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FUNDACIONES - USACH Página 1
Capacidad de carga y asentamientos
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Contenidos
Asentamientos admisibles
Asentamiento por consolidación
Incremento del esfuerzo vertical
Asentamiento elástico.
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Asentamientos admisibles
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Asentamientos admisibles
La carga admisible de un sistema de fundaciones esta dada por
dos condiciones:
Resistencia al corte de suelo
Asentamiento admisible
Así se tiene:
admisibletoasentamien
u
adm
qFS
q
q
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Asentamientos admisibles
El asentamiento se produce por la aplicación de una carga.
Puede tener dos naturalezas:
Elástico, inmediato.
Por consolidación a largo plazo.
Por su parte el asentamiento por consolidación tiene dos fases:
Primaria (salida del agua, mayor en inorgánico)
Secundaria (reacomodo de partículas, mayor en orgánico).
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Asentamientos admisibles
Proceso de cálculo:
Determinar el incremento de esfuerzo vertical por aplicación de la carga.
Calcular el grado de asentamiento producido, por deformación elástica y consolidación.
Comparar con asentamientos admisibles para determinar carga máxima permisible.
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Asentamiento por consolidación
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Asentamiento por consolidación
El asentamiento por consolidación se determina como:
En que:
e0 es la relación de vacíos antes de la aplicación de la carga.
Hc es la altura del estrato.
Δe es el cambio en la relación de vacíos causado por la aplicación de la carga adicional.
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Asentamiento por consolidación
Δe se determina como:
En que p0 es la presión de sobrecarga efectiva promedio inicial, y
Δp es el incremento promedio de presión provocado por la carga.
Cc es el Indice de Compresibilidad, obtenido del ensayo de
consolidación:
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Asentamiento por consolidación
Ensayo de Consolidación.
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Incremento del esfuerzo vertical
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Incremento del esfuerzo vertical
CARGA CONCENTRADA
Esfuerzo normal en un punto cualquiera de una masa de material
homogéneo, elástico e isotrópico, debido a una carga puntual en
la superficie (Boussinesq, 1885)
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CARGA CIRCULAR
La ecuación de Boussinesq, se puede
extender a un área circular cargada:
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CARGA RECTANGULAR
El procedimiento también se usa para determinar el aumento de
carga bajo la esquina de un área rectangular con carga uniforme.
Considerando un fuerza fundamental dada por dP = q0 dx dy.
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CARGA RECTANGULAR
Esta carga dP puede tratarse como carga puntual como se vió.
Con I como el factor de influencia, dado por:
En que m =B/z, y n=L/z.
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CARGA RECTANGULAR
En el caso de un punto cualquiera bajo la superficie,
simplemente se divide ésta en 4, y se aplica 4 veces:
Y en el caso particular del centro, se puede aplicar:
donde Ic es:
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CARGA RECTANGULAR
A veces, se utiliza un procedimiento rápido y aproximado; se
trata de suponer que el esfuerzo se difunde con una pendiente
H/V=1/2.
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INCREMENTO PROMEDIO
Para calcular el incremento promedio en una altura H
(z = 0 hasta H) se tiene:
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INCREMENTO PROMEDIO
Con Ia propuesta por Griffiths (1984):
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INCREMENTO PROMEDIO
Dentro de un estrato se tiene:
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Asentamiento elástico
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Asentamiento elástico
El asentamiento elástico, se puede estimar utilizando la ley de
Hooke, según:
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Asentamiento elástico
El asentamiento depende de la rigidez de la fundación:
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Asentamiento elástico flexible Para H infinito y una fundación flexible, se tiene:
El asentamiento elástico promedio en una zapata flexible está
dado por:
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Asentamiento elástico rígida
Si es una zapata rígida, el asentamiento elástico promedio se
expresa como:
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Asentamiento elástico
Los valores de α, se pueden determinar de:
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Asentamiento elástico
En el caso que exista una capa rígida incompresible a una altura
H, se puede usar para zapata flexible:
En el caso de una zapata rígida, se tiene:
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Asentamiento elástico Para el cálculo de F1 (Steinbrenner, 1934):
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Asentamiento elástico Para el cálculo de F2 (Steinbrenner, 1934):
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