Estudio analítico y numérico de la capacidad portante de zapatas corridas sobre taludes

Abstract

Diversos proyectos de ingeniería, tales como edificios, torres de alta tensión y estribos de puentes, se cimientan en zonas adyacentes a un talud. Cuando ello ocurre, el comportamiento de la cimentación se ve afectado por la presencia del desnivel, que modifica su capacidad portante y afecta el mecanismo de falla del terreno, siendo este sustancialmente diferente al desarrollado por zapatas sobre geomorfologías horizontales. En 1957, Meyerhof fue pionero al desarrollar una teoría para determinar la capacidad portante de una cimentación en áreas adyacentes a una pendiente, siendo su labor complementada por diversos investigadores en años posteriores. Esta investigación presenta una comparación de métodos disponibles desarrollados por diferentes autores para estimar la capacidad portante de cimentaciones superficiales en la parte superior del talud. También se determina el cálculo de la capacidad portante mediante el método de elementos finitos con el programa Abaqus®, para el cual se analizan 36 escenarios. Además, se lleva a cabo un estudio paramétrico sobre los efectos de la altura del talud, distancia a la cresta, ancho de cimentación y los parámetros de resistencia del suelo. A partir de las variables estudiadas se encontraron limitaciones en las formulaciones analíticas evaluadas. Los resultados obtenidos muestran que la cohesión del suelo, el ángulo del talud y el ángulo de fricción ejercen influencia directa en la capacidad portante. Se observa que los resultados son más cercanos cuando no hay presencia de fricción. El aporte de la presente investigación se resume en determinar la capacidad portante en forma rápida y eficiente cuando se presentan las condiciones y parámetros que se plantean en los casos de estudio para diseñar cimentaciones superficiales en la parte superior de los taludes a partir de los gráficos propuestos.