Asentamiento diferencial y distorsión angular en cimentaciones

Criterios Asentamientos diferenciales y distorsión angular en suelos

Uno de los aspectos más importantes a la hora de calcular los parámetros geotécnicos para el diseño de una cimentación es definir los criterios de asentamientos admisibles en suelos.

En el post de hoy te traemos los criterios más habituales para que puedas diseñar correctamente la cimentación y una hoja de cálculo online para que los puedas calcular de forma rápida y sencilla.

Como sabéis la tensión admisible de un terreno se suele calcular de dos formas: por el estado límite último y por el estado límite de servicio, tomando como tensión admisible la menor de las dos. Hoy nos centramos en este último límite.

El estado límite de servicio en cimentaciones normalmente viene definido por el asentamiento, entendiéndose dicho asiento como el descenso de cualquier punto de la cimentación de una estructura.

Hasta hace relativamente poco tiempo, el estado límite de servicio venía controlado por los asientos totales admisibles de la cimentación siendo frecuentes asumir el límite de 2,5 cm de asentamiento para zapatas aisladas y de 5 cm para losas.

No obstante, es un criterio un tanto ambiguo puesto que si la estructura asienta de igual forma en todos los puntos de la cimentación, la estructura no tiene por qué sufrir daños aunque se superen dichos límites de asentamientos. De forma contraria, la diferencia de asentamientos entre cimentaciones muy próximas pueden producir daños en la estructura aunque no se superen dichos valores de 2,5 o 5 cm.

Por ello, las normativas actuales se rigen más por los límites de asientos diferenciales y distorsión angular de las cimentaciones pues son los parámetros que más afectan a las estructuras. 

A continuación pasamos a describir brevemente cada uno de estos conceptos antes de incluir la hoja de cálculo online.

Asiento diferencial

El asiento diferencial puede definirse como la diferencia de asiento máxima entre dos puntos cualquiera de la cimentación y puede calcularse con la siguiente fórmula:

AD_1-2= S₁-S₂

Donde:

AD_1-2: Asiento diferencial entre los puntos cimentación 1 y 2.

S₁: Asiento en el punto 1 de una cimentación, normalmente asiento máximo de una cimentación.

S₂: Asiento en el punto 2 de una cimentación, normalmente asiento mínimo de una cimentación.

Del lado de la seguridad, se suele asumir que un punto de la estructura sufre un asentamiento máximo mientras que el otro punto sufre un asentamiento nulo o mínimo.

Distorsión angular

Se define distorsión angular como el asiento diferencial de dos puntos de una cimentación dividido entre la distancia que los separa. Se calcula según la siguiente expresión:

DA_1-2 = AD_1-2 / (L_1-2)

Donde.

DA_1-2: Es la distorsión angular entre dos puntos separados 1 y 2.

AD_1-2: Asiento diferencial entre los puntos 1 y 2.

L_1-2: Distancia horizontal entre los puntos.

Al igual que en el caso de asientos diferenciales, se suele asumir de forma conservadora, la distancia más próxima entre cimentaciones que sufran un asiento diferencial máximo.

Hoja de cálculo distorsión angular y asientos diferenciales

A continuación, en la siguiente hoja de cálculo puedes calcular el asiento diferencial y la distorsión angular para determinar los asientos máximos para una estructura sin que llegue a sufrir daños o patologías.

* Hay una errata en las fisuras y daños en elementos estructurales 1/150=0,0067 en lugar de 0,004.

Límites máximos admisibles asentamientos diferenciales y distorsión angular

Por último, se presentan en las siguientes tablas valores límites de distorsión angular según diferentes normativas:

Valores límite basados en la distorsión angular para cimentaciones edificios. CTE-SEC.

Valores límite basados en el asiento diferencial para cimentaciones estructuras obras carretera. GCOC.

Valores recomendados de distorsión angular en Rodríguez Ortiz, 1983.

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* La imagen principal del post se corresponde con una vivienda que ha sufrido asientos diferenciales como consecuencia de colapsos de rellenos antrópicos. Los daños son tan severos que han provocado la ruina del edificio.