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Calzadura — sostenimiento de excavaciones
Prediseña una calzadura (underpinning) como muro de gravedad provisional para excavar junto al vecino, según la Norma E.050 (Art. 39). Calcula el empuje activo de Rankine, la sobrecarga del vecino y el sismo (Mononobe-Okabe), y verifica volteo, deslizamiento, tercio medio y presión en la base en condición estática y sísmica.
Geometría y suelo
✅ La calzadura cumple
Cumple volteo, deslizamiento, tercio medio y presión en condición estática y sísmica.
Factores de seguridad
| Verificación | Estático | Sismo |
|---|---|---|
| Volteo | 5.09 ✓≥1.5 | 2.08 ✓≥1.25 |
| Deslizamiento | 3.90 ✓≥1.5 | 1.65 ✓≥1.25 |
Presión máx. (estático)
0.41 kg/cm²
q adm = 2.50 · σmín = 0.31
Excentricidad e
-0.036 m
tercio medio: |e| ≤ 0.267 m ✓
Detalle
- • Ka (Rankine) = 0.283 · K_AE (Mononobe-Okabe) = 0.370
- • Empuje activo Ea = 0.35 t/m · sobrecarga = 0.71 t/m · incremento sísmico = 0.52 t/m
- • Peso de la calzadura W = 5.75 t/m (por metro de longitud)
- • Presión máx. sísmica = 0.71 kg/cm² (q adm ×1,33 = 3.33) ✓
- ℹ️ La calzadura es provisional: se ejecuta en paños alternados y debe reemplazarse por la estructura definitiva (muro de sótano) apenas sea posible (E.050, 39).
- ℹ️ El empuje pasivo delante de la puntera se desprecia porque ese suelo se excava.
Prediseño referencial según la E.050 (Art. 39). El diseño y la construcción de la calzadura los firma el Profesional Responsable del Sostenimiento (PRS).
Cómo usar la calculadora — paso a paso
- 1. Altura H. Mide desde la superficie del terreno hasta el fondo de la excavación/cimentación (E.050, 39.11.5).
- 2. Geometría. Define la corona a (cabeza) y la base b de la calzadura. La base suele ser más ancha para ganar estabilidad.
- 3. Suelo. Ingresa γ, φ y la cohesión c del terreno, y la fricción base δ (≈ φ ó 2/3·φ).
- 4. Sobrecarga. La carga del vecino o la vía sobre el terreno (q), en t/m².
- 5. Sismo. El coeficiente sísmico kh (referencia E.030: kh ≈ Z/2).
- 6. Lee los resultados: los F.S. de volteo y deslizamiento (estático ≥ 1,50, sismo ≥ 1,25), la excentricidad y la presión máxima frente a la admisible.
Verificaciones (E.050, Art. 39)
- Volteo: FS = Mestabilizador / Mvolcador ≥ 1,50 (estático) y 1,25 (sismo).
- Deslizamiento: FS = (W·tanδ + c·b) / ΣEhorizontal ≥ 1,50 (estático) y 1,25 (sismo).
- Tercio medio: la resultante debe caer con e ≤ b/6 para que no haya tracción en el talón.
- Presión: σmáx ≤ capacidad portante admisible (en sismo se admite ×1,33).
- Estabilidad global del conjunto talud-excavación (falla circular): se verifica aparte con la estabilidad de taludes.
Recomendaciones de construcción
La calzadura se ejecuta en paños alternados (nunca todos a la vez) y por anillos o hiladas descendentes, vaciando concreto ciclópeo directamente contra el terreno. Es una obra provisional: se reemplaza por el muro de sótano definitivo apenas sea posible. El diseño y la construcción son responsabilidad del constructor con un Profesional Responsable del Sostenimiento (PRS), y debe respetarse el Código Civil respecto a la propiedad vecina (E.050, 39.5).
Preguntas frecuentes
¿Cuándo es obligatoria una calzadura?
La E.050 (Art. 39.2) establece que las excavaciones verticales de más de 1,50 m de profundidad no deben permanecer sin sostenimiento. Si excavas junto a la propiedad o edificación vecina, la calzadura provisional retiene el suelo hasta construir el muro definitivo (sótano).
¿Qué factores de seguridad exige la norma?
La E.050 (Art. 39.11.6.b) exige un F.S. mínimo de 1,50 en condición estática y 1,25 en condición pseudo-dinámica (sismo) respecto al estado límite del suelo. Además la resultante debe caer en el tercio medio de la base (e ≤ b/6) y la presión no debe superar la capacidad admisible.
¿Cómo se calcula el empuje sobre la calzadura?
El empuje activo del suelo por Rankine es Ea = ½·Ka·γ·H² (con Ka = tan²(45−φ/2)), más el empuje de la sobrecarga del vecino Ka·q·H. En sismo se añade el incremento dinámico de Mononobe-Okabe (aplicado a 0,6·H) y la inercia del propio muro (kh·W).
¿Cómo se construye una calzadura?
Se ejecuta por paños alternados (nunca todos seguidos) y por anillos o hiladas descendentes, vaciando concreto ciclópeo contra el terreno. Es una obra provisional: debe reemplazarse por la estructura definitiva apenas sea posible, y el diseño lo firma el Profesional Responsable del Sostenimiento (PRS).
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