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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL MECANICA DE SUELOS

CAPACIDAD PORTANTE DE UN SUELO ING.CIP RAMON ENRIQUE GALARZA VASQUEZ :

CAPACIDAD PORTANTE DE UN SUELO En cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre el. Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan una falla por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo.

Por tanto la capacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales:

• Si la función del terreno de cimentación es soportar una determinada tensión independientemente de la formación, la capacidad portante se denominará CARGA DE HUNDIMIENTO. • Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al terreno y la deformación sufrida por éste, deberá calcularse la capacidad portante a partir de criterios de : ASIENTO ADMISIBLE.

FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA FALLA POR CAPACIDAD PORTANTE Es un método mas racional como criterio para el diseño cimentaciones. Debe evitarse este tipo de falla por capacidad portante. El factor de seguridad (2 a 4) debe reflejar no solo incertidumbre en el análisis de capacidad portante, sino observación teórica y práctica que el asentamiento no excesivo. 𝑞𝑐 𝑞𝑎𝑑𝑚 = 𝐹.𝑠.

F.S. = Factor de seguridad 𝑞𝑐 = Capacidad de carga ultima 𝑞𝑎𝑑𝑚 = capacidad de carga admisible

de

la la es

CAPACIDAD DE CARGA ADMISBLE

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirán en el terreno producto de la aplicación de una carga.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO Los valores de se llevan a un grafico en función del esfuerzo normal (𝓘𝒏 ), obteniendo la recta intrínseca (Fig: 2), donde ƪ va como ordenada y 𝓘𝒏 como abcisa. El ángulo que forma esta recta con el eje horizontal es el ángulo Ø y el intersepto con eje ƪ , es la cohesión C.

PERMITE CLACULAR COEFICIENTE DE COHESIÓN “ C “

EL ANGULODE FRICON INTERNA

ASENTAMIENTO DIFERENCIAL El asentamiento diferencial se refiere, en el caso de un edificio donde las cimentaciones se hunden en diferentes áreas en tiempos diferentes, y con valores diferentes y en forma vertical.

CAUSAS DEL ASENTAMIENTO DIFERENCIAL Los asentamientos diferenciales se debe principalmente a la condición del suelo sobre el cual se asienta la estructura. El suelo tiene la capacidad de expandirse o contraerse según las condiciones de temperatura o clima. También puede cambiar o lavarse debido a un mal drenaje, fuertes lluvias, suelo seco de manera desigual o cambio en la napa freática.

EFECTOS DEL ASENTAMIENTO DIFERENCIAL El asentamiento diferencial ocasiona grietas en los cimientos, columnas, en losas o soportes de la estructura. Estas grietas causan fisuras en los muros interiores del edificio y hacen que el asentamiento de las puertas del edificio, ventanas y molduras queden disparejas.

ASENTAMIENTO ADMISIBLE Son valores permisibles, que se espera tener, cuando se proyecte y/o se construya una estructura y no dificulte el funcionamiento para el cual fue diseñado. En edificaciones generalmente se espera asentamientos parejos que no sobrepasen de 1” = 2.54 cm.

CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE

2.0 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE UN SUELO

FÓRMULAS DE TERZAGHI BN

ℓ

ℓ

1 2

ℓ

ZAPATA CORRIDA : 𝑞𝑐 = 𝐶𝑁𝐶 + 𝐷𝑓 𝑁𝑞 +

ℓ

CIMENTACION CIRCULAR: 𝑞𝑐 = 1.3 x 𝐶𝑁𝐶 + 𝐷𝑓 𝑁𝑞 + 0.6 BN

ℓ

ℓ

𝐷′𝑓 𝑁𝑞 + 0.4 BN

ℓ

ℓ

ℓ

ℓ

ℓ

1

ℓ

INFLUENCIA DEL NAF: 𝑞𝑐 = 1.3𝑥𝐶 𝑁𝐶 + 𝐷𝑓 𝑁𝑞 +

ℓ

ZAPATA CUADRADA: 𝑞𝑐 = 1.3𝐶 𝑁𝐶 + 𝐷𝑓 𝑁𝑞 + 0.4 BN

2.0 CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE UN SUELO

SIGNIFICADO DE LOS SÍMBOLOS EN LA FÓRMULA DE TERZAGHI 𝐷𝑓 = Profundidad de desplante = Peso Volumétrico del suelo 𝐶 = Cohesión del suelo 𝐵 = Base o Ancho de la Cimentación 𝑅 = Radio (Cimentación circular) ϕ = Angulo de fricción interna

ℓ

𝑁𝐶 , 𝑁𝑞 , 𝑁

= Coeficientes adimensionales que dependen del valor de ϕ (ángulo de fricción Interna) 𝑁𝐴𝐹 = Nivel de aguas freáticas 𝑞𝑐 = Capacidad de Carga ultima

ℓ

𝑞𝑎𝑑𝑚 = Capacidad de carga admisible

Consideraciones de anchos mínimos y Df en calculo capcidad de portante d e zaptas

D f mínimo recomendable

NPT +- 0.00

D f mínimo recomendable 1.20 m Anchos mínimo recomendable 1.20 m edificios hasta 4 pisos Anchos mínimo recomendable 1.50 a 2.00 m edificios mayores 4 pisos NFZ - 1.20

ENCONTRA LA CAPA APROPIADA QUE SOPORTE LA ESTRUCTURA

EN CASO DE QUE EL VALOR FUERA MAYOR AL QUE SOPORTA EL SUELO TENDRIA QUE MEJORRSE EL SUELO CON SUBCIMIENTOS O REDIMENSIONAR LA CIMENTACION

CALCULO DEL ASENTAMIENTO

ASENTAMIENTO ADMISIBLE Son valores permisibles, que se espera tener, cuando se proyecte y/o se construya una estructura y no dificulte el funcionamiento para el cual fue diseñado. En edificaciones generalmente se espera asentamientos parejos que no sobrepasen de 1” = 2.54 cm.

PARA EL VALOR DEL Iw ( If) FACTOR DE FORMA cm/m )

Tabla 1

PARA EL VALOR DE RELACION DE POISON U

Tabla 2

PARA EL MODULO DE ELASTICIDAD ( TN /M2

Tabla 3

Ejemplo : CALCULAR EL ASENTAMIENTO si se conoce :

Tipo de suelo : SG P Cimentación : Semi - Rígida Ubicación de la zapata : aislada central ( medio ) Zapata cuadrada : B = 1.20 m

Qadm. = 2.10 kg/cm2

FORMULA

Valores de las tblas

Se calcula en cm Valor calculado : 2.10 kg/ cm2 cm Ancho zapata cuadrada : 1.2 m ( 120 cm ) Modulo elasticidad : tabla 3 arenas suelya : 2500 tn/m2 ( 250kg/m2) Relación poison : tabla 2 arena densa grano grueso : 0.15 Factor de forma : tabla 1 zapata cuadrada ( medio ) ,cimnt. flexible : 95 cm /m

Asentamiento = 0.94 cm , meno3 a 2.54 cm ( 1” ) ok