La capacidad de carga del suelo explicada
La capacidad de carga del suelo es la presión que el terreno puede soportar bajo una zapata sin fallar ni asentarse demasiado. Las zapatas se dimensionan para que la presión aplicada se mantenga por debajo del valor admisible.
Resistencia última frente a admisible
La capacidad de carga última es la presión a la que el suelo falla por corte. La presión de contacto admisible aplica un factor de seguridad (a menudo alrededor de 3) y también considera los límites de asentamiento, que con frecuencia controlan el diseño en suelos más blandos.
La capacidad de carga depende de la resistencia del suelo, del ancho y la profundidad de la zapata y del nivel freático. El mismo suelo puede soportar una presión mayor bajo una zapata más profunda o más ancha, y el suelo saturado soporta menos que el seco.
Valores presuntivos del código
La Tabla R401.4.1 del IRC enumera valores presuntivos de capacidad de carga: 1,500 psf para arcilla, arcilla arenosa, arcilla limosa, limo arcilloso, limo y limo arenoso; 2,000 psf para arena, arena limosa, arena arcillosa, grava limosa y grava arcillosa; 3,000 psf para grava arenosa y grava; 4,000 psf para roca sedimentaria y foliada; y 12,000 psf para roca cristalina. El IBC tiene una tabla similar (Tabla 1806.2).
Estos valores pueden usarse cuando el funcionario de construcción los acepta. Los suelos orgánicos, las arcillas blandas, el relleno no controlado y los suelos expansivos requieren investigación.
Cómo dimensiona una zapata
El área de zapata requerida es igual a la carga dividida entre la presión de contacto admisible. Una carga de columna de 30,000 lb sobre suelo de 2,000 psf necesita 15 ft² de zapata, aproximadamente 3 ft 10 in por lado. Un ingeniero geotécnico también puede recomendar anchos y profundidades mínimos de zapata, protección contra heladas y estimaciones de asentamiento.
La estimación anterior ignora el peso de la zapata y del suelo que está encima, y supone una carga centrada. Los diseños reales los toman en cuenta, además de las cargas excéntricas, la profundidad de helada y los requisitos de cortante y refuerzo del concreto, por lo cual las cimentaciones las diseñan ingenieros.
Preguntas frecuentes
¿Cómo miden los ingenieros la capacidad de carga?
Mediante sondeos con Pruebas de Penetración Estándar, pruebas de penetración de cono, pruebas de laboratorio y a veces pruebas de carga con placa, interpretados por un ingeniero geotécnico.
¿Se puede mejorar la capacidad de carga?
Sí, mediante compactación, retiro y reemplazo del suelo deficiente, o mejoramiento del terreno como pilas de agregado.
¿Por qué importa el asentamiento si el suelo no falla?
Incluso sin falla, el asentamiento desigual puede agrietar las estructuras, por lo que los valores admisibles a menudo reflejan límites de asentamiento.
Fuentes
¿Tiene un proyecto? Solicite una cotización gratuita.
Cuéntenos qué necesita. Un ingeniero con licencia en su estado le responde con el alcance, los honorarios y el plazo.