Es la capacidad de soporte o resistencia del suelo a la acción de las cargas por unidad de área. Tal que no se produzca un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo8. Las deformaciones que experimenta no sólo dependen del “Tipo de suelo”, sino también del estado en que se encuentre éste en cuanto a su contenido de humedad, grado de compacidad, estructura interna, etc. el suelo subyacente a una fundación puede presentar
7 Juárez Badillo Y Rico Rodríguez. Mecánica de Suelos Tomo I. México 2005. Pág. 373.
8 Luis González de Vallejo, Mercedes Ferrer, INGENIERÍA GEOLÓGICA, Madrid, 2002, Pág. 583.
10 heterogeneidades de importancia, causando grandes variaciones de resistencia según la dirección de aplicación de las tensiones (anisotropía).
Cuando un suelo es sometido a carga, sufre una deformación; si alcanza el valor límite de su resistencia, el suelo sufre una rotura o falla por corte.
Entonces, debe haber un factor de seguridad a la falla por corte, para que la estructura solicitante no sufra una deformación tal que le produzca daños.
Por eso que todos los métodos destinados a determinar la capacidad de carga de un suelo, se basan en el esfuerzo cortante directa o indirectamente.
La complejidad del problema lleva a la siguiente definición de capacidad de soporte: La capacidad de soporte de un suelo es la carga por unidad de área, para una superficie de forma y dimensiones determinadas, que no produce más que un asentamiento previsto.
2.3.1 ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO.
Al igual que los ensayos de corte, las propiedades en un punto de la masa de suelo. También puede usarse los datos de penetración para establecer relaciones con la cohesión y la fricción del suelo.
Un caso particular de ensayo de penetración, ampliamente usado en obras viales, es el denominado comúnmente como CBR9 (California Bearing Ratio).
Para este ensayo se emplea una muestra de suelo de 150 mm de diámetro y 116 mm de altura, compactada en un molde cilíndrico de acero. Antes de realizar el ensaye generalmente se satura para simular las condiciones más desfavorables en cuanto a drenaje de un camino y para determinar su posible expansión. Junto con la saturación y durante la penetración, se somete la muestra a una presión (sobrecarga) igual a la que producirá el futuro pavimento.
9El ensayo CBR (California Bearing Ratio) Evalúa la capacidad portante de suelos en terraplenes, explanadas y capas de base o subbase en firmes. Consiste en compactar y sumergir en agua las probetas y realizar un punzamiento sobre la muestra. Este índice indica el porcentaje de presión ejercida por el pistón sobre el suelo para una penetración determinada con relación a la presión correspondiente a la misma penetración en una muestra tipo.Luis González de Vallejo, Mercedes Ferrer, INGENIERÍA GEOLÓGICA, Madrid, 2002, Pag 583
11 Existen diferentes tipos de C.B.R. como son10:
C.B.R: suelos perturbados y remoldeados.
Suelos gravosos y arenosos
Suelos cohesivos poco o nada plásticos.
C.B.R. suelos inalterados.
C.B.R. in situ.
El método CBR comprende los 3 ensayos siguientes:
Determinación de la densidad y humedad.
Determinación de las propiedades expansivas del material.
Determinación de la resistencia a la penetración.
A continuación utilizando el método 2 de las normas MTC E 132 (ASTM D698-70 ó D1557-70 para el molde de 15.2 cm de diámetro), se debe compactar las muestras utilizando las siguientes energías de compactación:
Tabla. 2.12. Método de compactación para diferentes tipos de suelo
Fuente: Joseph E. Bowles, Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil, 1981, McGRAW-HILL de México Pag. 190.
En este ensayo se mide la carga necesaria para hacer penetrar un pistón de 50±5 mm de diámetro en una masa de suelo compactada en un molde cilíndrico de acero, a una velocidad de 1,27 mm/min, para producir deformaciones de hasta 12,7 mm (1/2”). Esta carga se relaciona con una carga estándar y el resultado final se expresa en porcentaje. La curva de comparación
10 Ing. Luis Chang Chang Laboratorio Geotécnico; Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres (CISMID) http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/a_labgeo/labgeo32_p.pdf
12 se llama curva patrón y corresponde a un chancado normalizado al cual se le asigna un valor CBR de 100%.
La expresión que define al CBR, es la siguiente:
(2.2)
De la ecuación se puede ver que el número CBR, es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica el símbolo de (%) se quita y la relación se presenta simplemente por el número entero.
Se deben confeccionar como mínimo tres probetas con distinta energía de compactación, de tal manera que la densidad a la cual se desee determinar el CBR, quede entre dos probetas. Generalmente se utilizan probetas compactadas con 56, 25 y 10 golpes. Los requisitos de calidad de material para subrasante es la siguiente:
Para la obtención del valor CBR de diseño de la subrasante, se debe considerar lo siguiente:
1. En los sectores con 6 o más valores de CBR realizados por tipo de suelo representativo o por sección de características homogéneas de suelos, se determinará el valor de CBR de diseño de la subrasante considerando el promedio del total de los valores analizados por sector de características homogéneas.
2. En los sectores con menos de 6 valores de CBR realizados por tipo de suelo representativo o por sección de características homogéneas de suelos, se determinará el valor de CBR de diseño de la subrasante en función a los siguientes criterios:
Si los valores son parecidos o similares, tomar el valor promedio.
Si los valores no son parecidos o no son similares, tomar el valor crítico (el más bajo) o en todo caso subdividir la sección a fin de agrupar
13 subsectores con valores de CBR parecidos o similares y definir el valor promedio. La longitud de los subsectores no será menor a 100 m.
Son valores de CBR parecidos o similares los que se encuentran dentro de un determinado rango de categoría de subrasante, según tabla 2.2.
3. Una vez definido el valor del CBR de diseño, para cada sector de características homogéneas, se clasificará a que categoría de subrasante pertenece el sector o subtramo, según lo siguiente:
Tabla 2.2 Categorías de Subrasante
Fuente: Manual de Carreteras MTC: “ɤuelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos” ɤección: Suelos y Pavimentos, Pág. 40.