Capacidad de carga

CAPACIDAD DE CARGA
Para comportarse satisfactoriamente, las cimentaciones superficiales deben tener dos características principales:
1. La cimentación debe ser segura contra una falla por corte general del suelo que la soporta.
2. La cimentación no debe experimental- un desplazamiento excesivo, es decir, un asentamiento excesivo. (El término excesivo es relativo, porque el grado deasentamiento permisible en una estructura depende de varias consideraciones.)
La carga por área unitaria de la cimentación bajo fa cual ocurre la falla por corte en el suelo se llama capacidad de carga última, tema principal de este capítulo.

CONCEPTO GENERAL
Considere una cimentación corrida que descansa sobre la superficie de arena densa o suelo cohesivo firme, como muestra la figura 1a, con unancho igual a B. Ahora, sí la carga se aplica gradualmente a la cimentación, el asentamiento se incrementará. La variación de la carga por unidad de área, q, sobre la cimentación se muestra también en la figura 1a, junto con el asentamiento. En cierto punto, cuando la carga por unidad de área es igual a qu, tendrá lugar una falla repentina en el suelo que soporta a la cimentación y la zona de fallaen el suelo se extenderá hasta la superficie del terreno. Esta carga por área unitaria, qu, se denomina generalmente capacidad de carga última de la cimentación. Cuando este tipo de falla repentina tiene lugar en el suelo, se denomina falla general por corte.
SÍ la cimentación considerada descansa sobre suelo arenoso o arcilloso medianamente compactado (figura 1b), un incremento de carga sobre lacimentación también será acompañado por un aumento del asentamiento. Sin embargo, en este caso la superficie de falla en el suelo se extenderá gradualmente hacia afuera desde la cimentación, como muestran las líneas continuas en la figura 1b.
Cuando la carga por área unitaria sobre la cimentación es igual a qu(1), el movimiento estará acompañado por sacudirlas repentinas. Se requiere entonces unmovimiento considerable de la cimentación para que la zona de falla en el suelo se extienda hasta la superficie del terreno (como muestra la línea discontinua la figura 1b). La carga por unidad de área bajo la cual sucede es la capacidad de carga última, qu. Más allá de este punto, una mayor carga estará acompañada por un gran incremento del asentamiento de la cimentación. La carga por unidad deárea de la cimentación qu(1), se denomina carga primera de falla (Vesic, 1963). Note que un valor máximo de q no se presenta en este tipo de falla, llamada falla local por corte del suelo.
Si la cimentación es soportada por un suelo bastante suelto, la gráfica carga-asentamiento será como lo muestra la figura 1c. En este caso, la zona de falla en el suelo no se extenderá hasta la superficie delterreno. Más allá de la carga última de falla qu, la gráfica carga-asentamiento se inclinará y será prácticamente lineal. Este tipo de falla en suelos se denomina falla de corte por punzonamiento.

TEORÍA DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE TERZAGHI
Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la capacidad de carga última de cimentaciones superficiales. De acuerdo conésta, una cimentación es superficial si la profundidad, Df (figura 2), de la cimentación 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 cimentación pueden ser definidas como cimentaciones superficiales.
Terzaghi sugirió que para una cimentación corrida (es decir, cuando la relación ancho entrelongitud de la cimentación tiende a cero), la superficie de falla en el suelo bajo carga última puede suponerse similar a la mostrada en la figura 2 (Note que éste es el caso para la falla general por corte como define la figura 1a.) El efecto del suelo arriba del fondo de la cimentación puede también suponerse reemplazado por una sobrecarga equivalente efectiva (donde = peso específico del...