Study on Closely Spaced Asymmetric Footings Embedded in a Reinforced Soil Medium

Estudio de zapatas asimétricas poco espaciadas incrustadas en un medio de suelo reforzado

En la práctica, las zapatas rara vez se colocan en la superficie o a nivel del suelo; normalmente, se empotran en el medio del suelo. La mayoría de los estudios se centran en las zapatas superficiales. Esta investigación examina el comportamiento de dos zapatas asimétricas interferentes considerando que sus anchos son disímiles y el efecto de la profundidad de empotramiento para mejorar la capacidad portante última y limitar el asentamiento dentro del rango de trabajo. Esto se evaluó mediante el método de elementos finitos del software ABAQUS. Se supuso que el suelo presentaba un fallo de Mohr-Coulomb y la asimetría correspondía a la anchura de las zapatas. Los resultados se presentan en términos de factores de interferencia, es decir, la capacidad portante última (UBC) y el asentamiento, que se definen como la relación UBC/asentamiento de la zapata izquierda/derecha en presencia de la otra colocada sobre suelo reforzado. Esto, en comparación con una zapata aislada idéntica sobre suelo no reforzado. Las interferencias son más importantes en las zapatas pequeñas que en las grandes. Debido a las variaciones de comportamiento, la capacidad portante y el asentamiento son diferentes. Este efecto aumenta al aumentar la anchura de las zapatas grandes, y los factores de interferencia disminuyen al aumentar la profundidad de empotramiento de las zapatas. Cuando la anchura de la zapata derecha es el doble que la de la otra y considerando una capa de armadura y ángulos de rozamiento del terreno de 30º y 40º, los incrementos porcentuales de la capacidad portante de las zapatas izquierdas interferentes, para una separación de 0,5 veces la anchura de la zapata izquierda, son del 104 y 148%, respectivamente.

1. INTRODUCCIÓN​

Los cimientos, conocidos como subestructuras, son una parte integral de un sistema estructural de ingeniería. Transfieren y distribuyen de forma segura la carga desde la superestructura a los estratos de suelo/roca subyacentes, de modo que ni el suelo/roca fallan por corte ni la propia base. La cimentación/subestructura constituye una parte integrada de la estructura y actúa como intermediario entre la superestructura y el terreno sobre el que se colocan los cimientos. La capacidad de carga y las características de asentamiento de los estratos del terreno subyacentes gobiernan significativamente el diseño del sistema de cimentación y la capacidad de servicio de la estructura. La falla por corte o el asentamiento excesivo de los estratos del terreno resultan en una distorsión de la superestructura. Por lo tanto, se debe prestar gran atención a todos los factores que afectan.

Se han realizado numerosos estudios con el objetivo de predecir la respuesta de cimentaciones poco profundas, y muchos pioneros (Prandtl, 1920; Terzaghi, 1943; Skempton, 1951; Meyerhof, 1963; Hansen, 1970; Vesic, 1773) han contribuido a esta teoría. Así, se han derivado las expresiones para estimar la capacidad portante y los aspectos de asentamiento de cimentaciones poco profundas que descansan sobre el suelo y los estratos de roca.