Análisis Geotécnico

Capítulo 3.- Análisis Geotécnico.

Para el análisis geotécnico debemos tener en cuenta que la cimentación a considerarse para este proyecto será superficial y que para este tengan un desempeño satisfactorio deben tener dos características principales:

• Tienen que ser seguras contra la falla general por corte del suelo que las soporta.
• No pueden experimentar un desplazamiento, o un asentamiento.

3.1.- Datos preliminares

La formación está compuesta por el siguiente estrato de:

• De 0.00 a 3.80 Arena limosa color gris blancuzco con el 2% de gravas hasta de 3/8 in, 70% de arenas y el 28% de finos de media plasticidad.
• De 3.80 a 4.80 Arena arcillosa mal graduada color café claro con el 32% de gravas, 57% de arenas y el 11% de finos de baja plasticidad (Terreno firme).
• Al realizar el estudio se descarta la presencia de nivel freático.

En este caso los valores a utilizar son:

Peso específico del suelo (γ): [pic 1]

Cohesión (c): [pic 2]

Ángulo de fricción (Ø’):[pic 3]

Profundidad de desplante : 1.50 m[pic 4]

La losa de cimentación tendrá un ancho de 7.75 m y un largo de 8.40 m.

3.2.- Capacidad de carga admisible

La capacidad de carga se determinó considerando los criterios para cimentaciones superficiales, y para determinarlo, se utilizó las teorías de Terzaghi y Meyerhof, además de las Normas Técnicas Complementarias de diseño para construcción de cimentaciones.

Teoría de la capacidad de carga de por Terzaghi.

La ecuación para determinar la capacidad ultima para falla por corte general de una cimentación continua o corrida propuesta por Terzaghi es:

Ecuación 1. Capacidad de carga por Terzaghi.

[pic 5]

Donde:

[pic 6]

[pic 7]

.[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Obtendremos los coeficientes de capacidad de carga mediante la tabla 1 “Factores de capacidad de carga de Terzaghi”. Considerando un ángulo de fricción de 38°.[pic 11]

Tabla 1. Factores de capacidad de carga de Terzaghi.

[pic 12]

Se obtiene el valor de :[pic 13]

[pic 14]

Teniendo en cuenta esto se sustituirán los valores para determinar la capacidad de carga:

[pic 15]

Como la cohesión es igual a 0, la ecuación nos quedara de la siguiente manera:

[pic 16]

Capacidad última del suelo:

[pic 17]

Se calculará la capacidad última neta con un factor de seguridad igual a 3 (recomendado por Terzaghi), para evitar cualquier falla en la estructura:

Ecuación 2. Capacidad última neta.

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

Se determina la capacidad permisible con la siguiente ecuación:

Ecuación 3. Capacidad permisible.

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

Carga de diseño:

Ecuación 4. Carga de diseño.

[pic 24]

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

Ecuación general de la capacidad de carga por Meyerhof.

La ecuación para determinar la capacidad última propuesta por Meyerhof es:

Ecuación 5. Capacidad de carga por Meyerhof.

[pic 28]

Donde:

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

Obtendremos los coeficientes de capacidad de carga mediante la tabla 2 “Factores de capacidad de carga para la teoría de Meyerhof”. Considerando un ángulo de fricción de 38°.

Tabla 2. Factores de capacidad de carga para la teoría de Meyerhof.[pic 37][pic 38]

Se procede a calcular los factores de forma, profundidad e inclinación mediante las fórmulas de la siguiente tabla:

Tabla 3. Factores de forma, profundidad e inclinación.[pic 39]

[pic 40]

Factores de forma:

Ecuación 6. Factor de forma de la cohesión por DeBeer (1970).

[pic 41]

Ecuación 7. Factor de forma de la carga por DeBeer (1970).

[pic 42]

Ecuación 7. Factor de forma del peso volumétrico por DeBeer (1970).

[pic 43]

Factores de profundidad:

[pic 44]

Como  y el ángulo de fricción es  se utilizan las siguientes ecuaciones:[pic 45][pic 46]

Ecuación 8. Factor de profundidad de carga por Hansel (1970).

[pic 47]

Ecuación 9. Factor de profundidad de la cohesión por Hansel (1970).

[pic 48]

Ecuación 10. Factor de profundidad por peso volumétrico por Hansel (1970).

[pic 49]

Factores de inclinación:

Ecuación 11. Factores de inclinación por Meyerhof.

[pic 50]

Debido a que la carga es axial, los factores de inclinación son igual a 1. Teniendo los datos se sustituyen en la ecuación de Meyerhof para obtener la capacidad ultima de carga:

[pic 51]

Como la cohesión es igual a 0, la ecuación se reduce a lo siguiente:

[pic 52]

Se obtiene el valor de :[pic 53]

[pic 54]

Teniendo en cuenta esto se sustituirán los valores para determinar la capacidad de carga:

[pic 55]

[pic 56]

Se determina la capacidad admisible con la siguiente ecuación:

Ecuación 12. Capacidad admisible.

[pic 57]

[pic 58]

[pic 59]

Carga de diseño:

[pic 60]

[pic 61]

[pic 62]

[pic 63]

Normas Técnicas Complementarias para diseño de cimentaciones.

Estados límite de falla:

Para cimentaciones someras desplantadas en suelos, se verificará el cumplimiento de la desigualdad siguiente para las distintas combinaciones posibles de acciones verticales.

Ecuación 13. Estados límites de falla de las NTC para diseño de cimentaciones.

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