Las cargas o tensiones medias transmitidas bajo estos pasos inferiores que corresponden a un marco cerrado son menores que las del terraplén en el que quedan integradas.
Para el cálculo de estas estructuras el único parámetro relevante, a los efectos de realizar el cálculo de la estructura, es el coeficiente de balasto vertical. Realmente este coeficiente, que corresponde a la relación entre la presión y el asiento.
El módulo de balasto, por tanto, no constituye una propiedad geotécnica del terreno, sino que es un artificio de cálculo (que facilita el empleo de los programas de cálculo de estructuras). Por ello, su utilización y los valores asignados al mismo deben tener en cuenta diversos aspectos adicionales (dimensiones del área cargada, estratigrafía del terreno, etc..).
Por otro lado, cuando se estiman los asientos bajo la estructura, no se consideran los inducidos por el incremento de tensiones producido por las tierras adosadas. También hay que tener en cuenta que una parte de los asientos se debe al acortamiento producido en niveles profundos que no producirán asientos diferenciales al nivel de apoyo de la estructura y, por tanto, no inducirán esfuerzos en la losa.
En cualquier caso, este modo de estimar los esfuerzos en la losa inferior está ampliamente difundido en el cálculo de este tipo de estructuras.
El procedimiento empleado para obtener el módulo de balasto se basa en caracterizar los niveles de apoyo suponiendo un modelo elástico lineal (E, módulo de elasticidad y coeficiente de Poisson, ν) y estimar los asientos. Existen diversas fórmulas analíticas para estimar el valor del asiento. Ente otras, la siguiente:
Kv = p/s = (E·b) / [(1-ν2)·(B·L)0,5 ]
donde:
p = presión aplicada
s = asiento de la cimentación
B = ancho de la losa
L = longitud de la losa
b = 1,07 coeficiente de forma para L=B, Davis&Poulos (1973)
E = módulo de elasticidad del terreno
ν = coeficiente de Poisson
Los niveles superficiales del terreno tendrán un módulo relativamente bajo. No obstante, en general, la profundidad de apoyo de la losa es del orden de 1.0-1.5 m, si bien esta profundidad varía en cada caso particular.
Para tener un cierto orden de magnitud del valor del módulo de balasto se supondrá un módulo de deformación de unos 500 kp/cm2. El valor del módulo de Poisson que se considera es de 0.3, el ancho de la losa de 10 m y el espaciamiento entre juntas también de 10 m. Con estos valores resulta el siguiente módulo de balasto:
Kv = p/s = (E·b) / [(1-ν2)·(B·L)0,5 ]= 600 t/m3
El valor de referencia que se supondrá como módulo de balasto para la comprobación de las losas de apoyo de los marcos será de 500 t/m3. Valores de módulos de balasto inferiores al indicado no conllevan un incremento de esfuerzos significativos.
En cada marco se analizaran las condiciones específicas de apoyo y se recomendarán las medidas necesarias para garantizar un apoyo homogéneo sobre un nivel de compacidad media. Para lo cual se propondrán, cuando se considere necesario, sustituciones, recolocaciones, etc. De este modo, se evitan reacciones puntuales y se mejoran las condiciones de apoyo en las zonas donde los niveles superficiales resulten de compacidad baja.
Hola Jesús,
¿el valor de referencia del módulo de balasto de 500 t/m3 para comprobación de pasos inferiores se basa en tu experiencia personal o hay algún artículo/publicación/libro al respecto?
En caso de tener que construir un paso inferior sobre un terreno arcilloso normalmente consolidado (p.e. depósitos de marisma), ¿se suelen disponer en primer lugar precargas hasta alcanzar los asientos de consolidación deseados y después se construye el paso inferior? De hacer esto, una vez ejecutado el paso inferior el terreno subyacente no asentaría siempre y cuando la precarga o terraplén ejecutado con anterioridad transfiriese (como bien dices) unas cargas mucho mayores, ¿no? En este caso, ¿tiene sentido hablar de módulo de balasto para la cimentación?
Saludos y muchas gracias.
Buenos días Javier
En valor de 500 t/m3 es un valor razonablemente conservador basado en la experiencia.
Si el terreno es muy deformable realizar una precarga del cimiento es una buena medida. Es cierto que al mejorar el terreno el asiento disminuirá. Lo que habría que hacer es elevar el coeficiente de balasto (lo que conduciría a asientos menores) para calcular la estructura.
Muchas gracias por tu participación
Un saludo
Muchas gracias por tu respuesta Jesús.
Saludos.
Por favor
Alguien me puede decir cómo obtengo el módulo de balasto a partir de una placa de carga de 300mm de diámetro.
Tengo que entrar en el cociente k30=q/s con un valor fijo de asiento 1,27 mm o con un valor fijo de q y partir de ahí sacar un valor de asiento.
Muchas gracias
Existen algunas correlaciones entre los valores de la placa de carga de 300 mm y el tamaño de la cimentación. ¿Qué dimensiones tienes?
Quizás se mejor “olvidarse” de la placa de carga, estimar un módulo de deformación del terreno y calcular el asiento de la cimentación. La presión aplicada dividida por el asiento te daría lugar al coeficiente de balasto. Y recuerda que cuanto más bajo sea el valor estaría del lado de la seguridad.