Factor de seguridad El cálculo de la capacidad de carga permisible bruta de cimentaciones superficiales requiere aplicar un factor de seguridad (FS) a la capacidad de carga última bruta, o
qu
qperm 5
FS
Sin embargo, algunos ingenieros prefieren emplear un factor de seguridad tal que Incremento neto del esfuerzo en el suelo
capacidad de carga última neta 5
FS
La capacidad de carga última neta se define como la presión última por área unitaria de la cimentación que puede soportar el suelo en exceso de la presión causada por el suelo circundante al nivel de la cimentación. Si la diferencia entre el peso especí fico del concreto utilizado en la cimentación y el peso específico del suelo circundante se supone que es insignificante, entonces qneta(u)
5
qu
2
q
donde qneta(u) q
5 capacidad
de carga última neta
5 g D
f
Por lo tanto, qperm(neta)
5
qu
2
FS
q
3.5
Modificación de las ecuaciones de capacidad de carga por nivel freático Caso I. Si el nivel freático se ubica tal que 0 # D1 # D f , el factor q en las ecuaciones de capacidad de carga toma la forma
gsat 5 peso específico saturado del suelo g 5 peso específico del agua w
Además, el valor de g en el último término de las ecuaciones se tiene que reemplazar por g9 5 gsat 2 g . w
Caso II. Para un nivel freático ubicado tal que 0 # d # B, q 5 g D f
En este caso, el factor g en el último término de las ecuaciones de capacidad de carga se debe reemplazar por el factor
r
g5g 1
Nivel freático
d (g 2 g ) B r
D1
Caso I
D f D2
B
d
Nivel freático gsat
Caso II peso específico saturado
Modificación de las ecuaciones de capacidad de carga por nivel freático.
Las modificaciones anteriores se basan en la suposición de que no existe una fuerza de filtración en el suelo. Caso III. Cuando el nivel freático se ubica tal que d $ B, el agua no tendrá efecto sobre la capa-
cidad de carga última.
Ecuación general de la capacidad de carga (Teoría de Meyerhof) qu 5 c NcFcsFcdFci 1 qNqFqsFqdFqi 1 1gBNgFgsFgdFgi r
En esta ecuación: c9 5 cohesión q 5 esfuerzo efectivo al nivel del fondo de la cimentación g 5 peso específico del suelo B 5 ancho de la cimentación (5 diámetro para una cimentación circular) F cs, F qs, F gs 5 factores de forma F cd , F qd , F gd 5 factores de profundidad F ci, F qi, F gi 5 factores de inclinación de la carga N c, N q, N g 5 factores de capacidad de carga
Factores de capacidad de carga
Nq 5 tan2 45 1
f
r
2
r
ep tan f
Nc 5 ( Nq 2 1 ) cot f
r
Ng 5
2 ( Nq
1 1 ) tan f
Factores de capacidad de carga para la teoría de Meyerhof. f9
Factores de forma, profundidad e inclinación Los factores de forma, profundidad e inclinación de uso común se dan en la tabla Factores de forma, profundidad e inclinación [DeBeer (1970); Hansen (1970); Meyerhof (1963); Meyerhof y Hanna (1981)]. Factor
Relación
Referencia
Forma
Fcs 5 1 1
B Nq L Nc B Fqs 5 1 1 tan f L B Fgs 5 120.4 L D f si; 1 B Para 0: D f Fcd 5 1 1 0.4 B
a ba b ab ab
DeBeer (1970)
r
Profundidad
Hansen (1970)
a b
1 1
F qd F d
Para
0:
Fcd 5 Fqd 2
1 2 Fqd
Nc tan f
r
Fqd 5 1 1 2 tan f ( 1 2 sen f ) 2 r
r
D f
a b B
1
F d
D f
si;
1
B
Para
('')''*
0:
a b D f
Fcd 5 1 1 0.4 tan 21
B
radianes
1 1
F qd F d
Para
0:
Fcd 5 F qd 2
1 2 F qd 9
Nc tan f
Fqd 5 1 1 2 tan f ( 1 2 sen f ) 2 tan 21 r
r
a b D f B
('')''*
radianes
1
F d
Inclinación
Fci 5 Fqi 5 Fgi 5
a
1 2
a
1 2
b° 90°
bb 2
b 9
f
inclinación de la carga sobre la cimentación respecto a la vertical
