2.2 Asentamiento Por Consolidacion Primaria

Asentamiento El asentamiento es definido como la compresión de una masa de suelo debido a la aplicación de cargas en (acerca de) la superficie. Todo suelo que soporta una carga experimenta un asentamiento, cuya magnitud depende de la intensidad de la carga y de la compresibilidad del suelo.

El asentamiento total de un suelo puede estar dado por: Compresión Inmediata (Elástica).

Consolidación Primaria.

Consolidación Secundaria.

Determinación de asentamientos Consideremos un estrato de arcilla saturada de espesor H, bajo una presión producto de una sobrecarga en la superficie que provoca un incremento de esfuerzo vertical (promedio) Δσ, que inducirá un asentamiento ΔH, cuando Δσ = Δσ´.

Fig. Asentamiento producto de un incremento de esfuerzo vertical

Despejando obtenemos la formula general para calcular asentamientos por consolidación

Las arcillas tienen “memoria”, como lo demuestran las típicas curvas de compresibilidad, en las cuales, el Tramo de Recomprensión nos indica los esfuerzos geológicos a los cuales ha estado sometido el suelo. Terzaghi descubrió que en las curvas de compresibilidad de suelos laminares dibujadas en escalas semilogarítmicas el tramo virgen es prácticamente recto, con lo que se pueden separar del tramo de recompresión, determinando el esfuerzo de preconsolidación σ´c, (método de Casagrande).

Por lo anterior se tendrán dos formas diferentes de asentamientos en la consolidación primaria: Preconsolidada: Debida a esfuerzos menores del esfuerzo de preconsolidación σ´c, lo que provocará pequeños asentamientos. Normalmente consolidada: Debida a esfuerzos mayores al esfuerzo de preconsolidación σ´c, con lo que se tendrán asentamientos significativos. Una formula común también para determinar el asentamiento es en función de las pendientes de la curva de compresibilidad.

Coeficiente de compresibilidad

Con lo que la formula para calcular el asentamiento, quedaría

Coeficiente de variación volumétrica

Con lo que la formula para calcular el asentamiento, quedaría

Índice de compresibilidad (pendiente en gráficas semilogarítmicas en el tramo virgen)

Con lo que la formula para calcular el asentamiento (normalmente consolidada), quedaría

Índice de expansión (pendiente en gráficas semi-logarítmicas en el tramo de descarga o expansión, usado también como equivalente en el tramo de recarga)

Índice de expansión (pendiente en gráficas semi-logarítmicas en el tramo de descarga o expansión, usado también como equivalente en el tramo de recarga)

Índice de compresión (Cc). Terzaghi con la finalidad de realizar cálculos aproximados de consolidación primaria propuso las siguientes formulas empíricas del el Índice de compresión: Para arcillas inalteradas Cc=0.009(LL-10)

Para arcillas remodeladas Cc=0.007(LL-10) En donde LL es el límite líquido en porciento

Índice de expansión.(Cs). Se determina por pruebas de laboratorio y se encuentra entre el siguiente rango:

Ejemplo Determinar el asentamiento por consolidación primaria en el estrato de arcilla, de la siguiente figura (cotas en metros):

Ejemplo Considerando el estrato de arcilla calcular el asentamiento por consolidación primaria, que se produce por colocar una zapata cuadrada (cotas en metros)