Post on 10-Oct-2015
Viceministerio de
Construccin y
Saneamiento
Direccin Nacional de
Construccin
Seminario de Promocin
Normatividad y Gestin para Edificaciones Seguras y Saludables
Ingeniera Geotcnica en Edificaciones
Aplicacin de las Normas:
E.050 Suelos y Cimentaciones y
CE.020 Estabilizacin de Suelos y Taludes
Expositor:
WILFREDO GUTIERREZ LAZARES
PROYECTO DE LA NORMA TCNICA DE EDIFICACIN
E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES
Elaborado por : COMIT ESPECIALIZADO DE LA NTE E.050
Presidente : Ing. Manuel Olcese Franzero
Secretario Tcnico : Ing. Pablo Medina Quispe
INSTITUCION REPRESENTANTES
Colegio de Ingenieros
del Per Ing. Oscar Donayre Crdova
Geotecnia y Pavimento
G&P Ing. Germn Vivar Romero
Municipalidad Metropolitana
de Lima
Ing. Manuel Casabona
Albarracn
Municipalidad
de Miraflores Ing. Jaime Cruz Daz
Municipalidad
de La Victoria Arq. Yolanda Gamboa Grande
Pontificia Universidad
Catlica del Per
Facultad de Ciencias e
ingeniera
Ing. Manuel Olcese Franzero
Universidad Nacional
de Ingeniera
Facultad de Ingeniera
Dr. Zenn Aguilar Bardales
1. GENERALIDADES
2. ESTUDIOS
3. ANLISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIN
4. CIMENTACIONES SUPERFICIALES
5. CIMENTACIONES PROFUNDAS
6. PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACIN
Contenido
Captulo 1. GENERALIDADES
1.1 OBJETIVO
1.2 MBITO DE APLICACIN
1.3 OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS
1.4 ESTUDIOS DE MECNICA DE SUELOS (EMS)
1.5 ALCANCE DEL EMS
1.6 RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMS
1.7 RESPONSABILIDAD POR APLICACIN DE LA NORMA
1.8 INTERPRETACION DE LA NORMA
1.9 RESPONSABILIDAD DEL SOLICITANTE
1.1 Objetivo
1. Establecer los requisitos para un EMS.
2. Orientar los trabajos a Cimentacin de Edificaciones y
otras obras.
3. Asegurar estabilidad y permanencia de las obras.
1.2 mbito de Aplicacin
1. Territorio nacional.
2. No aplica en geodinmica
externa
3. No aplica en casos de: ruinas
arqueolgicas; galeras u
oquedades subterrneas
(natural o artificial).
4. En caso especial, efectuar
estudios especficos.
Se debe efectuar EMS para Edificaciones de:
1. Servicios pblicos
2. De 1 a 3 pisos, con ms de 500 m2 de rea techada en planta.
3. De 4 ms pisos de altura.
4. Industriales, fbricas, talleres, etc.
5. Especiales con peligro de falla.
6. Que requiera pilotes, pilares o plateas de fundacin.
7. Adyacente a taludes o suelos inestables.
1.3 Obligatoriedad de lo Estudios
1.4 Estudios de Mecnica de Suelos (EMS)
1. Cumplen los requisitos de la
presente Norma E-050.
2. Cumplen con un Programa de
Investigacin de campo.
3. Plasman en un informe, lo
estudiado.
1.5 ALCANCE DEL EMS
1. El EMS es vlido slo para el rea y tipo de obra estudiados.
2. No podrn emplearse en otros terrenos o para otras edificaciones, an sean de condiciones similares.
1.6 Responsabilidad Profesional por el EMS
1. El EMS es firmado por el PR
2. El PR es responsable del
contenido y conclusiones del
EMS
3. El PR no podr delegar a terceros
dicha responsabilidad.
1.7 Responsabilidad por Aplicacin de la Norma
1. Las Entidades, que ejecutan obras y otorgan Licencia de Construccin, son los responsables de hacer cumplir la Norma.
2. No se deber autorizar la ejecucin de obra alguna sin el correspondiente EMS
CUATRO OBREROS
MUEREN SEPULTADOS AL
DERRUMBARSE UN MURO
DE CONCRETO
Av. Reducto
1.8 Interpretacin de la Norma
1. Slo podr ser realizada por un Ingeniero Civil, registrado y habilitado por el CIP.
Av. Hiplito Unanue / Centro Comercial Gamarra
Un obrero muri sepultado tras
derrumbe de obra pblica en Gamarra
La pared de un bao pblico en
construccin colaps por rotura de
caeras de agua. Tres obreros pudieron
ser rescatados por los bomberos
1. Facilitar la
informacin
necesaria.
2. Garantizar el libre
acceso al terreno.
1.9 Responsabilidad del Solicitantes
Captulo 2. ESTUDIOS
2.1 INFORMACIN PREVIA
2.2 TCNICAS DE INVESTIGACIN
2.3 PROGRAMA DE INVESTIGACIN
2.4 INFORME DEL EMS
2.1 Informacin Previa
Del terreno a investigar
Plano de ubicacin, accesos, topogrfico (linderos) y ubicacin prevista para las obras
Usos del terreno, obras anteriores, obras existentes, ubicacin de acequias, drenajes) y la situacin legal del terreno.
De la obra a cimentar
Nmero de pisos, cotas, reas, estructura, stanos, luces, cargas estimadas, cargas concentradas, vibraciones, etc.
Movimientos de tierras ejecutados y previstos.
Programa de Investigacin Mnimo (PIM) del EMS, segn Tabla.
informacin previa
TABLA N 2.1.2
TIPO DE EDIFICACIN
N DE PISOS (Incluidos los stanos)
TIPO DE ESTRUCTURA
DISTANCIA MAYOR ENTRE
APOYOS (m)
3 4 a 8 9 a 12 > 12
APORTICADA DE ACERO
< 12 C C C B
PRTICOS Y/O MUROS DE CONCRETO
< 10 C C B A
MUROS PORTANTES DE ALBAILERA
< 12 B A --- ---
BASES DE MQUINAS Y SIMILARES
Cualquiera A --- --- ---
ESTRUCTURAS ESPECIALES
Cualquiera A A A A
OTRAS ESTRUCTURAS Cualquiera B A A A
Cuando la distancia sobrepasa la indicada, se clasificar en el tipo de edificacin inmediato superior.
9 m de
altura 9 m de altura
TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES
B A
informacin previa
Otras informaciones
Usos anteriores; cultivo, cantera, minera, botadero, relleno sanitario, etc.
Construcciones antiguas, restos arqueolgicos u obras semejantes que puedan afectar al EMS.
Datos disponibles sobre EMS efectuados.
De ser posibles tipo y nivel de cimentacin.
Capacidad portante, deformabilidad y/o la estabilidad del terreno.
2.2 TCNICAS DE INVESTIGACIN
1. Ensayo de penetracin estndar SPT
2. Clasificacin de suelos (SUCS)
3. Densidad in-situ; cono de arena, nuclear, baln de jebe, etc.
4. Penetracin cuasi-esttica; cono y cono de friccin
5. Clasificacin de suelos (visual, manual)
6. Capacidad portante; carga esttica.
7. Corte por veleta; suelos cohesivos
8. Penetrmetro dinmico (DPL)
9. Muestreo por perforaciones con barrena
10. Perforacin de ncleos de roca
Cono Dinmico Tipo Peck
Las barras (AW) y punta usadas en el ensayo SPT, se reemplazar por un cono de 2.5 de dimetro y 60 de ngulo en la punta.
60
63,5 mm
(2,5)
12,7 mm
(0,5)
25,4 mm
(1)
Cono
desc
art
able
Asi
ento
Bar
ra
AW
60
63,5 mm
(2,5)
12,7 mm
(0,5)
25,4 mm
(1)
Cono
desc
art
able
Asi
ento
Bar
ra
AW
tcnicas de investigacin
TABLA N 2.2.2 APLICACIN Y LIMITACIONES DE LOS ENSAYOS
Aplicacin Recomendada Aplicacin Restringida Aplicacin No
Permitida Ensayos In Situ
Norma Aplicable Tcnica de
Investigacin Tipo de Suelo
(1) Parmetro a
obtener(2)
Tcnica de
Investigacin Tipo de Suelo
(1) Tcnica de
Investigacin Tipo de Suelo
(1)
SPT
NTP339.
133 (ASTM D1586)
Perforacin SW, SP,
SM, SC-SM
N Perforacin CL, ML, SC, MH,
CH Calicata
Lo restant
e
DPSH
UNE 103
801:1994 Auscultacin
SW, SP, SM,
SC-SM Cn ---
CL, ML, SC, MH,
CH Calicata
Lo restant
e
CPT
NTP 339.148 (ASTM D3441)
Auscultacin. Todos
excepto gravas
qc, fc --- --- Calicata Gravas
DPL
NTP 339.159
(DIN 4094)
Auscultacin. SP n Auscultacin. SW, SM Calicata Lo
restante
Veleta de Campo
(3)
NTP 339.155 (ASTM D2573)
Perforacin/ Calicata
CL, ML, CH, MH
Cu, St --- --- --- Lo
restante
Prueba de carga
NTP 339.153 (ASTM D1194)
---
Suelos granula-
res y rocas
blandas
Asentamiento. vs.
Presin --- --- --- ---
TABLA N 2.2.4
TIPO DE
MUESTRA
FORMAS DE
OBTENER Y
TRANSPORTAR
ESTADO
DE LA
MUESTRA
CARACTERSTICAS
Mib
NTP 339.151
(ASTM D4220)
Bloques
Inalterada
Debe mantener inalteradas las
propiedades fsicas y mecnicas
del suelo en su estado natural al
momento del muestreo (Aplicable
solamente a suelos cohesivos,
rocas blandas o suelos granulares
suficientemente cementados para
permitir su obtencin).
Mit
NTP 339.169
(ASTM D1587)
Tubos de pared
delgada
Mab
NTP 339.151
(ASTM D4220)
Con bolsas de
plstico Alterada
Debe mantener inalterada la
granulometra del suelo (partculas
menores de 75 mm) en su estado
natural al momento del muestreo.
Mah
NTP 339.151
(ASTM D4220)
En lata sellada Alterada Debe mantener inalterado el
contenido de agua.
ENSAYOS DE LABORATORIO
Contenido de Humedad
Anlisis Granulomtrico
Lmite Lquido y Lmite Plstico
Peso Especfico Relativo de Slidos
Clasificacin Unificada (SUCS)
Densidad Relativa
Peso volumtrico de suelo cohesivo
Lmite de Contraccin
Ensayo de Proctor Modificado
Descripcin Visual-Manual
Sales Solubles Totales
Consolidacin Unidimensional
Colapsibilidad Potencial
Compresin Triaxial UU
Compresin Triaxial CD
Compresin no Confinada
Expansin o Asentamiento
Corte Directo
Contenido de Cloruros
Contenido de Sulfatos
CORTE DIRECTO
PRENSA DE CBR TRIAXIAL
2.3 PROGRAMA DE INVESTIGACION
a) Condiciones de Frontera
b) Nmero n de puntos de Investigacin
c) Profundidad p mnima a alcanzar
c-1) Cimentacin Superficial
c-2) Cimentacin Profunda.
d) Distribucin de los puntos de Investigacin
e) Nmero y tipo de muestras a extraer
f) Ensayos a realizar in situ y en el laboratorio
programa de investigacin
TABLA N 2.1.2
TIPO DE EDIFICACIN
N DE PISOS (Incluidos los stanos)
TIPO DE ESTRUCTURA
DISTANCIA MAYOR ENTRE
APOYOS (m)
3 4 a 8 9 a 12 > 12
APORTICADA DE ACERO
< 12 C C C B
PRTICOS Y/O MUROS DE CONCRETO
< 10 C C B A
MUROS PORTANTES DE ALBAILERA
< 12 B A --- ---
BASES DE MQUINAS Y SIMILARES
Cualquiera A --- --- ---
ESTRUCTURAS ESPECIALES
Cualquiera A A A A
OTRAS ESTRUCTURAS Cualquiera B A A A
Cuando la distancia sobrepasa la indicada, se clasificar en el tipo de edificacin inmediato superior.
9 m de
altura 9 m de altura
TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES
B A
programa de investigacin
TABLA N 2.3.2
NMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACION
Tipo de edificacin Nmero de puntos de investigacin
(n)
A 1 cada 225 m2
B 1 cada 450 m2
C 1 cada 800 m2
Urbanizaciones 3 por cada Ha. de terreno habilitado
TABLA N 2.1.2
TIPO DE EDIFICACIN
N DE PISOS (Incluidos los stanos)
TIPO DE ESTRUCTURA
DISTANCIA MAYOR ENTRE
APOYOS (m)
3 4 a 8 9 a 12 > 12
APORTICADA DE ACERO
< 12 C C C B
PRTICOS Y/O MUROS DE CONCRETO
< 10 C C B A
MUROS PORTANTES DE ALBAILERA
< 12 B A --- ---
BASES DE MQUINAS Y SIMILARES
Cualquiera A --- --- ---
ESTRUCTURAS ESPECIALES
Cualquiera A A A A
OTRAS ESTRUCTURAS Cualquiera B A A A
Cuando la distancia sobrepasa la indicada, se clasificar en el tipo de edificacin inmediato superior.
9 m de
altura 9 m de altura
TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES
B A
PRIMER PISO
Df
zDp f
Edificacin sin stano
Profundidad p mnima de Investigacin
zapatas superficiales
Z = 1.5B
Profundidad p mnima de Investigacin
bajo stano
Z = 1.5B
PRIMER PISO
SOTANO
Df
zDhp f
Edificacin con stano
h
Profundidad p mnima de Investigacin en
plateas o solados
P > 3.0 m
Df
Profundidad p de Investigacin
Cimentaciones Profundas
zDhp f
> 6.0 m
2.4 INFORME DEL EMS
Memoria Descriptiva
a) Resumen de las Condiciones de Cimentacin
b) Informacin Previa
c) Exploracin de Campo
d) Ensayos de Laboratorio
e) Perfil de Suelos
f) Nivel de la Napa Fretica
g) Anlisis de la Cimentacin
h) Efecto del Sismo
Planos y Perfiles de Suelos
TABLA N 2.4.2
TCNICAS DE INVESTIGACIN
TCNICA DE INVESTIGACIN SMBOLO
Pozo o Calicata C n
Perforacin P n
Trinchera T n
Auscultacin A n
SIMBOLOGA DE SUELOS
SMBOLO DIVISIONES MAYORES
SUCS GRFICO DESCRIPCIN
GW
GRAVA BIEN GRADUADA
GP
GRAVA MAL GRADUADA
GM
GRAVA LIMOSA
SU
EL
OS
GR
AN
UL
AR
ES
GRAVA Y SUELOS
GRAVOSOS
GC
GRAVA ARCILLOSA
simbologa de suelos
SMBOLO DIVISIONES MAYORES
SUCS GRFICO
DESCRIPCIN
SW
ARENA BIEN GRADUADA
SP
ARENA MAL GRADUADA
SM
ARENA LIMOSA
SU
EL
OS
GR
AN
UA
RE
S
ARENA Y SUELOS
ARENOSOS
SC
ARENA ARCILLOSA
simbologa de suelos
SMBOLO DIVISIONES MAYORES
SUCS GRFICO
DESCRIPCIN
ML
LIMO INORGNICO DE BAJA PLASTICIDAD
CL
ARCILLA INORGNICA DE BAJA PLASTICIDAD
LIMOS Y ARCILLAS (LL < 50)
OL
LIMO ORGNICO O ARCILLA ORGNICA DE BAJA PLASTICIDAD
MH
LIMO INORGNICO DE ALTA PLASTICIDAD
CH
ARCILLA INORGNICA DE ALTA PLASTICIDAD
SU
EL
OS
FIN
OS
LIMOS Y ARCILLAS (LL > 50)
OH
LIMO ORGNICO O ARCILLA ORGNICA DE ALTA PLASTICIDAD
SUELOS ALTAMENTE ORGNICOS
Pt
TURBA Y OTROS SUELOS ALTAMENTE ORGNICOS.
CARGAS A UTILIZAR
ASENTAMIENTO TOLERABLE
CAPACIDAD DE CARGA
FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE
PRESIN ADMISIBLE
Captulo 3. ANLISIS DE LAS
CONDICIONES DE CIMENTACIN
CARGAS A UTILIZAR
Cargas de Servicio.
Asentamiento en suelos granulares: (CM + CV + CE)
Asentamientos en suelos cohesivos: (CM + 0.5 CV)
Asentamientos, en edificaciones con stanos:
(CM + SC + Wlosa Wsuelo)
ASENTAMIENTO TOLERABLE
El EMS indicar el asentamiento tolerable
El Asentamiento Diferencial no generar distorsin angular mayor que la indicada en la Tabla.
En suelos granulares el asentamiento diferencial ser el 75% del asentamiento total.
B
L
A
L
Asentamiento diferencial
Asentamiento total de AAsentamiento total de B
Distorsin Angular =
asentamiento tolerable
TABLA N 3.2.0
DISTORSIN ANGULAR =
= /L DESCRIPCIN
1/150 Lmite en el que se debe esperar dao estructural en edificios
convencionales.
1/250 Lmite en que la prdida de verticalidad de edificios altos y rgidos puede
ser visible.
1/300 Lmite en que se debe esperar dificultades con puentes gras.
1/300 Lmite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.
1/500 Lmite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
1/500 Lmite para cimentaciones rgidas circulares o para anillos de cimentacin
de estructuras rgidas, altas y esbeltas.
1/650 Lmite para edificios rgidos de concreto cimentados sobre un solado con
espesor aproximado de 1,20 m.
1/750 Lmite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a
asentamientos.
B
L
A
L
Asentamiento diferencial
Asentamiento total de AAsentamiento total de B
Distorsin Angular =
CAPACIDAD DE CARGA
La capacidad de carga es la
presin ltima o de falla por corte
del suelo.
En suelos cohesivos (=0)
Para cargas estticas: k= 3
Con sismo o viento k=2,5 (la ms
desfavorable)
PRESION ADMISIBLE
Considera la Profundidad de cimentacin.
Dimensin de los elementos de la cimentacin.
Caractersticas fsico mecnicas de los suelos
Nivel Fretico y su posible variacin
Cambios en los suelos, por cambios de humedad
Asentamiento tolerable de la estructura.
Presin Admisible ser la menor entre:
Capacidad de carga
Asentamiento admisible.
Carga de la
Edificacin
Resistencia
del Suelo
N
Q
N < Q
Nivel de
cimentacin
CAPACIDAD PORTANTE
CAP-4.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES
DEFINICION
PROFUNDIDAD DE CIMENTACION
PRESION ADMISIBLE
CIMENTACION SOBRE RELLENOS
CARGAS EXCENTRICAS
CARGAS INCLINADAS
CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES
DEFINICION
Relacin:
Df/B < 5
zapatas aisladas, conectadas
y combinadas; las
cimentaciones continuas
(cimientos corridos) y las
plateas de cimentacin
PROFUNDIDAD DE CIMENTACION
No cimentar sobre:
turba, suelo orgnico, tierra vegetal, relleno de desmonte o rellenos sanitario o industrial, ni rellenos No Controlados.
Df > 0.8 m
Df losa > 0.4 m (con viga perimetral)
CAPACIDAD DE CARGA
Solucin de Brinch Hasen
Para suelos C-
qbr* = 0.52*BNSidg + C*NcSc i cd cg c +q* Nq Sq i qdq gq
Para suelos
qbr* = 0.52*BNSidg + q* Nq Sq i qdq gq
Para suelos C.
qbr* = 5.14C*(1+S c+dc-ic-gc)+q*
CIMENTACION SOBRE RELLENOS
Depsitos artificiales que se diferencian por su naturaleza y
condiciones de colocacin.
Materiales seleccionados: suelo compactable, con
partculas < 3 y retenido en la < 30%
Materiales no seleccionados: no cumple lo anterior.
cimentacin sobre rellenos
Rellenos controlados o de Ingeniera:
Ms de 12% de finos, GC% > 90%
Caso contrario GC% > 95%
Un control por cada 250 m2 (mnimo tres)
reas menores a 25 m2, uno como mnimo
Espesor mximo por capa 0,30 m
SPT (por metro), el N 60 > 25 golpes
Densidad cada 0,50 m de espesor
Los rellenos no controlados, sern reemplazados
CARGAS EXCNTRICAS
Q
Me xx x
'eBB 2
y
'eLL 2
QM
Q
ee = M/Q
La fuerza resultante acta en el
centroide del rea reducida.
Para cimientos rectangulares se
reducen las dimensiones as:
Para un cimiento circular de radio R, el rea
efectiva + 2x(rea del segmento circular
ADC), considerar A'e como un rectngulo
con L'/B' = AC/BD
(A) CARGAS EQUIVALENTES
L' = L - 2e1
B' = B - 2e2
B
L
B'
L' e2 = M2 / Q
e1 = M1 / Q
e2 = M2 / Q
e1 = M1 / Qe2e1
1
2
(B) AREA REDUCIDA - CIMIENTO RECTANGULAR
e2 = M2 / Q
(C) AREA REDUCIDA - CIMIENTO CIRCULAR
A'e = 2S = B'L'
e = M / Q
L' = 2S R+e2( )R-e2 1/2
R+e2 R-e2B' = L'
2RS =
2
- [ ]e2 R - e2 + R SEN (- )2 2 2Re2
AREA REDUCIDA
O'B = O'D
1
AREA REDUCIDA
2
1
B'
L'e2
O O'
C
B
A
D
2
-1
1
2
R = O D
Q
M
Q
ee = M/Q
La fuerza resultante acta en el
centroide del rea reducida.
Para cimientos rectangulares se
reducen las dimensiones as:
Para un cimiento circular de radio R, el rea
efectiva + 2x(rea del segmento circular
ADC), considerar A'e como un rectngulo
con L'/B' = AC/BD
(A) CARGAS EQUIVALENTES
L' = L - 2e1
B' = B - 2e2
B
L
B'
L' e2 = M2 / Q
e1 = M1 / Q
e2 = M2 / Q
e1 = M1 / Qe2e1
1
2
(B) AREA REDUCIDA - CIMIENTO RECTANGULAR
e2 = M2 / Q
(C) AREA REDUCIDA - CIMIENTO CIRCULAR
A'e = 2S = B'L'
e = M / Q
L' = 2S R+e2( )R-e2 1/2
R+e2 R-e2B' = L'
2RS =
2
- [ ]e2 R - e2 + R SEN (- )2 2 2Re2
AREA REDUCIDA
O'B = O'D
1
AREA REDUCIDA
2
1
B'
L'e2
O O'
C
B
A
D
2
-1
1
2
R = O D
QM
Q
ee = M/Q
La fuerza resultante acta en el
centroide del rea reducida.
Para cimientos rectangulares se
reducen las dimensiones as:
Para un cimiento circular de radio R, el rea
efectiva + 2x(rea del segmento circular
ADC), considerar A'e como un rectngulo
con L'/B' = AC/BD
(A) CARGAS EQUIVALENTES
L' = L - 2e1
B' = B - 2e2
B
L
B'
L' e2 = M2 / Q
e1 = M1 / Q
e2 = M2 / Q
e1 = M1 / Qe2e1
1
2
(B) AREA REDUCIDA - CIMIENTO RECTANGULAR
e2 = M2 / Q
(C) AREA REDUCIDA - CIMIENTO CIRCULAR
A'e = 2S = B'L'
e = M / Q
L' = 2S R+e2( )R-e2 1/2
R+e2 R-e2B' = L'
2RS =
2
- [ ]e2 R - e2 + R SEN (- )2 2 2Re2
AREA REDUCIDA
O'B = O'D
1
AREA REDUCIDA
2
1
B'
L'e2
O O'
C
B
A
D
2
-1
1
2
R = O D
CARGAS INCLINADAS
Las cargas inclinadas modifican la superficie de falla
CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN
TALUDES
La capacidad de carga considera la inclinacin de la
superficie
Se verifica la estabilidad del talud con FS = 1.5
(esttica) y FS = 1.25 (ssmicas)
CAP-5.- CIMENTACIONES PROFUNDAS
DEFINICION
CIMENTACION POR PILOTES
CIMENTACION POR PILARES
CAJONES DE CIMENTACION
DEFINICION
Relacin:
Df/B > 5
pilotes y micropilotes,
los pilotes para
densificacin, los
pilares y los cajones
de cimentacin
CIMENTACION POR PILOTES
Programa de exploracin para pilotes
Estimacin de la longitud y de la capacidad de carga
del pilote (punta o friccin)
fpu QQQ
Qu = capacidad ltima
Qp = capacidad ltima tomada por la punta
Qf = capacidad ltima por friccin
b = dimetro o mayor dimensin del pilote
TABLA 5.2.4.2 ESPACIAMIENTO MNIMO ENTRE PILOTES
LONGITUD (m) ESPACIAMIENTO ENTRE EJES
L < 10 3b
10 L < 25 4b
L 25 5b
Asentamiento
Comparar: asentamiento tolerable de la estructura y asentamiento del pilote aislado (o grupo de pilotes)
Considerar:
asentamiento por deformacin axial del pilote
asentamiento por la accin de punta
asentamiento generado por la carga transmitida por friccin.
En suelos granulares: el asentamiento del grupo, es funcin del asentamiento del pilote aislado.
En suelo cohesivo: reemplazar al grupo de pilotes por una zapata imaginaria ubicada a 2/3 de la profundidad del grupo de pilotes; con dimensiones iguales a la seccin del grupo y que aplica la carga transmitida por la estructura.
durante la obra
Pruebas de carga
Una por cada lote o grupos de pilotes, con un mnimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.
Las pruebas se efectuarn en zonas de perfil conocido como ms desfavorables.
Ensayos diversos
Verificacin del buen estado fsico
Prueba de carga esttica lateral, de acuerdo a las solicitaciones
Verificacin de la inclinacin
CIMENTACION POR PILARES
Vaciados in situ
Dimetro mayor a 1,0 m.
Con o sin refuerzo de acero
Con o sin fondo ampliado.
Capacidad de carga: Similar a los pilotes.
Factor de seguridad: La capacidad admisible se obtendr dividiendo la capacidad ltima por el factor de seguridad.
Acampanamiento en la base del pilar: Incrementa la capacidad de carga. Se usa sin peligro de derrumbes.
Aflojamiento del suelo circundante: Rpida excavacin del fuste y vaciado del concreto. Mediante el uso de un forro en la excavacin del fuste. Por aplicacin del Mtodo del Lodo Bentontico
Asentamientos: Similar a los pilotes.
CAJONES DE CIMENTACION
Se construyen sobre el terreno y se introducen por su propio peso.
Capacidad de carga: Los mismos mtodos estticos utilizados en el clculo de zapatas o pilares y depender de la relacin profundidad /ancho (Df/B) si es menor o igual a cinco (5) se diseara como cimentacin superficial, si es mayor a cinco (5) se diseara como un pilar.
Factor de seguridad: La capacidad admisible se obtendr dividiendo la capacidad ltima por el factor de seguridad.
Asentamientos: Segn deformacin axial, por la accin de punta y por la carga transmitida por friccin.
CAP-6.- PROBLEMAS ESPECIALES DE
CIMENTACION
1. SUELOS COLAPSABLES
2. ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS SUBTERRANEAS
3. SUELOS EXPANSIVOS
4. LICUACION DE SUELOS
5. SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES
6. CALZADURAS DE CIMENTACIONES VECINAS
7. PROCESOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES
Viceministerio de
Construccin y
Saneamiento
Direccin Nacional de
Construccin
DOCUMENTO BASE PARA LA
NORMA TECNICA CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
Geomorfologa diferenciada del territorio peruano
Desierto de
Sechura
Valle Sagrado de
los Incas
Manu
Selva
Alta
Selva
Baja
REALIDAD NACIONAL
PROBLEMA DE CAIDA DE MURO QUE SEPULT A 4 OBREROS EN
MIRAFLORES
PROBLEMA DE DAOS A TERCEROS POR PROCESOS
INCORRECTOS EN LAS EXCAVACIONES
IDENTIFICACIN DEL PROBLEMA
a) Derrumbe con prdida de vida humana y daos a terceros.
b) Desconocimiento del comportamiento de los suelos.
c) Participacin de profesionales a destiempo.
d) Falta de supervisin al inicio de los trabajos.
e) Proceso inadecuado de excavacin sin sostenimiento.
f) Empujes de suelo no contemplados en proyectos.
g) Excavaciones sin calzar las estructuras vecinas.
EXP
EDIE
NTE
TC
NIC
O D
E ED
IFIC
AC
ION
ES
Proyecto de Inversin
SNIP
Rentabilidad
Estudios de Ingeniera
Topografa
Mecnica de Suelos Impacto Ambiental
Proceso Constructivo
Planeamiento
Procedimiento
Gestin de las Especialidades
Articulacin
Integracin
Costos
Precios Unitarios
Presupuesto de Obra
Especificaciones
Generales
Especiales
Suelo Mecnica de Suelos
Geotecnia
INGENIERA GEOTCNICA
Empleo del Conocimiento de la Mecnica de Suelos, en la
solucin de problemas de ingeniera, debido a la
interaccin: suelo - estructura
ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS
Exploracin de Campo
Ensayos de Laboratorio
Diseo Geotcnico
EXPLORACIN DE CAMPO
Anteproyecto
Programa de Exploracin
Tipo de Exploracin
Muestreo
Ensayos de Laboratorio
Fsicos
Qumicos
Mecnicos
Clasificacin
Peso Unitario
Sulfatos
Cloruros
Corte Directo
Triaxial
Geotecnia
Suelo de Cimentacin
Estabilidad Deformaciones
Clculo de Empujes
Presiones Laterales
Elemento de Contencin
NORMA TECNICA CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
GENERALIDADES
OBJETIVO
CAMPO DE APLICACIN
REFERENCIAS NORMATIVAS
GLOSARIO
ESTABILIZACIN DE SUELOS
ESTABILIZACIN DE TALUDES
ESTABILIDAD DE TALUDES CORTADOS
REFERENCIAS
ANEXOS
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
1. GENERALIDADES
Suelos con poca capacidad de carga o susceptibles a asentamientos. Requieren ser estabilizados durante excavaciones o en alteracin de las condiciones de equilibrio de los taludes.
Evitar poner en riesgo la vida humana, bienes materiales y el ambiente.
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
2. OBJETIVO
Establecer las consideraciones tcnicas mnimas, para:
Mejoramiento de la resistencia de los suelos Mejoramiento de la estabilidad de taludes y excavaciones. Empleo de mtodos qumicos, mecnicos o de modificacin topogrfica.
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
3. CAMPO DE APLICACIN
Aplica en:
Todo el territorio nacional. Aplicacin a todos los estudios de Estabilizacin de:
Suelos Taludes en habilitacin urbana y edificaciones
No Aplica en.
Excavaciones mayores a 10.0 m de profundidad Presuncin de existencia de:
Ruinas arqueolgicas Patrimonios histricos Reservas naturales Galeras u oquedades subterrneas de origen natural o artificial.
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
4. REFERENCIAS NORMATIVAS
5. GLOSARIO
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
1. ESTABILIZACIN DE SUELOS
2. ESTABILIZACIN DE TALUDES
3. ESTABILIDAD DE TALUDES CORTADOS
REFERENCIAS
ANEXOS
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
6. ESTABILIZACIN DE SUELOS
Se debe estabilizar todos los suelos que al perder su capacidad de carga, o al tener
deformaciones excesivas, pongan en riesgo la vida humana, bienes materiales y el
ambiente.
6.1 MEDIANTE MTODOS QUIMICOS
El Profesional Responsable deber sustentar mediante un estudio tcnico, que
el suelo alcanzar estabilidad volumtrica, adecuada resistencia, permeabilidad,
compresibilidad y durabilidad.
6.2 MEDIANTE MTODOS FSICOS
Las estabilizaciones fsicas se realizarn con el adecuado equipo mecnico, que
debe ser establecido por el profesional responsable.
N.T.E CE.020
ESTABILIZACIN DE SUELOS Y TALUDES
INDICE
7. TALUDES
7.1 ESTABILIZACIN DE UN TALUD EXISTENTE
La mecnica de suelos. El comportamiento geodinmico del rea. El flujo de agua. La geometra del talud y La topografa del entorno.
7.2 ESTABILIZACIN DE UN TALUD RECIEN
CORTADO
El Profesional Responsable debe calcular los empujes en
sus diferentes estados, para elegir la contencin ms
adecuada.
VEGETACIN PARA TALUDES
Tipo Ventajas Desventajas
Pastos
Verstiles y baratos; variedades para escoger con diferentes
tolerancias; fcil de establecer; buena densidad de cobertura.
Races poco profundas y se requiere
mantenimiento permanente.
Juncos Crecen rpidamente y son fciles
de establecer.
Difciles de obtener y el sistema de
plantacin no es sencillo.
Hierbas Raz relativamente profunda. Algunas veces son difciles de establecer y no se consiguen races.
Arbustos
Variedades para escoger. Existen especies que se reproducen por estaca. Raz profunda buena
cobertura, bajo mantenimiento.
Algunas veces son difciles de establecer.
rboles Races profundas, no requieren mantenimiento,
Es demorado su establecimiento y generalmente son ms costosos.
Gel germinador de plantas
Fcil aplicacin. Forestacin iniciada con semillas segn tipo a emplear.
Costo inicial elevado. Requiere de
mantenimiento peridico.
ALTERNATIVAS DE ESTABILIZACIN DE SUELOS
MATERIAL
TIPOS DE ESTABILIZACION
MECNICA CON CEMENTO CON CAL CON EMULSIN
Grava
Puede ser necesaria la
adicin de finos
para prevenir desprendimiento.
Probablemente no es necesaria, salvo
si hay finos
plsticos. Cantidad de 2 a 4%.
No es
necesaria, salvo que los
finos sean
plsticos. Cantidad de 2 a
4%.
Apropiada si hay deficiencia de
finos. Aproximadamente 3% de asfalto
residual.
Arena
limpia
Adicin de
gruesos para dar la estabilidad y de finos para prevenir
desprendimientos.
Inadecuada: produce material
quebradizo.
Inadecuada: no
hay reaccin.
Muy adecuada: De 3 a 5% de
asfalto residual.
Arena arcillosa
Adicin de gruesos para
mejorar
resistencia.
Recomendable 4 - 8%
Es factible dependiendo del contenido
de arcilla.
Se puede emplear de 3 a 4% de asfalto
residual.
Arcilla arenosa
Usualmente no es aconsejable
Recomendable 4 - 12%
4 a 8% dependiendo del contenido
de arcilla.
Se puede emplear pero no
es muy
aconsejable.
Arcilla Inadecuada
No es muy aconsejable. La mezcla puede
favorecerse con un mezcla con 2% de
cal y luego entre 8 y
15% de cemento.
Muy adecuada. Entre 4 y 8% dependiendo
de la arcilla.
Inadecuada.
MTODO DE RANKINE (==m=0) - EMPUJE DE TIERRAS
Tipo de
Empuje
Condicin
necesaria
Estado
Tensional
Modelo utilizado
del suelo
Condicin
del suelo Empuje
Coeficiente de
empuje de tierra K0
Observacin
Efecto de
sobrecarga (Ps)
Reposo
(Po)
No hay deformacin
lateral
Alejado
de la falla Lineal
Equilibrio
elstico Po = K0 z Ko =
1
0,05 ko 0,1
Activo (Pa)
Presenta deformacin
lateral Falla Plstico
Pa = ka..z
Ka=tg2
245
Ps = Kaq o
hs =
q
c Pa = z 2c
c,
Pa= kaz-2c
ak
Pasivo (Pp)
Presenta deformacin
lateral Falla Plstico
Pp = kpz
Kp=tg2
245
Pp 10 . Pa Ps = Kpq
o
hs =
q
c Pp = z + 2c
c,
Pp=kpz+2c
pk
cos.
coscoscos
coscoscos
22
22
Kp
)cos(
cos..cos.
qhs
Frmulas empricas:
Ko = 1 sen Ko = + (OCR 1) donde:
= 0.54 + 0.0044 (w L 20); = 1 si w L>110%
= 0.09 + 0.00111 (WL 20); = 0.19 si wL>110%
OCR = propio peso deTensin
inconsolidac-pre deTensin
0'
'
c
Para 0, 0, m en suelos c,, c-:
Efecto de la sobrecarga: Mtodo de la altura equivalente
SUELO K0
Arcilla Blanda 0,6 ~ 0,82
Arcilla Dura 0,5 ~ 0,8
Grava, Arena Suelta 0,54 Grava, Arena Compacta 0,33
c, , H
cos.
coscoscos
coscoscos
22
22
Ka
Otras geometras: MTODO DE RANKINE (m0)
MTODO DE LA ESPIRAL LOGARTMICA Materiales de interfase
Factor de
friccin (tan )
Angulo de
friccin Concreto o albailera con los siguientes materiales de fundacin:
Roca intacta, limpia 0.70 35
Grava limpia, mezclas de grava y arena, arena gruesa 0.55 a 0.60 29 a 31 Arena limpia fina a media, arena limosa media a gruesa, grava limosa o arcillosa
0.45 a 0.55 24 a 29
Arena limpia fina, arena limosa o arcillosa fina a media 0.35 a 0.45 19 a 24 Limo arenoso fino, limo no plstico 0.30 a 0.35 17 a 19 Arcilla muy compacta y dura, arcilla preconsolidada 0.40 a 0.50 22 a 26
Arcilla medianamente compacta a compacta y arcilla limosa
0.30 a 0.35 17 a 19
Tablestacado de Acero con los siguientes suelos:
Grava limpia, mezclas de grava y arena, relleno de roca bien graduado con grava triturada
0.40 22
Arena limpia, mezcla limosa de arena y grava, relleno
uniforme de roca dura
0.30 17
Arena limosa, grava o arena mezclada con limo o arcilla 0.25 14 Limo arenoso fino, limo no plstico 0.20 11
Concreto vaciado y tablestacado de concreto con los
siguientes suelos:
Grava limpia, mezclas de grava y arena, relleno de roca bien graduado con grava triturada
0.40 a 0.50 22 a 26
Arena limpia, mezcla limosa de arena y grava, relleno uniforme de roca dura
0.30 a 0.40 17 a 22
Arena limosa, grava o arena mezclada con limo o arcilla 0.30 17
Limo arenoso fino, limo no plstico 0.25 14
PRE
DIMENSIONAMIE
NTO DE MUROS
DE
SOSTENIMIENTO
Tipo Esquema Predimensiones
MUROS DE GRAVEDAD
H 5 m
bo = ( 0,25 ~ 0,3) H b = ( 0,4 ~ 0,6) H
MUROS DE
SEMIGRAVEDAD
H 5 m
b = (0,5 ~ 0,7) H bo = 0,3 ~ 0,5 m ht = ( ~
1/16) H
b1 = 0,5 ht
MUROS EN VOLADIZO
H 10 m
bo = 0,2 ~ 0,5 m b1 = ( ~ )B
ht = ( ~ 1/12) H
b = (0,4 ~ 0,7)H
MUROS EN VOLADIZO CON CONTRAFUERTES
H > 10 m
bo = 0,2 ~ 0,3 m
b1 = ( ~ )H ht = (
1/14 ~
1/12) H
b = (0,4 ~ 0,7)H
e = (0,3 ~ 0,6)H a = 0,2 m
MTODO DEL FACTOR DE
SEGURIDAD GLOBAL (FSG). CRITERIO DE VUELCO.- Se deber cumplir lo siguiente:
F.S. VUELCO = 0.20
0
IZANTESDESESTABILFUERZAS
NTESESTABILIZAFUERZAS
M
M
CRITERIO DE DESLIZAMIENTO.- Se deber cumplir lo siguiente:
F.S. DESLIZAMIENTO = 5.1
ACTUANTESH
SRESISTENTEH
F
F
MTODO DE LOS ESTADOS LMITES
CRITERIO DE VUELCO.- Se deber cumplir lo siguiente:
M*0 FUERZAS DESESTABILIZANTES
VUELCO
NTESESTABILIZAFUERZAS
s
M
0*
CRITERIO DE DESLIZAMIENTO.- Se deber cumplir lo siguiente:
F*H actuantes
.
*
DESLIZ
SRESISTENTEH
s
F
MAYORACIN O MINORACIN DE PARMETROS PARA
DISEO DE MUROS
Tipo Frmula Donde Observacin
Peso del Muro W*m = 0,9 Wm
Empuje Pasivo P*pc = *.z. K*p / 2
gr
*
g = 1,05
Empuje Activo P*a =
*.z.K
*a
* = . g
Coef. de Presin Lateral Pasivo
K*p = tg
2 (45 +
*/2)
* = tg
-1 (tg/gtg)
Suelo c-:
gtg = 1.15 Suelo :
gtg = 1.10
Coef. de Presin Lateral
Activo K
*a = tg
2 (45 -
*/2) * = tg
-1(tg/gtg)
Cohesin c* =
gc
c
gc = 1,35
Empuje debido a la
Sobrecarga P
*s = q
*. K
*a P
*s = q. f .K
*a
Para carga muerta:
f = 1,4
Empuje debido del agua P*w = .z P
*w = Pw
Empuje debido a la subpresin
P*wsp = Pwsp
VALORES DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD ADICIONAL
Condiciones de trabajo encontradas
Tipo de fallo YS
Favorables
Leve 1
Grave 1.05
Muy Grave 1.05
Normales
Leve 1.05
Grave 1.05
Muy Grave 1.1
Desfavorables
Leve 1.05
Grave 1.1
Muy Grave 1.1