¿Estamos considerando correctamente la tensión admisible?

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En este post vamos a hablar de la tensión admisible, señalando algunos aspectos que no conviene olvidar, para que podamos interpretar correctamente la información que recibimos del Estudio Geotécnico.

Empezaremos diciendo que la tensión admisible es lo que solemos llamar “Carga de Hundimiento del terreno”, afectada de un coeficiente de seguridad, que varía según la normativa y a su vez, según la situación de proyecto considerada (y aquí va el primer comentario “duro”; muchos geotécnicos consideran sistemáticamente que este coeficiente siempre es 3, independientemente de lo anterior).

¿Y qué es la Carga de Hundimiento? La que produce la rotura por cortante del terreno y por tanto el fallo de la cimentación por hundimiento (muchas veces viene limitada no por la rotura del terreno, sino por asientos).

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Para su cálculo, se pueden emplear distintos procedimientos, unos basados en pruebas de campo, como SPT, presiómetros, CPTU y otros basados en procedimientos analíticos.

Si hablamos del método analítico, éste se obtiene planteando la suma de la contribución de las resistencias de los volúmenes de terreno que sufren el fallo (los que se oponen a la rotura).

Sin entrar en detalle en el cálculo como podemos ver, la fórmula para evaluar la carga de hundimiento depende de muchos parámetros…tantos, como para que nos demos cuenta de algo muy importante: la tensión admisible no es solo dependiente de la naturaleza del terreno (segundo comentario que no debemos de olvidar).

Es muy común y a muchos os habrá pasado, que os pregunten ¿Cuál es la tensión admisible de este terreno? La respuesta no es inmediata, ya que no depende solo del peso específico y los parámetros de rotura del terreno (cohesión y ángulo de rozamiento interno), muchos de ellos “camuflados” en la fórmula anterior dentro de los factores de capacidad de carga “N”.

También depende de la existencia o no de agua, de si hablamos de corto o largo plazo (en los casos en que el agua no drene instantáneamente), de la forma de la zapata (si es corrida o aislada), del tamaño de ésta y además de lo anterior, de si existen momentos y cortantes aplicados sobre la zapata.

Entonces, cuando el geotécnico estima una bajada de cargas (solo axiles), a cimentación y nos da una tensión admisible para un tamaño concreto de zapata ¿qué pasa con los cortantes y los momentos?

¿Qué pasa cuando aprovechando la coyuntura del cálculo de la estructura principal, nos solicitan también un par de muros de contención que aparecen por arte de magia en la parcela?

Vamos a hacer unos números a ver si varia mucho el resultado. Supongamos, por decir algo, un terreno con un peso específico de 20 kN/m3 (el mismo bajo la base de la zapata y sobre esta), una cohesión de 10 kPa y un ángulo de rozamiento interno de 26º. Supongamos que son zapatas aisladas y que están sometidas a un axil de 1000 kN.

Con unas zapatas de 2,0×2,0x0,8 m, se obtendría una carga de hundimiento de 780 kPa (que con un coeficiente de seguridad de 3, sería una tensión admisible de 260 kPa).

Por si alguien lo intenta para ver si le da un resultado parecido, la zapata está enterrada, pero no existe terreno sobre su cara superior. Tampoco se considera la resistencia al corte del terreno sobre el nivel de apoyo de la zapata.

Si ahora consideramos que esa zapata es corrida, en lugar de cuadrada, la carga de hundimiento, disminuiría a 624 kPa (y la tensión admisible a 208 kPa!!!).

Vamos un paso más, para que se parezca a un muro de contención. Ahora la carga vertical es de 200 kN y consideramos un momento de 30 kNm y un cortante de 30 kN.

En la fórmula de la carga de hundimiento, ya estamos incluyendo excentricidades y cargas inclinadas y la cosa se complica. Obtenemos ahora una carga de hundimiento de 400 kPa, es decir una tensión admisible de 133 KPa. La mitad de cuando empezamos con el primer caso, !!!qué dolor!!!!

Los resultados anteriores dan para pensar. Espero que este post sirva para que nos demos cuenta de que no debemos de quedarnos con la tensión admisible que nos da el geotécnico y considerar que vale para todo, sino que deberíamos indagar un poco sobre cómo se ha obtenido ese valor y si de verdad refleja los cálculos que estamos considerando cuando hacemos el “número fino”.


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Flecha-roja

 

2 Comentarios

  1. Gracias por el post!
    Yo abogo por dos cosas:
    1. Dar sólo la carga de hundimiento. El FS que lo ponga el dueño del riesgo.
    2. Los EG deben presentar la metodología de cálculo y las TODAS asunciones.

  2. Buen post.
    Aunque creo que tiene un error al definir la carga de hundimiento. La carga de hundimiento viene limitada por los asientos. La carga de hundimiento es un ELU y los movimientos un ELS.
    A mi entender la tensión admisible es la menor entre la Carga de hundimiento/FS y la tensión que produce el mayor movimiento admisible. ¿No os parece?.
    La verdad es que hay mucha controversia, incluso normativa, para definir este concepto.

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