Capacidad de Carga

(a) Que los esfuerzos sobre el suelo ofrezcan suficiente seguridad de que no se presente una posible falla por corte del suelo de fundacin. La presin de fundacin que cumple este requisito se denomina capacidad portante admisible.

Capacidad de Carga del Suelo.Capacidad de Carga del Suelo.Capacidad de Carga del Suelo.

(b) Adicionalmente, la presin sobre el suelo de soporte no debe producir asentamientos intolerables para la estructura, as no se presente una falla por corte.

Estas dos condiciones se consideran separadamente en cada caso particular. La presin portante permisible es el valor que satisface ambos criterios.

Para aplicar el criterio (a), es usual suponer que sobre ciertas superficies de falla, dentro del suelo de fundacin, se moviliza la resistencia al corte del suelo cuando la presin media de contacto alcanza un valor critico denominado capacidad portante ltima. Este valor se divide por un factor de seguridad para obtener la capacidad portante admisible.


El criterio (b) implica estimar el asentamiento probable del cimiento bajo las condiciones especficas carga-cimiento-suelo. Este asentamiento debe compararse con un valor lmite tolerable para la estructura denominado asentamiento permisible.


CAPACIDAD DE CARGA LTIMA DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES


La capacidad de carga ltima es la carga por rea unitaria de la cimentacin bajo la cual ocurre la falla por corte en el suelo.

FFF AreaArea CimientoCimiento, A, A

Definicin de Presin de CargaDefinicin de Presin de Carga

FFF AreaArea CimientoCimiento, A, A

PresinPresin dede CargaCarga q =q = F / AF / A

CapacidadCapacidad dede Carga ltimaCarga ltima qquu == FFfallafalla / A/ A

AdmisibleAdmisible qqadmadm == qquu / FS/ FS

Por experiencias y observaciones relativas al comportamiento de las cimentaciones se ha visto que la falla por capacidad de carga del sistema suelo-cimentacin ocurre como producto de la rotura por corte del suelo de desplante de la cimentacin.

La falla se produce bajo ciertas superficies dentro del suelo de fundacin donde se moviliza la resistencia al corte del suelo cuando la presin media de contacto alcanza un valor critico denominado capacidad portante ltima.



Esfuerzo cortante generalizadoEsfuerzo cortante generalizado

LneasLneas dedeFallaFalla deldel

suelosuelo

Espiral logaritmicaEspiral logaritmica

AsentamientoAsentamiento

qq

La Sustitucin de la superficie de falla curva por dos planos rectos, permite hacer un anlisis simple donde se determina, en primera aproximacin, la funcin de capacidad de capacidad de carga de cimentaciones superficiales.



Anlisis para Falla porCorte General Anlisis para Falla porCorte General

ANALISIS DE LA CAPACIDAD DE CARGA

Esta solucin dar el lmite inferior a la verdadera solucin debido a la distribucin de esfuerzos simplificada asumida en el suelo

Trminos similares resultan en todas las expresiones de capacidad de carga. Ellos son funcin del ngulo de friccin, de la sobrecarga aplicada en la superficie del suelo, del mismo peso del suelo y de la cohesin.

CIMENTACION SUPERFICIAL

TEORIA DE TERZAGHILa teora propuesta en 1943 cubre el caso ms general

de suelos con cohesin y friccin, su impacto en la mecnica de suelos ha sido de tal trascendencia que an hoy, es posiblemente la teora ms usada para el clculo de capacidad de carga, especialmente en el caso de cimientos poco profundos.

D/B

DQ

qs = DQ

Cimiento Superficial D/B < 1


Modelo de cimiento

desplantado superficialmente

Cimiento tipo desplantado

B

Ecuacin de TerzaghiEcuacin de Terzaghi

Solucin para c y

qqu u = c.= c.NNcc ++ qqss .. NNqq + 0.5+ 0.5BBbbNN

Solucin para D y

Solucin para b y

Bqqu u = c.= c.NNcc ++ qqss NNqq + 0.5+ 0.5BBbbNN

qqss = = s s DD

Parametros generalizadosParametros generalizados: c, : c, PesoPeso unitariounitario deldel suelosuelo : : bb(total o(total o efectivoefectivo))

Sobrecarga


Aplicable a cimientos corridos. Nc, Nq and N son funcin de , y son generalmente

dados en forma de graficos. c, y b se refiere a las propiedades del suelo en la zona

de falla bajo el cimiento. qs es la presin de sobrecarga efectiva al nivel de la

profundidad de desplante. La contribucin por resistencia al corte de la zona por

encima del nivel de cimentacin es ignorada. Del lado de la seguridad

qqu u = c.= c.NNcc ++ qqss NNqq + 0.5+ 0.5BBbb NN


Dq= D

Qf

f f

B

Mecanismo analizado por Terzaghi


q q N B N c Nf s q c= + +

2q q N B N c Nf s q c= + +0 1 3.4 .

cqsf NcNBNqq 3.13.0 ++=

Zapata corrida

Zapata Cuadrada

Zapata Circular

TEORIA DE TERZAGHITEORIA DE TERZAGHI

( )222

45cos2 +=

aNq

( ) tanea 275.0 =

BEARINGCAPACITYFACTORS[After Terzaghi andPeck (1948)]

60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80N andN

0

10

20

30

40

(deg

rees

)

q c N

NNq

Nc


EFECTO DEL NIVEL FRETICOEFECTO DEL NIVEL FRETICO

Ejemplo #1Ejemplo #1

Arcilla Rgida : cu = 75 kPa u = 0o = 19.5 kN/m3

1.0

1.7 x 1.7

Factor de Forma = c = Nc = Nq = N = qu = qadm =

1.375 kPa5.71.00.075*5.7*1.3 + 18*1.0*1.0= 573.8 kPa

573.8/3 = 649 kN = 191.3 kPa CS= 191.3x1.7x1.7= 552.9 kN CS= 191.3x1.7x1.7= 552.9 kN

CSCS

FS=3FS=3 = 18 kN/m3 = 18 kN/m3

Ejemplo #2Ejemplo #2

Medium Sand : c = 0 kPa ' = 35o = 20 kN/m3

1.0

2.3 x 2.3

c = p'o = Nq = ' = N = qu = qadm =

0 kPa1.0*17 = 17 kPa41.410.2kN/m3

42.417*41.4+0.5*10.2*2.3*42.4*0.8 = 1101.7 kN/m2

1101.7/3 = 367.2 kPa

=17 kN/m3=17 kN/m3

CS= 367.2x2.3x2.3= 1942.5 kN CS= 367.2x2.3x2.3= 1942.5 kN

CSCS

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TEORIA DE MEYERHOFTEORIA DE MEYERHOFMeyerhof en 1963 propuso una ecuacin para calcular

capacidad de carga similar a la Terzagui, pero incluyendo un factor Sq y factores de profundidad di.

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TEORIA DE VESIC (1973,1975)TEORIA DE VESIC (1973,1975)

CUAL ECUACIN USAR?CUAL ECUACIN USAR?Todas las teoras relativas a la capacidad de carga de

un suelo dan como resultado una aproximacin y el emplear una determinada teora no garantiza que en la realidad el comportamiento del suelo sea igual; sin embargo en la practica se puede emplear cualquiera de las teoras con confianza porque se emplean factores de seguridad que ayudan a contrarrestar todos los errores cometidos tanto en la formulacin, como en la obtencin de los variables en estas ecuaciones.

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