Mec Suelos Deteminación de la Capacidad Portnate

Curso: Taller XI Mec. Suelos Determinacin de Capacidad Portante

Alumno: Daz Carhuapoma, Miguel Anderzn Cdigo: E09862D

TEORAS DE CAPACIDAD DE CARGA

Las edificaciones no podrn en ningn caso desplantarse sobre tierra vegetal, suelos o

rellenos sueltos o desechos. Slo ser aceptable cimentar sobre terreno natural firme o

rellenos artificiales que no incluyan materiales degradables y hayan sido adecuadamente

compactados.

Las teoras para la determinacin de la capacidad carga establecen modelos para el

diseo de cimientos sobre suelos en estado natural, y aplicables a rellenos artificiales

con un correcto control de calidad.

1. TERZAGHI La Teora de Terzaghi para determinar la capacidad de carga de un suelo cubre el caso

ms general, pues se aplica a suelos con cohesin y/o friccin, y se considera la teora

ms usada para determinar la capacidad de carga en cimientos poco profundos (aquellos

en que el ancho del cimiento B, es igual o mayor a la distancia vertical entre el nivel del

terreno y la base del cimiento, Df).

Terzaghi en su teora desprecia la resistencia al esfuerzo cortante arriba del nivel de

desplante del cimiento. Esta Teora establece que una zapata continua descansa sobre

una superficie de suelo, el terreno falla a travs de tres zonas. Debido a la friccin y

cohesin entre el suelo y la base de la cimentacin, la zona I acta como una cua que

se introduce en el suelo como si fuera parte de la zapata formando el los lados del

triangulo ngulos de (45 + /2); las zonas II son de deformacin tangencial radial y las curvas de falla son espirales logartmicas, cuyos centros se localizan en las aristas de la

base de la cimentacin; Las zonas III son zonas de estado plstico pasivo de Ranking y

sus fronteras forman un ngulo de (45- /2) con la horizontal.



Por lo anterior se deduce que la capacidad de carga de un suelo, depende de:

Resistencia al esfuerzo cortante (cohesin y/o friccin)

Ancho de la cimentacin

Peso volumtrico del suelo y del relleno arriba del nivel de desplante

Profundidad del cimiento.

Por lo que Terzaghi propone la siguiente frmula para determinar la capacidad de carga

ltima de un cimiento continuo, poco profundo:

En donde se suma la capacidad de carga con la que contribuyen, la parte friccionante, la

parte cohesiva y la parte relativa a la profundidad de desplante.

B = Ancho de la cimentacin

= Peso volumtrico del suelo debajo de la cimentacin = ngulo de friccin interna del suelo debajo de la cimentacin c = Cohesin

q = Peso volumtrico del suelo arriba del nivel de desplante de la cimentacin Df = Profundidad de desplante

N , Nc y Nq = Factores de carga en funcin del ngulo de friccin interna del

suelo debajo del desplante de la cimentacin

Los factores de carga los determinan los diferentes cdigos de construccin, segn los

tipos de suelos. Se pueden determinar a travs de las siguientes formulas.

A continuacin se en listan los valores de los factores de carga:



Estos factores de carga, aplicados en la formula de Terzaghi, representan el

comportamiento de un suelo incompresible, hiptesis que se cumple en suelos

compactos considerando este caso como falla general (Dr>70%), para suelos sueltos,

como falla local (Dr



lo que se determina que qu= 1 en el momento en que el espcimen falla, por lo que qu es igual a 2c.

Lo anterior se puede observar en el siguiente Crculo de Mohr:

La teora expuesta fue desarrollada para cimentaciones corridas, proponiendo Terzaghi

en base a su experiencia las siguientes formulas para zapatas cuadradas y circulares:

Zapata cuadrada

Zapata circular

En donde R es el radio del cimiento.

2. PRANDTL

Prandtl estudi en 1920 como determinar la mxima presin (carga lmite) que un

elemento rgido de longitud infinita y de base plana, puede ejercer sobre un medio semi

infinito, homogneo, istropo y rgido plstico. Prandtl propuso el siguiente mecanismo de falla (aplicable a suelos cohesivos).

Prandtl consider que la regin ACE es una regin de esfuerzos constantes, de la misma

forma la regin AGH es tambin una regin de esfuerzos constantes, y que la transicin

entre ambas regiones es la zona AEH, es una regin de esfuerzos cortantes radiales.



Calculando Prandtl que la presin lmite (para lograr el flujo plstico incipiente) que

puede colocarse sobre la superficie AB est determinada por la formula:

3. HILL

Hill propone un mecanismo de falla en el que considera la forma en que la cimentacin

penetra en el suelo es a travs de la formacin de dos triangulos, y en forma semejante a

la solucin de Prandtl, las regiones AGC y ADF, son de esfuerzos constantes y la regin

AFG es de esfuerzos radiales.

Hill con el anlisis de este mecanismo de falla, obtuvo la misma expresin para

determinar la presin lmite.

Una variante que tienen los estudios de Hill, es el caso en que la superficie del terreno

tuviera una inclinacin.

Donde la presin lmite est en funcin de la inclinacin del ngulo , de acuerdo a la expresin:



En donde sus lmites son:

4. SKEMPTON

Skempton comprueba que la profundidad de desplante del cimiento en un estrato firme

de apoyo D, influye para incrementar la presin lmite que el suelo soporta, por lo que

determina usar una expresin totalmente anloga a la de Terzaghi, con la diferencia que

el valor de Nc, vara de acuerdo a la relacin D/B.

Valores de Skempton para suelos puramente cohesivos



5. ZEEVAERT

Se considera el mismo criterio de la formula de la capacidad de carga ltima de

Terzaghi:

Los valores de los factores de carga N, Nc y Nq, dependen del ngulo de friccin interna, c es tambin la cohesin del suelo y los otros coeficientes seran los siguientes:

Zeevaert establece que el valor de la capacidad de carga ltima qu de la formula, est en

funcin de que en la falla, suceda la movilizacin de la masa de suelo a travs de toda la

superficie de falla y esto sucede si el suelo es incompresible, ya que de otra forma el

suelo puede fallar sin que se de toda la movilizacin. Por lo tanto es importante aplicar

un factor de correccin que tome en cuenta la compresibilidad del material, para lo cual

el parmetro de laboratorio que ms aplica, es la densidad relativa Dr

Por lo anterior, la correccin establece una funcin directa entre la densidad relativa Dr

y la capacidad de carga, como se establece en la siguiente frmula:

Con lo que se puede establecer que la capacidad de carga de una arena suelta de una

densidad relativa del 20% tiene segn este criterio aproximadamente solo 1/3 parte del

resultado obtenido por la formula de capacidad de carga y no las 2/3 partes del criterio

de Falla local visto anteriormente.

REFERENCIAS www.fing.edu.uy/iet/areas/.../fundaciones_superficiales.ppt

http://www.rentauningeniero.com/construccion/teoria-de-terzaghi.html

https://books.google.com.pe/books?isbn=9681801288

prezi.com/lr40z_h3i0z2/capacidad-de-carga/

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