PROYECTO ILUSTRATIVO 18-1. Zapatas en arcilla.

Las dimensiones de las zapatas se determinan exclusivamente tomando como base la resistencia de la arcilla.

Los datos generales menos favorables obtenidos de varios sondeos en el solar del edificio se dan en la Hoja 

1. También se da una lista de las cargas para las que habrá que considerar un factor de seguridad de 3. Se supone que estas cargas rigen el diseño. Si debido a que pueden producirse combinaciones más severas de corta duración, la carga total en cualquier zapata pudiera exceder de estos valores en más del 50 por ciento durante la vida del edificio, a las zapatas en que pudieran presentarse estas condiciones se les darán las dimensiones correspondientes para las combinaciones de carga más severas, con un factor de seguridad de 2. 

La presión neta admisible en el suelo se determina de la fig. 18.3, en la cual se toma el promedio de la resistencia a la compresión simple de la arcilla para profundidades abajo de la base, igual al ancho de la zapata. Para fines de ilustración, aunque pudiera considerarse un refinamiento, innecesario en la práctica, se usa un valor más alto qa en las zapatas cuadradas que en las continuas, debido al factor de forma (1 + O.2B/L).

Inicialmente, por supuesto, no se conoce el ancho de la zapata. Por lo tanto, la profundidad a la que deben promediarse las resistencias a la compresión tampoco se conoce, y se requiere un procedimiento de tanteos. Las hojas adjuntas muestran solamente el tanteo final para cada zapata. El tanteo inicial se basa en un promedio aproximado de qu, tomado a ojo de los datos de la gráfica de la Hoja 1. La convergencia hacia el valor final de B es rápida; generalmente, los resultados del tercer tanteo son satisfactorios.

Los ejemplos de los procedimientos de tanteos en este problema y en los siguientes, y la disposición general de los cálculos, son representativos de la práctica usual de las oficinas de proyecto. En muchos casos, puede plantearse el problema en forma de ecuaciones y resolverlas directamente para obtener una cierta cantidad, como podría ser el ancho de la zapata. Sin embargo, las ecuaciones resultan complicadas y muchas veces son fuentes de error. Y lo que es más importante, frecuentemente ocultan la influencia de las variables principales. 

En cambio, los procedimientos de tanteos, conducen rápidamente a valores aproximadamente correctos de las cantidades deseadas y permiten al proyectista, en cada paso de los cálculos, juzgar lo razonable de los resultados. Además, esta forma de cálculo facilita las comprobaciones independientes, que requiere todo proyectista.

Como en la fig. 18.3 se da el valor de la capacidad de carga en exceso, del peso de la sobrecarga adyacente a la zapata, los pesos de la losa del piso y del suelo arriba de la elevación de la base se restan de la carga sobre la zapata. Sin embargo, esta resta compensa muy aproximadamente los pesos de la losa del piso y de la zapata que anteriormente se habían añadido a la presión producida por la carga del muro. Por lo tanto, usualmente es suficientemente preciso dividir la carga del muro o columna por el área de la zapata y comparar esta presión, con el valor de seguridad determinado en la fig. 18.3. Sin embargo, si no se omiten los cálculos de la carga adicional menos la sobrecarga, pueden simplificarse como se indica para la zapata de la columna en la Hoja 2 del problema, en la que el peralte de la zapata se multiplica por la diferencia entre los pesos volumétricos del concreto y del suelo. Debe notarse que la sobrecarga en la proyección exterior de la zapata del muro, aunque es mayor que λDf se ignora en los cálculos. Se supone que esta carga la toma completamente la resistencia del suelo adyacente. 

El área de la zapata de la columna en el problema es tal que la presión neta en el suelo se excede ligeramente bajo las cargas vivas y muertas usadas para el proyecto. Es una técnica común permitir estos pequeños excesos, porque usualmente la precisión que se da a la medida de las zapatas es de 7 u 8 cm. Tomando en consideración los límites de precisión probables de las cargas, la resistencia del suelo y los métodos de análisis, rara vez se justifica un mayor refinamiento en el proyecto.