Cimentación en los edificios de gran altura

T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o Escuela Técnica Supe io de A qui ec u a de Se illa G ado en Fundamen os de la A qui ec u a T abajo Fin de G ado TFG-B: Cons ucciones A qui ec ónicas-Ingenie ía del Te eno-Es uc u as de la Edi icación Cu so Académico 2017 – 2018 Cimen ación en los Edi icios de G an Al u a Au o : Ne ea Jiménez Co de o G upo: TFG-B-Ingenie ía del Te eno 4 de sep iemb e de 2018 Tu o : An onio Ja amillo Mo illa T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 2 T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 3 Índice 1. OBJETIVOS ............................................................................................................ 5 2. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 6 3. ASPECTOS ESPECIFICOS DE EDIFICIOS DE GRAN ALTURA. ................ 9 3.1. G andes ca gas po el ele ado núme o de plan as ............................................. 9 3.2. E ec o sob e es uc u as p óximas. .................................................................. 11 3.3. Ca gas ho izon ales debido a ien o. ............................................................... 12 3.4. In luencia del momen o en la base, debido a ien o y sismo. ......................... 17 4. REDUCCIONES DE CARGA. ............................................................................ 20 4.1. Peso P opio. ..................................................................................................... 20 4.2. Sob eca ga de Uso. .......................................................................................... 20 5. DEFORMACIONES ............................................................................................. 23 5.1. De o mación ho izon al ................................................................................... 23 5.2. De o mación e ical ....................................................................................... 25 6. VIBRACIONES ..................................................................................................... 27 7. TIPOS DE CIMENTACIONES ........................................................................... 29 7.1. Es udio Geo écnico ......................................................................................... 29 7.2. Cimen aciones Supe iciales. .......................................................................... 31 7.2.1. Zapa as ....................................................................................................... 31 7.2.2. Losas .......................................................................................................... 33 7.3. Cimen aciones P o undas. ............................................................................... 37 7.3.1. Pilo es ........................................................................................................ 37 7.3.2. Mu os pan alla ........................................................................................... 39 7.4. Cimen aciones Mix as. .................................................................................... 41 T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 4 7.4.1. Zapa as y Pilo es ........................................................................................ 41 7.4.2. Losas pilo adas .......................................................................................... 43 8. CIMENTACIÓN TORRE SEVILLA. ................................................................ 46 8.1. Es imación de ca gas ....................................................................................... 50 8.1.1. Da os de pa ida ......................................................................................... 50 8.1.2. Resis encia ca ac e ís ica al hundimien o .................................................. 52 8.1.3. Ca ga que ansmi e la pan alla ................................................................. 55 9. CONCLUSIONES ................................................................................................. 57 10. IDEAS PARA AMPLIAR EL TRABAJO ...................................................... 59 11. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 60 NORMAS ................................................................................................................... 60 ARTICULOS ............................................................................................................. 60 REVISTAS ................................................................................................................. 60 LIBROS ...................................................................................................................... 61 PÁGINAS WEB ......................................................................................................... 61 OTROS DOCUMENTOS .......................................................................................... 62 T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 5 1. OBJETIVOS Con es e abajo se p e ende conoce las si uaciones especí icas a las que es án some idos los edi icios de g an al u a. Son ac o es que a ec an a la ho a de lle a a cabo el diseño de su cimen ación. Una ez que es én cla as las ci cuns ancias a ene en cuen a en la de e minación del ipo de cimen ación adecuada, se es udia án los dis in os ipos de cimen aciones posibles en es e ipo de cons ucciones, de acue do con las ca ac e ís icas del e eno en el que se encon a á la edi icación y los demás aspec os conside ados an e io men e, como son las acciones ho izon ales debidas a ien o y sismo, y la in luencia en las cons ucciones adyacen es. También se e án los aspec os impo an es a ene en cuen a en cada ipo de cimen ación. Cada ipo de cimen ación se apoya á con un ejemplo de edi icio al o cons uido con el ipo conside ado. Como caso especí ico se es udia á la cimen ación de la To e Se illa. Se comp oba á que la ensión ansmi ida al e eno es sopo ada po el ipo de cimen ación que iene, y que, po an o, dicha cimen ación es adecuada al ipo de edi icio y de e eno, e i ándose, de es a mane a, el pelig o de hundimien o del edi icio. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 6 2. INTRODUCCIÓN A lo la go de la his o ia ha habido una impo an e e olución en cuan o a la al u a de los edi icios que se han ido cons uyendo. Ilus ación 1_E olución edi icios en al u a a lo la go de la his o ia, ex aída de in e ne En las dos úl imas décadas se ha lle ado a cabo un impo an e c ecimien o de la cons ucción de edi icios al os, de más de 300 m. Ilus ación 2_Edi icios más al os del mundo de las úl imas décadas, ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 7 Es e ipo de cons ucciones oda ía suponen un e o pa a los a qui ec os e ingenie os que ienen que diseña los, debido a que no hay una no ma especí ica donde basa se. Toda cimen ación debe cumpli la unción p incipal de ansmi i los es ue zos de la es uc u a al e eno, a la ez de sopo a los es ue zos de eacción del e eno an e dichas solici aciones. Ilus ación 3_Esquema de uncionamien o de la cimen ación, ex aída de in e ne Cuando dimensionamos una cimen ación, hay que ene en cuen a las ca ac e ís icas del e eno en el que nos encon amos, los dis in os ipos de ca gas que end emos, dependiendo del ipo de es uc u a, y el compo amien o del e eno an es dichas ca gas. En el caso de los edi icios de g an al u a es o no iba a se menos, al con a io, se equie e de una adecuada elección del ipo de cimen ación, donde es os ac o es cob an oda ía una mayo impo ancia, debido a las eno mes ca gas que se ponen en juego en es e ipo de cons ucciones. Las ca ac e ís icas del e eno, de e minan la elección del ipo de cimen ación, pa a que la in e acción del e eno con la base del edi icio sea la adecuada y no se p oduzcan daños que impidan un endimien o adecuado de la es uc u a. Además de ene en cuen a las ca ac e ís icas del e eno y las eno mes ca gas de es os edi icios, hay o os ac o es impo an es a ene en cuen a cuando se dimensiona una cimen ación pa a un edi icio al o. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 8 El e ec o que se puede o igina en las cons ucciones adyacen es, gene almen e más bajas, y el e ec o de las acciones ho izon ales sob e es e ipo de edi icios, son ambién de e minan es pa a la elección del ipo de cimen ación. El obje i o de es as cimen aciones es da espues a a las impo an es de o maciones que se puedan p oduci en es e ipo de edi icios debido a las acciones que ac úan sob e él, de o ma que no se pe u be el con o de los usua ios. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 9 3. ASPECTOS ESPECIFICOS DE EDIFICIOS DE GRAN ALTURA. En es e ipo de edi icios hay que ene en cuen a una se ie de ca ac e ís icas que a ec an de o ma conside able en el diseño de la cimen ación. 3.1. G andes ca gas po el ele ado núme o de plan as En el peso de un edi icio in luye de o ma muy signi ica i a la al u a del p opio edi icio, eniendo en cuen a aspec os como el ele ado núme o de plan as y el peso de los ma e iales de cons ucción, se ob iene el peso p opio del edi icio, siendo conside ablemen e ele ado en es e ipo de cons ucciones. “El peso del edi icio aumen a de o ma no lineal con el aumen o de la al u a, y po lo an o la ca ga e ical que se apoya en la base, puede se sus ancial.” (Poulos, H. G. 2012, pag. 1) Se ansmi e al e eno una p esión bas an e ele ada, en o ma de lo que llamamos “bulbo de p esiones”. Es a exp esión quie e deci que la p esión no se ansmi e de o ma linealmen e e ical al e eno, si no que se ansmi e en o ma de cu as, siendo mayo la p esión ansmi ida en el cen o que en los ex emos. Ilus ación 4_Esquemas de bulbos de p esiones bajo zapa as, ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 16 Pa a ello hay que acudi a ensayos en úneles ae odinámicos, u ilizando modelos a escala de la edi icación a es udia , con las mismas ca ac e ís icas de lexibilidad que el modelo eal y donde el lujo de ien o al ededo del modelo sea ambién lo más simila posible a la ealidad. A la ez, es as p uebas en úneles de ien o, si en pa a e cómo eaccionan los modelos y comp oba el compo amien o de la es uc u a en e a las solici aciones que gene a la acción del ien o, de es a mane a sab emos cómo a a eacciona el edi icio an es de su cons ucción, e i ándose de o maciones de es a. “El uso de ensayos de úneles ae odinámicos descansa en el llamado p incipio de semejanza, que es ampliamen e u ilizado pa a ob ene in o mación ace ca de las ca gas de ien o sob e un cue po eal median e ensayos con modelos a escala” (Gómez He moso, J., I as o za, L., Pascual, J., Calzón, J. M., & Cas añón Jiménez, C, 2014, pag. 60) Ilus ación 13_Ensayo en únel ae odinámico de un modelo a escala, ex aída de la e is a Ingenie os de camino, canales y pue os. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 17 3.4. In luencia del momen o en la base, debido a ien o y sismo. VIENTO El ien o es una ue za pe pendicula al plano de acción, en el caso de los edi icios, pe pendicula a la achada, que hace que el edi icio se compo e como una ménsula, p oduciéndose un momen o olcado en la base de és e. Dicho momen o depende de la al u a y de la supe icie expues a del edi icio. A mayo al u a, mayo elocidad del ien o y, po an o, mayo es la acción que gene a el momen o olcado . Lo mismo ocu e con la supe icie expues a, la acción es mayo cuan o mayo sea la supe icie de con ac o. Ilus ación 14_Esquema de ac uación del ien o en un edi icio, ex aída de in e ne Pa a que el edi icio sea es able en e al momen o olcado que gene a la acción del ien o, debe cumpli se que el Momen o es abilizado (Me) sea una ez y media mayo o igual que el Momen o olcado (M ), es deci , se abaja con un coe icien e de segu idad mayo o igual a 1,5. Pa a es a e i icación se oma el edi icio desca gado, es deci eniendo en cuen a solo las ca gas pe manen es. SISMO La acción sísmica p oduce oscilaciones an o e icales como ho izon ales. Gene almen e las oscilaciones e icales no p oducen daños en la es uc u a ni comp ome en la es abilidad de és a, debido a que es á calculada pa a sopo a impo an es Me: Momen o es abilizado . M : Momen o olcado . T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 18 ca gas e icales, pa a lo que se han u ilizado coe icien es de segu idad que abso ben dichos es ue zos. Ilus ación 15_Oscilaciones e icales de un edi icio, ex aída de in e ne Sin emba go, las oscilaciones ho izon ales p oducidas po la acción sísmica, ac úan en la es uc u a en ambos sen idos, p oduciendo un momen o en la base que, no malmen e, no es abso bido po los coe icien es de segu idad empleados pa a sopo a los es ue zos e icales. Ilus ación 16_Oscilaciones ho izon ales de un edi icio, ex aída de in e ne Los es ue zos sísmicos dependen de la masa y ca ac e ís icas del edi icio y del g ado de iolencia del sismo. F = M . a F: Fue za sísmica M: Masa del edi icio A: Acele ación T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 19 A mayo masa del edi icio y mayo igidez, los edi icios al os son bas an e pesados, mayo son las ue zas de ine cia que gene an el momen o en la base. Pa a disminui lo máximo posible dichos momen os es con enien e que la es uc u a sea lo menos pesada y lexible posible. Pe o ambién hay que ene en cuen a que, si la es uc u a es demasiado lexible, no hab á daños es uc u ales po o u as, pe o las eno mes oscilaciones sí que a ec a án a al con o de los habi an es. Con espec o a la na u aleza del sismo, la a iación de la magni ud de las acciones que ecibe la es uc u a se pueden p oduci :  en un pe iodo de iempo no mal, donde las acele aciones del suelo no causen daños impo an es a la es uc u a.  en un pe iodo de iempo ela i amen e co o, donde las acele aciones del e eno que ecibe la cons ucción son de g an impo ancia, gene ándose momen os adicionales en la base modi icando las ensiones y de o maciones de la es uc u a. Pa a e i a que las acciones ho izon ales gene adas po la acción sísmica p oduzcan daños en la es uc u a, se aplica á un coe icien e de segu idad pa a que la in e acción suelo – es uc u a cumpla con los equisi os que es ablece el Es ado Limi e de Se icio. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 20 4. REDUCCIONES DE CARGA. Las acciones que a ec an a un edi icio al o son las mismas que a ec an a las demás cons ucciones, lo que es muy di e en e es el e ec o que p oducen en és os. La magni ud de los e ec os es mucho mayo , ya que es amos hablando de una cons ucción mucho mayo a las que habi ualmen e es amos acos umb ados a e . 4.1. Peso P opio. Las acciones g a i a o ias aumen an con la al u a, debido a la acumulación de los ma e iales es uc u ales con el c ecien e núme o de plan as. Aunque en las no mas no apa ecen aspec os a ene en cuen a en es e ipo de edi icaciones con espec o al in en o de disminui lo máximo posible su peso, es impo an e la u ilización de ma e iales lige os, como ho migones lige os con densidades que oscilan en e 1.700 y 1.900 kg/ m2 y de al a esis encia, debido a que, como hemos is o, el e ec o de las acciones aumen a con el aumen o de peso. De es a mane a se consigue, en la medida de lo posible, disminui el e ec o de dichas solici aciones sob e el edi icio. 4.2. Sob eca ga de Uso. Al igual que ocu e con las acciones g a i a o ias, las acciones de se icio ambién inc emen an su e ec o con el aumen o del núme o de plan as del edi icio. En es e caso sí que apa ece ecogido en la no ma la u ilización de coe icien es de educción de sob eca gas, en unción de la ca ego ía de uso, a la ho a de calcula dichas acciones. Según No ma NBE AE 88 “3.7. Reducción de sob eca gas En los edi icios de a ios pisos, incluidos en los apa ados B y C de la Tabla 3.1, se pod á conside a pa a el cálculo de odo elemen o esis en e: jácena, pila , mu o, cimien o, e c., que eciba la ca ga de a ias plan as, la educción en la suma de las sob eca gas de los elemen os cuya ca ga ecibe, que se indica en la Tabla 3.2.” (NBE AE 88, 1988, pag. 12) T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 21 Según No ma CTE DB SE AE “3.1.2 Reducción de sob eca gas 1 Pa a el dimensionado de los elemen os po an es ho izon ales ( igas, ne ios de o jados, e c.), y de sus elemen os de enlace (ménsulas, ábacos, e c.), la suma de las sob eca gas de una misma ca ego ía de uso que ac úen sob e él, puede educi se mul iplicándola po el coe icien e de la Tabla 3.2, pa a las ca ego ías de uso A, B, C y D. 2 Pa a el dimensionado de un elemen o e ical (pila , mu o), la suma de las sob eca gas de un mismo uso que g a i en sob e él, puede educi se mul iplicándola po el coe icien e de la Tabla 3.2, pa a las ca ego ías de uso A, B, C y D. 3 Los coe icien es de educción an e io es pod án aplica se simul áneamen e en un elemen o e ical cuando las plan as si uadas po encima de dicho elemen o es én des inadas al mismo uso y siemp e que co espondan a di e en es usua ios, lo que se ha á cons a en la memo ia del p oyec o y en las ins ucciones de uso y man enimien o. En el caso de 1 ó 2 plan as, se puede aplica la educción po supe icie ibu a ia a los elemen os e icales.” (CTE DB SE AE, 2006, pag. 10) Ilus ación 17_Tablas ex aídas de la no ma NBE AE 88 T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 22 Ilus ación 18_Tablas ex aídas del CTE DB SE AE T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 23 5. DEFORMACIONES En el caso de los edi icios al os hay que acos umb a se a o a escala de alo es con limi aciones dis in as a las que no malmen e u ilizamos en los edi icios con encionales. Al a a se de edi icios que supe an la escala de los edi icios con encionales, las limi aciones que ecogen las no mas, el CTE ac ualmen e, no son de aplicación pa a es e ipo de es uc u as, ya que odo se lle a a una escala mucho mayo : el amaño del edi icio, las acciones que ac úan sob e él y los e ec os que és as p oducen en ellos. Al igual que ocu e con las acciones, las de o maciones ambién aumen an con el aumen o de las plan as, debido a la suma de pequeñas de o maciones de cada plan a. En las no mas no apa ecen, como se ha dicho, limi aciones de dichos alo es, po lo que hay que basa se en ablas de a ículos basadas en di e en es casos de es udio de cons ucciones de edi icios al os ya exis en es. 5.1. De o mación ho izon al Las acciones ho izon ales, que ya se han is o en pun os an e io es, son las que gene an impo an es mo imien os en la es uc u a, siendo uno de los ac o es p incipales a la ho a de elegi el ipo de cimen ación del edi icio que sea más adecuado pa a que sopo e dichos es ue zos. Dichos mo imien os son impo an es con ola los pa a la adecuada conse ación de los elemen os es uc u ales y pa a ga an iza el con o de los usua ios. A pesa de su impo ancia, no hay una no ma que ecoja los alo es que limi an es as de o maciones. En a ios a ículos, basados en expe iencias, podemos encon a limi aciones que es ablecen el alo máximo admisible de lecha en co onación del edi icio de:  Según Cala e a, J. (1984). P oyec o y cálculo de es uc u as de ho migón a mado pa a edi icios L/700 ó L/1000 (Siendo L la al u a del edi icio) T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 24  Según Man e ola A misén, J. (1985). La es uc u a esis en e de los edi icios al os. L/ 400 ó L/600 (Siendo L la al u a del edi icio) En es e a ículo se iene en cuen a o a limi ación más es ic i a, pa a el caso de edi icios al os con ce amien os impo an es, de L/300. Como se puede obse a , no hay una es icción común, po lo que hay que ene en cuen a el c i e io de cada uno a la ho a de es ablece la limi ación. Teniendo en cuen a uno de los ac o es que más a ec an a es e ipo de cons ucciones, el ien o, se puede es ablece una limi ación de: L/ 600 Ilus ación 19_Ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 25 5.2. De o mación e ical Las de o maciones e icales se dan po a ias causas:  Asien os del e eno. El lími e acep able de los asien os que se p oducen en edi icios al os es muy supe io al de los edi icios con encionales. Asien os de más de 100 mm son acep ables, según expe iencias con empladas en la siguien e abla, sin que se p oduzcan daños es uc u ales. Ilus ación 20_Tabla de limi aciones de de o maciones ex aída del a ículo de Funda ion  Causas é micas. Las a iaciones de empe a u a, que en edi icios con encionales de e minan la colocación de las jun as de dila ación, en edi icios al os pueden gene a es ue zos impo an es en los o jados, debido a la acumulación de ala gamien o o aco amien o en las di e en es plan as. Po ello es impo an e con ola la empe a u a en los pila es. En es e caso las di e encias de empe a u a en e los pila es que es án expues os al ex e io y los pila es in e io es es bas an e no able, llegando a ocasiona de o maciones di e enciales en e ellos. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 32  La supe posición de las leyes de ensiones que las zapa as ansmi en al e eno gene a á un asien o mayo en las zapa as del in e io del edi icio que en las del pe íme o.  Hay que comp oba la es abilidad a uelco, las zapa as ienen que abso be los eno mes es ue zos que gene an las solici aciones de ien o y sismo, lo que puede gene a eno mes can os de zapa as ue emen e a madas. EJEMPLO To es Gemelas, Nue a Yo k, 1973. Ilus ación 29_Ex aída de in e ne Con una al u a de 110 pisos (417m). Es aban si uadas sob e e eno de elleno del ío Hudson. Pa a su cons ucción se lle ó a cabo un mu o pe ime al de ho migón de 90 cm de espeso anclado a las ocas (co a -21m), que con u ie a los empujes del e eno. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 33 Ilus ación 30_Fo o de la exca ación de la cimen ación de las To es Gemelas, ex aída de in e ne Su cimen ación consis ía en zapa as de ace o ancladas a las ocas bajo cada uno de los pila es que odeaban las o es. Ilus ación 31_Fo o de la cimen ación de las To es Gemelas, ex aída de in e ne 7.2.2. Losas Pa a un buen uncionamien o de las losas, donde se eduzcan lo máximo posible los asien os espe ados, se u iliza el p incipio de cimen ación compensada. És e consis e en que la losa ansmi a una ensión igual o meno a la que había en el e eno an es de la exca ación, e i ando el hundimien o del edi icio y consiguiendo asien os muy educidos o desp eciables. Es e ipo de cimen ación, en edi icios de g an al u a, se u ilizan cuando: T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 34  La supe icie de zapa as supe a ía el 50% de la supe icie del edi icio en plan a.  Los e enos de apoyo ienen una esis encia media - baja.  Se desea minimiza los asien os di e enciales.  Se quie en cons ui só anos bajo ni el eá ico. Ilus ación 32_Esquema de di e en es ipos de losas, ex aída de la no ma Asociación C.-T. del H ASPECTOS A TENER EN CUENTA:  En edi icios con zonas de dis in a al u a, la cimen ación debe i sepa ada median e jun as de asien o pa a que la p esión que ansmi e la losa en cada caso siga siendo igual a la ensión p e ia a la exca ación, lo que lle a a dis in os ni eles de só anos. Ilus ación 33_Esquema cimen ación compensada, ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 35  Se iene que ene en cuen a que el cen o de g a edad de la losa coincida, lo máximo posible, con el de las ca gas e icales del edi icio, pa a e i a el gi o de és e debido a la acción de su peso p opio.  Gene almen e se p oducen más asien os en la zona cen al de una losa lexible, po lo que se lle a a cabo una cimen ación más p o unda en la zona cen al, pa a e i a los asien os di e enciales. Ilus ación 34_Cimen ación con losa a di e en es p o undidades, ex aída de la no ma Asociación C-T.delH  En el caso de las losas, la es abilidad al uelco, debida a las eno mes solici aciones de ien o y sismo, se consigue con la cons ucción de só anos bajo asan e, consiguiendo así una cimen ación más p o unda pa a es abiliza ca gas y es abiliza la edi icación. EJEMPLO: To e Caja Mad id, Mad id 2009. Ilus ación 35_Ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 36 42 plan as y 5 ni eles de só ano (250 m). Se encuen a si uada sob e e eno de a enas osquizas has a los 15 y 25 m, y un sus a o de osco a enoso. La o e cuen a con una cimen ación de losa de ho migón a mado de 5 m de can o, apoyada sob e osco. Sob e la losa asien an los dos núcleos de ho migón de la es uc u a po an e del edi icio. Ilus ación 36_Plan a cimen ación To e Caja Mad id, ex aída de ine ne Ilus ación 37_Fo o ejecución losa de cimen ación To e Caja Mad id, ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 37 7.3. Cimen aciones P o undas. “Una cimen ación se conside a p o unda cuando su co a de apoyo se encuen a a una p o undidad igual o mayo a cinco eces la mínima dimensión en plan a del elemen o de cimen ación (el diáme o en el caso de un pilo e), con un alo mínimo en e 5 y 6 m.” (Asociación C.-T. del H, pag. 408) Se u iliza cuando se dan las siguien es si uaciones:  Asien os excesi os con las soluciones de zapa as o losas.  Cuando la capa esis en e de apoyo se encuen a a bas an e p o undidad.  Po condiciones de es abilidad (gi o).  Cuando apa ecen acciones (le an amien os) debido a las acciones de ien o o sismo.  Po lo abilidad del edi icio. La subp esión o al en el ondo de la exca ación, debida al ni el eá ico, sea mayo que el peso o al del edi icio. 7.3.1. Pilo es  Sección ci cula en e 1000mm y 2500mm.  P o undidad habi ual 35m, excepcionalmen e 50m. La p o undidad no debe supe a los 30 – 40 diáme os del pilo e, po cues iones de esbel ez y sis emas de ejecución.  Sepa ación habi ual en e ejes de pilo es de 2 – 3 diáme os.  Los pilo es pueden abaja po us e o po pun a, dependiendo del e eno en el que se encuen en. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 38 ASPECTOS A TENER EN CUENTA:  A mayo diáme o de pilo e, mayo sepa ación en e sus ejes. A consecuencia, el encepado end á una mayo supe icie y eque i á un ele ado can o pa a conside a lo ígido.  La sepa ación en e ejes de pilo es es bas an e impo an e, debido a que el compo amien o de un pilo e aislado di ie e mucho de un g upo de pilo es. Po lo an o, la sepa ación en e ejes debe se , según CTE, mayo a 2 diáme os, pa a que no se p oduzca el e ec o g upo y se ea educida la capacidad de ca ga de los pilo es. Un pilo e que abaja de o ma indi idual iene una mayo capacidad de sopo e.  Los asien os que se p oducen ambién se en a ec ados po el e ec o g upo, en un g upo de pilo es se da un asien o bas an e mayo que en un pilo e aislado.  No malmen e se u ilizan encepados lexibles, dada la di icul ad de consegui encepados ígidos, debido a las g andes dimensiones. Se suele emplea una g an losa que une los pilo es de a ios elemen os es uc u ales ce canos. EJEMPLO: Edi icio Taipei 101 en Taiwan, 2004 Ilus ación 38_Ex aída de in e ne T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 39 Con 101 plan as y 5 ni eles de só ano (508m). Se encuen a si uado sob e e eno pan anoso, donde el sus a o ocoso se encuen a a 60 m de p o undidad. Dispone de 380 pilo es de 1500mm de diáme o de 80m de longi ud, empo ados en e eno ocoso. Ilus ación 39_Esquemas cimen ación edi icio Taipei 101, ex aída de in e ne 7.3.2. Mu os pan alla  Adecuado pa a cimen a mu os, pan allas del edi icio o pila es pues o que hay una ansmisión con inua de un elemen o a o o.  Se ejecu an po ba aches, cuyas dimensiones dependen del amaño máximo de la cucha a disponible en me cado, que se si úa en o no a los 5m.  Espeso es desde los 400 mm a los 1200mm, bas an e supe io es a los espeso es de los elemen os es uc u ales, debido a que és os ansmi en una ensión supe io a la ensión admisible de los elemen os de cimen ación.  La máxima p o undidad de exca ación se si úa en e 35 y 40 m. De o ma excepcional se pueden alcanza los 100m de p o undidad, median e el empleo de maquina ía especí ica.  Mayo capacidad pa a abso be es ue zos ho izon ales.  Capacidad po an e 30% menos que lo pilo es aislados, pe o sólo es necesa ia una iga de co onación como elemen o que conec a el mu o con el elemen o es uc u al, en e al eno me encepado necesa io en el caso de los pilo es, y po an o se necesi a menos ho migón y ace o que el encepado de los pilo es. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 40 ASPECTOS A TENER EN CUENTA:  Cuando las dimensiones de los ba aches necesa ios sean supe io es a las máximas disponibles según los mé odos de ejecución del me cado (5m), se end án que ejecu a a ios ba aches. En es e caso, la iga de a ado end á que epa i la ca ga en e odos los ba aches pa a e i a mo imien os di e enciales en e ellos, po lo que end á un can o impo an e pa a ob ene mayo igidez.  El encepado lineal que une los di e en es ba aches ocupa una supe icie meno que la necesa ia en un encepado de pilo es.  Es impo an e que la exca ación se ealice lo más e ical posible pa a e i a excen icidades que hagan necesa ios, el aumen o del can o de la iga de co onación, o el empleo de igas cen ado as.  No malmen e, en los edi icios al os se lle a a cabo la ejecución de un mu o pan alla pe ime al, que pe mi e la cons ucción de a ios ni eles de só ano, de o ma que, si se u iliza el mismo equipo pa a la exca ación de la cimen ación, sin necesidad de lle a una pilo ado a, se consigue un aho o económico impo an e. EJEMPLO: To e Se illa (es udiada en un apa ado pos e io ) T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 41 7.4. Cimen aciones Mix as. Es e ipo de cimen aciones se puede lle a a cabo an o en e enos blandos como du os. Con él se p oduce un impo an e aho o económico y de iempos de ejecución, espec o al sis ema de cimen ación median e pilo es, debido a que pa e de la ca ga ansmi ida al e eno es asumida po la losa o zapa as y o a pa e po los pilo es. 7.4.1. Zapa as y Pilo es  Adecuada pa a cimen aciones donde: - el e eno esis en e (pied a caliza) no se encuen a en la supe icie. - La ensión admisible del e eno es supe io a la ensión ansmi ida po el edi icio al e eno, de o ma que el e eno iende a le an a las zapa as y los pilo es e i an esa si uación.  En es e ipo de cimen aciones: - los pilo es abajan a acción pa a sopo a los empujes del e eno que ienden a le an a las zapa as. - las zapa as son las enca gadas de ansmi i las ue zas de comp esión de la es uc u a al e eno ASPECTOS A TENER EN CUENTA:  Aho o económico espec o a una cimen ación exclusi amen e con pilo es. Con las zapa as ansmi iendo los es ue zos al e eno, e i amos la ejecución del encepado de g an can o necesa io en el caso de cimen ación po pilo es.  Se emplea cuando la supe icie ocupada po las zapa as es meno que la mi ad de la supe icie o al ocupada en plan a po el edi icio. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 48 FOTOS DEL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CIMENTACIÓN Ilus ación 47_Cedida po el p o eso José Sánchez Ilus ación 48_Cedida po el p o eso José Sánchez Ilus ación 49_Cedida po el p o eso José Sánchez T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 49 Ilus ación 50_Cedida po el p o eso José Sánchez Ilus ación 51_Cedida po el p o eso José Sánchez Ilus ación 52_Cedida po el p o eso José Sánchez T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 50 8.1. Es imación de ca gas Se ealiza á una es imación de ca gas que sopo an las pan allas po me o lineal. Ilus ación 53_Esquema me o lineal de mu o, imagen p opia 8.1.1. Da os de pa ida  39 Plan as de al u a (2 de ellas dedicadas a ins alaciones) más 3 Plan as bajo asan e.  Un á ea ap oximada po cada plan a de 1170 m².  Ho migón a mado como ma e ial p incipal de la es uc u a y cimen ación. PESO PROPIO  37 Plan as  2 Plan as écnicas  3 Plan as bajo asan e T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 51 P. P opio del o jado (losa de h. a mado de 30 cm de espeso )………..7,50 KN/m² Pa imen os…………………………………………………………....1,20 KN/m² Ce amien o……………….………………………………………...10,00 KN/m² Peso P opio pan alla de ho migón a mado……………..…………….25,00 KN/m² Ins alaciones de en ilación……………...……………..…………....25,00 KN/m² 48,70 KN/m² TOTAL: 48,70 KN/m² . (37,00m . 1170 m2)…………………….2.466.620,91 KN SOBRECARGA DE USO  23 Plan as de O icina  1 Plan a e en os  1 Plan a es íbulo ho el  12 Plan as de habi aciones de ho el  2 Plan as écnicas  3 Plan as de apa camien o bajo asan e Zona Adminis a i a…2,00 KN/m² . (23 . 1170 m²)……………………53.820 KN Habi aciones Ho el…..2,00 KN/m² . (12 . 1170 m²)……………………28.080 KN Zona sin obs áculos….5,00 KN/m² . (2 . 1170 m²)………………….…11.700 KN Apa camien o………..2,00 KN/m² . (3 . 1170 m²)………………….…..7.020 KN Ins alaciones…………5,00 KN/m² . (2 . 1170 m²)………………….….11.700 KN 112.320 KN Se aplica un coe icien e de educción de 0,8 (elemen os e icales) TOTAL:………………………………………………………………89.856 KN T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 52 8.1.2. Resis encia ca ac e ís ica al hundimien o Se calcula la esis encia ca ac e ís ica al hundimien o de la pan alla pa a comp oba lo que puede sopo a la pan alla. Pa a ello hay que ene en cuen a las ca ac e ís icas del e eno ob enidas en los es udios geo écnicos ealizados. Ilus ación 54_Es udio Geo écnico ex aído del p oyec o básico de To e Se illa, ex aída del P oyec o Básico Ilus ación 55_Es udio Geo écnico ex aído del p oyec o básico de To e Se illa, ex aída del P oyec o Básico T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 53 Ilus ación 56_Esquema de cimen ación y es a os del e eno pa a el cálculo, imagen p opia El ni el eá ico se si úa en e las co as +1,50 y +2,80 m. RESISTENCIA POR PUNTA Ma gas – qu = 1000 KPa – 350 KPa qu = 500 KPa Cu = qu / 2 Cu = 500 KPa / 2 Cu = 250 KPa qp = Np . Cu qp = 7,5 . 250 KPa qp = 1.875 KPa Rpk = qp . Ap Rpk = 1.875 KPa . (0,80 m . 1,00 m) Rpk = 1.500 KPa T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 54 RESISTENCIA POR FUSTE τ = (100 . Cu) / (100 + Cu) τ = (100 . 250 KPa) / (100 + 250 KPa) τ = 71,43 KPa R k = τ i . A i R k = 71,43 KPa . (37,00 m . 1,00 m . 2 ca as) R k = 5.285,82 KPa RESISTENCIA CARACTERÍSTICA A HUNDIMIENTO Rck = Rck + Rck R k = 1.500 KPa + 5.285 KPa R k = 6.785 KPa T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 55 8.1.3. Ca ga que ansmi e la pan alla Se calcula la esis encia que es á ansmi iendo al e eno la pan alla, po me o lineal, pa a comp oba si es án abajando bien y no hay pelig o de hundimien o de la es uc u a. Ilus ación 57_Esquema plan a To e Se illa, imagen p opia CARGA TOTAL/ml (PP+SU)=2.466.620,91KN+89.856KN = 2.556.476,91KN Calculamos la longi ud de la pan alla de cimen ación (pa a hace lo de o ma simpli icada y saca una ap oximación, se conside a á la plan a ci cula , con un adio ap oximado de 23 m): L = 2π = 2 . π . 23m = 144,50m, Se oma á como alo ap oximado 150m De es a mane a se ha ob enido la longi ud de una ca a de la pan alla. Hay que mul iplica es e alo po dos pa a ob ene la longi ud de las dos ca as de la pan alla, de o ma que queda: LT = 150m . 2 = 300m T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 56 Una ez sacada la longi ud o al de las dos ca as que o man de la pan alla, se mul iplica á po la ca ga o al po me o lineal que aguan an pa a ob ene la ca ga o al que ansmi e la pan alla al e eno: CARGA TOTAL = 2.556.476,91KN . 300m = 7.669.430,73 KN Pa a comp oba que no hay pelig o de hundimien o se iene que comp oba que el coe icien e de segu idad al hundimien o igual o mayo que 3: ᵞ = 7.669.430,73 KN / 2.556.476,91KN = 3 CUMPLE Po an o, del análisis ap oximado de la cimen ación de la To e Se illa ealizado, se ob iene que el sis ema de cimen ación empleado es adecuado pa a el ipo de edi icio, según el e eno en el que se encuen a, sin que exis an, a p io i, p oblemas de hundimien o. T abajo Fin de G ado Ne ea Jiménez Co de o 57 9. CONCLUSIONES Cuando se habla de edi icios de g an al u a hay que cen a se en una escala de alo es y dimensiones o almen e dis in a a la que no malmen e se u iliza en cons ucciones más con encionales. Con la al u a, el e ec o de las acciones que in e ienen en un edi icio de es e ipo se inc emen a. Po an o, a la ho a de dimensiona su cimen ación es muy impo an e ene en cuen a ac o es como el ien o, el sismo y el p opio peso del edi icio, que se án de e minan es, jun o con el ipo de e eno, pa a la elección del ipo de cimen ación adecuado. El e ec o de dichos ac o es hace que las cimen aciones sean p opias edi icaciones en sí, ya que alcanzan dimensiones de edi icios con encionales, con can os de encepados de 4m, como en el caso de la To e Se illa, y pilo es de bas an e p o undidad. La cimen ación, en el caso de edi icios de g an al u a, iene que sopo a g andes momen os en la base debido a acciones ho izon ales de ien o y sismo, además de empujes los empujes del e eno. Todo ello puede con ibui a p oblemas de uelco de la es uc u a, cosa que iene que e i a la cimen ación. Se a a de la pa e es uc u al del edi icio enca gada de ansmi i las ca gas al e eno, po lo que se end á que ealiza en unción de las ca ac e ís icas del mismo. El asegu a la es abilidad de es os g andes edi icios es lo que hace que la cimen ación enga g andes dimensiones y p o undidad. El cos e de es e ipo de cons ucciones es bas an e ele ado, po lo que es impo an e busca siemp e la solución más económica posible. En el caso de la cimen ación hay que ene en cuen a que sea el ipo adecuado pa a el e eno en el que se encuen a el edi icio pa a que cumpla con los equisi os de es abilidad. En gene al, es usual i a losas cuando el e eno iene una su icien e consis encia y, po an o, no se espe an g andes asien os di e enciales. En el caso con a io (g andes asien os espe ables), se ecu e a encepados de pilo es. Con el p ime sis ema se a ibuye la ansmisión de las ca gas o almen e a la losa y con el segundo, a los pilo es, desp eciando lo que pueda con ibui el encepado. Pues bien, una losa pilo ada es una cimen ación que es á en el pun o in e medio en e losa y encepado de pilo es, consiguiendo mino a en g an medida an o los asien os espe ables si se hubie a elegido una cimen ación losa, como el cos e de hace un encepado con un al o núme o de pilo es. Es deci , unciona, es segu o y es mucho más ba a o.