8.- CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES

q inducido

q ADM

Si: qinducido > qADM FALLA

La carga admisible en una cimentacin es aquella que puede ser aplicada sin producir desperfectos en la estructura soportada, teniendo adems un margen de seguridad dado por el llamado Coeficiente de Seguridad.

La carga admisible no depende unicamente del terreno, sino tambin de la cimentacin, caracterstica de la estructura y del coeficiente de seguridad que se adopte en cada caso.

Tipos de fallas del suelo

a) Por corte general. Se produce una superficie de rotura contnua que se inicia en la base de la zapata y aflora a un lado de la misma fractura a una cierta distancia. Forma de rotura tpica de suelos granulares.

b) Por punzonamiento. En este caso la cimentacin se hunde cortando el terreno en su periferia, con un desplazamiento aproximadamente vertical y afectando poco al terreno adyacente. Mantenindose el equilibrio horizontal. Se da en materiales muy compresibles y poco resistentes.

c) Por corte local. Es una situacin intermedia entre la falla por general y por punzonamiento, en la que el terreno se plastifica en los bordes de la zapata y bajo la misma, sin que lleguen a formarse superficies continuas de rotura hasta la superficie. Tpica de arcillas y limos.

Tipos de fallas del suelo

Por corte generalo falla frgil

Suelos con DR >70%- Arenas compactas- Arcillas duras

Por punzonamientoo falla plstica

Suelos compresibles y blandos

Por corte local

Suelos con 40%

Cimentaciones superficiales

Los suelos reales poseen peso y en general exhiben tanto cohesin como friccin interna.

Los planos de apoyo de la mayora de las zapatas estn situados por lo menos a una corta distancia por debajo de la superficie del terreno circundante.

El clculo de la capacidad de carga lmite de falla de una cimentacin constituye un problema de equilibrio elasto-plstico.

Segn el Reglamento Nacional de Edificaciones, las cimentaciones superficiales son aquellas cuya relacin Profundidad entre Ancho (D/B) es menor o igual a 5. Algunos investigadores consideran esta relacin 3.

Son cimentaciones superficiales las zapatas aisladas, conectadas y combinadas; las cimentaciones corridas y las plateas de cimentacin.

Solucin de Terzaghi

I II IIIIIIII

2/45 +=Falla por corte general

Donde: q= .Df

2/45 +=

III II

III III

Zona I. Forma de cua, que penetra en el suelo cuando la presin alcance la presin pasiva del suelo adyacente

Zona II. Denominada zona de corte radial, es una zona de falla, cuyas deformaciones provocan un levantamiento de la zona III

Zona III. Trata de resistir el levantamiento con el peso del material de la misma. Esta resistencia variar de acuerdo a su tamao, con la densidad del material y con la resistencia al deslizamiento a lo largo de DFH y DEG, el cual es funcin del ngulo de friccin interno, de la Cohesin y del peso del suelo.

La capacidad de carga se obtiene en general por la suma de tres componentes:

1.- La cohesin y la friccin de un material sin peso que no lleva sobrecarga.

2.- La friccin de un material con peso que no soporta sobrecarga.

3.- La friccin de un material sin peso que soporta una sobrecarga q aplicada en la superficie.

qu = Capacidad de carga lmite o ltimo de un sueloNc = Factor de capacidad de carga de la Cohesin, f()Nq = Factor de capacidad de carga de la Sobrecarga, f()N = Factor de capacidad de carga de la Peso del Suelo, f()C = Cohesin del suelo = ngulo de friccin del suelo = Densidad del suelo. Si son estratos diferentes, asumir el valor correspondiente, para la sobrecarga del suelo (q) y el peso del suelo.B = Ancho del cimientoq = Sobrecarga sobre el nivel de cimentacin: .D

La solucin de Terzaghi no es muy exacta, sin embargo la aproximacin obtenida resulta suficiente para efectos prcticos

Falla por corte general

Falla por corte general(cimiento corrido)

Falla por corte general

Grfico para obtener Factor de Capacidad de Carga N, para Falla por Corte General y Local, segn Terzaghi.

Falla por corte local y punzonamiento

La presin de trabajo o esfuerzo admisible es:

Fq

q uADM =

En estudios de suelos para cimentaciones, se acostumbra tomar unCoeficiente de Seguridad F=3, si bien en los casos en que se conocencon precisin la resistencia del terreno y las cargas a aplicar, puedenjustificar valores algo menores.

ESTADO CASO DE CARGA1 2 3

Frente al Hundimiento 2.0 1.5 1.3Frente al Deslizamiento 1.5 1.35 1.2Frente a la Subpresin 1.1 1.1 1.05

Presiones admisibles

Otros coeficientes de seguridad

Caso 1.- Cargas permanentes y sobrecargas de actuacin frecuenteCaso 2.- Sobrecargas que actan adems del caso 1, pero no de formaregular. Cargas de construccin.Caso 3.- Sobrecargas extraordinarias superpuestas a las del caso 2,como los efectos ssmicos, derrumbe de instalaciones de obra, etc.