Bases para el Proyecto de Zapatas en Arena.

En la fig. 19. 1a, se muestran relaciones típicas carga- asentamiento para zapatas de anchos cliferentes, desplantadas en la superficie de un depósito de arena homogénea. Cuanto más ancha es la zapata, mayor es la capacidaci de carga por unidad de área. Sin embargo, para un asentamiento dado S1, por ejemplo 2 cm, la presión del suelo es mayor para una zapata de ancho intermedio Bb que para una zapata grande de
ancho Bc. Las presiones correspondientes a los tres anchos están indicadas por los puntos b, c, y a, respectivamente.

Pueden usarse los mismos datos para construir la fig. 19,1b, que muestra la presión q que corresponde a un asentamiento dado S1 como función del ancho de la zapata. La presión en el suelo para un asentamiento S1 aumenta al aumentar el ancho de la zapata, si ésta es relativamente pequeña, alcanza un máximo para un ancho intermedio y luego disminuye gradualmente al aumentar esta dimensión.

FIGURA 19.1 Relaciones entre la presión del suelo, el ancho de la zapata, y los asentamientos, para zapatas de relación constante Df/B sobre arena de compacidad relativa uniforme a) Curvas carga-asentamiento para zapatas de anchos crecientes Ba, Bb y Bc b) Variación de la presión del suelo con el ancho de la zapata para asentamiento dado S1.

Aunque la relación mostrada en la fig. 19.1 b, es generalmente válida para el comportamiento de zapatas sobre arena, influyen en ella varios factores, incluyendo la compacidad relativa de la arena, la profundidad a la que se desplanta la cimentación, y la posición del nivel freático. Además, la forma de la curva sugiere que, para zapatas angostas, las pequeñas variaciones en la presión real del suelo pueden conducir a grandes variaciones en el asentamiento y, en algunos casos, a asentamientos tan grandes que el movimiento se consideraría como falla por capacidad de carga. La razón es clara al considerar la forma de la curva carga-asentamiento para una zapata angosta (fig. 19.1a). Por otra parte, un pequeño cambio de presión en una zapata ancha tiene poca influencia en asentamientos tan pequeños como S1 además, el valor de q1 correspondiente a Si es muy inferior al que produciría una falla por capacidad de carga en una zapata ancha.

El procedimiento sencillo descrito en el resto de este artículo para determinar las dimensiones de las zapatas en arena se basa en las aproximaciones ilustradas en la fig.19.2. La porción cóncava hacia arriba de las curvas, semejantes a la porción derecha de la fig. 19.1b está reemplazada por una línea recta fg (fig. 19.2), de acuerdo con la cual, la presión del suelo correspondiente al asentamiento S1 es independiente del ancho de la zapata. El error para las zapatas de dimensiones usuales es ordinariamente menor que ±10 por ciento. La porción izquierda rápidamente ascendente de las curvas, se reemplaza por la línea recta cf, que queda a la derecha de la curva real, proporcionando así un margen de seguridad contra una falla por capacidad de carga.

La posición de la línea quebrada efg es diferente para distintas arenas. Los procedimientos para obtener las líneas para diferentes arenas y para usarlas en el proyecto de zapatas se describen en los subtítulos siguientes.

Figura 19.2 Relación real (linea llena) entre presión del suelo y el ancho de la zapata, sobre arena para un asentamiento dado S1, y relación aproximada (lineas de rayas) usada como base para el proyecto.