donar resposta i transmetre al terreny o roca, els esforços que
s'exerceixen sobre l'estructura resistent o en el propi fonament.
-El terreny o roca és el component que ha de suportar i donar resposta als
esforços que els transmet el fonament durant tota la vida prevista de la
construcció.
Sí però.... PER QUÈ DIANTRE SERVEIX UN FONAMENT?

3. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 3
Definició de fonament respecte a la funcionalitat
Funcions del fonament:
-Assegurar l’estabilitat de la
construcció: condició SE-1
(referida a la “resistència” del
terreny)
- Garantir la seva funcionalitat:
condició SE-2 (referida a la
deformabilitat del terreny)

4. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 4
Funcionalitat del fonament
Qüestió de superfície?

5. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 5
funcionalitat del fonament
Qüestió d’encastament?

6. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 6
Fonaments superficials

7. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 7
Fonaments: concepte “fonament directe i superficial”

8. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 8
Fonaments: concepte “fonament directe semiprofund”

9. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 9
Fonamentacions concepte “llosa”

10. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 10
Cap. 4: Fonamentacions superficials – lloses:
problemes
... fonamentar en llosa no sempre és la
solució

11. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 11
Fonamentacions directes: disseny - qad (1)
Tensió admissible i d’enfonsament (estat límit últim):
Mètodes de verificació: analític

12. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 12
Fonamentacions directes: disseny - qad (2)
Tensió admissible i d’enfonsament (estat límit últim):
Mètodes de verificació: simplificat (qad deduïda directament de NSPT)
B: ample del fonament
D: encastament
St: assentament tolerable
Condició: per sdif tolerable = 25 mm i distorsió ≤ 2 %0 L = 12.5 m ( ! )

13. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 13
Fonamentacions directes: disseny - qad (3)
- Pressions
admissibles per a
fonamentació en roca:
- únic cas en que
s’admet un criteri de
disseny “segons
norma” (relació entre
tipologia i estat de la
roca i tensió
admissible).
- alternativa de càlcul
analític simplificat.

14. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 14
Fonamentacions directes: disseny – s (1)

15. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 15
Fonamentacions directes: disseny – s (1)
- Assentament de fonamentacions directes Mètodes de càlcul:
sòls coherents:
quan qw < qprec
-mètode elàstic -> s = f (q, B, E, Iz)
-valorar E a partir d’assaigs de laboratori o de qc
-no aplicable NSPT (o amb moltes reserves i experiència)
(quan qw > qprec)
-mètode edomètric

16. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 16
fonamentacions profundes

17. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 17
fonamentacions profundes: pilots (o pilons)
Paradigma: fonamentació profunda: L > 8b

18. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 18
fonamentacions profundes: enceps (1 pilar = + d’un pilot)

19. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 19
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes, segons:
- la transmissió de càrregues al sòl: fuste / punta
- els materials: formigó “in situ”, prefabricats, d’acer, fusta
- el procediment constructius: per excavació / per desplaçament
- la forma: secció circular, prismàtica, H
... cas especial: pilots – pantalla

20. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 20
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes:
- la transmissió de càrregues al sòl: fuste / punta

21. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 21
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes, segons:
-els materials: formigó “in situ”, prefabricats, d’acer, fusta

22. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 22
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes, segons:
-els materials: formigó “in situ”, prefabricats, d’acer, fusta

23. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 23
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes, segons:
-els materials: formigó “in situ”, prefabricats, d’acer, fusta

24. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 24
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes, segons:
-El mètode d’emplaçament: perforats, clavats:

25. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 25
Fonamentacions profundes: classes
-classificació de les fonamentacions profundes, segons:
-El mètode d’emplaçament: perforats, clavats:

26. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 26
Fonamentacions profundes: pantalles
Mur pantalla

27. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 27
Fonamentacions profundes: pantalles

28. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 28
Fonamentacions profundes: pantalles

29. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 29
Fonamentacions profundes: disseny i càlcul: ELU

30. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 30
Fonamentacions profundes: disseny i càlcul:
ELU: resistència per punta
Sòls granulars (sense cohesió):
fp: factor corrector per
Mètode analític: (MPa) tipus de pilot (clavat o
perforat)
Mètode empíric: qp = fp ·NSPT (MPa)

31. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 31
Fonamentacions profundes: disseny i càlcul:
ELU: resistència per punta
Sòls coherents (amb cohesió) pilots perforats:
Mètode analític: en condicions drenades
en condicions no drenades
Np: factor corrector per encastament
Mètode empíric: No aplicable de forma realista cap correlació amb NSPT
Pilots clavats: adoptar fórmules de “hinca” específiques

32. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 32
Fonamentacions profundes: disseny i càlcul:
ELU: resistència per fregament
Sòls granulars (sense cohesió):
Mètode analític: τf = σ’v · k · tg φ’ · f (kPa)
f: factor corrector per tipus de pilot
Mètode empíric: τf = 2.5 NSPT (kPa)

33. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 33
Fonamentacions profundes: disseny i càlcul:
ELU: resistència per fregament
Sòls coherents (amb cohesió) pilots perforats:
Mètode analític: τf = c + σ’v · k · tg φ’ · f (kPa) en condicions
drenades
(kPa) en condicions no drenades
Mètode empíric: No aplicable de forma realista cap correlació amb NSPT
Pilots clavats: adoptar fórmules de “hinca” específiques

34. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 34
Fonamentacions profundes - control
Defectes en pilots
Font: CFT & Assoc.

35. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 35
Fonamentacions profundes - control
eco / impedància
Font: INGECIM

36. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 36
Fonamentacions profundes - control
Font: INGECIM

37. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 37
Fonamentacions profundes - control
Font: INGECIM

38. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 38
Fonamentacions profundes - control
cross hole
Font: INGECIM

39. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 39
Fonamentacions profundes - control
Font: INGECIM

40. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 40
Fonamentacions profundes – control
proves de càrrega estàtica
Font: CFT & Assoc.

41. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 41
Fonamentacions profundes - control
Statnamic test

42. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 42
Fonamentacions profundes – control
analitzador de clava de pilots (“hinca”)
Font: TERRATEST

43. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 43
Fonamentacions profundes - control
comparativa dels mètodes de control de fonamentacions profundes (1)
(font: CFT& Assoc. SL)
Método Ventajas Inconvenientes
Requiere interpretación especializada.
No se requiere preparación especial
La punta del pilote no se detecta bien
Sónico con del pilote.
cuando la esbeltez es importante o hay
martillo de Rapidez, sencillez y economía.
varios cambios de sección.
mano Detecta los fallos importantes en la
Se debe esperar a que el hormigón
calidad.
tenga una cierta resistencia.
Requiere que se dejen colocados tubos
embebidos en el hormigón. En pilotes
Se emplea en pilotes hormigonados "in
prefabricados esto no suele ser posible.
Ultrasónico situ" de cualquier diámetro o longitud.
Los tubos a veces se deterioran y
"cross-hole" Los defectos se identifican claramente
quedan inservibles.
a cualquier profundidad.
Se debe esperar a que el hormigón
tenga una cierta resistencia.
Permiten una evaluación del pilote no
Ensayos Requiere una masa importante de
solo estructural sino también
rápidos de impacto (ensayo dinámico) o un equipo
geotécnica, obteniéndose su
carga especial (Statnamic).
capacidad de carga.

44. Método Ventajas Inconvenientes
Requiere interpretación especializada.
No se requiere preparación especial
DOCUMENT punta del pilote no se detecta bien
La BÀSIC: SEGURETAT
Sónico con del pilote.
martillo de Rapidez, sencillez y economía.ESTRUCTURALla–esbeltez es importante o hay
cuando FONAMENTS
varios cambios de sección.
mano Detecta los fallos importantes en la diap. 44
Se debe esperar a que el hormigón
calidad.
tenga una cierta resistencia.
Fonamentacions profundes - control Requiere que se dejen colocados tubos
embebidos en el hormigón. En pilotes
Se emplea en pilotes hormigonados "in
prefabricados esto no suele ser posible.
Ultrasónico
comparativa dels mètodesdiámetro o longitud. Los tubos a veces se deterioran y
situ" de cualquier de control de fonamentacions profundes (2)
"cross-hole" Los defectos se identifican claramente
quedan inservibles.
(font: CFT& aAssoc. SL)
cualquier profundidad.
Se debe esperar a que el hormigón
tenga una cierta resistencia.
Permiten una evaluación del pilote no
Ensayos Requiere una masa importante de
solo estructural sino también
rápidos de impacto (ensayo dinámico) o un equipo
geotécnica, obteniéndose su
carga especial (Statnamic).
capacidad de carga.
Requiere un sistema de reacción que
Pruebas de Son los ensayos de carga mas
permita aplicar cargas elevadas
carga similares al comportamiento de la
superiores a las de servicio e incluso
estáticas cimentación en servicio.
próximas a las de hundimiento.
Facilitan datos en tiempo real durante
Control
la ejecución del pilote, lo que permite Solo están desarrollados para pilotes
automático de
optimizar el empleo de materiales y hincados y para pilotes barrenados.
ejecución
detectar fallos en edad temprana.

45. DOCUMENT BÀSIC: SEGURETAT
ESTRUCTURAL – FONAMENTS
diap. 45
moltes gràcies per la vostra participació