Capacidad de Carga en Cimentaciones y Pilotes

Capacidad de Carga

Las fórmulas de capacidad de carga dependen de diversos factores:

• Parámetros de corte del suelo
• Forma de la base
• Profundidad de apoyo
• Inclinación de la carga

La carga por área unitaria de la cimentación bajo la cual ocurre la falla por corte en el suelo se llama capacidad de carga última.

La capacidad de carga última es la que, de algún modo, nos va a marcar cuál va a ser el diseño que vamos a aplicar a la cimentación, y el límite donde vamos a poder llegar con las cargas y con la geometría de esta cimentación.

Las ecuaciones que se han desarrollado para determinar la capacidad última de carga se basan en el supuesto de que el nivel freático se encuentra muy por debajo de la cimentación. Sin embargo, si la capa freática está cerca de ella, son necesarias algunas modificaciones de la ecuación de capacidad de carga, dependiendo de la ubicación del nivel freático.

Requisitos Fundamentales para la Cimentación

Se deberán cumplir tres requisitos fundamentales:

1. El nivel de la cimentación deberá estar a una profundidad tal que se encuentre libre del peligro de heladas, cambios de volumen del suelo, capa freática, excavaciones posteriores, etc.
2. Tendrá unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o capacidad portante del suelo.
3. No deberá producir un asiento en el terreno que no sea absorbible por la estructura.

Categorías de Pilotes

Pilotes de Punta

Si mediante perforaciones se registra la presencia de un estrato resistente (rocoso) en una profundidad razonable, la capacidad última de los pilotes depende por completo de la capacidad de carga del material del suelo sobre el cual apoya su punta, por lo tanto, estos tipos de pilotes se denominan pilotes de punta.

Pilotes de Fricción

Si no se encuentra un estrato de roca o material rocoso a una profundidad razonable, se hincan a profundidades determinadas. Estos tipos de pilotes se denominan pilotes de fricción, dado que la mayor parte de su resistencia proviene de la fricción.

Fricción Superficial Negativa

La fricción superficial negativa es una fuerza de arrastre ejercida hacia abajo sobre el pilote por la tierra que lo rodea.

Esta acción puede producirse bajo las siguientes condiciones:

1. Si un relleno de suelo arcilloso se coloca sobre una capa de suelo granular en la que se clava un pilote.
2. Si un relleno de suelo granular se coloca sobre una capa de arcilla blanda.
3. La reducción del nivel freático incrementará el esfuerzo efectivo vertical en el suelo a cualquier profundidad, lo que inducirá al asentamiento de consolidación en arcilla.

En algunos casos, la fuerza de arrastre hacia abajo puede ser excesiva y causar una falla de cimentación.

Se desarrollarán dos métodos para calcular la fricción negativa:

• Relleno de arcilla sobre suelo granular
• Relleno de suelo granular sobre arcilla