Para obtener las resistencias de las muestras del suelo acorde con la realidad, revisamos una serie de informes sobre cimentaciones de obras civiles, existentes en las bibliotecas de las Instituciones Pblicas de Lima, y las referencias [12 y 14] sobre m

Para obtener las resistencias de las muestras del suelo acorde con la realidad, revisamos una serie de informes sobre cimentaciones de obras civiles, existentes en las bibliotecas de las Instituciones Pblicas de Lima, y las referencias [12 y 14] sobre mecnica de suelos, con dicho sustento terico y nuestra experiencia profesional en la prctica, ms los datos recibidos en el Informe de Laboratorio, analizamos las zapatas de tres tipos (cuadradas, excntricas, aisladas) dado en el plano de cimentacin del proyecto, que forman parte del cimiento corrido o continuo, que nos permiti tener el sustento terico, antes de decidir y poder calcular la resistencia del suelo, de una zapata de base cuadrada o continua, en dicho clculo consideramos la influencia del factor de Seguridad tomado del Reglamento General de Construcciones Norma E.050.

Factor de Seguridad tres (3). frente a una falla por corte, para cargas estticas. Los clculos se dan a continuacin considerando el mtodo de Terzaghi para determinar la capacidad de carga de una zapata en general, que es la suma de tres componentes:

A. La cohesin y friccin de un material sin peso que no lleva sobrecarga.

C = Cohesin qc = c N c.

B. La friccin de un suelo sin peso que soporta una sobrecarga q aplicada en la superficie.

g = Peso volumtrico Df = Profundidad de zapata qq = g D f N q

C. La friccin de un material con peso que no soporta sobrecargas.

qg = g B Ng B = Ancho de la zapata

3. Clculos numricos

3.1. Clculo de resistencia muestra I, para una zapata de base cuadrada

Frmula general de Terzaghi.

qd = 1.2 cNc + g Nq Z + 0.4 g BNg qd = Capacidad de carga ltima. c = Cohesin. g = Peso especfico o densidad volumtrica del suelo. z = Profundidad de la cimentacin (zapata) Nc, Nq, Ng = Coeficientes de carga en funcin del ngulo de friccin. 1.2 y 0.4 = Factores por forma de zapata (obtenidos por mtodos numricos).

Parmetro dato.

Factor de seguridad (adimensional). 3 Tres.

Parmetros obtenidos en el campo.

Profundidad de cimentacin 1.00 m.

Ancho de zapata 1.20 m.

Parmetros obtenidos experimentalmente resultado del ensayo de corte directo.

ngulo de friccin interna 20.

Densidad volumtrica del suelo (gr/cm3 ) 1.90.

Cohesin (kg/cm3) 0.31.

Parmetros calculados.

Coeficiente Nq = 6.38 Nc = 14.77 Ng = 2.86

Capacidad de carga final o ltima para una zapata cuadrada 6.97 (kg/cm2).

Capacidad de carga real admisible para una zapata cuadrada 2.32 (kg/cm2).

3.2. Clculo de resistencia del suelo obtenido para la primera calicata, zapata continua (cimiento corrido)

Frmula general Terzaghi.

qd = c Nc + gN q Z + 0.5 g BNg qd = Capacidad de carga obtenida. c = Cohesin. g = Peso especfico o densidad volumtrica del suelo. z = Profundidad de la cimentacin. Nc, Nq, Ng = Coeficientes de carga en funcin del ngulo de friccin.

Parmetro dato normado

Factor de seguridad (adimensional)

3 Tres.

Parmetros obtenidos en el campo.

Profundidad de la cimentacin 1.00 m.

Ancho de la zapata 1.20 m.

Parmetros obtenidos experimentalmente por ensayo de corte directo realizado en el laboratorio.

ngulo de friccin interna 20.

Densidad volumtrica del suelo 1.90 gr/cm3 .

Cohesin 0.31 kg/cm2.

Parmetros finales calculados.

Coeficiente Nq = 6.38 Nc = 14.77 Ng = 2.86

Capacidad de carga ltima obtenida para la zapata continua 6.12 kg/cm2.

Capacidad de carga real admisible para la zapata continua 2.04 kg/cm2.3.3. Clculo de resistencia del suelo para una zapata de base cuadrada, muestra 2

Frmula general de Terzaghi.

qd = 1.2 cNc + g Nq Z + 0.4 g BNg qd = Capacidad de carga ltima. c = Cohesin. g = Peso especfico o densidad volumtrica del suelo. z = Profundidad de la cimentacin (zapata). Nc, Nq, Ng = Coeficientes de carga en funcin del ngulo de friccin. 1.2 y 0.4 = Factores por forma de zapata (obtenidos por mtodos numricos).

Parmetro dato.

Factor de seguridad (adimensional) 3 Tres.

Parmetros obtenidos en campo.

Profundidad de cimentacin 1.00 m.

Ancho de zapata 1.20 m.

Parmetros obtenidos experimentalmente resultado del ensayo de corte directo obtenidos.

ngulo de friccin interna 17.9.

Densidad volumtrica del suelo (gr/cm3) 1.90

Cohesin (kg/cm3) 0.21

Parmetros calculados

Coeficiente Nq (adimensional) 5.19 Nc 12.97 Ng 1.96

Capacidad de carga final o ltima para una zapata cuadrada 4.43 (kg/cm2). Capacidad de carga real admisible para una zapata cuadrada 1.48 (kg/cm2).3.4. Clculo de la resistencia del suelo para una zapata de cimiento corrido o continuo, muestra 2

Frmula general de Terzaghi.

qd = c Nc + gNqZ + 0.5 g BNg qd = Capacidad de carga obtenida o ltima. c = Cohesin. g = Peso especfico o densidad volumtrica del suelo. Z = Profundidad de la cimentacin. Nc, Nq, Ng = Coeficientes de carga en funcin del ngulo de friccin.

Parmetro dato normado.

Factor de seguridad (adimensional) 3.

Parmetros obtenidos en el campo.

Profundidad de la cimentacin 1.00 m.

Ancho de la zapata 1.20 m.

Parmetros obtenidos experimentalmente por ensayo de corte directo realizado en el laboratorio.

ngulo de friccin interna 17.9.

Densidad volumtrica del suelo 1.90 gr/cm3.

Cohesin 0.21 kg/cm2.

Parmetros finales calculados.

Coeficiente Nq (adimensional) 5.19 Nc 12.97 Ng 1.96

Capacidad de carga final, obtenida para la zapata continua 3.93 kg/cm2.

Capacidad de carga admisible para la zapata continua 1.31 kg/cm2.

El suscrito est de acuerdo que si las propiedades mecnicas del suelo son tales, que el asentamiento que precede a la falla del suelo, por deformacin plstica de las arcillas es pequea (como nuestro caso), la zapata no se hunde en el terreno, hasta que no se haya alcanzado un estado de equilibrio plstico, la falla se producira por deslizamiento hacia el exterior especialmente a ambos lados de la cimentacin, sta es llamada Falla por corte general. [11].

Otra Hiptesis sera si las propiedades mecnicas del suelo son tales que, la deformacin plstica de las arcillas es acompaada por un asentamiento muy importante o grande (lo que no es nuestro caso), la proximidad de la falla por corte, est acompaada por un aumento rpido en el asentamiento de la cimentacin, recibiendo el nombre de Falla por corte local. [11].4. CONCLUSIONES El comportamiento del suelo arcilloso C L y arcilla limosa C L - M L a los trenes de ondas ssmicas es estable, si reacciona como un todo a las vibraciones elsticas de sus partculas, pues este suelo es elstico y plstico a la vez, es por ende que de darse la eventualidad, el edificio motivo de este estudio navegar sobre el suelo ya que su cimiento tendr caractersticas homogneas y de producirse la falla, sta ser general, originada por un sismo muy fuerte grado 6 7 en la escala de Richter.

Evitar en el futuro la creencia algo generalizada que cualquier suelo puede sostener con eficiencia una construccin liviana y, por tanto, no se requiere un estudio de suelos. Sin embargo los hechos demuestran lo contrario. Casas residenciales y otras construcciones livianas han sido muy afectadas dado el suceso ssmico, debido al desconocimiento de las caractersticas del subsuelo.

La capacidad de carga admisible o presin de hundimiento de una cimentacin directa en faja, es la que debe aplicarse sin producir desperfectos en la estructura, teniendo un margen de seguridad dado por su coeficiente que en nuestro caso es 3 (Tres).

La capacidad de carga depende de la litologa del suelo (cantos rodados, gravas, arenas, limos y arcillas o combinaciones de ellas como nuestro caso), es por ello que las caractersticas de las cimentaciones, de las estructuras y el coeficiente de seguridad adoptado es variable, influye tambin el conocimiento de la presencia del nivel de aguas friticas, que son importantes porque cambia las condiciones de la resistencia del suelo.

Las muestras de suelo fueron obtenidas de dos calicatas 3.50 m. de profundidad, inalteradas usando resina y envases plsticos, los resultados finales tcnicos fueron:

Muestra 1.

Capacidad de carga admisible para una zapata cuadrada 2.32 (kg/cm2). Capacidad de carga admisible para una zapata continua 2.04 (kg/cm2).

Muestra 2.

Capacidad de carga admisible para una zapata cuadrada 1.48 (kg/cm2). Capacidad admisible para una zapata continua (corrida) 1.31 (kg/cm2).

La informacin revisada por el suscrito, as como su experiencia profesional le permite postular que el suelo fluvio aluvial del cono deyectivo del ro Rmac es estable con riesgo ssmico bajo o mnimo, en las zonas de suelo formado por cantos rodados con valores de resistencia de 5 a 8, Moderado o intermedio de riesgo ssmico fuerte, en zonas de suelos formados por gravas, limos y arcillas con resistencia de 2 a 5, e inestable de riesgo ssmico alto, marcado o muy fuerte en las zonas con suelos formados por limos, capas de sales, carbonatos, caliches y rellenos recientes con marcada humedad, de resistencia de 0.5 a 1 kg/cm2, por ende en ellos para construir obras civiles debe justificarse asumir valores an ms bajos de resistencia del suelo, que originan al titular gasto por una sobrecarga en las cimentaciones, ms an cuando carezca de valores reales, gravando su economa. [15].5. RECOMENDACIN Es necesario programar ms estudios de resistencia del suelo antes de edificar construcciones civiles, dentro del suelo de Lima con prioridad en las zonas de riesgo ssmico marcado, alto o muy fuerte, este estudio contribuye a comprobar que el suelo de Lima no es uniforme y vara mucho en distancias cortas, y dado el caso, para obtener datos reales sobre la resistencia del suelo, se debe considerar que es muy variable y errtico, por el cambio continuo de los lechos de los ros Chilln y Rmac. Dado en la historia geolgica de la formacin del cono fluvio aluvial de Lima y Callao.En una forma breve, puedo comentar lo siguiente, en relacin con la teora desarrollada por Terzaghi, esperando que le ayude a aclarar algunas de sus dudas al respecto.

S efectivamente, como lo sealan J. Jurez Badillo y A. Rico R., en su Mecnica de Suelos, puede considerarse que Terzaghi al ampliar el planteamiento de Prandtl, y proponer un mecanismo de falla para un cimiento poco profundo, se convierte en un iniciador de la adaptacin y aplicacin de teoras de la Mecnica del Medio Continuo a problemas que puede decirse que corresponden actualmente al campo de la Mecnica de Suelos.

En su planteamiento, Terzaghi, llega a la propuesta de una ecuacin para obtener la Capacidad de Carga Ultima (a la que llama: ), para una zapata alargada:

Y para el caso de emplearse una zapata cuadrada, propone:

Como es sabido los valores Terzaghi los establece en funcin de De las anteriores ecuaciones, pueden desprenderse claramente algunas observaciones interesantes, las cuales podemos sintetizar como que el resultado de las mencionadas ecuaciones (la Capacidad del Carga Ultima del suelo), est formado por la suma de tres elementos bsicos: En el primero de ellos podemos apreciar que se consideran las caractersticas cohesivas o friccionantes del suelo al involucrar el valor c; en el segundo elemento puede claramente apreciarse como influye en el resultado final la profundidad de desplante de la zapata as como el Peso Volumtrico del suelo y en el ltimo elemento que compone la ecuacin se involucra la forma de la cimentacin al incluir la dimensin del ancho de la zapata (B).

Por lo tanto, podemos establecer la confirmacin de que un suelo no tiene una capacidad de carga fija y nica, como en algunos casos reales se pretende considerar, sino que sta (la capacidad de carga) depender tanto de las caractersticas particulares del suelo (cohesin, friccin y peso volumtrico, bsicamente), as como tambin depender de las caractersticas del proyecto mismo de la cimentacin especifica que pretenda ser construida (profundidad de desplante y ancho B, en zapatas rectangulares y el radio en circulares. En este breve escrito no se hace mencin a la ecuacin propuesta por Terzaghi para zapatas circulares). Es por ello que varios investigadores han propuesto modificaciones a la teora de Terzaghi, considerando que debe darse una mayor importancia a los aspectos de profundidad y forma de una cimentacin (investigadores como Hansen, Chen y otros ms).

No debe usted olvidar la consideracin que hace Terzaghi, en cuanto al tipo de material del suelo existente: Deben distinguirse los casos en los cuales es probable que se presente falla local, de aquellos en los que las probabilidades son de acusar un tipo de falla general. En materiales arenosos sueltos o arcillosos blandos la deformacin puede crecer mucho al ser sometidos a cargas que se aproximen a la de falla, esto pudiese provocar que no se desarrolle un estado plstico completo, pero el asentamiento sera tal que obliga a considerar condicin de falla. Este ltimo caso sera el que Terzaghi define como de falla local.

Existe adems, un importante factor que tambin deber ser tomando en cuenta, como es la posicin que ocupa el N.A.F. (nivel de agua fretica), en relacin con la profundidad de desplante de la zapata propuesta.

R. Estanol, espero que en estas pocas palabras, haya conseguido aclarar algunas de sus dudas respecto al tema, el cual puede ser muy amplio.

Consulta el Programa para Calcular Capacidad Ultima de Carga por Teoria de Terzaghi que ayuda a visualizar con mayor claridad y rapidez, el cambio que sufre el valor de la Capacidad Ultima de Carga de un suelo de determinadas caractersticas, cuando variamos las de una zapata desplantada en l.

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