4. Ingenieria Geotecnica en Edificaciones

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


(1) Tcnica de


(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


TIPO DE ESTRUCTURA


APOYOS (m)

3 4 a 8 9 a 12 > 12

APORTICADA DE ACERO

< 12 C C C B


< 10 C C B A


< 12 B A --- ---




Cualquiera A A A A



9 m de



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


TIPO DE ESTRUCTURA


APOYOS (m)

3 4 a 8 9 a 12 > 12

APORTICADA DE ACERO

< 12 C C C B


< 10 C C B A


< 12 B A --- ---




Cualquiera A A A A



9 m de



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


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


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








con L'/B' = AC/BD


L' = L - 2e1

B' = B - 2e2

B

L

B'

L' e2 = M2 / Q

e1 = M1 / Q

e2 = M2 / Q

e1 = M1 / Qe2e1

1

2


e2 = M2 / Q


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








con L'/B' = AC/BD


L' = L - 2e1

B' = B - 2e2

B

L

B'

L' e2 = M2 / Q

e1 = M1 / Q

e2 = M2 / Q

e1 = M1 / Qe2e1

1

2


e2 = M2 / Q


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


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


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.

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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.

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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.

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INDICE

4. REFERENCIAS NORMATIVAS

5. GLOSARIO

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1. ESTABILIZACIN DE SUELOS

2. ESTABILIZACIN DE TALUDES

3. ESTABILIDAD DE TALUDES CORTADOS

REFERENCIAS

ANEXOS

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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.

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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

4. Ingenieria Geotecnica en Edificaciones

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