Teoría de la Capacidad de Carga de Terzagui – Cimentaciones.

Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría completa para evaluar la capacidad de carga última de cimentaciones superficiales. De acuerdo con ésta, una cimentación es superficial si la profundidad, D1 (figura 3.5), de la cimentación es menor o igual que el ancho de la misma. Sin embargo, investigadores posteriores sugieren que cimentaciones con Df igual a 304 veces el ancho de la cimentación pueden ser definidas como cimentaciones superficiales.

Terzaghi sugirió que para una cimentación corrida (es decir, cuando la relación ancho entre longitud de la cimentación tiende a cero), la superficie de falla en el suelo bajo carga última puede suponerse similar a la mostrada en la figura 3.5. (Note que éste es el caso para la falla general por corte como define la figura 3.la.) El efecto del suelo arriba del fondo de la cimentación puede también suponerse reemplazado por una

sobrecarga equivalente efectiva q = yDf,(donde y = peso específico del suelo). La zona de falla bajo la cimentación puede separarse en tres partes (véase la figura 3.5):

FIGURA 3.5 Falla por capacidad de carga en suelo bajo una cimentación rígida corrida

1. La zona triangular ACD inmediatamente abajo de la cimentación

2. Las zonas de corte radiales ADF y CDE, con las curvas DE y DF como arcos de una espiral logarítmica

3. Dos zonas pasivas de Rankine triangulares AFH y CEG

Se supone que los ángulos CAD y ACD son iguales al ángulo de fricción del suelo, Ø. Note que, con el reemplazo del suelo arriba del fondo de la cimentación por una sobrecarga equivalente q, la resistencia de corte del suelo a lo largo de las superficies de falla CI y HJ fue despreciada.

Usando el análisis de equilibrio, Terzaghi expresó la capacidad de carga última en la forma 

 

Las variaciones de los factores de capacidad de carga definidos por las ecuaciones (3.4), (3.5) y (3.6) se dan en la tabla 3.1.

TABLA 3.1 Factores de capacidad de carga de Terzaghi; ecuaciones (34), (3.5) y (3.6)

Para estimar la capacidad de carga última de cimentaciones cuadradas o circulares, la ecuación (3.1) puede modificarse a 

En la ecuación (3.7), B es igual a la dimensión de cada lado de la cimentación; en la ecuación (3.8), B es igual al diámetro de la cimentación.

Para cimentaciones que exhiben falla local por corte en suelos, Terzaghi sugirió modificaciones a las ecuaciones (3.3), (3.7) y (3.8) como sigue: 

N’c, N’q y N’y son los factores de capacidad de carga modificada. Estos se calculan usando las ecuaciones para el factor de capacidad de carga (para Nc, Nq y Ny) reemplazando

La variación de N’c, N’q y Ny con el ángulo de fricción del suelo, se da en la tabla 3.2.

Las ecuaciones de capacidad de carga de Terzaghi se modificaron para tomar en cuenta los efectos de la forma de la cimentación (B/L), profundidad de empotramiento (Df), e inclinación de la carga. Sin embargo, muchos ingenieros usan todavía la ecuación de Terzaghi que proporciona resultados bastante buenos considerando la incertidumbre de las condiciones del suelo.