Coeficiente de Balasto
Coeficiente de Balasto
Coeficiente de Balasto
Donde:
Ks= Coeficiente de balasto.
q= Esfuerzo que se ejerce sobre el suelo.
δ= Asentamiento producto del esfuerzo aplicado.
3.2. UTILIDAD DEL COEFICIENTE DE BALASTO
En el análisis estructural de cimentaciones el uso de este parámetro es de importancia al
momento de determinar si una cimentación dada presentará un comportamiento rígido o
flexible cuando sea impuesta sobre un determinado suelo.
de suelo pueden tener la misma densidad en seco pero diferentes estructuras, como suelta
o densa, y por lo tanto tienen diferentes módulos.
El contenido de agua también afecta a los módulos. A bajos contenidos de agua el agua
une las partículas, aumenta el estrés y la succión entre las partículas y da lugar a un alto
módulo de suelo.
Ensayos para determinar el módulo de elasticidad.
Compresión triaxial
Los ensayos in situ
SPT Ensayo de Penetración estandar
CPT Ensayo de Penetración cónica
Presurómetro
Dilatómetro plano
Placa de carga
Relación módulo de elasticidad de suelos (E) y coeficiente de balasto. (K)
El concepto de módulo de elasticidad es el de tangente de la relación tensión deformación
para carga de suelos, del tipo E=p*s (ec .2)
p= Esfuerzo aplicado al suelo
s= el asentamiento del suelo
Cabe aclarar que el suelo no se deforma de manera lineal, pero el módulo de elasticidad
E, puede obtenerse como tangente de la curva de carga de suelos para deformaciones
pequeñas, más allá de estas deformaciones el comportamiento pasa a ser plástico y no es
posible emplear este módulo.
El módulo de elasticidad es una característica propia del suelo, pero varía con el
confinamiento, es decir, un suelo resistirá mayores esfuerzos con menores deformaciones
cuanto mayor sea el confinamiento.
El coeficiente de balasto representa la relación entre la intensidad de carga sobre una
subrasante ficticia y el desplazamiento vertical correspondiente, se supone una constante
𝑃
que depende sólo de las propiedades físicas del subsuelo, donde: 𝐾𝑠 = aunque la
𝑆
Por ejemplo, para zapatas circulares apoyadas sobre una base isótropa y elástica, la
relación decrece a medida que el diámetro de la zapata aumenta.
También, para una zapata de un tamaño dado K disminuye a medida que aumenta la carga.
Aún más, K es distinto para distintos puntos de la base de una misma fundación. De lo
𝑃2 𝐸
expuesto podemos determinar una relación del tipo 𝐾 = o 𝐾=𝑠
𝐸 2
Suelos Arcillosos
Considerando una placa cuadrada (B=L), apoyada sobre una superficie se tiene la
Siguiente expresión:
(ec .3)
Suelos Granulares
Para mantos granulares donde el coeficiente “ν” es inferior a 0,50 (se aproxima a 0,4 o
0,3)
(ec .4)
Sin embargo, se ha visto en la práctica, que para suelos granulares, la aplicación de la
expresión mencionada da resultados elevados y que se consiguen resultados más cercanos
a la realidad cuando la constante 1,3 es reemplazada por 0,7, es decir para:
La ecuación 7 es válida para determinar valores del coeficiente de balasto que serían
calculados partiendo de cargas menores a la mitad de la capacidad última del material, lo
cual, como se mostrará más adelante hace difícil la comparación entre el coeficiente de
balasto obtenido mediante esta ecuación con el obtenido a partir del ensayo de carga.
KS =Coeficiente de Balasto
E = Módulo de deformación del material.
B = Ancho de la base.
µ = Módulo de Poisson.
F.S. = Factor de seguridad.
qa = Carga admisible (kPa).
qu = Resistencia a la compresión Inconfinada.
Desacuerdo con otros autores para determinar el coeficiente de balasto en función del
módulo de elasticidad son las siguientes.
Fórmula de Vogt:
(ec .8)
Fórmula de Klepikov
(ec .9)
3.4 CBR
El C.B.R. (California Bearing Ratio), adecuado al español como Valor relativo de
comúnmente para determinar la idoneidad de un suelo que será utilizado como sub-
placa de carga por lo tanto por medio de correlaciones el valor de Ks. (coeficiente de
Se conocen varios métodos para realizar correlaciones entre los valores del C.B.R. y el
Módulo de reacción de los suelos que conforman las capas de las estructuras de
pavimentos rígidos, los cuales son utilizados para determinar valores aproximados del
Loncomilla, 2005)
Puesto que la prueba realizada por medio del ensayo de placa, requiere tiempo y tiene
costos elevados el valor de k es estimado generalmente por correlación con otros ensayos
A continuación se muestran algunas graficas que sirven para obtener valores de las
en Mpa/m.
La siguiente grafica muestra una forma de realizar la correlación para hallar el módulo de
Ensayo de CBR
Con este método se puede medir la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones
También se dice que el cbr de un suelo es la carga unitaria que corresponde a 0.1” y 0.2”
Es decir el cbr es nada más y nada menos que la relación entre la carga vs la penetración
en un espécimen con una muestra de suelo con una humedad y densidad dada que
Se usa en:
En suelos inalterados.
En suelos alterados.
In situ.
Equipos:
Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo
calibrado.
Resultados:
Las lecturas tomadas, tanto de las penetraciones como de las cargas, se representan
la Fig. 4, los valores anotados serán los que se tomen en cuenta para el cálculo de CBR.
En cambio, si las curvas son semejantes a las correspondientes a los No. 2 y 3, las curvas
puntos A y B, donde dichas tangentes cortan el eje de abscisas, serán los nuevos ceros
de las curvas.
penetración corregida de 0.1” será de 300 lb/pulg2 en lugar de 120 lb/pulg2, que es la
Si los CBR para 0.1” y 0.2” son semejantes, se recomienda usar en los cálculos, el
4.- CONCLUSIONES
Al realizar la investigación ya mostrada en el presente informe, se analizaron las
ventajas y desventajas que presenta cada tipo de ensayo de los mismos, como un
factor importante para construir cual tipo de cimentación. Teniendo en cuenta que
se buscó demostrar, si era posible el uso del coeficiente de balasto para construir
cual tipo de edificación.
Para el mismo tipo de suelo a una profundidad dada, los coeficientes de balasto
variaran de acuerdo con la deflexión esperada para los pilotes. A mayor deflexión
menor será el balasto.
Los coeficientes de balasto, tanto los verticales como los horizontales, dependen
de las dimensiones y la geometría de la fundación por cuanto toman en cuenta el
mecanismo de distribución de esfuerzos en el suelo alrededor de la fundación. En
consecuencia, los coeficientes de balasto no deben ser considerados como
propiedades del suelo sino como elementos de cálculo que permiten considerar la
no-linealidad en la respuesta de los sistemas suelo-fundación para hacerla
compatible con la respuesta de la superestructura al utilizar métodos de cálculo
lineales.
5.- RECOMENDACIONES
Se recomienda para el diseño de todo tipo de cimentaciones, analizar todos los
parámetros necesarios.
Se necesita una buena supervisión, al momento de construir cual tipo de
cimentación.
Hacer estudios de suelos con ensayos conocidos, para cualquier tipo de
construcción que se vaya a construir.
6.- BIBLIOGRAFIA