Análisis comparativo en la estimación de la capacidad portante de un suelo cohesivo para diferentes tipos de cimentaciones superficiales, usando ecuaciones de cálculo y ensayo SPT según las características físico mecánicas del sector Tambocancha - Chinchero

Abstract

La presente investigación está orientada a realizar un análisis comparativo en la estimación de la capacidad portante usando 4 ecuaciones de cálculo para diseño de Cimentaciones Superficiales y un ensayo SPT, dichas ecuaciones pertenecen a: “Terzagui, Meyerhof, Hansen y Vesic” siendo utilizadas en la actualidad en nuestro medio local. En la elaboración de esta tesis, se realizaron excavaciones a cielo abierto (calicatas) aleatoriamente y de los cuales se extrajeron muestras para realizarles las pruebas en laboratorio de suelo, dichas muestras de suelo pertenecen de la zona de Tambocancha, distrito de Chinchero, de la provincia de Urubamba, departamento de Cusco, los ensayos que se realizaron fueron tanto de caracterización como de resistencia al corte. Para el desarrollo de los diversos ensayos se trabajó en el laboratorio de suelos de la Universidad Andina del Cusco. Se realizó el estudio aplicable al diseño de cimentaciones superficiales como zapatas aisladas, zapata combinada, zapata conectada, vigas de fundación y losa de fundación. Se concluyó que las ecuaciones de cálculo tienen un valor mayor de capacidad admisible obtenido con respecto a los resultados del ensayo SPT. También se pudo comprobar que las ecuaciones de cálculo, (Hansen, Meyerhof, Terzaghi y Vesic), están estructuradas en función a la cohesión del suelo (c), ángulo de fricción interna (ø). Se demostró que el nivel freático aumenta la capacidad portante de los resultados obtenidos de las ecuaciones de cálculo para un suelo cohesivo considerando que la arcilla se encuentra sumergida y presenta un peso específico sumergido o boyante que hace que la presión de poro genere una fuerza de cimentación. Se logró comprobar que el asentamiento elástico disminuye según la profundidad, verificándose que a mayor profundidad se tiene menor asentamiento, esto debido a que uno de los factores (A2) que se utilizaron para el cálculo del asentamiento elástico de cimentación sobre arcilla saturada está en función de 𝐷𝑓/𝐵 que es la relación entre la profundidad de cimentación y el ancho de la zapata. Se logró comprobar que, si existe una relación directa entre las formas de los tipos de cimentaciones en función de sus respectivas capacidades de carga última.

The present investigation is oriented to carry out a comparative analysis in the estimation of bearing capacity using 4 calculation equations for the design of Surface Foundations and an SPT test, these equations belong to: “Terzagui, Meyerhof, Hansen and Vesic” being used in the News in our local environment. In the preparation of this thesis, open pit excavations (gaps) were carried out randomly and from which samples were extracted for testing in the soil laboratory, said soil samples belong to the area of Tambocancha, Chinchero District of the Province from the Urubamba Department of Cusco, the tests that were carried out were both characterization and resistance to cutting. For the development of the various tests, we worked in the soil laboratory of the Andean University of Cusco. The study was applied to the Design of Surface Foundations such as insulated footings, combined footings, connected footings, foundation beams and foundation slab. It was concluded that the calculation equations have a greater permissible capacity with respect to the results of the SPT test. It was also found that the calculation equations, (Hansen, Meyerhof, Terzaghi and Vesic), are structured according to the cohesion of the soil (c), angle of internal friction. It was shown that the water table increases the bearing capacity of the results obtained from the calculation equations for a cohesive soil considering that the clay is submerged and has a specific submerged or buoyant weight that causes the pore pressure to generate a foundation force. It was possible to verify that the elastic settlement decreases according to the depth, verifying that the depth is lower due to one of the factors (A2) that were used for the calculation of the elastic foundation settlement on saturated clay is a function of 𝐷𝑓/𝐵 which is the relationship between the depth of foundation and the width of the shoe It was possible to verify that, if there is a direct relationship between the forms of the types of foundations based on their respective ultimate load capacities.