Carga de hundimiento

La carga de hundimiento de una cimentación es la carga aplicada a partir de la cual las tensiones en el terreno sobrepasan la capacidad portante del terreno produciéndose un fallo en el asentamiento o estabilidad de la cimentación que eventualmente puede causar el colapso total o parcial de la estructura.

Dependiendo de la rigidez del terreno, este hundimiento será lento o rápido, localizado o distribuido, etc.

El hundimiento de una zapata se produce cuando en algún punto la tensión máxima sobre el terreno supera la capacidad portante del terreno. Dicha tensión máxima depende del momento flector (M) y el esfuerzo axial (N) existentes en la base del pilar al que sirve de apoyo la zapata. Dicha tensión máxima para el caso de flexión no esviada puede calcularse mediante las siguientes fórmulas:

${displaystyle sigma _{max}={egin{cases}(1+6eta ){cfrac {N}{A}}&eta <1/6\{cfrac {4}{3(1-2eta )}}{cfrac {N}{A}}&1/6leq eta leq 1/2end{cases}}}$

Donde:

Cuando dicha tensión supera cierta tensión relacionada con la tensión admisible sobre el terreno se produce en hundimiento (total o parcial) de la zapata, cosa que puede producir colapso total o parcial de la estructura que se sustenta sobre la zapata.

Un pilote se hunde en el terreno cuando se rebasa la resistencia combinada del estrato inferior de apoyo del pilote (si éste no es flotante) y los estratos superiores que producen rozamiento sobre la superficie del pilote. Una fórmula práctica para calcular la carga resistible antes del hundimiento ${displaystyle N_{u},}$ es la siguiente:

${displaystyle N_{u}=mu L_{p}left(q_{0}H+{frac { ho gH}{2}} ight)geq N_{d}}$

Donde:

La fórmula anterior ignora la resistencia de punta, por lo que si el pilote en su extremo inferior está apoyado por un estrato resistente sería:

${displaystyle N_{u}=mu L_{p}left(q_{0}H+{frac { ho gH}{2}} ight)+sigma _{t}A_{p}geq N_{d}}$

Donde:

Este caso viene dado por la expresión de Hanna. Para una cimentación rectangular, de dimensiones ${displaystyle b imes L}$ la expresión de Hanna predice que habrá punzonamiento del estrato superior con hundimiento en el estrato inferior cuando la presión máxima sobre terreno supere el valor:

${displaystyle sigma _{ap}=sigma _{inf}+gamma h^{2}left(1+{frac {2d}{h}} ight)Kleft({frac {1}{b}}+{frac {1}{L}} ight) an varphi -gamma h}$

Donde: