6 clase 3 e050-2_0
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NORMA TECNICA DE EDIFICACIONESE.050
(Parte 2)
SUELOS Y CIMENTACIONES
Comentado por:WILFREDO GUTIERREZ LAZARES
Temas Principales del Curso
SUELOS Y CIMENTACIONES
NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS CON FINES DE CIMENTACIÓN
SUELOS Y CIMENTACIONES
NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050
PROGRAMA DE INVESTIGACION
• a) Condiciones de Frontera• b) Número “n” de puntos de Investigación• c) Profundidad “p” mínima a alcanzar
c-1) Cimentación Superficialc-2) Cimentación Profunda
• d) Distribución de los puntos de Investigación• e) Número y tipo de muestras a extraer• f) Ensayos a realizar “in situ” y en el laboratorio
SUELOS Y CIMENTACIONES
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…programa de investigación
TABLA N° 2.3.2 NÚMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACION
Tipo de edificación Número de puntos de investigación (n)
A 1 cada 225 m2 B 1 cada 450 m2 C 1 cada 800 m2
Urbanizaciones 3 por cada Ha. de terreno habilitado
SUELOS Y CIMENTACIONES
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PRIMER PISO
Df
zDp f +=Edificación sin sótano
Profundidad “p” mínima de Investigación – zapatas superficiales
Z = 1.5B
SUELOS Y CIMENTACIONES
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Profundidad “p” mínima de Investigación – bajo sótano
Z = 1.5B
PRIMER PISO
SOTANO
Df
zDhp f ++=Edificación con sótano
h
SUELOS Y CIMENTACIONES
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Profundidad “p” mínima de Investigación – en plateas o solados
P > 3.0 m
Df
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Profundidad “p” de Investigación Cimentaciones Profundas
zDhp f ++=
SUELOS Y CIMENTACIONES
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INFORME DEL EMS
• Memoria Descriptiva– a) Resumen de las Condiciones de
Cimentación– b) Información Previa– c) Exploración de Campo– d) Ensayos de Laboratorio– e) Perfil de Suelos– f) Nivel de la Napa Freática– g) Análisis de la Cimentación– h) Efecto del Sismo
SUELOS Y CIMENTACIONES
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Planos y Perfiles de Suelos
TABLA N° 2.4.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN SÍMBOLO
Pozo o Calicata C – n
Perforación P – n
Trinchera T – n
Auscultación A – n
SUELOS Y CIMENTACIONES
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SIMBOLOGÍA DE SUELOS
SÍMBOLO DIVISIONES MAYORES
SUCS GRÁFICO DESCRIPCIÓN
GW
GRAVA BIEN GRADUADA
GP
GRAVA MAL GRADUADA
GM
GRAVA LIMOSA
SUEL
OS
GR
AN
ULA
RES
GRAVA Y SUELOS
GRAVOSOS
GC
GRAVA ARCILLOSA
SUELOS Y CIMENTACIONES
NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050
…simbología de suelosSÍMBOLO
DIVISIONES MAYORES SUCS GRÁFICO
DESCRIPCIÓN
SW ARENA BIEN GRADUADA
SP ARENA MAL GRADUADA
SM ARENA LIMOSA
SU
ELO
S G
RA
NU
AR
ES
ARENA Y SUELOS
ARENOSOS
SC ARENA ARCILLOSA
SUELOS Y CIMENTACIONES
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…simbología de suelosSÍMBOLO
DIVISIONES MAYORES SUCS GRÁFICO
DESCRIPCIÓN
ML
LIMO INORGÁNICO DE BAJA PLASTICIDAD
CL
ARCILLA INORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD
LIMOS Y ARCILLAS (LL < 50)
OL
LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD
MH
LIMO INORGÁNICO DE ALTA PLASTICIDAD
CH
ARCILLA INORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD
SUEL
OS
FINO
S
LIMOS Y ARCILLAS (LL > 50)
OH
LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD
SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS Pt
TURBA Y OTROS SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS.
SUELOS Y CIMENTACIONES
NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050
• CARGAS A UTILIZAR
• ASENTAMIENTO TOLERABLE
• CAPACIDAD DE CARGA
• FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE
• PRESIÓN ADMISIBLE
CAPITULO 3ANALISIS DE LAS CONDICIONES
DE CIMENTACION
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 sótanos:• (CM + SC + Wlosa – Wsuelo)
SUELOS Y CIMENTACIONES
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ASENTAMIENTO TOLERABLE
• El EMS indicará el asentamiento tolerable
• El Asentamiento Diferencial no genere una distorsión angular mayor que la indicada en la Tabla.
• En suelos granulares el asentamiento diferencial será el 75% del asentamiento total.
B
Lδ
δ
A
L
δTA = Asentamiento total de AδTB = Asentamiento total de B
δ = Asentamiento diferencial
δTA
Distorsión Angular =
δTB
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…asentamiento tolerable
Límite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a asentamientos.1/750
Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado con espesor aproximado de 1,20 m.1/650
Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de cimentación de estructuras rígidas, altas y esbeltas.1/500
Límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.1/500
Límite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.1/300
Límite en que se debe esperar dificultades con puentes grúas.1/300
Límite en que la pérdida de verticalidad de edificios altos y rígidos puede ser visible.1/250
Límite en el que se debe esperar daño estructural en edificios convencionales.1/150
DESCRIPCIÓNα = δ/L
TABLA N° 3.2.0DISTORSIÓN ANGULAR = α
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CAPACIDAD DE CARGA
• La capacidad de carga es la presión última o de falla por corte del suelo.
• En suelos cohesivos (φº=0)• Para cargas estáticas: k= 3• Con sismo o viento k=2,5
(la más desfavorable)
SUELOS Y CIMENTACIONES
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PRESION ADMISIBLE• Considera la profundidad de cimentación• Dimensión de los elementos de la cimentación• Características físico – mecánicas de los suelos• Nivel Freático y su posible variación• Cambios en los suelos, por cambios de humedad• Asentamiento tolerable de la estructura
• Presión Admisible será la menor entre:Capacidad de cargaAsentamiento admisible
SUELOS Y CIMENTACIONES
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CAPITULO 4CIMENTACIONES SUPERFICIALES
• DEFINICION• PROFUNDIDAD DE CIMENTACION• PRESION ADMISIBLE• CIMENTACION SOBRE RELLENOS• CARGAS EXCENTRICAS• CARGAS INCLINADAS• CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES
DEFINICION
• Relación:Df/B < 5
zapatas aisladas, conectadas y combinadas; las cimentaciones continuas (cimientos corridos) y las plateas de cimentación
PROFUNDIDAD DE CIMENTACION
• No debe cimentarse sobre:
turba, suelo orgánico, 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)
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CAPACIDAD DE CARGA
Solución de Brinch - HansenPara suelos CPara suelos C-- ϕϕ
qbr* = 0.5γ2*·B’·Nγ·Sγ·iγ·dγ·gγ + C*·Nc·Sc i cd cg c +q* Nq Sq i qdq gq
Para suelos Para suelos ϕϕ
qbr* = 0.5γ2*·B’·Nγ·Sγ·iγ·dγ·gγ + q* Nq Sq i qdq gq
Para suelos C
qbr* = 5.14C*(1+S c’+dc’-ic’-gc’)+q*
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CIMENTACION SOBRE RELLENOS
• Materiales seleccionados: suelo compactable, con partículas < 3” y retenido en la ¾” < 30%
• Materiales no seleccionados: no cumple (a)
Depósitos artificiales que se diferencian por su naturaleza y condiciones de colocación.
4.4.1 Rellenos controlados o de Ingeniería4.4.2 Rellenos no controlados
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…cimentación sobre rellenos
Rellenos controlados o de Ingeniería:– Más de 12% de finos, GC% > 90%– Caso contrario GC% > 95%– Un control por cada 250 m2 (mínimo tres)– Áreas menores a 25 m2, uno como mínimo– Espesor máximo por capa 0,30 m– SPT (por metro), el N 60 > 25 golpes– Densidad cada 0,50 m de espesorLos rellenos no controlados, serán reemplazados
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CARGAS EXCENTRICAS
QMe x
x = x' eBB 2−= y
' eLL 2−=
QM
Qe
e = M/Q
La fuerza resultante actúa en elcentroide del área reducida.
Para cimientos rectangulares se reducen las dimensiones así:
L' = L - 2e1
B' = B - 2e2
B
L
B'
L' e2 = M2 / Qe1 = M1 / Q
e2 = M2 / Qe1 = M1 / Qe2
e11
2
AREA REDUCIDA
2
1
Para un cimiento circular de radio R, el área efectiva + 2x(área del segmento circular ADC), considerar A'e como un rectángulo con L'/B' = AC/BD
(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+e2R-e2B' = L'
2πRS =
2- [ ]e2 R - e2 + R SEN (- )2 2 2
Re2
AREA REDUCIDA
O'B = O'D
1
B'
L' e2O O'
C
B
A
D
2
-1
1
2
R = O D
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CARGAS INCLINADASLas cargas inclinadas modifican la superficie de falla
CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDESLa capacidad de carga considera la inclinación de la superficieSe verifica la estabilidad del talud con FS = 1.5 (estática) y FS = 1.25 (sísmicas)
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CAPITULO 5CIMENTACIONES PROFUNDAS
• DEFINICION• CIMENTACION POR PILOTES• CIMENTACION POR PILARES• CAJONES DE CIMENTACION
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DEFINICION
• Relación:Df/B > 5
pilotes y micropilotes, los pilotes para densificación, los pilares y los cajones de cimentación
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CIMENTACION POR PILOTES
• Programa de exploración para pilotes• Estimación de la longitud y de la capacidad de
carga del pilote (punta o fricción)
∑+= fpu QQQ
Qu = capacidad última
Qp = capacidad última tomada por la punta
∑Qf = capacidad última por fricción
TABLA 5.2.4.2 ESPACIAMIENTO MÍNIMO ENTRE PILOTES
LONGITUD (m) ESPACIAMIENTO ENTRE EJES
L < 10 3b
10 ≤ L < 25 4b
L ≥ 25 5b
b = diámetro o mayor dimensión del pilote
…Asentamiento
• El asentamiento tolerable de la estructura se compara con el asentamiento del pilote aislado o grupo de pilotes.
• Se considerarán: asentamiento por deformación axial del pilote, asentamiento por la acción de punta y asentamiento generado por la carga transmitida por fricción.
• En suelos granulares, el asentamiento del grupo está en función del asentamiento del pilote aislado.
• En suelo cohesivo, reemplazarse al grupo de pilotes por una zapata imaginaria ubicada a 2/3 de la profundidad del grupo de pilotes, de dimensiones iguales a la sección del grupo y que aplica la carga transmitida por la estructura.
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…durante la obraPruebas de carga• Una por cada lote o grupos de pilotes, con un
mínimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.• Las pruebas se efectuarán en zonas de perfil
conocido como más desfavorables.
Ensayos diversos• Verificación del buen estado físico• Prueba de carga estática lateral, de acuerdo a las
solicitaciones• Verificación de la inclinación
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CIMENTACION POR PILARES• Vaciados “in situ” con diámetro mayor a 1,0 m, con o sin
refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.• Capacidad de carga: Similar a los pilotes.
• Factor de seguridad: La capacidad admisible se obtendrádividiendo la capacidad última 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: Rápida excavación del fuste y vaciado del concreto. Mediante el uso de un forro en la excavación del fuste. Por aplicación del Método del Lodo Bentonítico
• Asentamientos: Similar a los pilotes.
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CAJONES DE CIMENTACION• Se construyen sobre el terreno y se introducen por su
propio peso.• Capacidad de carga: Los mismos métodos estáticos
utilizados en el cálculo de zapatas o pilares y dependerá de la relación profundidad /ancho (Df/B) si es menor o igual a cinco (5) se diseñara como cimentación superficial, si es mayor a cinco (5) se diseñara como un pilar.
• Factor de seguridad: La capacidad admisible se obtendrádividiendo la capacidad última por el factor de seguridad.
• Asentamientos: Según deformación axial, por la acción de punta y por la carga transmitida por fricción.
SUELOS Y CIMENTACIONES
NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050
CAPITULO 6PROBLEMAS ESPECIALES DE
CIMENTACION• SUELOS COLAPSABLES• ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS
SUBTERRANEAS• SUELOS EXPANSIVOS• LICUACION DE SUELOS• SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES