UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Dpto. Académico de Mecánica de Suelos
N.T. E.050 - GENERALIDADES
NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓNE.050 SUELOS Y CIMENTACIONES
• Aplicación en todo el territorio nacional.• Las exigencias de esta Norma se consideran mínimas.• No se aplica en casos de fenómenos de geodinámica
externa• No se aplica en casos de presunción de existencia de
ruinas arqueológicas; galerías u oquedades subterráneas de origen natural o artificial.
• En estos casos deberán efectuarse estudios específicos que confirmen y solucionen dichos problemas
MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES
N.T. DE EDIFICACIONES E.050
OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS
• Edificaciones para servicios• Edificación de 1 a 3 pisos, con más de 500 m2
de área techada en planta.• Edificación de 4 o más pisos de altura.• Edificaciones industriales, fábricas, talleres,
etc.• Edificaciones especiales con peligro de falla.• Edificación que requiera pilotes, pilares o
plateas de fundación.• Edificación adyacente a taludes o suelos
inestables.
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• Establecer requisitos para la ejecución de EMS
• Para Cimentación de Edificaciones y otras obras
• Asegurar estabilidad y permanencia de las obras
OBJETIVO DE LA NORMA
N.T. E.050 – INFORMACION PREVIA
DEL TERRENO A INVESTIGAR
• Plano de ubicación y accesos.• Plano topográfico con curvas de nivel
(linderos, usos del terreno, obras anteriores, obras existentes, situación y disposición de acequias y drenajes y ubicación prevista para las obras).
• La situación legal del terreno.
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Otras informaciones• Usos anteriores; cultivo, cantera, minera,
botadero, relleno sanitario, etc.• Construcciones antiguas, restos
arqueológicos u obras semejantes que puedan afectar al EMS.
• Datos disponibles sobre EMS efectuados.• De ser posibles tipo y nivel de cimentación.• Capacidad portante, deformabilidad y/o la
estabilidad del terreno.
• Número de pisos, cotas, áreas, estructura, sótanos, luces y cargas estimadas.
• Casos especiales; cargas concentradas, maquinaria pesada o vibraciones, etc.
• Movimientos de tierras ejecutados y previstos.
• Programa de Investigación Mínimo del EMS, según la Tabla siguiente.
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DE LA OBRA A CIMENTAR
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PROGRAMA DE INVESTIGACION
Condiciones de Frontera Número “n” de puntos de Investigación Profundidad “p” mínima a alcanzar
Cimentación Superficial
Cimentación Profunda. Distribución de los puntos de Investigación Número y tipo de muestras a extraer Ensayos a realizar “in situ” y en el laboratorio
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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
TABLA N° 2.1.2
TIPO DE EDIFICACIÓN
N° DE PISOS (Incluidos los sótanos)
TIPO DE ESTRUCTURA
DISTANCIA MAYOR ENTRE
APOYOS
(m) 3 4 a 8 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.
9 m de
altura 9 m de altura
TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES
B A
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Profundidad “p” mínima de Investigación – zapatas superficiales
PRIMER PISO
Df
zDp f
Edificación sin sótano
Z = 1.5B
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Profundidad “p” mínima de Investigación – bajo sótano
PRIMER PISO
SOTANO
Df
zDhp f
Edificación con sótano
h
Z = 1.5B
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Profundidad “p” mínima de Investigación en plateas o solados
Df
P > 3.0 m
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Profundidad “p” de Investigación Cimentaciones Profundas
zDhp f
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TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
• Ensayo de penetración estándar SPT
• Clasificación de suelos (SUCS)
• Densidad in-situ; cono de arena, nuclear, balón de jebe, etc.
• Penetración cuasi-estática; cono y cono de fricción
• Clasificación de suelos (visual, manual)
• Capacidad portante; carga estática.
• Corte por veleta; suelos cohesivos
• Penetrómetro dinámico (DPL)
• Muestreo por perforaciones con barrena
• Perforación de núcleos de roca
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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.
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ENSAYOS DE LABORATORIO
• Contenido de Humedad• Análisis Granulométrico• Límite Líquido y Límite
Plástico• Peso Específico Relativo de
Sólidos• Clasificación Unificada
(SUCS)• Densidad Relativa• Peso volumétrico de suelo
cohesivo• Límite de Contracción• Ensayo de Proctor
Modificado
• Descripción Visual-Manual• Sales Solubles Totales• Consolidación
Unidimensional• Colapsibilidad Potencial• Compresión Triaxial UU• Compresión Triaxial CD• Compresión no Confinada• Expansión o Asentamiento• Corte Directo• Contenido de Cloruros• Contenido de Sulfatos
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INFORME DEL EMS
MEMORIA DESCRIPTIVA
- Resumen de las Condiciones de Cimentación
-Información Previa
- Exploración de Campo
- Ensayos de Laboratorio
- Perfil de Suelos
- Nivel de la Napa Freática- Análisis de la Cimentación : Tipo cimentacion, profundidad de cimentacion, capacidad admisible, asentamientos, agresión al concreto, nivel freático, parámetro para diseño de estructuras de contención y otros, recomendaciones, etc.
- Efecto del Sismo
PLANOS Y PERFIL DEL TERRENO
ENSAYOS IN SITU Y DE LABORATORIO
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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
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DIVISIONES MAYORES SÍMBOLO
DESCRIPCIÓN SUCS GRÁFICO
SU
EL
OS
GR
AN
UL
AR
ES
GRAVA Y SUELOS
GRAVOSOS
GW
GRAVA BIEN GRADUADA
GP
GRAVA MAL GRADUADA
GM
GRAVA LIMOSA
GC
GRAVA ARCILLOSA
ARENA Y SUELOS
ARENOSOS
SW
ARENA BIEN GRADUADA
SP
ARENA MAL GRADUADA
SM
ARENA LIMOSA
SC
ARENA ARCILLOSA
SU
EL
OS
FIN
OS
LIMOS Y ARCILLAS (LL < 50)
ML
LIMO INORGÁNICO DE BAJA PLASTICIDAD
CL
ARCILLA INORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD
OL
LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE BAJA PLASTICIDAD
LIMOS Y ARCILLAS (LL > 50)
MH
LIMO INORGÁNICO DE ALTA PLASTICIDAD
CH
ARCILLA INORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD
OH
LIMO ORGÁNICO O ARCILLA ORGÁNICA DE ALTA PLASTICIDAD
SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS
Pt
TURBA Y OTROS SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS.
ANALISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION
•CARGAS A UTILIZAR
•ASENTAMIENTO TOLERABLE
•CAPACIDAD DE CARGA
•FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE
•PRESIÓN ADMISIBLE
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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.
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asentamiento tolerable
TABLA N° 3.2.0DISTORSIÓN 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.
1/500Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de cimentación de estructuras
rígidas, altas y esbeltas.
1/650Límite 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.
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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 carga Asentamiento admisible.
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CIMENTACIONES SUPERFICIALES
• DEFINICION• PROFUNDIDAD DE CIMENTACION• PRESION ADMISIBLE• CIMENTACION SOBRE RELLENOS• CARGAS EXCENTRICAS• CARGAS INCLINADAS• CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES
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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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CIMENTACION SOBRE RELLENOS CONTROLADOS
Depósitos artificiales conformado por material seleccionado compactado en capas.
La compactación debe ser controlada con métodos convencionales y su compacidad verificada por el ensayo SPT ( o auscultaciones tipo Peck o DPL)
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CIMENTACION SOBRE RELLENOS CONTROLADOS
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 espesor
No se cimentará en rellenos no controlados.
PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACION
• SUELOS COLAPSABLES• ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS
SUBTERRANEAS• SUELOS EXPANSIVOS• LICUACION DE SUELOS• SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES
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