8/17/2019 Capacidad de Carga en Una Masa de Roca. ADC 160101

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CAPACIDAD DE CARGA EN UNA MASA DE ROCA

 Agustín Deméneghi Colina1 

Supongamos la masa de roca como un material puramente cohesivo. Entonces, la capacidad decarga última vale

ccN q cd  14.5==  

2

c Rc  =  

Rc = resistencia a la compresión simple de la roca

Por lo tanto

cd    Rq 57.2=  

La capacidad de carga admisible es

FS 

 R

FS 

qq   cd a

57.2==  

Si tomamos un factor de seguridad FS = 3, entonces

ca   Rq 86.0=   (68a)

Para tomar en cuenta el efecto de las discontinuidades dentro del macizo rocoso, sustituyamos elvalor de 0.86 por Ksp en la ecuación 68a

spca   K  Rq   =   (68b)

 Agregamos un factor, d, en la ecuación 68b, para tomar en cuenta el empotramiento del cimientoen la masa de roca, así (CGS, 1992; SMMS, 2001)

d K  Rq spca   =   (68c)

O bien

 pspca  dAK  RQ   =   (69)

donde

Ksp es un coeficiente empírico, que está dado por

1 Profesor del Departamento de Geotecnia. División de Ingenierías Civil y Geomática. Facultad de Ingeniería.

UNAM 

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2

d 

d 

d 

sp

s

t 

 B

s

K 

300110

3

+

+

=

  (70)

sd = espaciamiento de las discontinuidades

td = abertura de las discontinuidades

La ecuación 70 es válida para

0.205.0   << B

sd  

02.00   <<

d 

d 

s

t  

d = factor de profundidad, adimensional, que vale

34.0

0.1   ≤+= B

 Dd    b

  (71)

Db= penetración del cimiento en la formación de roca considerada

 Ap = área del cimiento = BL

Si se quiere usar un factor de seguridad FS diferente de 3, entonces la capacidad de cargaadmisible dada por las expresiones 68 ó 69 queda

FS qq aa

3'=   (72)

O bien

FS QQ aa

3'=  

(73)

Las expresiones anteriores son válidas para condiciones favorables del macizo rocoso (es decir,que la carga sobre el cimiento no tenga una componente tangencial, que la masa de roca no tengadiscontinuidades abiertas, etcétera). Además, se debe cumplir que el espaciamiento entre las

discontinuidades sea mayor que 30 cm, que la abertura de las discontinuidades sea menor que 5mm (o menor que 25 mm si están rellenas de suelo o roca alterada), y para un cimiento de anchomayor que 30 cm. En rocas sedimentarias, los estratos deben ser sensiblemente horizontales.

Si el macizo rocoso está formado por material muy débil, está intemperizado o fragmentado, o tienediscontinuidades muy cercanas, entonces la capacidad de carga se obtiene considerando la masade roca como un material friccionante, empleando los métodos usuales de la mecánica de suelos(CGS, 1992), vistos en los incisos anteriores de este capítulo.

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3

EjemploDeterminar la capacidad de carga admisible de una zapata de 80 cm de ancho por 120 cm delargo, apoyada sobre una roca que exhibe las siguientes características:Db= 0.3 m, sd = 0.6 m, td = 3 mm = 0.003 m, Rc = 8000 kPaUtilizar un factor de seguridad FS = 5.SoluciónUsamos la ecuación 71

( )15.1

8.0

3.04.00.1   =+=d   

75.08.0

6.0==

 B

sd  

005.06.0

003.0==

d 

d 

s

t  

Empleamos la ecuación 70

237.0

6.0

003.0300110

8.0

6.03

=

+

+

=spK   

Reemplazamos en las ecuaciones 68, 72, 69 y 73

( )( )   kPaqa 218215.1237.08000   ==  

( )   kPaqa 13095

32182'   ==  

(Cimentaciones en roca)

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REFERENCIAS

CGS, Canadian Foundation Engineering Manual, Canadian Geotech Soc, Bi Tech, Richmond, B C,

1992

SMMS, Manual de Cimentaciones Profundas, Soc Mex Mec Suelos, cap 3: Diseño Geotécnico,México, D F, 2001

(Capacidad de carga en una masa de roca 160101)