Qué calcula
La capacidad portante última es la presión con la que el suelo bajo la zapata falla por corte. Dividida por un factor de seguridad da la capacidad admisible, que es la presión que se puede transmitir al terreno. La calculadora trabaja con una zapata corrida, cuadrada, circular o rectangular sobre un suelo homogéneo, en condición drenada (c′ y φ′) o no drenada (su con φ = 0).
Cómo se calcula
Terzaghi (1943): qu = c·Nc·sc + q·Nq + ½·γ·B·Nγ·sγ Meyerhof (1963): qu = c·Nc·Fcs·Fcd + q·Nq·Fqs·Fqd + ½·γ·B·Nγ·Fγs·Fγd Factores: Nq = tan²(45° + φ/2)·e^(π·tan φ) Nc = (Nq − 1)·cot φ Nγ de Meyerhof: Nγ = (Nq − 1)·tan(1,4·φ) Nγ de Vesic: Nγ = 2·(Nq + 1)·tan φ Admisible: qa = qu / FS
Los tres métodos parten de la misma idea —cohesión, sobrecarga y peso del suelo aportan cada uno un término— y se diferencian en los factores que usan.
- En Terzaghi, Nγ se toma de los valores de Kumbhojkar (1993) que recoge Das, y la falla local reduce c y φ a dos tercios.
- Meyerhof añade factores de forma y de profundidad a los tres términos.
- La ecuación general (rotulada «Vesic») usa los factores de forma de De Beer (1970) y de profundidad de Hansen (1970).
- q es la sobrecarga efectiva a la profundidad de desplante. Con nivel freático, el peso unitario bajo el agua se toma sumergido.
Cómo leer el resultado
Los tres métodos no dan el mismo número, y eso es normal: Terzaghi no considera la resistencia del suelo por encima del nivel de desplante, mientras que Meyerhof y la ecuación general sí. La calculadora indica cuál es el más conservador. El factor de seguridad lo declaras tú; la NSR-10 pide 3,0 para carga muerta más carga viva normal (Tabla H.4.7-1).
Preguntas frecuentes
¿Qué método de capacidad portante debo usar?
Depende de la práctica y de la norma del proyecto. Terzaghi es el más sencillo y suele ser el más conservador en zapatas poco profundas; Meyerhof y la ecuación general de Vesic incorporan factores de forma y profundidad. Lo habitual es calcular varios y adoptar el menor o el que exija el revisor.
¿Qué factor de seguridad se usa para capacidad portante en Colombia?
La Tabla H.4.7-1 de la NSR-10 pide un factor de seguridad de 3,0 para carga muerta más carga viva normal, 2,5 para carga muerta más carga viva máxima y 1,5 cuando la combinación incluye el sismo de diseño.
¿Cómo afecta el nivel freático a la capacidad portante?
El agua reduce el peso unitario efectivo del suelo. Si el nivel freático está por encima del nivel de desplante baja la sobrecarga q; si está dentro de la zona de influencia bajo la zapata, baja el término de peso del suelo. En ambos casos la capacidad disminuye.
¿Con esto sé si mi zapata cumple?
Todavía no. La capacidad portante dice cuánta presión resiste el suelo; para saber si la zapata cumple hay que revisarla con sus cargas: que la excentricidad no saque la resultante del núcleo, que no vuelque, que no deslice y que el asentamiento sea tolerable (NSR-10, Título H). Ese diseño completo se hace dentro de CreaGeo.
¿Sirve para arcillas?
Sí. Para el corto plazo de una arcilla saturada se usa la condición no drenada: la resistencia su como cohesión y φ = 0. La calculadora nunca combina su con un ángulo de fricción efectivo.
Referencias
- Das, B. M. Fundamentos de ingeniería de cimentaciones, 7.ª ed., cap. 3.
- Terzaghi, K. (1943). Theoretical Soil Mechanics.
- Meyerhof, G. G. (1963). Some recent research on the bearing capacity of foundations.
- Vesic, A. S. (1973). Analysis of ultimate loads of shallow foundations.
- NSR-10, Título H, Tabla H.4.7-1.
Esta calculadora es una herramienta de apoyo. Sus resultados deben ser revisados y avalados por un ingeniero geotecnista y no reemplazan la investigación del subsuelo que exige la NSR-10, Título H.