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CAPACIDAD CAPACIDAD PORTANTE PORTANTE
OBJETIVOS realizar, comprobar y calcular la capacidad portante del suelo. a. Analizar, realizar,
MARCO TEÓRICO Para Para comp comport ortar arse se sati satisf sfac acto tori riam amen ente, te, las las cime ciment ntac acio ione ness supe superfi rfici cial ales es se debe debe tene tenerr dos dos características principales: •
La cimentación debe ser segura contra alguna falla por corte general del suelo que la soporta.
•
La cimen cimenta taci ción ón no debe debe expe experi rime menta ntarr un despl desplaz azami amien ento to exce excesi sivo vo,, es deci decir, r, un asentamiento excesivo.
La carga por rea unitaria de la cimentación ba!o la cual ocurre la falla de corte en el suelo se llama capacidad de carga "ltima.
A. CONC CONCEP EPTO TO GENE GENERA RAL L #onsidere una cimentación corrida que descansa sobre la superficie de arena densa o de suelo co$esivo firme, con un anc$o igual a b %anc$o transversal de la cimentación&. 'i la carga se aplica gradualmente a la cimentación, el asentamiento se incrementar. La variación de carga por unidad de rea, sobre la cimentación !unto con asentamiento. (n cierto punto, cuando la carga por unidad de rea es igual a qu, tendr una falla repentina en el suelo que soporta a la cimentación y la zona de falla del suelo se extender $asta la superficie superficie del terreno. terreno. (sta carga por rea unitaria qu, se denomina generalmente capacidad de carga "ltima de la cimentación. #uando este tipo de falla repentina tiene lugar en el suelo se denomina falla general por corte. 'i la cimen cimentac tació ión n cons consid ider erad ada a desc descans ansa a sobr sobre e suel suelo o aren arenos oso o y arci arcillllos oso o media mediana namen mente te compactado, un incremento de carga sobre la cimentación tambi)n ser acompa*ado por un aumento del asentamiento. 'in embargo en este caso la superficie de falla en el suelo se extender gradualmente $acia afuera de la cimentación.
B. CAPA CAPACIDA CIDAD D DE CARGA CARGA DE TERZ TERZAG AGHI HI +erzag$i fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la capacidad de carga "ltima de cimentaciones superficiales. e acuerdo con esta una cimentación es superficial si la profundidad f de la cimentación es menor o igual que el anc$o de la misma. 'in embargo, investigadores posteriores sugieren que cimentaciones con f igual a - o veces el anc$o de la cimentación pueden ser definidas como cimentaciones superficiales. +erzag$i sugirió que para una cimentación corrida %es decir cuando la relación anc$o entre longitud tiende a /& la superficie de falla en el suelo MECANICA DE SUELOS II
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Universidad Alas Peruanas -- Filial Tacna ba!o carga "ltima puede suponerse. (l efecto del suelo arriba del fondo de la cimentación puede tambi)n suponerse reemplazado por una sobrecarga equivalente efectiva q 0 γ f .
La zona de
falla deba!o de la cimentación puede separarse en tres partes:
1.
La zona triangular
2. La zona de cortes radiales, con curvas y con arcos de un espiral logarítmico. -. os zonas pasivas de 3an4ine triangulares
'e supone que los ngulos #A y A# son iguales al ngulo de fricción del suelo, con el reemplazo del suelo arriba del fondo de la cimentación por una sobrecarga equivalente q, la resistencia del corte del suelo a lo largo de la superficie de falla 56 y 78 fue despreciada.
C. FACTOR DE SEGURIDAD (l clculo de la capacidad y carga bruto admisible de cimentaciones superficiales requiere aplicar un factor de seguridad 9' a la capacidad de carga bruta. qadm 0 qu f FS
La capacidad de carga "ltima neta se define como la presión "ltima por unidad de rea de cimentación que es soportada por el suelo en exceso de la presión causada por el suelo que lo rodea en el nivel de la cimentación. 'i la diferencia entre el peso específico usado para la cimentación y el peso específico del suelo que la rodea se supone insignificante.
qadm 0 qu q FS
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Universidad Alas Peruanas -- Filial Tacna (l factor de seguridad, tal como se define por la ecuación 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. 'e trata del factor de seguridad con respecto a la falla por corte %9' corte&. (n la mayoría de los caso un valor 9' corte !unto con un factor mínimo de seguridad de tres a cuatro por capacidad de carga "ltima neta o bruta. (l siguiente procedimiento debe usarse para calcular la carga neta admisible para un 9' corte dado. 1. 'ean c y Φ la co$esión y el ngulo de fricción, respectivamente del suelo y sea 9' corte el factor requerido de seguridad con respecto a la falla por corte. (ntonces, la co$esión y el ngulo de fricción desarrollados son:
#d 0 c s 9'corte
Φ 0 tan 1%tan Φ & 9'corte
2. La capacidad de carga admisible bruta se calcula de acuerdo con las ecuaciones %# d y Φ & como los parmetros de resistencia cortante del suelo.
qadm 0 cd ;c < q ;q < 1 γ =; γ
-. La capacidad admisible neta de carga es :
qadm%neta& 0 qadm > q 0 cd ;c < q %;q 1& < 1 γ =; γ
D. ECUACION GENERAL DE LA CAPACIDAD DE CARGA:
+erzag$i calculó algebraicamente los valores de P pc , Ppq y P pγ ; despu)s de ello, traba!ando matemticamente la expresión obtenida: MECANICA DE SUELOS II
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Universidad Alas Peruanas -- Filial Tacna (cuación:
onde qc es la presión mxima que puede darse al cimiento por unidad de longitud, sin provocar su falla? o sea, representa la capacidad de carga "ltima del cimiento. 'e expresa en unidades de presión.
;c, ;q y γΝ son coeficientes adimensionales que dependen sólo del valor de φ , ngulo de fricción interna del suelo y se denominan @factores de capacidad de carga debidos a la co$esión, a la sobrecarga y al peso del suelo, respectivamente.
La ecuación se obtiene de la - introduciendo en ella los siguientes valores para los factores de capacidad de carga.
'i en esas expresiones se colocan los valores obtenidos por el clculo para P pc , Ppq y P pγ se ve que los factores son sólo función del ngulo φ , como se di!o. MECANICA DE SUELOS II
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Prescindiendo de los anlisis algebraicos que !ustifican todas las afirmaciones anteriores, razonando como sigue.
Bbservando puede verse que la componente P pc es proporcional a B y ac . (n efecto, si B se duplica, tambi)n lo $ace la longitud de la superficie de deslizamiento #(, puesto que duplicar B equivale a dibu!ar la nueva figura a escala doble, independientemente de otra consideración. Por ello, podr escribirse que:
Llevando estos valores a la ec. 1 e tiene:
MARCO PRACTICO #on el fin de averiguar la resistencia del terreno se puede $acer un ensayo sencillo en el terreno: %#apacidad portante del suelo& %s&. #onsiste en de!ar caer una barra de peso y su dimetro conocido, desde una altura determinada sobre el suelo que se analiza, midiendo su penetración.
σ
=
wh adf
Dónde: δ= C!"#dd P$%&n&e '()*"+,= Pe/$ de 0 1%% '()2= A0&3% de "4d '"+= 5%e de 0 /e""#ón &%n/6e%/0 '"+,d= Pene&%"#ón '"+7= F"&$% de /e)3%#dd '89 ,9-. . HERRAMIENTAS UTILIZADAS
N # DESC$IPCION 1 PALA PICO MECANICA DE SUELOS II
CANTID AD PÁGINA %
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1
" 'INC(A METALICA
1
1. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD
N #
CANTID DESC$IPCION CASCO DE
AD
1 SEGU$IDAD C(ALECOS DE
!
SEGU$IDAD LENTES DE
!
! SEGU$IDAD " GUANTES DE CUE$O )APATOS DE
! !
% SEGU$IDAD
!
". PROCEDIMIENTO o o o o
E"6% 3n "0#"& de 8+8+8+ "$n &$d/ 0/ +ed#d/ de /e)3%#dd. De&e%+#n% e0 !e/$; 0 0$n)#&3d < e0 %e de 0 1%%e& 3�#>% !% e0 en/<$. Med#% 0 0&3% de d$nde /e 6 /$0&% 0 1%%e& !% ?3e !ene&%e en e0 /3e0$. Med#% e0 &%+$ ?3e !ene&%$ en e0 /3e0$ < "$+en>% "0"30%.
d. CALCULANDO
σ
=
σ
=
7.11kgx100cm 5.07cm
2
x13cmx15
0.72 kg / cm
2
CONCLUSIONES a. Para poder dise*ar una cimentación se debe de tener muy presente el factor de seguridad admisible. b. Las dimensiones de las zapatas son muy importantes para que el peso de la construcción sea admisible para el tipo de suelo. c. La profundidad de la cimentación es recomendable que sea mayor a 1.C/ m.
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Universidad Alas Peruanas -- Filial Tacna d. Para poder realizar los clculos correspondientes a capacidad de carga, se debe realizar previamente el ensayo del triaxial puesto que se toma en cuenta el ngulo de fricción y la co$esión.
RECOMENDACIONES a. Para realizar este ensayo de capacidad portante se tiene que tener muc$o cuidado con el peso de la barreta y el rea de la misma. b. 'eg"n al resulta alcanzado eso nos indica que /.C > 1 es una arcilla $"meda. c. 'e debe tener muc$o cuidado para el momento de dise*ar las zapatas ya que el suelo tiene una capacidad portante de /.D2 4gEcm2. d. 'e debe me!orar el suelo ya que su capacidad portante no es la adecuada para la construcción de una edificación de gran altura.
BIBLIOGRAF@A LIBROS
MECANICA DE SUELOS II Autor
: 8FA3(G =A6LLB
(ditorial
: L6HF'A
A*o
: 2//I
INTERNET
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A(#FAA' A LB' H6'HB' http://es.wi"ipedia.org/wi"i/#apacidad_portante #APA#6A PB3+A;+(
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ANEOS . Pne0 7$&$)%7#"$
9B+B /1. +3AGAB ( LA #AL6#A+A
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9B+B /2. (M#ANA#6B; ( LA #AL6#A+A
9B+B /-. 7umedecimiento del terreno para que no se desmorone
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Universidad Alas Peruanas -- Filial Tacna 9B+B /. Perfilado de la calicata
9B+B /C. Hidiendo la profundidad de la calicata y la altura donde se va a de!ar caer.
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9B+B /I. Preparando la barreta para realizar el ensayo.
9B+B /D. 'acando la barreta de la calicata
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9B+B /O. Hidiendo la profundidad que ingreso.
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