Capacidad De Carga

Fundaciones Según la geometría Superficiales

Df/B  1,2 o 3 En sentido transversal h/(B/2) grande  Rígida

h/(B/2) pequeña  Flexible

Sentido longitudinal L/(B/2) grande  Flexible

L/(B/2) pequeña  Rígida

Según el número de columnas Aislada

Continua

Platea

Intermedias  3 < Df/B < 10

Profundas

Df/B = 1/D > 10 Según el diámetro Pilotín  15 a 20 cm

Pilote  20 a 50 cm

Pilote de gran diámetro  60 cm a 2 m

Pilar  > 2 m

Cajones  > 2 m (cuadrados)

Según la interacción suelo - pilote Hincados

Excavados

Inyectados

Según la superficie de contacto Directas  Superficie de contacto continua

Indirectas  Superficie de contacto discontinua Resistencia de punta

Fricción lateral

TRABAJO PRÁCTICO Nº 9 – CAPACIDAD DE CARGA

Para comportarse en forma satisfactoria las fundaciones deben tener dos características fundamentales:

1.- Debe poseer una seguridad adecuada a la falla por corte general del suelo que la soporta.

2.- Debe experimentar asentamientos o deformaciones dentro del rango de compatibilidad con la funcionalidad de la estructura.

Ambos aspectos deben ser verificados al realizar el diseño de la fundación.

1.- CAPACIDAD DE CARGA

Se puede definir como capacidad de carga, a la carga por unidad de área bajo la fundación bajo la cual se produce la falla por corte, es decir, es la mayor presión unitaria que el suelo puede resistir sin llegar al estado plástico.

Al cargar un suelo de fundación su superficie sufre asentamientos que se pueden graficar en función de la carga unitaria o presión media. Si el suelo es compacto la curva es como C1 y la presión qd1 representa su capacidad de carga. Si el suelo es blando, curva C2, las deformaciones serán más importantes en función de la carga- La capacidad de carga en este caso no queda bien definida. Hay varias teorías para determinar, en este caso, el valor de qd´; una de ellas es establecer qd´ en forma gráfica como la intersección de dos tangentes: La inicial y el punto de donde la curva adquiere la máxima pendiente. Las curvas representadas se obtienen con ensayos de carga directa.

La falla de la fundación supone asientos importantes, giro y vuelco de la estructura, según la estructura y el tipo de suelo la falla puede producirse de tres formas:

a) Por rotura general: Se produce una superficie de rotura continua que arranca en la base de la zapata y aflora a un lado de la misma a cierta distancia. Esta es la rotura típica de arenas densas y arcillas blandas en condiciones de cargas rápidas sin drenaje.

b) Por punzonamiento: La cimentación se hunde cortando el terreno en su periferia con un desplazamiento aproximadamente vertical. Esto se da en materiales muy compresibles y poco resistentes.

c) Por rotura local: Se plastifica el suelo en los bordes de la zapata y bajo la misma, sin que lleguen a formarse superficies continuas de rotura hasta la superficie. Esto es típico en arcillas y limos blandos y en arenas medias a sueltas.

Los modelos teóricos desarrollados se aplican a la rotura general y por punzonamiento, para la rotura local existen factores empíricos de corrección.

En la figura que sigue, se muestran los modos de falla en arena, según la densidad relativa del suelo de la misma (Cr = Dr ). Grafico de VESIC, según experiencias, en el que B* = 2 B L / (B+L) donde B = ancho de la cimentación y L= Longitud de la cimentación.

Capacidad de carga última neta: Se define como la presión última por unidad de área de la cimentación soportada por el suelo, en exceso de la presión causada por el suelo alrededor al nivel de la cimentación. Si la diferencia entre el peso específcio del material que conforma la fundación (ej. HºAº) y el peso específico del suelo que rodea a ésta se supone despreciable, entonces

q neto = qu - q

2.- TEORIA DE TERZAGHI

Esta teoría se aplica a suelos con cohesión y fricción, cuya ley de resistencia al corte es:

Se supone una carga de tipo repartida uniformemente y lineal (zapata contínua).

Se desprecia la resistencia al corte del suelo situado sobre la profundidad de fundación Df, al que se considera como una sobrecarga actuando sobre la fundación:

Se considera que la carga actuante es estática, vertical y centrada. La fundación es del tipo superficial rígida y corrida. El comportamiento del suelo en cuanto a sus asentamientos responde a la curva C1, es decir que se trata de arenas densas y arcillas compactas.

Se propone un mecanismo de falla para una zapata continua uniformemente cargada y el sector de fallas se divide en tres zonas: zonas I, II y III.

 La zona I es una cuña que actúa como si fuese parte de la zapata (estado activo), sus limites forman ángulos de 45º+ /2 con la horizontal.

 La zona II es una cuña de corte radial, dado que las líneas de falla son rectas con origen en A y espirales logarítmicas con centro en A. La frontera AD forma un ángulo de 45º- /2 con la horizontal.

 La zona III, es donde se desarrollan las superficies de deslizamientos que corresponden al estado pasivo de Rankine, pues sus límites forman ángulos de 45º-/2.

Con esta hipótesis la capacidad de carga resulta:

Donde qc es la carga de falla, c es la cohesión del terreno de cimentación, q es la sobrecarga efectiva, B el ancho de la zapata corrida y Nc, Nq y N son los factores de capacidad de carga. Estos factores son adimensionales y son función del ángulo de fricción interna . El coeficiente Nc está relacionado con la cohesión del suelo, Nq con la sobrecarga y Ncon el peso de las zonas II y III.

Para arenas sueltas o arcillas y limos blandos, la deformación crece mucho para cargas próximas a la falla, alcanzándose niveles de asentamiento en el cimiento que equivalen a la falla de la estructura (falla local). Para este caso Terzaghi corrigió su teoría introduciendo nuevos valores de c y  en la fórmula de capacidad de carga

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