Capacidad Portante del suelo Una Cimentacin es la parte de una estructura que transmite la carga al suelo. Una Cimentacin debe satisfacer dos principios bsicos:a) debe tener un factor de seguridad contra diferentes fallas (usualmente 2,5 a 3)b) el asentamiento de la cimentacion debe ser tolerable. En particular, el asentamiento diferencial no debe daar la estructura. La capacidad de soporte limite o admisible (qa) se deIine como la presion maxima que se puede aplicar al suelo y que cumple las condiciones mencionadas. Valores aproximados que pueden ser utilizados como aproximaciones:Valores de soporte para diseo preliminarTipo de suelo Valores de ObservacionesSoporte(kN/m2)Arena densa o grava densa y grava >600 Ancho de la fundacin (B) no menor a 1m.Nivel fretico al menos B bajo la base de la fundacin.Grava densidad media 200 - 600 o arena densidad media y gravaGrava suelta o arena suelta y grava < 200Arena compacta > 300Arena densidad media 100 - 300Arena suelta < 100Arcillas extremadamente firmes 300 - 600Susceptible a consolidacin y asentamiento en el largo plazoArcillas muy firmes 150 - 300Arcillas firmes 75 - 150Arcillas sueltas y limos < 75a distorsin angular entre dos puntos bajo una estructura es igual al asentamiento diferencial entre los puntos dividido por la distancia entre ellos. Basados enobservaciones de daos en ediIicios, propusieron limites para la distorsion angular: dSc1/150Daos estructurales en ediIicios comunes 1/250Puede ser visible la inclinacion de ediIicios rigidos 1/300Se espera agrietamiento de paredes 1/500Limite para ediIicios en los cuales el agrietamiento no es permitido 1/600EsIuerzo grande para marcos estructurales con diagonales 1/750DiIicultades con maquinaria sensible al asentamiento a capacidad de soporte ltima (qf) es definida como la mnima presin que puede causar fractura al suelo ubicado inmediatamente bajo la fundacin. Hay tres modos principales de ruptura o Falla:a) Falla por corte generalb) Falla corte local c) Falla por corte de punzonamiento La capacidad de soporte de un suelo bajo una Iundacion alargada, superIicial :q cq c fN N NDN cN BN q, ,21

Dependiendo del valor de El primer termino representa la contribucion del peso del suelo, el segundo es la contribucion debido a las componentes de resistencia a la Ialla y el tercero la sobrecarga.DBqI Para una Iundacion cuadrada: Para una Iundacion circular:q c fDN cN BN q

2 . 1 4 . 0q c fDN cN BN q

2 . 1 3 . 0 Para arcillas saturadas bajo condiciones no drenadas (), Skempton propone : El Iactor Nc es Iuncion de la Iorma de la cimentacion. Para Iundaciones rectangulares, de dimensiones BxL (con BL), Nc es el valor de Nc para una Iundacion cuadrada multiplicada por (0.84 0.16B/L)D N c qc u f

Ejemplo: Una cimentacion cuadrada de 2.25m de lado es ubicada a 1.5m de proIundidad en una arena con c 0 y 38. Determine la capacidad de soporte ultima:a) si el NF esta muy abajo del nivel de cimentacion y b) si el NF esta en superIicie. El peso unitario de la arena sobre el NF es 18 kN/m2y el peso saturado es 20 kN/m2.Solucion ejemplo: Para una cimentacion cuadrada, la capacidad de soporte ultima: (c0) B 2m; D1.5; Para 38, los Iactores son: N 67Nq 49 ~q fDN BN q

4 . 02/ 24081323 1085) 49 5 . 1 18 ( ) 67 25 . 2 18 4 . 0 (2 Nx x x x x qf

Cuando el NF en superIicie:2/ 1365750 615) 49 . 5 . 1 2 . 10 ( ) 67 25 . 2 2 . 10 4 . 0 (4 . 02 Nx x x x xDN BN qq f

@

@

Factor de seguridad La presion en el suelo debido al peso de la estructura es llamado presion de cimentacion total (q).La presion de cimentacion neta (qn) es el aumento en presion al nivel de la cimentacion, siendo la presion de cimentacion total menos el peso del suelo por unidad de area removido:D q qn

El factor de seguridad (F) con respecto a la falla o corte se define en trminos de la capacidad de soporte ltima:D qD qqqFfnnf

Falla por capacidad de soporte