Calculadora de capacidad portante del suelo

Escribe la zapata, su carga y el suelo bajo ella. El motor de Rischio calcula la capacidad portante última con la ecuación general, como lo hace el estudio, y la página pone al lado el valor clásico de Terzaghi. Es gratis y no pide cuenta.

Cómo calcula

El motor usa la ecuación general de capacidad portante: los tres términos de Terzaghi con los factores de forma, profundidad e inclinación que suma el enfoque de Meyerhof.

• $q$ es el esfuerzo vertical efectivo en la base, y $\gamma'$, el peso unitario bajo ella. Los dos toman en cuenta el nivel freático.
• Los factores de capacidad portante son los de Reissner, Prandtl y Vesić: $N_q = \tan^2(45° + \phi'/2)\,e^{\pi \tan\phi'}$, $N_c = (N_q - 1)/\tan\phi'$ y $N_\gamma = 2(N_q + 1)\tan\phi'$.
• Los factores de forma son los de De Beer; los de profundidad, los de Hansen, y los de inclinación, los de Meyerhof y Hanna.
• Una carga excéntrica trabaja con el ancho efectivo de Meyerhof, $B' = B - 2e$.

La capacidad portante admisible es $q_u/3$. El factor de seguridad compara $q_u$ con la mayor presión que la carga pone bajo la base, $q_{max}$, y pide 3 o más. El método, con cada factor y cuándo aplica, está en la teoría de capacidad portante de los docs.

La ecuación de Terzaghi, para comparar

La ecuación de Terzaghi (1943) es de donde sale la general. La escribió para una zapata corrida con carga vertical y centrada:

Para una zapata cuadrada, subió el término de la cohesión con 1,3 y bajó el del peso a 0,4: $q_u = 1.3\,c' N_c + q N_q + 0.4\,\gamma B N_\gamma$. La calculadora toma $N_q$ y $N_c$ en forma cerrada y $N_\gamma$ de un ajuste en forma cerrada a los valores tabulados de Terzaghi, con la misma $q$ y el mismo $\gamma'$ de la ecuación general. La de Terzaghi no tiene factores de profundidad ni de inclinación, así que para una zapata profunda o una carga inclinada la que vale es la general.

Cómo usarla

1. Elige la zapata: cuadrada, rectangular o corrida. La carga de una corrida va por metro de largo.
2. Da su ancho $B$, su largo $L$ si es rectangular y la profundidad de su base, $D_f$.
3. Escribe la carga en la base: la vertical y, si las hay, la horizontal y el momento a lo ancho.
4. Describe el suelo (su peso unitario, su cohesión y su ángulo de fricción) y el nivel freático, si está cerca.

Los resultados muestran $q_u$, la capacidad admisible, $q_{max}$ y el factor de seguridad, con cada factor de la ecuación y el dibujo de la zapata con su presión de contacto. Para guardar la zapata, probar otras cargas o sacar la memoria de cálculo con cada paso, diséñala en la herramienta de zapatas de Rischio.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la capacidad portante del suelo?

Con una ecuación de capacidad portante: la de Terzaghi para una zapata corrida con carga vertical, o la general para cualquier zapata, profundidad y carga. Las dos suman lo que pueden soportar la cohesión del suelo, el peso del suelo sobre la base y el peso del propio suelo bajo ella antes de que el terreno falle por corte.

¿En qué unidades se mide la capacidad portante?

En unidades de presión: kPa (kN/m²) en el sistema internacional, o kg/cm² y t/m² en la práctica de muchos países (1 kg/cm² ≈ 98 kPa). En el sistema inglés, psf o ksf.

¿Qué es la capacidad de carga última y la admisible?

La última, $q_u$, es la presión con la que el suelo falla por corte. La admisible es la última dividida por un factor de seguridad, usualmente 3 en cimentaciones: $q_{adm} = q_u/3$. El diseño, además, debe mantener los asentamientos dentro de sus límites, que pueden mandar antes que la capacidad.

¿Qué suelo tiene mejor capacidad portante?

La roca, luego las gravas y arenas densas, y después las arcillas firmes. Las arcillas blandas, las arenas sueltas y los suelos orgánicos son los que menos soportan, y muchas veces piden una cimentación profunda o mejorar el terreno.

¿Qué diferencia hay entre la ecuación de Terzaghi y la de Meyerhof?

La ecuación general de Meyerhof suma factores de forma, profundidad e inclinación a los tres términos de Terzaghi, así que sirve para zapatas rectangulares, bases más profundas y cargas inclinadas o excéntricas. Para una zapata corrida cerca de la superficie con carga vertical, las dos dan valores parecidos.