DETERMINACIÓN

Un suelo no tiene una Capacidad de Carga única, sino que ésta depende de factores como la profundidad a que se coloca la cimentación, así como de la forma y dimensiones que ésta tenga, lo cual debemos tener en cuenta durante el diseño estructural.

Para tener un planteamiento adecuado del problema, debemos aceptar que lo que llamamos Capacidad de Carga de un suelo, es una respuesta que nos dará dicho suelo en relación con el valor de algunos factores específicos que deberemos tomar en cuenta.

Es decir que la capacidad de carga no es un valor único e invariable de ese suelo, sino que dependerá también de cómo vayamos a transmitirle dicha carga.

Un suelo nos responderá con una capacidad de carga que se encuentra en función de parámetros tales como la geometría de, por ejemplo, una cierta zapata de cimentación y su capacidad de carga variará (como lo indicó en su momento y entre otros investigadores, K. Terzaghi), si dicha zapata es de forma cuadrada, circular o rectangular, así como también de la profundidad a la cual pretendamos desplantarla.

Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría para evaluar la capacidad última de carga de cimentaciones superficiales, la cual dice que una cimentación es superficial si la profundidad Df de la cimentación es menor que o igual al ancho de la misma. Sin embargo investigadores posteriores han sugerido que cimentaciones con Df igual a 3 ó 4 veces el ancho de la cimentación se definen como cimentaciones superficiales.

Terzaghi sugirió que para una cimentación continua o de franja (es decir, la razón de ancho a largo de la cimentación tiende a 0), la superficie de falla en un suelo bajo carga última se supone similar a la mostrada en la figura, (Note que este es el caso de la falla cortante general. El efecto del suelo arriba del fondo de la cimentación se supone reemplazado por el efecto de una sobrecarga equivalente q = g Df (donde g = peso específico del suelo). La zona de falla bajo la cimentación se separa en tres partes

Habiendo supuesto que resulta práctico construir un tipo de cimentación determinado, bajo las condiciones que prevalecen en el lugar, es necesario juzgar el probable funcionamiento de la cimentación con respecto a dos tipos de problemas. Por una parte, toda la cimentación, o cualquiera de sus elementos puede fallar porque el suelo o la roca sean incapaces de soportar la carga.

Por otra parte, el suelo o roca de apoyo pueden no fallar, pero el asentamiento de la estructura puede ser tan grande o tan disparejo, que la estructura puede agrietarse y dañarse. El mal comportamiento del primer tipo se relaciona con la resistencia del suelo o roca de apoyo y se llama falla por capacidad de carga.

El  del segundo tipo está asociado a las características de la relación de esfuerzo-deformación del suelo o roca, y se conoce como asentamiento perjudicial. En realidad, los dos tipos de mal comportamiento frecuentemente están tan íntimamente relacionados, que la distinción entre ellos es completamente arbitraria. Por ejemplo, una zapata en arena suelta se asienta más y más, fuera de proporción con el incremento de carga, incluso hasta el punto en que para incrementos muy pequeños  se producen asentamientos intolerables; sin embargo, no se produce un hundimiento catastrófico de la zapata en el terreno.

La carga que produce la falla, carga última, de un elemento de fundación profunda es:

Qu = QF + QB

En general: Qu = fsu. AF + qbu. AB

Resistencia última por fricción lateral

Resistencia última por compresión (de Base)

Factor de Seguridad Global: Qadm = Qu / F.S.

Factores de Seguridad Parcial:

donde (F.S.)F y (F.S.)B son elegidos según el comportamiento del elemento de fundación o a partir de Normativas.

B

Bbu

F

Fsuadm (F.S.)

.Aq(F.S.).AfQ

Semi-Empírico – Fórmulas o modelos elásticos

Correlaciones con ensayos de campo (penetración y presiométricos)

Empírico – Si suelo conocido y homogéneo “Diseño por Experiencia”; Fórmulas o

modelos dinámicos (de hinca)

Ensayos de Carga – Los resultados de este tipo de ensayos se utilizan para:

- determinación de parámetros (Indirecto)

- determinación de capacidad de carga (directo)

El enfoque teórico del estudio de la capacidad de carga es necesariamente simplificado debido a la variedad y variabilidad de los parámetros y las propiedades de las partes del elemento de fundación. Otros enfoques, aplicables a la práctica:

ENFOQUE

En general: el éxito del método de análisis y diseño (Categoría 2 – Poulos, 2000) está en la determinación y elección de los principales parámetros.

Terzaghi, como es ya bien conocido, tomando como base algunos de las ideas de Prandtl, propone una teoría, según la cual, para una zapata cuadrada, con carga vertical y sin excentricidad, la Capacidad de Carga Ultima, será:

Para cimientos rectangulares Para cimientos circulares

Es la capacidad que tiene una losa del pavimento de transmitir fuerzas cortantes con sus losas adyacentes.

Con el objeto de minimizar las deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento.

La efectividad de la Transferencia de Carga entre

losas adyacentes depende de varios factores:

- Cantidad de Tráfico

- Utilización de Pasa juntas

- Soporte Lateral de las Losas

Es la manera más conveniente de lograr la efectividad en la transferencia de cargas

a) El tráfico pesado sea mayor al 25% del tráfico total.

b) El número de Ejes Equivalentes de diseño sea mayor de 5.0 millones de SOLES.

Reducir los esfuerzos máximos que se generan en el concreto por efecto de las cargas.

Carril Ancho >= 4.0 m

Confinamiento con Guarniciones o Banquetas

Con Acotamientos Laterales