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La capacità portante del suolo è definita come la capacità del suolo di sopportare i carichi provenienti dalla fondazione. La pressione che il terreno può facilmente sopportare contro il carico è chiamata pressione ammissibile del cuscinetto.

Tipi di capacità portante del suolo

Di seguito sono riportati alcuni tipi di capacità portante del suolo:

Ultimate bearing capacity (qu)

La pressione lorda alla base della fondazione in cui il suolo fallisce è chiamata ultimate bearing capacity.

Capacità portante finale netta (qnu)

Trascurando la pressione di sovraccarico dalla capacità portante finale otterremo una capacità portante finale netta.

Dove= peso unitario del suolo, Df = profondità di fondazione

Capacità portante netta sicura (qns)

Considerando solo il guasto del taglio, la capacità portante netta finale è divisa per un certo fattore di sicurezza che darà la capacità portante netta sicura.

qns = qnu / F

Dove F = fattore di sicurezza = 3(valore usuale)

Capacità portante sicura lorda (qs)

Quando la capacità portante finale è divisa per fattore di sicurezza, darà una capacità portante sicura lorda.

qs = qu / F

Net safe settlement pressure (qnp)

La pressione con cui il terreno può trasportare senza superare l’insediamento ammissibile è chiamata net safe settlement pressure.

Pressione netta ammissibile del cuscinetto (qna)

Questa è la pressione che possiamo utilizzare per la progettazione di fondazioni. Ciò è uguale alla pressione sicura netta del cuscinetto se qnp > qns. Nel caso inverso è uguale alla pressione netta di regolamento sicuro.

Calcolo della capacità portante

Per il calcolo della capacità portante del suolo, ci sono così tante teorie. Ma tutte le teorie sono sostituite dalla teoria della capacità portante di Terzaghi.

Teoria della capacità portante di Terzaghi

La teoria della capacità portante di Terzaghi è utile per determinare la capacità portante dei terreni sotto un basamento a strisce. Questa teoria è applicabile solo alle fondazioni superficiali. Ha considerato alcune ipotesi che sono le seguenti.

1. La base del basamento della striscia è ruvida.
2. La profondità del piede è minore o uguale alla sua larghezza, cioè il piede poco profondo.
3. Ha trascurato la resistenza al taglio del terreno sopra la base del basamento e lo ha sostituito con un supplemento uniforme. ( Df)
4. Il carico che agisce sul basamento è distribuito uniformemente e agisce in direzione verticale.
5. Ha assunto che la lunghezza del piede sia infinita.
6. Ha considerato l’equazione di Mohr-coulomb come un fattore di governo per la resistenza al taglio del suolo.

Come mostrato nella figura sopra, AB è la base del basamento. Ha diviso le zone di taglio in 3 categorie. La zona -1 (ABC) che si trova sotto la base agisce come se fosse una parte del basamento stesso. Zona -2 (CAF e CBD) agisce come zone di taglio radiale che è orso dai bordi inclinati AC e BC. Zona -3 (AFG e BDE) è chiamato come zone passive di Rankine che stanno prendendo supplemento (y Df) proveniente dal suo strato superiore del suolo.Dall’equazione di equilibrio,Forze verso il basso = forze verso l’alto

Carico dal piede x peso del cuneo = pressione passiva + coesione x CB sin

Dove Pp = pressione passiva risultante = (Pp)y + (Pp)c + (Pp)q(Pp)y è derivato considerando il peso del cuneo BCDE e rendendo coesione e sovrapprezzo zero.(Pp) c si ottiene considerando la coesione e trascurando il peso e la sovrattassa.(Pp) q è derivato considerando sovrapprezzo e trascurando il peso e la coesione.Pertanto,Sostituendo,Quindi, finalmente otteniamo qu = c’Nc + y Df Nq + 0.5 y B NL’equazione di cui sopra è chiamata equazione della capacità portante di Terzaghi. Dove qu è la capacità portante finale e Nc, Nq, Ny sono i fattori di capacità portante di Terzaghi. Questi fattori adimensionali dipendono dall’angolo di resistenza di taglio ().Equazioni per trovare i fattori di capacità portante sono:DoveKp = coefficiente di pressione di terra passiva.Per valori diversi di, i fattori di capacità portante in caso di guasto generale del taglio sono disposti nella tabella seguente.

	Nc	Nq	Ny
0	5.7	1	0
5	7.3	1.6	0.5
10	9.6	2.7	1.2
15	12.9	4.4	2.5
20	17.7	7.4	5
25	25.1	12.7	9.7
30	37.2	22.5	19.7
35	57.8	41.4	42.4
40	95.7	81.3	100.4
45	172.3	173.3	297.5
50	347.5	415.1	1153.2

Infine, per determinare la capacità portante sotto il piede della striscia possiamo usare

qu = c’Nc + Df Nq + 0.5 B Ny

Modificando l’equazione sopra, vengono fornite anche equazioni per i piedi quadrati e circolari e lo sono.Per piedi quadrati

qu = 1.2 c’Nc + Df Nq + 0.4 B Ny

Per piedi circolari

qu = 1.2 c’Nc +Df Nq + 0.3 B Ny

Teoria della capacità portante di Hansen

Per terreni coesivi, Valori ottenuti dalla capacità portante di Terzaghi teoria sono più che i valori sperimentali. Ma comunque sta mostrando gli stessi valori per i terreni senza coesione. Quindi Hansen ha modificato l’equazione considerando i fattori di forma, profondità e inclinazione.Secondo Hansen

qu = c’Nc Sc dc ic + Df Nq Sq dq iq + 0.5 B Ny Sy dy iy

Dove Nc, Nq, Ny = Fattori di capacità portante di Hansen CS, Sq, Sy = fattori di formasdc, dq, dy = fattori di profonditàsic, iq, iy = fattori di inclinazione I fattori di capacità portante sono calcolati seguendo le equazioni.Per valori diversi diI fattori di capacità portante di Hansen sono calcolati nella tabella seguente.

	Nc	Nq	Ny
0	5.14	1	0
5	6.48	1.57	0.09
10	8.34	2.47	0.09
15	10.97	3.94	1.42
20	14.83	6.4	3.54
25	20.72	10.66	8.11
30	30.14	18.40	18.08
35	46.13	33.29	40.69
40	75.32	64.18	95.41
45	133.89	134.85	240.85
50	266.89	318.96	681.84

fattori di Forma per le diverse forme di piano sono riportati nella tabella sottostante.

Forma del piede	Sc	Mq	Sy
Continua	1	1	1
Rettangolare	1+0.2 B/L	1+0.2 B/L	1-0.4 B/L
Piazza	1.3	1.2	0.8
Circolare	1.3	1.2	0.6

Profondità i fattori sono considerati, secondo la tabella seguente.

Fattori di profondità	Valori
dc	1+0.35 (D / B)
dq	1+0.35(D / B)
dy	1.0

Allo stesso modo i fattori di inclinazione sono considerati dalla tabella sottostante.

Inclinazione fattori	Valori
ic	1 –
iq	1 – 1.5 (H/V)
iy	(iq)2

Dove H = componente orizzontale della inclinato loadB = larghezza di footingL = lunghezza del piede.