Cálculo de la capacidad portante y asentamientos de cimentaciones superficiales, los métodos implementados para el cálculo de la capacidad portante son los de HANSEN, MEYERHOF, TERZAGHI mientras que para el cálculo de los asentamientos el método utiliza la teoría de la elasticidad (Timoshenko y Goodier (1951)).
La capacidad portante de una cimentación superficial puede definirse con referencia a aquel valor máximo de la carga para el cual en ningún punto del subsuelo se alcanza la condición de rotura (método de Frolich), o con referencia a aquel valor de la carga, mayor que el anterior, para el cual el fenómeno de rotura se ha extendido a un amplio volumen del suelo (método de Prandtl y posteriores).
Las expresiones utilizadas para el cálculo de la capacidad portante se detallan a continuación.
HANSEN
Para φ > 0
Nc = (Nq – 1)/tanφ
Nq =Exp(π·tanφ·tan(π/4+φ/2)2
Ng = 1.5·(Nq – 1)·tanφ
Qlimite = c’·Nc·sc·dc·Ic·gc·bc+?·D·Nq·Sq·dq·Iq·gq·bq +0.5·γ’·B’·Ng·sg·dg·Ig·gg·bg
Para φ = 0
Nc = 5.14
Qlimite = 5.14·Cu·(1+scp+dcp-icp-bcp-gcp)+γ·D
donde:
sc, sq, sg factores de forma;
dc, dq, dg factores de profundidad;
Ic, Iq, Ig factores de inclinación de la carga.
gc, gq, gg factores de inclinación del terreno (cimentación en talud)
bc, bq, bg factores de inclinación del plano de cimentación (base inclinada)
MEYERHOF
Nq =Exp(π·tanφ)·(tan(π/4 + φ/2))2
Para φ>0
Nc =(Nq – 1)/tanφ
Per φ=0
Nc=5.14
Ng=(Nq – 1)·tan(1.4·φ)
TETA=0 (ausencia de inclinación de la carga)
Qlimite = c’·Nc·sc·dc + γ·D·Nq·sq·dq + 0.5·γ’·B’·Ng·sg·dg
TETA<>0 (presencia de inclinación de la carga)
Qlimite = c’·Nc·sc·Ic + γ·D·Nq·dq·Iq + 0.5·γ’·B’·Ng·Ig·dg
donde:
sc, sq, sg factores de forma
dc, dq, dg factores de profundidad
Ic, Iq, Ig factores de inclinación de la carga.
TERZAGHI
a =Exp(((0.75·π)-φ/2))·tanφ)
Nq = a2/(2 ·cos(π/4)+φ/2)2
Perφ> 0
Nc = (Nq-1)/tanφ
Para φ= 0
Nc = 5.7
Ng = tanφ/2·(kpγ/(cos2φ-1))
Donde kpγ es un coeficiente elaborado por Terzaghi, proporcionado en forma tabular.
Qlimite = c’·Nc·sc + γ·D·Nq + 0.5·γ’·B’·Ng·sg
ASENTAMIENTOS ELÁSTICOS
Los asentamientos de una cimentación rectangular de dimensiones B·L situada en la superficie de un semiespacio elástico se pueden calcular en base a una ecuación basada en la teoría de la elasticidad (Timoshenko y Goodier (1951)).
ΔH=q0·B'(1-μ2)/Es)·(I1+(1-2μ)·I2/(1-μ))·IF
donde:
q0 Intensidad de la presión de contacto
B’ Dimensión mínima del área de reacción,
Es y μ Parámetros elásticos del suelo.
Ii Coeficientes de influencia que dependen de: L’/B’, espesor del estrato H, coeficiente de Poisson μ, profundidad del plano de apoyo D;
Los coeficientes I1 e I2 se pueden calcular utilizando las ecuaciones proporcionadas por Steinbrenner (1934) (V. Bowles), el coeficiente de influencia IF deriva de las ecuaciones de Fox (1948).