2. CAPACIDAD DE CARGA DE SUELOS
Siempre debe tomarse en cuenta que cualquier terreno puede no puede sostener una construcción por más liviana que sea , con la
eficiencia esperada y, por tanto se requiere un estudio de suelos. conocer las características del subsuelo.
La capacidad de carga admisible en una cimentación es aquella que puede aplicarse sin producir desperfectos en la estructura,
teniendo un margen de seguridad dado por el coeficiente de seguridad. la capacidad de carga depende del tipo de suelo (gravas,
arenas, limos, arcillas o combinaciones de ellas), depende también de las características de la cimentación, de la estructura, y del
coeficiente de seguridad adoptado. El conocimiento de la presencia o ausencia del nivel de las aguas freáticas (NAF) es muy
importante por que cambia las condiciones de resistencia.
La teoría de Terzaghi es uno de los primeros esfuerzos por adaptar a la mecanica de suelos los resultados de la mecánica del
medio continuo. Cubre el caso mas general de suelos con "cohesion" y "friccion" y su impacto en la mecánica de suelos. ha sido
de tal trascendencia que aun hoy, es posiblemente la teoría más usada para el calculo de capacidad de carga de suelos en
proyectos prácticos , especialmente en el caso de cimientos poco profundos.
Es importante que la cimentación se realice en suelos que no estén sujetos a cambios fuertes de volumen por variaciones de la
humedad (suelos colapsables, arcillas expansivas, rellenos, etc.) de forma de no generar asentamientos no previstos.
3. Datos y Fórmulas Requeridos para determinar la Capacidad de Carga de
un Suelo
FORMULAS A UTILIZAR DE LA TEORIA DE TERZAGHI:
• ZAPATA CORRIDA : qc = cNC + yDF Nq + (yBNy)/2
• CIMIENTO CIRCULAR : qc = 1.3cNC + yDF Nq + 0.6 (yBNy)
• ZAPATA CUADRADA : qc = 1.3cNC + yDF Nq + 0.48 (yBNy)
• qadm = qC / F.S.
• Donde:
• F.S. = Factor de seguridad
• DF = Profundidad de desplante
4. Y = peso específico o volumétrico del suelo
C =Cohesión del suelo.
B =Base o ancho de la cimentación.
R= Radio de la cimentación circular.
Ø=Ángulo de fricción interna.
Nc , Nq , Ny : Coeficientes adimensionales que dependen del valor de Ø (ángulo
de fricción interna).
NAF : Nivel de aguas freáticas.
qc : Capacidad de carga última.
qadm: Capacidad de carga admisible.
8. Ecuación Mejor para Restricción
Terzaghi
Suelos muy cohesivos donde Df/B
≤ 1
- Zapatas sometidas a
momentos
-Zapatas Fundadas en
bases inclinadas o en
superficies de un talud.
Hansen ,
Meyerhof y Vesic
Cualquier situación -
Hansen , Vesic
Zapata fundada en una base
inclinada o en la superficie de un
talud cuando Df/B >1
-
9. Método de Terzaghi
▶ Una cimentación es superficial si la base del cimiento (𝐵) es
igual o mayor a la distancia vertical entre el terreno natural
(profundidad de desplante (𝐷𝑓) y la base del cimiento (𝐵)
▶ Formula:
9
10. Método de Meyerhof
▶ La capacidad de carga de las cimentaciones depende de las
propiedades mecánicas del suelo, esfuerzos originales,
condiciones de humedad del suelo, características físicas de la
cimentación y de la forma en que la cimentación es colocada .
▶ Formula:
10
11. Método de Brinch Hansen
▰ Propone una expresión conocida también como la ecuación
general de la capacidad portante de los suelos, adicionando
factores a la fórmula de Terzaghi, para considerar efectos de
inclinación y excentricidad de la carga, inclinación de la base,
pendiente del talud.
▰ Fórmula :
11
12. Método de Vesic
▰ Método para estimar la capacidad de carga de punta de un
pilote con base en la teoría de expansión de cavidades. De
acuerdo con esta, basada en parámetros de esfuerzo efectivo.
▰ Fórmula:
12
15. EJERCICIO 1
Determine la capacidad de carga máxima de una zapata
continua de 1.20 m de ancho y con una profundidad de
cimentación de 1.0 m. Use la teoría de Terzaghi y asuma una
falla general de corte φ=35°, γ =18 KN/m3, y C’=15KN/m2
DATOS:
Z
apata Continua
B=1,20m
Df=1.0m
γ=18KN/m3
C’=
15KN/m2
φ =35°
Nc=46.12
Nq=33,30
Nr=48,03
Df
1.0m
B
2.0m
1
5
16. ▰ Formula: qf = CNc + γ Df Nq + ½ γ B Nr
qf = 15 KN/m2 * (46,12) + 18 KN/m3(1m)(33,30) + ½ * 18KN/m3(1,20)(48,03)
qf = 1809,93 KN/m2
1
6
Ecuación Terzaghi Zapata Continua
17. EJERCICIO 2
Determine la carga bruta permitida y la carga neta permitida para una
zapata cuadrada de 2m de lado y con una profundidad de
cimentación de 1.0 m. Use la teoría de Terzagui y asuma la falla de
corte local. Tome un factor de seguridad de 3.0. El suelo en el sitio tiene
𝑚3 𝑚2
𝛾 = 18 𝑘𝑛
, 𝐶′ = 15 𝑘𝑛
y 𝜃 = 25°.
DATOS:
Zapata
Continua
B=2m
Df=1.0m
Fs=
3.0 m
γ=
18 KN/m3
C’=15 KN/m2
φ =25°
2.0 m
1
7
2.0
m
Df =1.0 m
21. 19
EJERCICIO 3
Se debe diseñar una base de columna cuadrada para una carga total bruta permitida de
250KN. Si la carga está inclinada en un ángulo de 15° con respecto a la vertical
determine el ancho de la base. Tome un factor de seguridad de 3.0 γ =19KN/m3, ϕ=35°
y C’=5kn/m2. La profundidad de cimentación es 10m.
DATOS:
𝑄𝐵𝐴 = 250𝐾𝑁
A=15°
Fs=3,0
Ƴ=19 KN/m2
Fs =3.0 m
𝛾 = 19 𝑘𝑛
𝑚3
𝐶′ = 5 𝑘𝑛
𝑚2
ϕ=35°
Nc=46,12
Nq=33,30
N 𝛾=48,03
B
Df =10 m
