Universidad Alas Peruanas -- Filial Tacna

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CAPACIDAD PORTANTE OBJETIVOS

a. Analizar, realizar, comprobar y calcular la capacidad portante del suelo. MARCO TERICO

Para comportarse satisfactoriamente, las cimentaciones superficiales se debe tener dos caractersticas principales: La cimentacin debe ser segura contra alguna falla por corte general del suelo que la soporta.

La cimentacin no debe experimentar un desplazamiento excesivo, es decir, un asentamiento excesivo.

La carga por rea unitaria de la cimentacin bajo la cual ocurre la falla de corte en el suelo se llama capacidad de carga ltima.

A. CONCEPTO GENERAL

Considere una cimentacin corrida que descansa sobre la superficie de arena densa o de suelo cohesivo firme, con un ancho igual a b (ancho transversal de la cimentacin). Si la carga se aplica gradualmente a la cimentacin, el asentamiento se incrementar. La variacin de carga por unidad de rea, sobre la cimentacin junto con asentamiento. En cierto punto, cuando la carga por unidad de rea es igual a qu, tendr una falla repentina en el suelo que soporta a la cimentacin y la zona de falla del suelo se extender hasta la superficie del terreno. Esta carga por rea unitaria qu, se denomina generalmente capacidad de carga ltima de la cimentacin. Cuando este tipo de falla repentina tiene lugar en el suelo se denomina falla general por corte.

Si la cimentacin considerada descansa sobre suelo arenoso y arcilloso medianamente compactado, un incremento de carga sobre la cimentacin tambin ser acompaado por un aumento del asentamiento. Sin embargo en este caso la superficie de falla en el suelo se extender gradualmente hacia afuera de la cimentacin.

B. CAPACIDAD DE CARGA DE TERZAGHITerzaghi fue el primero en presentar una teora completa para evaluar la capacidad de carga ltima de cimentaciones superficiales. De acuerdo con esta una cimentacin es superficial si la profundidad Df de la cimentacin es menor o igual que el ancho de la misma. Sin embargo, investigadores posteriores sugieren que cimentaciones con Df igual a 3 o 4 veces el ancho de la cimentacin pueden ser definidas como cimentaciones superficiales. Terzaghi sugiri que para una cimentacin corrida (es decir cuando la relacin ancho entre longitud tiende a 0) la superficie de falla en el suelo bajo carga ltima puede suponerse. El efecto del suelo arriba del fondo de la cimentacin puede tambin suponerse reemplazado por una sobrecarga equivalente efectiva q = Df . La zona de falla debajo de la cimentacin puede separarse en tres partes:

1. La zona triangular

2. La zona de cortes radiales, con curvas y con arcos de un espiral logartmico.

3. Dos zonas pasivas de Rankine triangulares

Se supone que los ngulos CAD y ACD son iguales al ngulo de friccin del suelo, con el reemplazo del suelo arriba del fondo de la cimentacin por una sobrecarga equivalente q, la resistencia del corte del suelo a lo largo de la superficie de falla GI y HJ fue despreciada.

C. FACTOR DE SEGURIDADEl clculo de la capacidad y carga bruto admisible de cimentaciones superficiales requiere aplicar un factor de seguridad FS a la capacidad de carga bruta.

qadm = qu f

La capacidad de carga ltima neta se define como la presin ltima por unidad de rea de cimentacin que es soportada por el suelo en exceso de la presin causada por el suelo que lo rodea en el nivel de la cimentacin. Si la diferencia entre el peso especfico usado para la cimentacin y el peso especfico del suelo que la rodea se supone insignificante.

qadm = qu - q

El factor de seguridad, tal como se define por la ecuacin puede ser por lo menos de tres en todos los casos.

A menudo se usa otro tipo de factor de seguridad para la capacidad de carga para cimentaciones superficiales. Se trata del factor de seguridad con respecto a la falla por corte (FScorte). En la mayora de los caso un valor FScorte junto con un factor mnimo de seguridad de tres a cuatro por capacidad de carga ltima neta o bruta.

El siguiente procedimiento debe usarse para calcular la carga neta admisible para un FScorte dado.

1. - Sean c y la cohesin y el ngulo de friccin, respectivamente del suelo y sea FScorte el factor requerido de seguridad con respecto a la falla por corte. Entonces, la cohesin y el ngulo de friccin desarrollados son:

Cd = c s

= tan-1(tan )2. - La capacidad de carga admisible bruta se calcula de acuerdo con las ecuaciones (Cd y ) como los parmetros de resistencia cortante del suelo.

qadm = cd Nc + q Nq + 1 BN

3. - La capacidad admisible neta de carga es :

qadm(neta) = qadm q = cd Nc + q (Nq -1) + 1 BN

D. ECUACION GENERAL DE LA CAPACIDAD DE CARGA:

Terzaghi calcul algebraicamente los valores de Ppc, Ppq y Pp(((( despus de ello, trabajando matemticamente la expresin obtenida:

Ecuacin:

Donde qc es la presin mxima que puede darse al cimiento por unidad de longitud, sin provocar su falla; o sea, representa la capacidad de carga ltima del cimiento. Se expresa en unidades de presin.(

Nc, Nq y (( son coeficientes adimensionales que dependen slo del valor de( ((, ngulo de friccin interna del suelo y se denominan factores de capacidad de carga debidos a la cohesin, a la sobrecarga y al peso del suelo, respectivamente.

La ecuacin 4 se obtiene de la 3( introduciendo en ella los siguientes valores para los factores de capacidad de carga.

Si en esas expresiones se colocan los valores obtenidos por el clculo para Ppc, Ppq y Pp( se ve que los factores son slo funcin del ngulo(( (( , como se dijo.

Prescindiendo de los anlisis algebraicos que justifican todas las afirmaciones anteriores, razonando como sigue.

Observando puede verse que la componente Ppc es proporcional a B y ac. En efecto, si B se duplica, tambin lo hace la longitud de la superficie de deslizamiento CDE, puesto que duplicar B equivale a dibujar la nueva figura a escala doble, independientemente de otra consideracin. Por ello, podr escribirse que:

Llevando estos valores a la ec. 1 e tiene:

MARCO PRACTICOCon el fin de averiguar la resistencia del terreno se puede hacer un ensayo sencillo en el terreno:

(Capacidad portante del suelo) (s).

Consiste en dejar caer una barra de peso y su dimetro conocido, desde una altura determinada sobre el suelo que se analiza, midiendo su penetracin.

Dnde:= Capacidad Portante (kg/cm2)

w= Peso de la barra (kg)

h= Altura de cada (cm)

a= rea de la seccin transversal (cm2)

d= Penetracin (cm)

f= Factor de seguridad (10 a 20).a. HERRAMIENTAS UTILIZADASNDESCRIPCIONCANTIDAD

1PALA2

2PICO2

3BARRETA1

4WINCHA METALICA1

b. IMPLEMENTOS DE SEGURIDADNDESCRIPCIONCANTIDAD

1CASCO DE SEGURIDAD3

2CHALECOS DE SEGURIDAD3

3LENTES DE SEGURIDAD3

4GUANTES DE CUERO3

5ZAPATOS DE SEGURIDAD3

c. PROCEDIMIENTO Excavar una calicata de 1mx1mx1m con todas las medidas de seguridad.

Determinar el peso, la longitud y el rea de la barreta a utilizar para el ensayo.

Medir la altura de donde se va soltar la barreta para que penetre en el suelo.

Medir el tramo que penetro en el suelo y comenzar a calcular.d. CALCULANDO

CONCLUSIONES

a. Para poder disear una cimentacin se debe de tener muy presente el factor de seguridad admisible.b. Las dimensiones de las zapatas son muy importantes para que el peso de la construccin sea admisible para el tipo de suelo.

c. La profundidad de la cimentacin es recomendable que sea mayor a 1.50 m.

d. Para poder realizar los clculos correspondientes a capacidad de carga, se debe realizar previamente el ensayo del triaxial puesto que se toma en cuenta el ngulo de friccin y la cohesin.

RECOMENDACIONES

a. Para realizar este ensayo de capacidad portante se tiene que tener mucho cuidado con el peso de la barreta y el rea de la misma.b. Segn al resulta alcanzado eso nos indica que 0.5 1 es una arcilla hmeda.c. Se debe tener mucho cuidado para el momento de disear las zapatas ya que el suelo tiene una capacidad portante de 0.72 kg/cm2.d. Se debe mejorar el suelo ya que su capacidad portante no es la adecuada para la construccin de una edificacin de gran altura. BIBLIOGRAFA

LIBROS MECANICA DE SUELOS IIAutor

: JUAREZ BADILLOEditorial

: LIMUSAAo

: 2006 INTERNET http://www.mapfre.com/documentacion/publico/i18n/catalogo_imagenes/grupo.cmd?path=1036794PRONTUARIO CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS TERRENOS Y CIMENTACIONES ADECUADAS A LOS MISMOS http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_portanteCAPACIDAD PORTANTE http://www.geotecnia2000.com/files/publicaciones/Capacidad%20Portante%20del%20Terreno.pdfCIMENTACIONES SUPERFICIALES ANEXOS

a. Panel fotogrfico

FOTO 01.- TRAZADO DE LA CALICATA

FOTO 02.- EXCAVACION DE LA CALICATA

FOTO 03.- Humedecimiento del terreno para que no se desmorone

FOTO 04.- Perfilado de la calicata

FOTO 05.- Midiendo la profundidad de la calicata y la altura donde se va a dejar caer.

FOTO 06.- Preparando la barreta para realizar el ensayo.

FOTO 07.- Sacando la barreta de la calicata

FOTO 08.- Midiendo la profundidad que ingreso.

FS

FS

FScorte

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2

2

EMBED Equation.3

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MECANICA DE SUELOS IIPGINA 8

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