CAPACIDAD DE CARGA DE SUELO

1.1 Capacidad de Carga del Suelo
Se denominada como capacidad de carga admisible de una cimentación aquella carga que al ser aplicada no provoque falla o daños en la estructura soportada, con la aplicación de un factor de seguridad. La capacidad de carga no solo está en función de las características del suelo sino que depende del tipo de cimentación y del factor de seguridad adoptado. Unaforma de analizar la capacidad de carga es por medio del modelo mecánico de Khristianovich. Se tiene una balanza ordinaria, cuyo movimiento está limitado por la fricción en las guías de los platillos, si se coloca un peso lo suficientemente pequeño en uno de los platillos, la balanza permanece en equilibrio debido a que la fricción de las guías lo contrarresta, si se coloca un peso mayor que lafricción de las guías, se requiere entonces de un segundo peso en el otro platillo. Cuando la balanza pierde equilibrio por el incremento de peso en uno de los platillos por muy pequeño que sea, se conoce como equilibrio crítico de la balanza. La capacidad de las cimentaciones puede ejemplificarse siguiendo con el modelo de la balanza.

En el platillo derecho se tiene un peso P y se quieredeterminar el valor de Q a colocar en el platillo izquierdo para que la balanza se encuentre en equilibrio crítico, existen dos soluciones posibles para esta situación, según se muestran en los siguientes gráficos (fig.1 y 2):


Fig. 1 Modelo de Khristianovich, Q < P

Fig. 2 Modelo de Khristianovich, Q > P

Se tiene una balanza ordinaria, cuyo movimiento está limitado por la fricción en las guíasde los platillos, si se coloca un peso lo suficientemente pequeño en uno de los platillos, la balanza permanece en equilibrio debido a que la fricción de las guías lo contrarresta, si se coloca un peso mayor que la fricción de las guías, se requiere entonces de un segundo peso en el otro platillo. Cuando la balanza pierde equilibrio por el incremento de peso en uno de los platillos por muypequeño que sea, se conoce como equilibrio crítico de la balanza. La capacidad de las cimentaciones puede ejemplificarse siguiendo con el modelo de la balanza.

Ahora se lleva a cabo el mismo análisis para una cimentación (figura 3). Se tiene una cimentación de ancho B a una profundidad Df, que se supone continua.


Fig. 3 Modelo de Khristianovich aplicado a una cimentación

En el caso de lacimentación debe encontrarse la carga q, la última que puede colocarse en el cimiento sin que se desestabilice el conjunto, sustituyendo el cimiento y colocándolo en uno de los platillos del modelo de análisis, el terreno natural estaría sobre el otro. Puede verse que la presión q que puede colocarse en el platillo del cimiento es mayor que la carga del otro platillo (p=γ*Df). Esto se debe a que laresistencia del suelo equivalente a la fricción en las guías está trabajando a favor de q, lo que corresponde al caso en el que Q > P.

También se tiene el caso de una excavación, que corresponde a Q < P, q se toma como nulo, pero conforme se hace más profunda la excavación estaría bajando el nivel de la balanza teniendo como resultado el aumento de la presión p.

Si la profundidad sigueaumentando, existe entonces la profundidad crítica, lo que indica que al tratar de profundizar más, el fondo de dicha excavación se levantará como el platillo de la balanza, este fenómeno es conocido como falla de fondo. Si una carga es aplicada en un área limitada ubicada en la superficie del suelo o debajo de ella, el área cargada cede y si la carga se aumenta de forma continua, los asentamientosque se grafican en el eje vertical en un sistema de coordenadas dan lugar a la llamada curva de asentamientos. Un suelo resistente equivale a guías con mucha fricción y viceversa.

1.2 Tipos de Fallas
Las fallas por capacidad de carga se presentan debido a la rotura por corte del suelo bajo la cimentación, existen tres tipos de falla: falla por corte general, falla por punzonamiento y falla...