JULIO / 2012
CURSO: INTRODUCCION A LA INGENIERIA CIVIL CICLO 2010 2
Reglamento Nacional de Edificaciones
Reglamento Nacional de Edificaciones salió en vigencia el 20 de Junio del 2006, el cual sustituyo al Reglamento Nacional de Construcciones.
El RNE tiene por objeto normar los criterios y requisitos mínimos para el Diseño y ejecución de las Habilitaciones Urbanas y las Edificaciones, permitiendo de esta manera una mejor ejecución de los Planes Urbanos.
RNE
El Título Primero norma las Generalidades y constituye la base introductoria a las normas contenidas en los dos Títulos siguientes.
El Título Segundo norma las Habilitaciones Urbanas y contiene las normas referidas a los tipos de habilitaciones, los componentes estructurales, las obras de saneamiento y las obras de suministro de energía y comunicaciones.
El Título Tercero norma las Edificaciones y comprende las normas referidas a arquitectura, estructuras, instalaciones sanitarias e instalaciones eléctricas y mecánicas.
TITULO III : EDIFICACIONES
III.1 ARQUITECTURA III.2 ESTRUCTURAS E.010 Madera E.020 Cargas E.030 Diseño sismorresistente E.040 Vidrio E.050 Suelos y cimentaciones E.060 Concreto armado
E.070 Albañilería E.080 Adobe E.090 Estructuras metálicas III.3 INSTALACIONES SANITARIAS III.4 INSTALACIONES ELECTRICAS Y MECÁNICAS
ÍNDICE
CAPÍTULO 1 GENERALIDADES 1. 2. 3. 4. 5. 6.
OBJETIVO ÁMBITO DE APLICACIÓN OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS (EMS) ALCANCE DEL EMS RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMS 7. RESPONSABILIDAD POR APLICACIÓN DE LA NORMA 8. RESPONSABILIDAD DEL SOLICITANTE
ÍNDICE CAPÍTULO 2 ESTUDIOS 9. INFORMACIÓN PREVIA 10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN 11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN 12. INFORME DEL EMS
ÍNDICE CAPÍTULO 3 ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN 13. CARGAS A UTILIZAR 14. ASENTAMIENTO TOLERABLE 15. CAPACIDAD DE CARGA 16. FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE 17. PRESIÓN ADMISIBLE
ÍNDICE CAPÍTULO 4 CIMENTACIONES SUPERFICIALES 18. DEFINICIÓN 19. PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN 20. PRESIÓN ADMISIBLE 21. CIMENTACIÓN SOBRE RELLENOS 22. CARGAS EXCÉNTRICAS 23. CARGAS INCLINADAS 24. CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES
ÍNDICE CAPÍTULO 5 CIMENTACIONES PROFUNDAS 25. DEFINICION 26. CIMENTACIÓN POR PILOTES 26.1 PROGRAMA DE EXPLORACIÓN PARA PILOTES 26.2 ESTIMACIÓN DE LA LONGITUD Y DE LA CAPACIDAD DE CARGA DEL PILOTE 26.3 CONSIDERACIONES EN EL CÁLCULO DE CAPACIDAD DE CARGA 26.4 CAPACIDAD DE CARGA DEL GRUPO DE PILOTES 26.5 ASENTAMINTOS 26.6 CONSIDERACIONES DURANTE LA EJECUCIÓN DE LA OBRA 27. CIMENTACIÓN POR PILARES
ÍNDICE CAPÍTULO 6 PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACIÓN 29. SUELOS COLAPSABLES 30. ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS SUBTERRANEAS 31. SUELOS EXPANSIVOS 32. LICUACIÓN DE SUELOS 33. SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES ANEXO 1
GLOSARIO
NORMA E-050: SUELOS Y CIMENTACIONES
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.
OBJETIVO
El objetivo de esta Norma es establecer los requisitos para la ejecución de Estudios de Mecánica de Suelos (EMS), con fines de cimentación, de edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma. Los EMS se ejecutarán con la finalidad de asegurar la estabilidad y permanencia de las obras y para promover la utilización racional de los recursos. 05/10/2012
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2.
ÁMBITO DE APLICACIÓN
El ámbito de aplicación de la presente Norma comprende todo el territorio nacional. La presente Norma no toma en cuenta los efectos de los fenómenos de geodinámica externa y no se aplica en los casos que haya presunción de la existencia de ruinas arqueológicas; galerías u oquedades subterráneas de origen natural o artificial. En ambos casos deberán efectuarse estudios específicamente orientados a confirmar y solucionar dichos problemas.
FOTO DE LA HUACA PUCLLANA (Miraflores) La Huaca Pucllana o Juliana fue uno de los más imponentes centros administrativos de la cultura Lima durante el Primer Desarrollo Regional o Intermedio Temprano (200 d.C. - 700 d.C.). Durante el Horizonte Medio los grandes curacas del Imperio Wari lo utilizaron como recinto funerario para hacer sacrificios y ofrendas. Aquí fueron descubiertas recientemente varias momias, entre las que destacan El Señor de los Unkus y la Dama de la Máscara.
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3. OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS
Casos donde existe obligatoriedad
1.
Edificaciones que presten servicios de educación, servicios a la salud o servicios públicos y en general, locales que alojen gran cantidad de personas, equipos costosos o peligrosos, tales como: colegios, universidades, hospitales y clínicas, estadios, cárceles, auditorios, templos, salas de espectáculos, museos, centrales telefónicas, estaciones de radio y televisión, estaciones de bomberos, archivos y registros públicos, centrales de generación de electricidad, sub-estaciones eléctricas, silos, tanques de agua y reservorios.
3. OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS
Casos donde existe obligatoriedad
2.
Cualquier edificación de uno a tres pisos, que ocupen individual o conjuntamente más de 500 m2 de área techada en planta. Cualquier edificación de cuatro o más pisos de altura, cualquiera que sea su área. Edificaciones industriales, fábricas, talleres o similares.
3.
4.
3. OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS 5.
6.
7.
Casos donde existe obligatoriedad Edificaciones especiales cuya falla, además del propio colapso, represente peligros adicionales importantes, tales como: reactores atómicos, grandes hornos, depósitos de materiales inflamables, corrosivos o combustibles, paneles de publicidad de grandes dimensiones y otros de similar riesgo. Cualquier edificación que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundación. Cualquier edificación adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su estabilidad.
La desestabilización de este talud, ubicado en la planta de producción de agregado, produjo un deslizamiento de tierra que afectó a 57 casas ubicadas muy cerca .
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Hincado de pilotes en la modernización de vías férreas
3. OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS
Casos donde no existe obligatoriedad
Sólo en caso de lugares con condiciones de cimentación conocida, debidas a depósitos de suelos uniformes tanto vertical como horizontalmente, sin problemas especiales, con áreas techadas en planta menores que 500 m2 y altura menor de cuatro pisos, podrán asumirse valores de la Presión Admisible del Suelo, profundidad de cimentación y cualquier otra consideración concerniente a la Mecánica de Suelos, las mismas que deberán figurar en un recuadro en el plano de cimentación con la firma del PR que efectuó la estimación, quedando bajo su responsabilidad la información proporcionada.
Cerro San Cristóbal
4. ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS (EMS)
Son aquellos que cumplen con la presente Norma, que están basados en el metrado de cargas estimado para la estructura y que cumplen los requisitos para el Programa de Investigación descritos en el articulo 11 de la norma E0-50
5. ALCANCE DEL EMS La información del EMS es válida solamente para el área y tipo de obra indicadas en el informe. Los resultados e investigaciones de campo y laboratorio, así como el análisis, conclusiones y recomendaciones del EMS, sólo se aplicarán al terreno y edificaciones comprendidas en el mismo. No podrán emplearse en otros terrenos o para otras edificaciones.
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6. RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMS
Todo EMS deberá ser firmado por el PR, que por lo mismo asume la responsabilidad del contenido y de las conclusiones del informe. El PR no podrá delegar a terceros dicha responsabilidad. NOTA SE RECOMIENDA QUE EL PR SEA ESPECIALISTA EN MECANICA DE SUELOSUELOS
CURVA GRANULOMETRICA
GRAVA
3"
2"
1-1/2"
1" 3/4"
ARENA
1/2"
3/8"
1/4"
N° 4
LIMOS Y ARCILLAS
N° 10
N° 20
N° 40
N° 60
N° 100
N° 200
100
90
80
% Acumulado que pasa
70
60
50
40
30
20
10
0 100.00
10.00
1.00
0.10
Abertura (mm)
ANÁLISIS QUIMICO Calicata
Cloruros
Sulfatos
ppm
Ppm
121
610
Profundidad (m) N° C-1
0.00 – 3.00
0.01
REGISTRO ESTRATIGRAFICO GOBIERNO REGIONAL DE LIMA – DIRECCION REGIONAL AGRARIA DE LIMA PROYECTO PERFIL REPRESA YACOCOYONCA CONSULTOR ING. MANUEL F. CORREA MOROCHO FECHA 02 de julio del 2009 Prof.(m) Descripción SUCS SOLICITA
0.00 0.30
1.10
2.50
Terreno de cultivo, con raíces color marrón claro, con pasto superficial y fragmentos de piedra Arcilla de color marrón amarillento, poco húmeda de baja plasticidad con gravas sub angulosas a sub redondeadas en un 20.6% y porcentaje de finos de 57.2% Arcilla de color gris claro húmeda, de mediana plasticidad, de consistencia semi-dura con gravas sub angulosas a sub redondeadas en un 23.8% y porcentaje de finos de 54.8%
R
CL
CL
CALICATA:C-1
Prof. (m). 2.50
7. RESPONSABILIDAD POR APLICACIÓN DE LA NORMA
Las entidades encargadas de otorgar la ejecución de las obras y la Licencia de Construcción son las responsables de hacer cumplir esta Norma. Dichas entidades no autorizarán la ejecución de las obras, si el proyecto no cuenta con un EMS, para el área y tipo de obra específico.
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Ente Responsable El organismo de dar la aprobación de las normas técnica en general que son parte del RNE, es el Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construcción, mediante resolución del Viceministro de Vivienda y Construcción, y es quién autoriza su difusión, distribución y venta de la Normas Técnicas, mediante el SENCICO. 05/10/2012
8. RESPONSABILIDAD DEL SOLICITANTE
Proporcionar la información indicada en el articulo 9 de la norma E0-50 y garantizar el libre acceso al terreno para efectuar la investigación del campo.
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NORMA E-050: SUELOS Y CIMENTACIONES
CAPITULO II
ESTUDIOS
INFORMACIÓN PREVIA
Es la que se requiere para ejecutar el EMS Debe ser proporcionados por el Solicitante del EMS al PR antes de ejecutarlo. Los datos indicados en las Secciones restantes serán obtenidos por el PR(profesional responsable).
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9. INFORMACIÓN PREVIA Del terreno a investigar a) Plano de ubicación y accesos. b) Plano topográfico con curvas de nivel. (linderos, usos del terreno, obras anteriores, obras existentes, situación y disposición de acequias y drenajes). En el plano deberá indicarse también, de ser posible, la ubicación prevista para las obras. Si la pendiente promedio del terreno fuera inferior al 5%, bastará un levantamiento planimétrico. c) La situación legal del terreno.
PLANO TOPOGRÁFICO OBTENIDO MEDIANTE RESTITUCIÓN AEROFOTOGRA MÉTRICA (FOTOS 1958)
9. INFORMACIÓN PREVIA De la obra a cimentar a) Características generales (uso que se le dará, número de pisos, niveles de piso terminado, área aproximada, tipo de estructura, sótanos, luces y cargas estimadas). b) En el caso de edificaciones especiales (cargas concentradas importantes, que presenten luces grandes, alberguen maquinaria pesada o que vibren, que generen calor o frío o que usen cantidades importantes de agua).
9. INFORMACIÓN PREVIA De la obra a cimentar c) Los movimientos de tierras ejecutados y los previstos en el proyecto. d) Para los fines de la determinación del Programa de Investigación Mínimo (PIM) del EMS (articulo 11.2), las edificaciones serán calificadas, según la Tabla Nº 1;donde A, B y C designan la importancia relativa de la estructura desde el punto de vista de la investigación de suelos necesaria para cada tipo de edificación, siendo el A más exigente que el B y éste que el C.
9. INFORMACIÓN PREVIA TABLA Nº 2.1.2 TIPO DE EDIFICACIÓN
TIPO DE ESTRUCTURA
DISTANCIA MAYOR ENTRE APOYOS (m)
Nº DE PISOS (Incluidos los sótanos) 3
4a8
9 a 12
> 12
APORTICADA DE ACERO
< 12
C
C
C
B
PÓRTICOS Y/O MUROS DE CONCRETO
< 10
C
C
B
A
MUROS PORTANTES DE ALBAÑILERÍA
< 12
B
A
---
---
BASES DE MÁQUINAS 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 clasificará en el tipo de edificación inmediato superior. TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES
9 m de altura B
9 m de altura A
9. INFORMACIÓN PREVIA Otras informaciones a) Usos anteriores del terreno b) Construcciones antiguas c) De los terrenos colindantes (Datos disponibles sobre EMS efectuados) d) De las edificaciones adyacentes(Números de pisos incluidos sótanos, tipo y estado de las estructuras. De ser posibles tipo y nivel de cimentación, la capacidad portante, deformabilidad y/o la estabilidad del terreno)
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Técnicas de Investigación de Campo Las Técnicas de Investigación de Campo aplicables al uso de los EMS son las indicadas en la siguiente Tabla
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NORMA APLICABLE*
TÉCNICA Método de ensayo de penetración estándar SPT
NTP 339.133 (ASTM D 1586)
Método para la clasificación de suelos con NTP 339.134 (ASTM D propósitos de ingeniería(sistema unificado de 2487) clasificación de suelos SUCS) Densidad in-situ mediante el método del cono de arena
NTP 339.143 (ASTM D1556)
Densidad in-situ mediante métodos nucleares (profundidad superficial)
NTP 339.144 (ASTM D2922)
Ensayo de penetración cuasi-estática profunda de suelos con cono y cono de fricción Descripción e identificación (Procedimiento visual – manual)
de
NTP 339.148 (ASTM D 3441)
suelos NTP 339.150 (ASTM D 2488)
Método de ensayo normalizado para la capacidad NTP 339.153 (ASTM D portante del suelo por carga estática y para 1194) cimientos aislados.
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EXCAVACION MANUAL
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DENSIDAD NATURAL METODO DEL CONO Y LA ARENA
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EXPLORACIONES GEOTECNICAS: POZO DE PRUEBA LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS FIC - UNI
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POZO DE PRUEBA: FIC – UNI: LIMPIEZA Y COMPACTACION DEL MATERIAL ARENOSO
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POZO DE PRUEBA: FIC – UNI: OMPACTACION DEL MATERIAL ARENOSO PARA LUEGO REALIZAR LA PRUEBA DE PENETRACION DINAMICA SPT Y DPL
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POZO DE PRUEBA: FIC – UNI: PRUEBA DE PENETRACION DINAMICA LIGERA DPL
AUS ULTACION DINAMICA : NO SE RECUPERA MUESTRAS
APLICACIÓN: SUELOS FINOS DE CONSISTENCIA SEMIBLANDA A MUY BLANDA ARENAS DE COMPACIDAD SEMIDENSA A MUY SUELTA EQUIPO: PESO : 20 KG. ALTURA DE CAIDA 0.50M. VALOR N DPL CADA 0.10M SIREVE PARA DETERMINAR EL ANGULO DE FRICCION INTERNA DE LAS ARENAS Y EN SUELOS FINOS LA COHESION. QUE NOS PERMITE DETERMINAR LOS PARAMETROS DE CARGA PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELOS
POR CORTE Y ASENTAMIENTO
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AUSCULTACION DINAMICA DPL
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PENTRACION ESTANDAR SPT
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PRUEBA SPT
APLICACIÓN: SUELOS ARENOSOS Y FINOS CON GRAVILLAS DE TAMAÑO MAXIMO 3/8”. RECUPERA MUESTRAS PARA LOS ENSAYOS ESTANDAR EQUIPO: PESO : 64 KG. ALTURA DE CAIDA 0.76 M. VALOR N DEL SPT SE DETERMINA CADA 0.15M EN UN SET DE 0.45 M. EL VALOR N DEL SPT ES LA SUMA DE LOS DOS ULTIMOS 0.15M EJEMPLO 0.15 N=12 0.15 N = 10 0.15 N = 16…………….VALOR N SPT= 26 SIREVE PARA DETERMINAR EL ANGULO DE FRICCION INTERNA DE LAS ARENAS Y EN SUELOS FINOS LA COHESION. QUE NOS PERMITE DETERMINAR LOS PARAMETROS DE CARGA PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL SUELOS POR CORTE Y POR ASENTAMIENTO
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EQUIPO SPT: RECUPERACION DE MUESTRAS ALTERADAS
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TÉCNICA
NORMA APLICABLE*
Método de ensayo normalizado para la auscultación con penetrómetro dinámico ligero de punta cónica (DPL)
NTE 339.159 (DIN4094)
Norma práctica para la investigación y muestreo de NTP 339.161 (ASTM D suelos por perforaciones con barrena 1452) Guía normalizada para caracterización de campo NTP 339.162 (ASTM D con fines de diseño de ingeniería y construcción 420) Método de ensayo normalizado de corte por veleta NTP 339.168 (ASTM D en miniatura de laboratorio en suelos finos arcillosos 4648) saturados. Práctica normalizada para la perforación de núcleos NTP 339.173 (ASTM D de roca y muestreo de roca para investigación del 2113) sitio. Densidad in-situ mediante el método del reemplazo con agua en un pozo de exploración Densidad in-situ mediante el método del balón de jebe Cono Dinámico Superpesado ( DPSH)
NTP 339.253 (ASTM D5030) ASTM D2167 UNE 103-801:1994
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Aplicación de las Técnicas de Investigación
Pozos o Calicatas y Trincheras Técnicas de muestreo Prueba de carga Perforación Manual Ensayo de Penetración Estándar (SPT) Perforación Mecánica Descripción Visual de Suelos Corte Mediante Veleta Normal Auscultación Semi-estática (CPT) Corte Mediante Veleta Miniatura Auscultación Dinámica con Cono Tipo Peck (ACP) Auscultación Dinámica (DP) con Cono Alemán
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10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Pozos o Calicatas y Trincheras
Son excavaciones de formas diversas que permiten una observación directa del terreno, así como la toma de muestras y la realización de ensayos in situ que no requieran confinamiento. Las calicatas y trincheras serán realizadas según la NTP 339.162 (ASTM D 420). El PR deberá tomar las precauciones necesarias a fin de evitar accidentes.
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10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Perforaciones Manuales y Mecánicas Son sondeos que permiten reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno, así como extraer muestras del mismo y realizar ensayos in situ. La profundidad recomendable es hasta 10 metros en perforación manual y no hay limitación en perforación mecánica.
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Perforaciones Manuales y Mecánicas
a) b) c)
Las perforaciones manuales o mecánicas tendrán las siguientes limitaciones: Perforaciones mediante Espiral Mecánico Perforaciones por Lavado con Agua. Método de Ensayo de Penetración Estándar (SPT) NTP 339.133 (ASTM D 1586)
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10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Perforaciones Manuales y Mecánicas
d)
e)
Las perforaciones manuales o mecánicas tendrán las siguientes limitaciones: Ensayo de Penetración Cuasi-Estática Profunda de Suelos con Cono y Cono de Fricción (CPT) NTP339.148 (ASTM D 3441). Cono Dinámico Superpesado (DPSH) UNE 103-801:1994
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Perforaciones Manuales y Mecánicas f)
Cono dinamico tipo Peck UNE103-801:1994. Las barras (AW) y punta usada en el ensayo SPT, se remplazaran por un cono de 6.35cm (2.5”) de diámetro y 60º de Angulo de punta
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Perforaciones Manuales y Mecánicas
h)
i)
Las perforaciones manuales o mecánicas tendrán las siguientes limitaciones: Método Normalizado para Ensayo de Corte con Veleta de Campo en Suelos Cohesivos NTP 339.155 (ASTM D 2573) Método de Ensayo Normalizado para la Capacidad Portante del Suelo por Carga Estática y para Cimientos Aislados NTP 339.153 (ASTM D 1194)
1.
2.
3.
Según Clasificación SUCS, los ensayos son aplicables a suelos de doble simbología, ambos están incluidos. Leyenda: Cu = Cohesión en condiciones no drenadas. N = Número de golpes por cada 0,30 m de penetración en el ensayo estándar de penetración. Cn= Número de golpes por cada 0,20 m de penetración mediante auscultación con DPSH n = Número de golpes por cada 0,10 m de penetración mediante auscultación con DPL. qc = Resistencia de punta del cono en unidades de presión. fc = Fricción en el manguito. St = Sensitividad. Sólo para suelos finos saturados, sin arenas ni gravas.
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Tipos de Muestras
Se considera los cuatro tipos de muestras que se indican en función de las exigencias que deberán atenderse en cada caso, respecto del terreno que representan.
10. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Tipos de Muestras TIPO DE MUESTRA Mib NTP 339.151 (ASTM D4220) Mit NTP 339.169 (ASTM D1587) Mab NTP 339.151 (ASTM D4220) Mah NTP 339.151 (ASTM D4220)
FORMAS DE OBTENER Y TRANSPORTAR
ESTADO DE LA MUESTRA
CARACTERÍSTICAS
Inalterada
Debe mantener inalteradas las propiedades físicas y mecánicas 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 obtención).
Con bolsas de plástico
Alterada
Debe mantener inalterada la granulometría del suelo (partículas menores de 75 mm) en su estado natural al momento del muestreo.
En lata sellada
Alterada
Debe mantener contenido de agua.
Bloques
Tubos de pared delgada
inalterado
el
ENSAYOS DE LABORATORIO ENSAYO Contenido de Humedad Análisis Granulométrico
NORMA APLICABLE NTP 339.127 (ASTM D2216) NTP 339.128 (ASTM D422)
Límite Líquido y Límite Plástico Peso Específico Relativo de Sólidos Clasificación Unificada de Suelos (SUCS) Densidad Relativa *
NTP 339.129 (ASTM D4318)
Peso volumétrico de suelo cohesivo
NTP 339.139 (BS 1377)
Límite de Contracción
NTP 339.140 (ASTM D427)
Ensayo de Modificado
Compactación
Proctor
NTP 339.131 (ASTM D854) NTP 339.134 (ASTM D2487)
NTP 339.137 (ASTM D4253) NTP 339.138 (ASTM D4254)
NTP 339.141 (ASTM D1557)
CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO EQUIPO NECESARIO:
PROCEDIMIENTO
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO
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ENSAYOS DE LABORATORIO ENSAYO NORMA APLICABLE NTP 339.150 (ASTM D2488) Descripción Visual-Manual Contenido de Sales Solubles Totales en NTP 339.152 (BS 1377) Suelos y Agua Subterránea NTP 339.154 (ASTM D2435) Consolidación Unidimensional NTP 339.163 (ASTM D5333) Colapsibilidad Potencial
Compresión Triaxial no Consolidado no Drenado Compresión Triaxial Consolidado no Drenado Compresión no Confinada
NTP 339.164 (ASTM D2850)
NTP 339.166 (ASTM D4767)
NTP 339.167 (ASTM D2166)
ENSAYOS DE LABORATORIO ENSAYO NORMA APLICABLE Expansión o Asentamiento Potencial NTP 339.170 (ASTM D4546) Unidimensional de Suelos Cohesivos NTP 339.171 (ASTM D3080) Corte Directo Contenido de Cloruros Solubles en Suelos NTP 339.177 (AASHTO T291) y Agua Subterránea Contenido de Sulfatos Solubles en Suelos NTP 339.178 (AASHTO T290) y Agua Subterránea
11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN Generalidades se define mediante: Condiciones de frontera. Número n de puntos a investigar. Profundidad p a alcanzar en cada punto. Distribución de los puntos en la superficie del terreno. Número y tipo de muestras a extraer. Ensayos a realizar “In situ” y en el laboratorio.
11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN Programa de Investigación Mínimo – PIM a) Condiciones de Frontera Objetivo: la comprobación de las características del suelo, supuestamente iguales a las de los terrenos colindantes ya edificados. Se aplicaran cuando se cumplan simultáneamente las siguientes condiciones:
a.1) No existen en los terrenos colindantes grandes irregularidades como afloramientos rocosos, fallas, ruinas arqueológicas, estratos erráticos, rellenos o cavidades. a-2) No existen edificaciones situadas a menos de 100 metros del terreno a edificar que presenten anomalías como grietas o desplomes originados por el terreno de cimentación.
11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN Programa de Investigación Mínimo – PIM a) Condiciones de Frontera a-3) El tipo de edificación a cimentar es de la misma o de menor exigencia que las edificaciones situadas a menos de 100 metros. a-4) El número de plantas del edificio a cimentar (incluidos los sótanos), la modulación media entre apoyos y las cargas en éstos son iguales o inferiores que las correspondientes a las edificaciones situadas a menos de 100 metros. a-5) Las cimentaciones de los edificios situados a menos de 100 metros y la prevista para el edificio a cimentar son de tipo superficial. a-6) La cimentación prevista para el edificio en estudio no profundiza respecto de las contiguas más de 1,5 metros.
11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN b)
Programa de Investigación Mínimo – PIM Número “n” de puntos de Investigación NÚMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACION Tipo de edificación A B
C Urbanizaciones
Número de puntos de investigación (n) 1 cada 225 m2 1 cada 450 m2
1 cada 800 m2 3 por cada Ha. de terreno habilitado
11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN Programa de Investigación Mínimo – PIM c) Profundidad “p” mínima a alcanzar en cada punto de Investigación c-1) Cimentación Superficial
EDIFICIO SIN SOTANO p = Df + z
EDIFICIO CON SOTANO p=h+Df + z
c)Profundidad "p" mínima a alcanzar en cada punto EDIFICIO SIN SOTANO
EDIFICIO CON SOTANO
p = Df + z
p=h+Df + z
Df = En edificios sin sótano, es la distancia vertical de la superficie del terreno al fondo de la cimentación.
h = Distancia vertical entre el nivel del piso terminado del sótano y la superficie del terreno natural.
z = 1,5 B; siendo B el ancho de la cimentación prevista de mayor área.
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En el caso de ser conocida la existencia de un estrato resistente que normalmente se utiliza como plano de apoyo de la cimentación en la zona, a juicio y bajo responsabilidad del Profesional Responsable, se podrá adoptar para p la profundidad del estrato resistente más una profundidad de verificación, la cual no deberá ser menor de 1 m. La profundidad p mínima será de 3 m. Si se encontrase roca antes de alcanzar la profundidad p, el Profesional Responsable deberá llevar a cabo una verificación de su calidad, por un método adecuado.
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11. PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN Programa de Investigación Mínimo – PIM c) Profundidad “p” mínima a alcanzar en cada punto de Investigación c-2) Cimentación profunda La profundidad mínima de investigación, corresponderá a la longitud del elemento que transmite la carga a mayores profundidades (pilote, pilar, etc.), más la profundidad z.
c-2) Cimentación profunda Donde: Df = En una edificación sin sótano, es la distancia vertical desde la superficie del terreno hasta el extremo de la cimentación profunda (pilote, pilares, etc.). En edificaciones con sótano, es la distancia vertical entre el nivel de piso terminado del sótano y el extremo de la cimentación profunda. h = Distancia vertical entre el nivel de piso terminado del sótano y la superficie del terreno natural. z = 6,00 metros, en el 80 % de los sondeos. = 1,5 B, en el 20 % de los sondeos, siendo B el ancho de la cimentación, delimitada por los puntos de todos los pilotes o las bases de todos los pilares.
Generación del Modelo Digital de Terreno
Con la restitución fotogramétrica se obtuvo un plano de curvas de nivel. Esta información generada en un software CAD fue trasladada a un software de sistema de información geográfica (SIG) para su procesamiento
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Interpretación:
Según la norma aproximadamente se debe considerar Pmin = 1m Se debe conocer Q Y estimar la capacidad portante del terreno por referencia o antecedentes La profundidad de investigación nunca debe ser menor que 3m
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Por ejemplo:
Se tiene un edificio de 10 pisos Luces 5.00m Q=25 ton/piso Suelo del centro de Lima:
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Solución:
Si fuera una grava: qadm=4Kg/cm2 Q=25 ton/piso Q =25ton/piso*10pisos Q=250 ton Sabemos B 250 B 250 2.5m q adm
P 1.5 1.5 * 2.5 5.25m
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40
> 3m
12. INFORME DEL EMS El informe del EMS comprenderá: Memoria Descriptiva Planos y Perfiles de Suelos Resultados de los Ensayos In situ y de Laboratorio
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12. INFORME DEL EMS MEMORIA DESCRIPTIVA
Resumen de las Condiciones de Cimentación
Información Previa
Descripción detallada de la información recibida de quien solicita el EMS y de la recolectada por el PR.
- Tipo de cimentación Estrato de apoyo de la cimentación Parámetros de diseño para la cimentación (Profundidad de la Cimentación, Presión Admisible, Factor de Seguridad por Corte y Asentamiento Diferencial o Total) Agresividad del suelo a la cimentación. Recomendaciones adicionales inherentes a las condiciones de cimentación.
12. INFORME DEL EMS MEMORIA DESCRIPTIVA C) Exploración de Campo Descripción de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas en el campo. d) Ensayos de Laboratorio Descripción de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas en el laboratorio.
e) Perfil del Suelo Descripción de los diferentes estratos que constituyen el terreno investigado indicando para cada uno de ellos: origen, nombre y símbolo del grupo del suelo, según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos - SUCS, NTP 339.134 (ASTM D 2487)
12. INFORME DEL EMS MEMORIA DESCRIPTIVA f) Nivel de la Napa Freática Ubicación de la napa freática, indicando la fecha de medición y comentarios sobre su variación en el tiempo.
12. INFORME DEL EMS MEMORIA DESCRIPTIVA
g)Análisis de la Cimentación Memoria de cálculo. Tipo de cimentación y otras soluciones si las hubiera. Profundidad de cimentación(Df ). Carga de rotura al corte y factor de seguridad (FS). Estimación de los asentamientos Presión admisible del terreno. Precauciones especiales que deberá tomar el diseñador o el constructor de la obra. Parámetros para el diseño
12. INFORME DEL EMS •Condiciones de la cimentación: Los parámetros de la cimentación de la estructura proyectada son: Prof. de Desplante Capacidad Ancho del Df(m) , con Admisible del Tipo de Obra Cimiento respecto al Suelo Cimentación B(m) NPT del q adm (kg/cm2) sótano Edificio Independ encia de 07 Pisos con dos sótanos
1.60
2.00
5.40
Zapatas Aisladas con vigas de cimentación
Tipo de Suelo
Gravas arenosas de compacidad densa
12. INFORME DEL EMS MEMORIA DESCRIPTIVA Efecto del Sismo En concordancia con la NTE E.030 Diseño Sismo resistente, el EMS proporcionará como mínimo lo siguiente: -El Factor de Suelo (S) y El Período que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo (Tp(S)) h)
- En el caso que se encuentren suelos granulares saturados sumergidos de los tipos: arenas, limos no plásticos o gravas contenidas en una matriz de estos materiales, el EMS deberá evaluar el potencial de licuefacción de suelos.
12. INFORME DEL EMS PLANOS Y PERFILES DE SUELOS a) Plano de Ubicación del Programa de Exploración Plano topográfico o planimétrico del terreno, relacionado a una base de referencia y mostrando la ubicación física de la cota (o BM) de referencia utilizada. En el plano de ubicación se empleará la nomenclatura indicada en la Tabla TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN Pozo o Calicata Perforación Auscultación
SÍMBOLO C–n P–n A–n
n – número correlativo de sondaje.
12. INFORME DEL EMS PLANOS Y PERFILES DE SUELOS b) Perfil Estratigráfico por Punto Investigado Debe incluirse la información del Perfil del Suelo, así como las muestras obtenidas y los resultados de los ensayos “in situ”. Se sugiere incluir los símbolos gráficos indicados en la siguiente Figura:
12. INFORME DEL EMS PLANOS Y PERFILES DE SUELOS
12. INFORME DEL EMS PLANOS Y PERFILES DE SUELOS
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12. INFORME DEL EMS PLANOS Y PERFILES DE SUELOS
12. INFORME DEL EMS Resultados de los Ensayos de Laboratorio Se incluirán todos los gráficos y resultados obtenidos en el Laboratorio
NORMA E-050: SUELOS Y CIMENTACIONES
CAPITULO III ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN
13. CARGAS A UTILIZAR a) Para el cálculo del factor de seguridad de cimentaciones: Se utilizarán como cargas aplicadas a la cimentación, las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseño estructural de las columnas del nivel más bajo de la edificación. 05/10/2012
b) Para el cálculo del asentamiento de cimentaciones apoyadas sobre suelos granulares: Se deberá considerar la máxima carga vertical que actúe (Carga Muerta más Carga Viva más Sismo) utilizada para el diseño de las columnas del nivel más bajo de la edificación.
13. CARGAS A UTILIZAR c) Para el cálculo de asentamientos en suelos cohesivos: Se considerará la Carga Muerta más el 50% de la Carga Viva, sin considerar la reducción que permite la Norma Técnica de Edificación E.020 Cargas.
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d) Para el cálculo de asentamientos, en el caso de edificaciones con sótanos en las cuales se empleé plateas o losas de cimentación: Se podrá descontar de la carga total de la estructura, el peso del suelo excavado para la construcción de los
14. ASENTAMIENTO TOLERABLE El EMS deberá indicar el asentamiento tolerable El Asentamiento Diferencial (Figura) no debe ocasionar una distorsión angular mayor que la indicada en la Tabla. En suelos granulares el asentamiento diferencial se puede estimar como el 75% del asentamiento total.
14. ASENTAMIENTO TOLERABLE DISTORSIÓN ANGULAR =
= /L
DESCRIPCIÓN
1/150
Límite en el que se debe esperar daño estructural en edificios convencionales.
1/250
Límite en que la pérdida de verticalidad de edificios altos y rígidos puede ser visible.
1/300
Límite en que se debe esperar dificultades con puentes grúas.
1/300
Límite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.
1/500
Límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
1/500
Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de cimentación de estructuras rígidas, altas y esbeltas.
1/650
Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado con espesor aproximado de 1,20 m.
1/750
Límite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a asentamientos.
15. CAPACIDAD DE CARGA La capacidad de carga es la presión última o de falla por corte del suelo y se determina utilizando las fórmulas aceptadas por la mecánica de suelos. En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limoarcillosa), se empleará un ángulo de fricción interna igual a cero
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16. FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE Los factores de seguridad mínimos que deberán tener las cimentaciones son los siguientes: a) Para cargas estáticas: 3,0 b) Para solicitación máxima de sismo o viento (la que sea más desfavorable): 2,5 05/10/2012
17. PRESION ADMISIBLE se efectuará tomando en cuenta los siguientes factores: a) Profundidad de cimentación. b) Dimensión de los elementos de la cimentación. c) Características físico – mecánicas de los suelos ubicados dentro de la zona activa de la cimentación d) Ubicación del Nivel Freático, considerando su probable variación durante la vida útil de la estructura. e) Probable modificación de las características físico – mecánicas de los suelos, como consecuencia de los cambios en el contenido de humedad f) Asentamiento tolerable de la estructura.
