6 clase 3 e050-2_0

NORMA TECNICA DE EDIFICACIONESE.050

(Parte 2)

SUELOS Y CIMENTACIONES

Comentado por:WILFREDO GUTIERREZ LAZARES

Temas Principales del Curso


NORMA TECNICA DE EDIFICACION E.050

ESTUDIOS GEOTÉCNICOS CON FINES DE CIMENTACIÓN



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



…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



PRIMER PISO

Df

zDp f +=Edificación sin sótano

Profundidad “p” mínima de Investigación – zapatas superficiales

Z = 1.5B



Profundidad “p” mínima de Investigación – bajo sótano

Z = 1.5B

PRIMER PISO

SOTANO

Df

zDhp f ++=Edificación con sótano

h



Profundidad “p” mínima de Investigación – en plateas o solados

P > 3.0 m

Df



Profundidad “p” de Investigación Cimentaciones Profundas

zDhp f ++=



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



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



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



…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



…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.



• 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)



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



…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



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)



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



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)



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*



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



…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



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



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)



CAPITULO 5CIMENTACIONES PROFUNDAS

• DEFINICION• CIMENTACION POR PILOTES• CIMENTACION POR PILARES• CAJONES DE CIMENTACION



DEFINICION

• Relación:Df/B > 5

pilotes y micropilotes, los pilotes para densificación, los pilares y los cajones de cimentación



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.



…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



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.



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.



CAPITULO 6PROBLEMAS ESPECIALES DE

CIMENTACION• SUELOS COLAPSABLES• ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS

SUBTERRANEAS• SUELOS EXPANSIVOS• LICUACION DE SUELOS• SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES

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