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La capacidad de carga del suelo se ve afectada por muchos factores, incluida la resistencia del suelo, el ancho y la profundidad de los cimientos, el peso y la sobrecarga del suelo, y el espacio entre los cimientos. Estos factores est谩n relacionados con las cargas en el suelo y afectan en gran medida la capacidad de carga.
Adem谩s de los factores anteriores, existen varios factores no relacionados con la carga que afectan la capacidad de carga y deben tenerse en cuenta durante el dise帽o de la cimentaci贸n y los c谩lculos de la capacidad de carga del suelo. Los ejemplos incluyen movimientos s铆smicos y din谩micos, acci贸n de heladas, vac铆os subterr谩neos, suelos expansivos y colapsables, levantamiento potencial, erosi贸n e infiltraci贸n del suelo y refuerzo del suelo.
La capacidad de carga es la capacidad de un suelo para soportar con seguridad la presi贸n ejercida sobre 茅l por las estructuras hechas por el hombre sin sufrir una falla por corte con un hundimiento significativo.
Tabla de contenido
- 1. Fuerza del suelo
- 2. Ancho de la base
- 3. Profundidad de la base
- 4. Peso del suelo y recargo
- 5. Distancia entre cimientos
- 6. Terremotos y movimiento din谩mico
- 7. Acci贸n helada
- 8. Vac铆o subterr谩neo
- 9. Suelos expansibles y desmenuzables
- 10. Oleaje potencial
- 11. Refuerzo del suelo
- 12. Erosi贸n e infiltraci贸n del suelo
1. Fuerza del suelo
La capacidad portante de los suelos no cohesivos y mixtos aumenta en proporci贸n al 谩ngulo de fricci贸n efectivo. Sin embargo, si el 谩ngulo de fricci贸n efectivo es cero, la capacidad de carga de los suelos cohesivos var铆a en proporci贸n a la viscosidad del suelo.
2. Ancho de la base
El ancho de los cimientos afecta la capacidad de carga del suelo suelto. La capacidad portante de las zapatas colocadas sobre la superficie de suelos no cohesivos, donde la resistencia al corte del suelo depende en gran medida de la fricci贸n interna, es proporcional al ancho de la cimentaci贸n. La resistencia al corte constante y la capacidad de carga del suelo cohesivo de profundidad infinita son independientes del ancho de la cimentaci贸n.
3. Profundidad de la base
Cuanto mayor sea la capacidad de carga, m谩s profunda ser谩 la base. Esto es especialmente notable en suelos uniformes y no cohesivos. Por el contrario, cuando el suelo se lleva a terreno blando, la capacidad de carga del suelo disminuye.
Una cimentaci贸n colocada a una profundidad donde el peso estructural es igual al peso del suelo desplazado generalmente asegura una capacidad de carga adecuada.
4. Peso del suelo y recargo
No se puede ignorar la contribuci贸n a la capacidad portante de los suelos subterr谩neos y dotados afectados por el nivel fre谩tico. El nivel fre谩tico no debe estar por encima de la base de los cimientos para evitar problemas de construcci贸n, filtraci贸n y levantamiento. La capacidad de carga no se ve afectada si el nivel fre谩tico est谩 por debajo de la profundidad de la superficie de fractura.
5. Distancia entre cimientos
Se recomienda considerar un espacio m铆nimo entre zapatas (1,5 veces el ancho de la cimentaci贸n) al dise帽ar la cimentaci贸n para evitar la p茅rdida de capacidad portante.
6. Terremotos y movimiento din谩mico
El movimiento repetitivo puede aumentar la presi贸n intersticial del suelo subyacente, lo que reduce la capacidad de carga. Las causas del movimiento peri贸dico son los terremotos, las vibraciones de las m谩quinas y otras fuentes, como el tr谩fico de veh铆culos, las voladuras y los pilotes.
Cuando la presi贸n intersticial iguala o supera la tensi贸n de confinamiento del suelo, el suelo de cimentaci贸n puede licuarse. La licuefacci贸n reduce la tensi贸n efectiva a cero, provocando el hundimiento total y la p茅rdida de capacidad portante de la estructura.
7. Acci贸n helada
El levantamiento por escarcha en ciertos suelos en contacto con el agua y expuestos a temperaturas bajo cero, o la p茅rdida de resistencia en suelos congelados al descongelarse, pueden cambiar la capacidad de carga con el tiempo. Los materiales de baja cohesi贸n con un alto porcentaje de part铆culas del tama帽o del limo son en su mayor铆a sensibles a las heladas.
8. Vac铆o subterr谩neo
La capacidad de carga del suelo se ve reducida por los vac铆os subterr谩neos dentro de una profundidad cr铆tica debajo de la cimentaci贸n. La profundidad cr铆tica es la profundidad por debajo de la cual los efectos de presi贸n de la cimentaci贸n son despreciables.
Los suelos colapsables y expansivos pueden tener una gran resistencia y capacidad de carga si est谩n bastante secos. Sin embargo, estos suelos cambian de volumen con cambios en el contenido de agua. Esto conduce a movimientos globales y diferenciales de la fundaci贸n. Los ciclos estacionales h煤medo-seco pueden provocar el movimiento del suelo, lo que a menudo conduce a un deterioro excesivo a largo plazo de las estructuras, lo que resulta en un da帽o acumulativo sustancial.
10. Oleaje potencial
El levantamiento potencial se puede determinar a partir de los resultados de una prueba de consolidaci贸n que se puede realizar de acuerdo con la norma ASTM D 4546. Los resultados de esta prueba se consideran para determinar la preparaci贸n del suelo de cimentaci贸n para reducir el movimiento diferencial destructivo y proporcionar una cimentaci贸n con suficiente capacidad de carga. O a铆sle los baches de suelo esperados.
11. Refuerzo del suelo
Se pueden colocar en el suelo varias formas de refuerzo, como amarres met谩licos, tiras, rejillas, telas geotextiles o materiales granulares, para aumentar significativamente la capacidad de carga de los suelos blandos.
12. Erosi贸n e infiltraci贸n del suelo
La erosi贸n y la filtraci贸n del suelo alrededor y debajo de los cimientos pueden reducir la capacidad de carga y provocar fallas en los cimientos.