Coeficiente de balasto - Correlaciones con otros parámetros.



Entre numerosas correlaciones propuestas pueden destacarse las siguientes:

- Con los parámetros elásticos del terreno Es, vs:


Coeficiente de balasto para ciementaciones reales.



Para zapatas corridas de ancho b (m) Terzaghi (1955) sugirió extrapolar los valores K30 mediante las expresiones siguientes:


y para zapatas rectangulares b x 1:


Sin embargo, como  se ha visto anteriormente, estas relaciones son poco fiables por lo que conviene hacer una determinación directa de los asientos de la cimentación real por otros métodos como el elástico.

Coeficiente de balasto para placas de 0,30 x 0,30 m2 (K30) - Terreno.



Es lo que se puede denominar un valor de referencia, sobre el que existen bastantes datos ya que es el tamaño usual de los ensayos de carga con placa.

Los primeros valores estimativos fueron dados por Terzaghi en 1955 y se exponen en el Cuadro 42.

En el Cuadro 4.3 se han recogido otros valores citados en la literatura por diversos autores. En el caso de suelos arcillosos tiene gran importancia la consolidación por lo que la relación presión-asiento debe deducirse de ensayos de carga lenta. 


 
(*) Al menos en los casos normales ya que el terreno puede presentar un comportamiento no lineal, fluencias plásticas, etc. No  reproducibles con modelos sencillos.

Determinación del coeficiente de balasto - Terrenos.



El coeficiente de balasto para una pequeña superficie cargada en terreno homogéneo se deduce directamente de la pendiente de la curva presión-asiento en un ensayo de carga con placa (fig. 4.27).

Sin embargo, al aumentar la superficie cargada los asientos serán mayores para la misma presión (la carga afecta a un mayor volumen de terreno y, por tanto, K disminuirá.

Esto plantea el problema de que el coeficiente de balasto no es una constante del terreno, sino que depende del nivel de presiones alcanzado y de las dimensiones del área cargada. Existe, por tanto, una clara desventaja frente a los modelos elásticos, ya que los parámetros E y v si constituyen características del terreno independientes del área cargada. A pesar de ello la sencillez de las formulaciones en el espacio de Winkler ha llevado a análisis detallados del campo de variación del coeficiente de balasto en terrenos y problemas concretos. 

Zapatas Corridas: Otras soluciones prácticas.



En las figs. 4.19 a 4.25 se reproducen diversos casos de carga tomados de Grasshoff (1973) que proporcionan las leyes de presiones y momentos flectores para distintas condiciones de rigidez expresadas en longitudes elásticas.

En las mismas figuras se dan los resultados correspondientes al cálculo por el método elástico, en función del parámetro de rigidez

siendo h el canto de la zapata corrida.

Como puede verse las diferencias son notables, tanto en las leyes de presiones como en los valores de los momentos. Más adelante comentaremos los casos en que puede estar indicado aplicar uno u otro método.

Es importante señalar que todas las cargas se suponen libres o articuladas sobre la zapata. En los casos reales los pilares de borde, solidarios de una estructura relativamente rígida, pueden proporcionar un cierto empotramiento que modifique apreciablemente los momentos flectores de la cimentación (fig. 4.26). 

En todas las figuras 4.19 a 4.25

a) Presiones (Mécodo del coef. de balasto).
b) Momentos (lectores (Mél. dci coef. de balasto).
c) Presiones (Metodo de móduLo de elasticidad).
d) Momentos (lectores (MéL. del mod. de elasticidad).
Sp Distribución de presiones uniforme. 

FIGURA 4.19 


FIGURA 4.20


FIGURA 4.21


FIGURA 4.22


FIGURA 4.23


FIGURA 4.24


FIGURA 4.25


FIGURA 4.26 Influencia del empotramiento del borde en los momentos flectores.

Zapata de longitud finita con dos pilares de borde.



Con los coeficientes de la fig. 4.18  se tiene:



La zapata resulta rígida hasta
, los momentos flectores pueden calcularse como si la zapata fuera rígida resultando.


Figura 4.18 Coeficientes de influencia para una zapata con dos cargas en sus extremos (según Verdeyen).

Zapata de longitud finita con un pilar central.



En la figura 4.17 se indican los coeficientes de influencia a utilizar en las expresiones:



Se observa que las presiones son uniformes para 
  


A partir de ese valor la presión de borde va disminuyendo hasta anularse para
 (no tiene sentido aumentar el vuelo por encima de este valor).

 
Figura 4.17 Coeficientes de influencia para zapata finita bajo carga puntual (según Verdeyen).