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La presión de levantamiento, también llamada elevación hidrostática, es la presión ascendente ejercida sobre una estructura que puede elevarse con respecto a su entorno. Condición en la que la presión intersticial del agua es mayor que la presión de sobrecarga de la estructura.
Puede ser un problema si la presión ascendente es mayor que el peso de la estructura que actúa hacia abajo. ASCE 7-10 establece que la presión ascendente del agua debe considerarse como una presión hidrostática perfecta aplicada a toda el área. Las cargas hidrostáticas se medirán desde la parte inferior de la estructura.
Para prevenir riesgos por la presión del agua, las estructuras deben diseñarse adecuadamente para proporcionar una mayor resistencia a las fuerzas de elevación. Por lo tanto, será difícil reparar y mantener la cimentación en el futuro, por lo que es necesario considerar la presión de levantamiento en la etapa de diseño.
Si el nivel freático es más alto que el fondo del nivel de los cimientos, se debe verificar la posibilidad de esta fuerza hacia arriba en los cimientos. Esto se debe a que la presión de elevación hidráulica actúa hacia arriba. Esto reduce el menor peso de la estructura, que a su vez va en contra de la estabilidad de la estructura.
Tabla de contenido
¿Cómo verificar la presión creciente?
El peso del tren de rodaje debe ser mayor que la elevación para cumplir con los requisitos del código aplicable. Es decir, la carga descendente total para un área determinada debe ser mayor que la carga vertical total para un área determinada.
La carga hacia abajo debe ser al menos un 25 % mayor que la carga hacia arriba debido a la carga hidrostática. La siguiente fórmula se puede usar para verificar el desarrollo de la fuerza de sustentación debajo de la estructura en consideración.
dónde:
Ø: factor de reducción de masa, puede tomarse como 0,90
W: masa de la estructura
w: Gravedad específica del agua
h: Altura del agua desde el nivel freático hasta el fondo de los cimientos
1: factor de seguridad
Resultado de la presión de elevación
- Reduce el peso efectivo de la estructura.
- poner en peligro la estabilidad estructural
Estrategias para prevenir la presión de levantamiento
Los procedimientos de deshidratación pueden ayudar a controlar el agua de un sitio de construcción, pero no son un movimiento económico y no pueden mantener la deshidratación durante toda la vida útil de la construcción.
1. Toe-in la base en el suelo circundante
Si la subestructura se construye dentro de una excavación abierta o una ataguía temporal, se puede extender una losa de cimentación o una balsa de cimentación fuera del perímetro para aumentar la resistencia al levantamiento.
El peso del material de relleno de los cimientos fijos aumenta el peso de la estructura frente a la presión de levantamiento. Este método no es viable cuando se utilizan diafragmas o muros de segunda pila como estructuras de sujeción permanentes.
2. Aumentar el peso muerto de la estructura
Al aumentar el tamaño de los miembros estructurales, se puede aumentar el peso muerto del edificio. Ocasionalmente, el peso muerto de un podio de poca altura en un complejo de gran altura se incrementa mediante la incorporación de un jardín en la azotea lleno de tierra espesa.
3. Anclaje al suelo
Los anclajes pretensados se pueden utilizar como un medio temporal para contrarrestar las fuerzas de elevación. La aplicación permanente de anclajes al suelo está limitada por problemas de rendimiento a largo plazo relacionados con la corrosión.
4. Método de pilotaje
El método de pilotaje es el método más efectivo para contrarrestar las fuerzas de levantamiento. Tenemos una variedad de pilotes para contramedidas de presión de bombeo de acuerdo con las condiciones del terreno y las necesidades del sitio.
Los ejemplos incluyen pilotes de apoyo, pilotes de fricción, pilotes sin escariar, tablestacas, pilotes de tensión y pilotes de compactación. La Tabla 1 muestra diferentes tipos de pilotes utilizados para controlar el levantamiento en función de las condiciones del suelo.
mesa 1 Tipos de pilotes que pueden soportar la presión de levantamiento según las condiciones del terreno
| tipo de pila | tipo de suelo adecuado |
| pilote de apoyo final | Se utiliza cuando hay lecho rocoso o material similar a una roca en sitios de profundidad moderada. Las apuestas se extienden hasta la cara de la roca. La capacidad portante última del pilote basada en el material subyacente. |
| pila de fricción | Se utiliza en suelos no cohesivos donde los pilotes de punta son demasiado largos y poco económicos. Las cargas sobre el pilote son resistidas principalmente por el arrastre superficial/friccional a lo largo de los lados del pilote. La capacidad del pilote es una función del área del eje en contacto con el suelo. Los pilotes de fricción se utilizan a menudo para aumentar la densidad y la resistencia al corte del suelo. |
| montaña pelada | Se utiliza en suelos de algodón negro, vertederos y otros tipos de suelos con baja capacidad portante. |
| tablestaca | Una tablestaca hecha de placas delgadas de hormigón. madera, clavada en el suelo para separar los miembros o para evitar la penetración del agua, o acero. No está diseñado para soportar cargas verticales. |
| pila de tensión | Pilotes de tensión Los pilotes de levantamiento se fijan a estructuras que están sujetas a presión de levantamiento. |
| pila de compactación | Se conduce sobre suelo granular suelto. |