MECANICA DE SUELOS

Samir Angulo Torres2012145512Norma E. 050: suelos y cimentaciones

OBJETIVO

El objetivo de esta Norma es establecer los requisitos para la ejecucin de Estudios deMecnica de Suelos (EMS), con fines de cimentacin, de edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma. Los EMS se ejecutarn con la finalidad de asegurar la estabilidad y permanencia de las obras y para promover la utilizacin racional de los recursos.

1.2 MBITO DE APLICACINEl mbito de aplicacin de la presente Norma comprende todo el territorio nacional.Las exigencias de esta Norma se consideran mnimas.La presente Norma no toma en cuenta los efectos de los fenmenos de geodinmica externa y no se aplica en los casos que haya presuncin de la existencia de ruinas arqueolgicas; galeras u oquedades subterrneas de origen natural o artificial. En ambos casos debern efectuarse estudios especficamente orientados a confirmar y solucionar dichos problemas.

1.3 OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS1.3.1 Casos donde existe obligatoriedadEs obligatorio efectuar el EMS en los siguientes casos:a) Edificaciones en general, que alojen gran cantidad de personas, equipos costosos o peligrosos, tales como: colegios, universidades, hospitales y clnicas, estadios, crceles, auditorios, templos, salas de espectculos, museos, centrales telefnicas, estaciones de radio y televisin, estaciones de bomberos, archivos y registros pblicos, centrales de generacin de electricidad, sub-estaciones elctricas, silos, tanques de agua y reservorios, empresas prestadoras de servicios pblicos, entidades pblicas y privadas e instalaciones militares en general.b) Cualquier edificacin no mencionada en a) de uno a tres pisos, que ocupen individual o conjuntamente ms de 500 m2 de rea techada en planta.c) Cualquier edificacin no mencionada en a) de cuatro o ms pisos de altura, cualquiera que sea su rea.d) Edificaciones industriales, fbricas, talleres o similares.e) Edificaciones especiales cuya falla, adems del propio colapso, represente peligros adicionales importantes, tales como: reactores atmicos, grandes hornos, depsitos de materiales inflamables, corrosivos o combustibles, paneles de publicidad de grandes dimensiones y otros de similar riesgo.f) Cualquier edificacin que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundacin.g) Cualquier edificacin adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su estabilidad.En los casos en que es obligatorio efectuar un EMS, de acuerdo a lo indicado en este numeral, el informe del EMS correspondiente deber ser firmado por un ProfesionalResponsable (PR).En estos mismos casos deber incluirse en los planos de cimentacin una transcripcin literal del Resumen de las Condiciones de Cimentacin del EMS (Ver 2.4.1.a)

1.3.2 Casos donde no existe obligatoriedad de elaborar un EMS de acuerdo al numeral

Slo en caso de lugares con condiciones de cimentacin conocida debidas a depsitos de suelos uniformes tanto vertical como horizontalmente, sin los problemas especiales de cimentacin indicados en el Capitulo 6, con reas techadas en planta de primer pisomenores que 500 m2 , de hasta tres pisos y sin stano, el PR podr asumir los valores de la Presin Admisible del Suelo, profundidad de cimentacin y cualquier otra consideracin concerniente a la Mecnica de Suelos, basndose en no menos de 3 puntos de investigacin hasta la profundidad mnima p indicada en el numeral 2.3.2.c.Estos datos, incluyendo los perfiles de suelos, plano de ubicacin de los puntos de investigacin y fotografas, debern figurar en un Informe Tcnico que deber elaborar elPR, el que no constituye un EMS.En caso que la estimacin indique la necesidad de usar cimentacin especial, profunda o por platea, se deber efectuar un EMS de acuerdo a los numerales 2.3 y 2.4.

1.4 ESTUDIOS DE MECNICA DE SUELOS (EMS)Son aquellos que cumplen con todos los requisitos de la presente Norma, con elPrograma de Investigacin descrito en el numeral 2.3 y que se plasman en un informe segn lo indicado en el numeral 2.4.

1.5 ALCANCE DEL EMSLa informacin del EMS es vlida solamente para el rea y tipo de obra indicadas en el informe firmado por el PR.Los resultados e investigaciones de campo y laboratorio, as como el anlisis, conclusiones y recomendaciones del EMS, slo se aplicarn al terreno y edificaciones comprendidas en el mismo. No podrn emplearse en otros terrenos, para otras edificaciones, o para otro tipo de obra.

1.6 RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMSTodo EMS deber ser firmado por el PR que, por lo mismo, asume la responsabilidad del contenido y de las conclusiones del informe. El PR no podr delegar a terceros dicha responsabilidad.

1.7 RESPONSABILIDAD POR APLICACIN DE LA NORMALas entidades encargadas de otorgar la ejecucin de las obras y la Licencia deEdificacin son las responsables de hacer cumplir esta Norma. Dichas entidades no autorizarn la ejecucin de las obras, si el proyecto no cuenta con un EMS o el informe del PR en el caso del numeral 1.3.2, para el rea y tipo de obra especfico.

1.8 INTERPRETACIN DE LA NORMALa interpretacin de la presente Norma slo podr ser realizada por un Ingeniero Civil, registrado y habilitado por el Colegio de Ingenieros del Per.

1.9 RESPONSABILIDAD DEL SOLICITANTEProporcionar la informacin indicada en el numeral 2.1 y garantizar el libre acceso al terreno para efectuar la investigacin del campo.

CAPTULO 2ESTUDIOS

2.1.1 Del terreno a investigara) Plano de ubicacin y accesos.b) Plano topogrfico con curvas de nivel. Si la pendiente promedio del terreno fuera inferior al 5%, bastar un levantamiento planimtrico. En todos los casos se harn indicaciones de linderos, usos del terreno, obras anteriores, obras existentes, situacin y disposicin de acequias y drenajes. En el plano deber indicarse tambin, la ubicacin prevista para las obras. De no ser as, el programa de investigacin (ver el numeral 2.3), cubrir toda el rea del terreno.c) La situacin legal del terreno.2.1.2 De la obra a cimentara) Caractersticas generales acerca del uso que se le dar, nmero de pisos, niveles de piso terminado, rea aproximada, tipo de estructura, nmero de stanos, luces y cargas estimadas.b) En el caso de edificaciones especiales (que transmitan cargas concentradasimportantes, que presenten luces grandes, alberguen maquinaria pesada o que vibren, que generen calor o fro o que usen cantidades importantes de agua), deber contarse con la indicacin de la magnitud de las cargas a transmitirse a la cimentacin y niveles de piso terminado, o los parmetros dinmicos de la mquina, las tolerancias de las estructuras a movimientos totales o diferenciales y sus condiciones lmite de servicio y las eventuales vibraciones o efectos trmicos generados en la utilizacin de la estructura.c) Los movimientos de tierras ejecutados y los previstos en el proyecto.d) Para los fines de la determinacin del Programa de Investigacin Mnimo (PIM) delEMS (ver el numeral 2.3.2), las edificaciones sern calificadas, segn la Tabla 1, donde A, B y C designan la importancia relativa de la estructura desde el punto de vista de la investigacin de suelos necesaria para cada tipo de edificacin, siendo el A ms exigente que el B y ste que el C.

2.1.3 Datos generales de la zonaEl PR recibir del Solicitante los datos disponibles del terreno sobre:a) Usos anteriores (terreno de cultivo, cantera, explotacin minera, botadero, relleno sanitario, etc.).b) Construcciones antiguas, restos arqueolgicos u obras semejantes que puedan afectar al EMS.2.1.4 De los terrenos colindantesDatos disponibles sobre EMS efectuados2.1.5 De las edificaciones adyacentesNmeros de pisos incluidos stanos, tipo y estado de las estructuras. De ser posible tipo y nivel de cimentacin.2.1.6 Otra informacinCuando el PR lo considere necesario, deber incluir cualquier otra informacin de carcter tcnico, relacionada con el EMS, que pueda afectar la capacidad portante, deformabilidad y/o la estabilidad del terreno.

2.2 TCNICAS DE INVESTIGACIN2.2.1 Tcnicas de Investigacin de CampoLas Tcnicas de Investigacin de Campo aplicables en los EMS son las indicadas en laTabla 2.

TABLA 2DESCRIPCIN NORMA APLICABLE*SUELOS. Mtodo de ensayo de penetracin estndar SPT. NTP 339.133:1999SUELOS. Mtodo para la clasificacin de suelos con propsitos de ingeniera (sistema unificado de clasificacin de suelos SUCS). NTP 339.134:1999SUELOS. Mtodo de ensayo estndar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el mtodo del cono de arena. ** NTP 339.143:1999SUELOS. Mtodos de ensayos estndar para densidad in situ del suelo y suelo agregado por medio de mtodos nucleares (profundidad superficial). NTP 339.144:1999SUELOS. Ensayo de penetracin cuasi-esttica profunda de suelos con cono y cono de friccin (CPT). NTP 339.148:2000SUELOS. Descripcin e identificacin de suelos. Procedimiento visual manual. NTP 339.150:2001SUELOS. Mtodo de ensayo normalizado para la capacidad portante del suelo por carga esttica y para cimientos aislados. NTP 339.153:2001SUELOS. Mtodo normalizado para ensayo de corte por veleta de campo de suelos cohesivos. NTP 339.155:2001SUELOS. Mtodo de ensayo normalizado para la auscultacin con penetrmetro dinmico ligero de punta cnica (DPL). NTP 339.159:2001SUELOS. Prctica para la investigacin y muestreo de suelos por perforaciones con barrena. NTP 339.161:2001SUELOS. Gua normalizada para caracterizacin de campo con fines de diseo de ingeniera y construccin. NTP 339.162:2001SUELOS. Mtodo de ensayo normalizado de corte por veleta en miniatura de laboratorio en suelos finos arcillosos saturados. NTP 339.168:2002SUELOS. Prctica normalizada para la perforacin de ncleos de roca para la investigacin del sitio. NTP 339.173:2002SUELOS. Mtodo de ensayo normalizado para la medicin de la densidad de suelos y rocas in-situ por el mtodo de reemplazo con agua en un pozo de exploracin. **NTP 339.253:2003SUELOS. Mtodos de ensayo estndar para la determinacin de la densidad y peso unitario de suelos in situ por el mtodo del baln de jebe. **NTP 339.256:2004Cono Dinmico Superpesado (DPSH) - ver ANEXO II UNE 103-801:1994Auscultacin Dinmica mediante el Cono Tipo Peck (CTP) (ver ANEXO III)* En todos los casos se utilizar la ltima versin de la Norma.** Estos ensayos solo se emplearn para el control de la compactacin de rellenos Controlados o deIngeniera.NOTA: Los ensayos de densidad de campo, no podrn emplearse para determinar la densidad relativa y la presin admisible de un suelo arenoso.2.2.2 Aplicacin de las Tcnicas de InvestigacinLa investigacin de campo se realizar de acuerdo a lo indicado en el presente Captulo, respetando las cantidades, valores mnimos y limitaciones que se indican en esta Normay adicionalmente, en todo aquello que no se contradiga, se aplicar lo indicado en laNTP 339.162:2001.a) Pozos o Calicatas y TrincherasSon excavaciones de formas diversas que permiten una observacin directa delterreno, as como la toma de muestras y la realizacin de ensayos in situ que no requieran confinamiento. Las calicatas y trincheras sern realizadas segn la NTP339.162:2001. El PR deber tomar las precauciones necesarias a fin de evitar accidentes.b) Perforaciones Manuales y MecnicasSon sondeos que permiten reconocer la naturaleza y localizacin de las diferentes capas del terreno, as como extraer muestras del mismo y realizar ensayos in situ.La profundidad recomendable es hasta 10 metros en perforacin manual, sin limitacin en perforacin mecnica.Las perforaciones manuales o mecnicas tendrn las siguientes limitaciones:b-1) Perforaciones mediante Espiral MecnicoLos espirales mecnicos que no dispongan de un dispositivo para introducir herramientas de muestreo en el eje, no deben usarse en terrenos donde sea necesario conocer con precisin la cota de los estratos, o donde el espesor de los mismos sea menor de 0,30 metros.b-2) Perforaciones por Lavado con Agua.Se recomiendan para dimetros menores a 100 mm. Las muestras procedentes del agua del lavado no debern emplearse para ningn ensayo de laboratorio.c) Mtodo de Ensayo de Penetracin Estndar (SPT) NTP 339.133:1999Los Ensayos de Penetracin Estndar (SPT) son aplicables, segn se indica en laTabla 3.No se recomienda ejecutar ensayos (SPT) en el fondo de calicatas, debido a la prdida de confinamiento.d) Ensayo de Penetracin Cuasi-Esttica Profunda de Suelos con Cono y Cono deFriccin (CPT) NTP339.148:2000Este mtodo se conoce tambin como el Cono Holands. Vase aplicacin en laTabla 3.e) Prueba de Penetracin Dinmica Superpesada (DPSH) UNE 103-801:1994 .Se utiliza para auscultaciones dinmicas que requieren investigacin adicional de suelos para su interpretacin y no sustituyen al Ensayo de Penetracin Estndar.Los parmetros obtenidos con este ensayo (N20) debern ser correlacionados con los parmetros de los ensayos SPT (N) en el sitio de estudio.No se recomienda ejecutar ensayos DPSH en el fondo de calicatas, debido a la prdida de confinamiento.Para determinar las condiciones de cimentacin sobre la base de auscultaciones dinmicas, debe conocerse previamente la estratigrafa del terreno obtenida mediante la ejecucin de calicatas, trincheras o perforaciones.f) Auscultacin Dinmica Mediante el Cono Dinmico Tipo Peck Es un ensayo desarrollado en el Per que se utiliza para efectuar auscultaciones dinmicas que, como en los casos del DPSH y el DPL, requieren de investigacin adicional de suelos para su interpretacin y no sustituyen al Ensayo dePenetracin Estndar (SPT). Los parmetros obtenidos con este ensayo (Cn) debern ser correlacionados con los parmetros de los ensayos SPT (N) en el sitio de estudio.No se recomienda ejecutar ensayos con Cono Dinmico Tipo Peck (CTP) en el fondo de calicatas, debido a la prdida de confinamiento.Para determinar las condiciones de cimentacin sobre la base de auscultaciones dinmicas, debe conocerse previamente la estratigrafa del terreno obtenida mediante la ejecucin de calicatas, trincheras o perforaciones.Vase aplicacin en la Tabla 3.g) Mtodo de ensayo normalizado para la auscultacin con penetrmetro dinmico ligero de punta cnica (DPL) NTP 339.159:2001Las auscultaciones dinmicas son ensayos que requieren investigacin adicional de suelos para su interpretacin y no sustituyen al Ensayo de PenetracinEstndar (SPT). Los parmetros obtenidos con este ensayo (Cn) debern ser correlacionados con los parmetros de los ensayos SPT (N) en el sitio de estudio, o en el caso de control de rellenos, con el grado de compactacin.No se recomienda ejecutar ensayos DPL en el fondo de calicatas, debido a la prdida de confinamiento.Para determinar las condiciones de cimentacin sobre la base de auscultaciones dinmicas, debe conocerse previamente la estratigrafa del terreno obtenida mediante la ejecucin de calicatas, trincheras o perforaciones.h) Mtodo Normalizado para Ensayo de Corte con Veleta de Campo en SuelosCohesivos NTP 339.155:2001Este ensayo es aplicable nicamente cuando se trata de suelos cohesivos saturados desprovistos de arena o grava, como complemento de la informacin obtenida mediante calicatas o perforaciones. Su aplicacin se indica en la Tabla 3.i) Mtodo de Ensayo Normalizado para la Capacidad Portante del Suelo por Carga Esttica y para Cimientos Aislados NTP 339.153:2001Las pruebas de carga deben ser precedidas por un EMS y se recomienda su uso nicamente cuando el suelo a ensayar es tridimensionalmente homogneo, comprende la profundidad activa de la cimentacin y es semejante al ubicado bajo el plato de carga. 2.2.3. Correlacin entre ensayos y propiedades de los suelosEn base a los parmetros obtenidos en los ensayos in situ y mediante correlaciones debidamente comprobadas, el PR puede obtener valores de resistencia al corte no drenado, ngulo de friccin interna, relacin de pre consolidacin, relacin entre asentamientos y carga, coeficiente de balasto, mdulo de elasticidad, entre otros.

2.2.4. Tipos de MuestrasSe considera los cuatro tipos de muestras que se indican en la Tabla 4, en funcin de las exigencias que debern atenderse en cada caso, respecto del terreno que representan.

2.3 PROGRAMA DE INVESTIGACIN2.3.1. GeneralidadesUn programa de investigacin de campo y laboratorio se define mediante:a) Condiciones de frontera.b) Nmero n de Puntos de Investigacin.c) Profundidad p a alcanzar en cada punto.d) Distribucin de los puntos en la superficie del terreno.e) Nmero y tipo de muestras a extraer.f) Ensayos a realizar In situ y en el laboratorio.Un EMS puede plantearse inicialmente con un PIM (Programa de Investigacin Mnimo), debiendo aumentarse los alcances del programa en cualquiera de sus partes si las condiciones encontradas as lo exigieran.2.3.2. Programa de Investigacin Mnimo - PIMEl Programa de Investigacin aqu detallado constituye el programa mnimo requerido por un EMS, siempre y cuando se cumplan las condiciones dadas en el numeral 2.3.2.a.De no cumplirse las condiciones indicadas, el PR deber ampliar el programa de la manera ms adecuada para lograr los objetivos del EMS.a) Condiciones de FronteraTienen como objetivo la comprobacin de las caractersticas del suelo, supuestamente iguales a las de los terrenos colindantes ya edificados. Sern de aplicacin cuando se cumplan simultneamente las siguientes condiciones: a-1) No existen en los terrenos colindantes grandes irregularidades como afloramientos rocosos, fallas, ruinas arqueolgicas, estratos errticos, rellenos o cavidades.a-2) No existen edificaciones situadas a menos de 100 metros del terreno a edificar que presenten anomalas como grietas o desplomes originados por el terreno de cimentacin.a-3) El tipo de edificacin (Tabla 1) a cimentar es de la misma o de menor exigencia que las edificaciones situadas a menos de 100 metros.a-4) El nmero de plantas del edificio a cimentar (incluidos los stanos), la modulacin media entre apoyos y las cargas en stos son iguales o inferiores que las correspondientes a las edificaciones situadas a menos de100 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 cimentacin prevista para el edificio en estudio no profundiza respecto de las contiguas ms de 1,5 metros.b) Nmero n de Puntos de InvestigacinEl nmero de Puntos de Investigacin se determina en la Tabla 6 en funcin del tipo de edificacin y del rea de la superficie a ocupar por ste.

d) Distribucin de los puntos de InvestigacinSe distribuirn adecuadamente, teniendo en cuenta las caractersticas y dimensiones del terreno as como la ubicacin de las estructuras previstas cuando stas estn definidas.e) Nmero y tipo de muestras a extraerCuando el plano de apoyo de la cimentacin prevista no sea roca, se tomar encada sondaje una muestra tipo Mab por estrato, o al menos una cada 2 metros de profundidad hasta el plano de apoyo de la cimentacin prevista Df y a partir de ste una muestra tipo Mib o Mit cada metro, hasta alcanzar la profundidad p, tomndose la primera muestra en el propio plano de la cimentacin.Cuando no sea posible obtener una muestra tipo Mib o Mit, sta se sustituir por un ensayo in situ y una muestra tipo Mab.f) Ensayos a realizar in situ y en laboratorioSe realizarn, sobre los estratos tpicos y/o sobre las muestras extradas segn las normas aplicables indicadas en las Tablas 3 y 5. Las determinaciones a realizar, as como el nmero de muestras a ensayar ser determinado por el PR.

2.4 INFORME DEL EMSEl informe del EMS comprender:- Memoria Descriptiva- Planos de Ubicacin de las Obras y de Distribucin de los Puntos deInvestigacin.- Perfiles de Suelos- Resultados de los Ensayos in situ y de Laboratorio.

2.4.1 Memoria Descriptivaa) Resumen de las Condiciones de CimentacinDescripcin resumida de todos y cada uno de los tpicos principales del informe:- Tipo de cimentacin.- Estrato de apoyo de la cimentacin.- Parmetros de diseo para la cimentacin (Profundidad de la Cimentacin,Presin Admisible, Factor de Seguridad por Corte y AsentamientoDiferencial o Total).- Agresividad del suelo a la cimentacin.- Recomendaciones adicionales.b) Informacin PreviaDescripcin detallada de la informacin recibida de quien solicita el EMS y de la recolectada por el PR de acuerdo el numeral 2.1.c) Exploracin de CampoDescripcin de los pozos, calicatas, trincheras, perforaciones y auscultaciones, as como de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas.d) Ensayos de LaboratorioDescripcin de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas.e) Perfil del SueloDescripcin de los diferentes estratos que constituyen el terreno investigado indicando para cada uno de ellos: origen, nombre y smbolo del grupo del suelo, segn el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos - SUCS, NTP339.134:1999, plasticidad de los finos, consistencia o densidad relativa, humedad, color, tamao mximo y angularidad de las partculas, olor, cementacin y otros comentarios (races, cavidades, etc.), de acuerdo a la NTP 339.150:2001.f) Nivel de la Napa FreticaUbicacin de la napa fretica, indicando la fecha de medicin y comentarios sobre su variacin en el tiempo.g) Anlisis de la CimentacinDescripcin de las caractersticas fsico mecnicas de los suelos que controlan el diseo de la cimentacin. Anlisis y diseo de solucin para cimentacin. Se incluir memorias de clculo en cada caso, en las que deberan indicarse todos los parmetros utilizados y los resultados obtenidos. En este numeral se incluir como mnimo:- Memoria de clculo.- Tipo de cimentacin y otras soluciones si las hubiera.- Profundidad de cimentacin (Df).- Determinacin de la carga de rotura al corte y factor de seguridad (FS).- Estimacin de los asentamientos que sufrira la estructura con la carga aplicada (diferenciales y/o totales).- Presin admisible del terreno.- Otros parmetros que se requieran para el diseo o construccin de las estructuras y cuyo valor dependa directamente del suelo.

h) Efecto del SismoEn concordancia con la NTE E.030 Diseo Sismorresistente, el EMS proporcionar como mnimo lo siguiente:- El Factor de Suelo (S) y- El Perodo que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo(Tp(s)).Para una condicin de suelo o estructura que lo amerite, el PR deber recomendarla medicin in situ del Perodo Fundamental del Suelo, a partir del cual se determinarn los parmetros indicados.En el caso que se encuentren suelos granulares saturados sumergidos de los tipos: arenas, limos no plsticos o gravas contenidas en una matriz de estos materiales, el EMS deber evaluar el potencial de licuefaccin de suelos, de acuerdo con el numeral 6.4.i) Parmetros para el diseo y construccin de obras de sostenimiento.Tales como cohesin y/o ngulo de friccin interna, y peso unitario volumtrico de acuerdo al tipo de suelo y otros que considere pertinente el PR.j) Anlisis Adicionales.Indicacin de las precauciones especiales que deber tomar el diseador o el constructor de la obra, como consecuencia de las caractersticas particulares del terreno investigado (efecto de la napa fretica, contenido de sales agresivas al concreto, expansin o colapso del suelo, licuacin y otros que considere pertinente el PR.)

2.4.2 Planos y Perfiles de Suelosa) Plano de Ubicacin del Programa de ExploracinPlano topogrfico o planimtrico del terreno, relacionado a una base de referencia y mostrando la ubicacin fsica de la cota (o BM) de referencia utilizada.b) Perfil Estratigrfico por Punto InvestigadoDebe incluirse la informacin del Perfil del Suelo indicada en el numeral 2.4.1.e, as como las muestras obtenidas y los resultados de los ensayos in situ. Se sugiere incluir los smbolos grficos indicados en la Figura 3.

CAPTULO 3ANLISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIN

3.1 CARGAS A UTILIZARPara la elaboracin de las conclusiones del EMS, y en caso de contar con la informacin de las cargas de la edificacin, se debern considerar:a) Para el clculo del factor de seguridad de cimentaciones: se utilizarn como cargas aplicadas a la cimentacin, las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseo estructural de las columnas del nivel ms bajo de la edificacin.b) Para el clculo del asentamiento de cimentaciones apoyadas sobre suelos granulares y cohesivos: se considerar la Carga obtenida de acuerdo a la NormaTcnica de Edificacin E .020 Cargas.c) Para el clculo de asentamientos, en el caso de edificaciones con stanos en las cuales se emplee plateas o losas de cimentacin, se podr descontar de la carga total de la estructura (carga muerta ms sobrecarga ms el peso de losa de cimentacin) el peso del suelo excavado para la construccin de los stanos.

3.2 ASENTAMIENTO TOLERABLEEn todo EMS se deber indicar el asentamiento tolerable que se ha considerado para la edificacin o estructura motivo del estudio. El Asentamiento Diferencial (Figura 4) no debe ocasionar una distorsin angular mayor que la indicada en la Tabla 8.En el caso de suelos granulares el asentamiento diferencial se puede estimar como el75% del asentamiento total.

3.3 CAPACIDAD DE CARGALa capacidad de carga es la presin ltima o de falla por corte del suelo y se determina utilizando las frmulas aceptadas por la mecnica de suelos.En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limo-arcillosa), se debe emplear un ngulo de friccin interna () igual a cero.En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas), se debe emplear una cohesin (c) igual a cero.

3.4 FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTELos factores de seguridad mnimos que debern tener las cimentaciones son los siguientes:a) Para cargas estticas: 3,0b) Para solicitacin mxima de sismo o viento (la que sea ms desfavorable): 2,53.5 PRESIN ADMISIBLELa determinacin de la Presin Admisible, se efectuar tomando en cuenta los siguientes factores:a) Profundidad de cimentacin.b) Dimensin de los elementos de la cimentacin.c) Caractersticas fsico mecnicas de los suelos ubicados dentro de la zona activa de la cimentacin.d) Ubicacin del Nivel Fretico, considerando su probable variacin durante la vida til de la estructura.e) Probable modificacin de las caractersticas fsico mecnicas de los suelos, como consecuencia de los cambios en el contenido de humedad.f) Asentamiento tolerable de la estructura.La presin admisible ser la menor de la que se obtenga mediante:a) La aplicacin de las ecuaciones de capacidad de carga por corte afectada por el factor de seguridad correspondiente (Ver 3.4).b) La presin que cause el asentamiento admisible.

CAPTULO 4CIMENTACIONES SUPERFICIALES

4.1 DEFINICINSon aquellas en las cuales la relacin Profundidad / ancho (Df / B) es menor o igual a cinco (5), siendo Df la profundidad de la cimentacin y B el ancho o dimetro de la misma.Son cimentaciones superficiales las zapatas aisladas, conectadas y combinadas; las cimentaciones continuas (cimientos corridos) y las plateas de cimentacin.

4.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACINLa profundidad de cimentacin de zapatas y cimientos corridos, es la distancia desde el nivel de la superficie del terreno a la base de la cimentacin, excepto en el caso de edificaciones con stano, en que la profundidad de cimentacin estar referida al nivel del piso terminado del stano. En el caso de plateas o losas, la profundidad de cimentacin ser la distancia del fondo de la losa a la superficie del terreno natural.La profundidad de cimentacin quedar definida por el PR y estar condicionada a cambios de volumen por humedecimiento-secado, hielo-deshielo o condiciones particulares de uso de la estructura, no debiendo ser menor de 0,80 metros en cualquier tipo de cimentacin de elementos portantes o no portantes no arriostrados lateralmente.En el caso de cimentacin sobre roca, el PR definir la profundidad de cimentacin, pudiendo en este caso ser menor a 0,80 metros.Las plateas de cimentacin deben ser losas rgidas de concreto armado con acero en dos direcciones, apoyadas en toda su extensin sobre un Relleno Controlado con una viga perimetral confinante de concreto armado. El fondo de la viga deber llegar hasta el nivel de la sub-rasante, con un peralte mnimo de 0,40 metros. En el caso que el RellenoControlado tuviera un espesor mayor de 0,80 metros la viga deber tener un peralte mnimo de 0,80 metros. La necesidad de incluir vigas interiores rigidizantes adicionales a las perimetrales, el espesor de la losa y el peralte de las vigas, sern determinados por el PR del diseo estructural, para garantizar la rigidez de la cimentacin.Si para una estructura se plantean varias profundidades de cimentacin, deben determinarse la carga admisible y el asentamiento diferencial para cada caso. Deben evitarse la interaccin entre las zonas de influencia de los cimientos adyacentes, de lo contrario ser necesario tenerla en cuenta en el dimensionamiento de los nuevos cimientos.Cuando una cimentacin quede por debajo de una cimentacin vecina existente, el PR deber analizar el requerimiento de calzar la cimentacin vecina, segn lo indicado en el numeral 6.5.6.No debe cimentarse sobre turba, suelo orgnico, tierra vegetal, relleno de desmonte o rellenos sanitario o industrial, ni rellenos No Controlados. Estos materiales inadecuados debern ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificacin y ser reemplazados con materiales que cumplan lo indicado en el numeral 4.4.1.

4.3 PRESIN ADMISIBLESe determina segn lo indicado en el Captulo 3.

4.4 CIMENTACIN SOBRE RELLENOSLos rellenos son depsitos artificiales que se diferencian por su naturaleza y por las condiciones bajo las que son colocados.Por su naturaleza pueden ser:

a) Materiales seleccionados: todo tipo de suelo compactable, con partculas no mayores de 7,5 cm (3), con 30% o menos de material retenido en la malla y sin elementos distintos de los suelos naturales.b) Materiales no seleccionados: todo aqul que no cumpla con la condicin anterior.Por las condiciones bajo las que son colocados:a) Controlados.b) No Controlados.4.4.1 Rellenos Controlados o de IngenieraLos Rellenos Controlados son aquellos que se construyen con Material Seleccionado, tendrn las mismas condiciones de apoyo que las cimentaciones superficiales. Los mtodos empleados en su conformacin, compactacin y control, dependen principalmente de las propiedades fsicas del material.El Material Seleccionado con el que se debe construir el Relleno Controlado deber ser compactado de la siguiente manera:a) Si tiene ms de 12% de finos, deber compactarse a una densidad mayor o igual del 90% de la mxima densidad seca del mtodo de ensayo Proctor Modificado,NTP 339.141:1999, en todo su espesor.b) Si tiene igual o menos de 12% de finos, deber compactarse a una densidad no menor del 95% de la mxima densidad seca del mtodo de ensayo ProctorModificado, NTP 339.141:1999, en todo su espesor.En todos los casos debern realizarse controles de compactacin en todas las capas compactadas, a razn necesariamente, de un control por cada 250 m2 con un mnimo de tres controles por capa. En reas pequeas (igual o menores a 25 m2) se aceptar un ensayo como mnimo. En cualquier caso, el espesor mximo a controlar ser de 0,30 m de espesor, excepto en el caso de arenas finas del tipo SP o SW, donde el PR propondr el procedimiento a seguir.Cuando se requiera verificar la compactacin de un Relleno Controlado ya construido, este trabajo deber realizarse mediante cualquiera de los siguientes mtodos:a) Un ensayo de Penetracin Estndar NTP 339.133:1999 por cada metro de espesor de Relleno Controlado o auscultaciones dinmicas con el Cono DinmicoTipo Peck (CTP) o con el Penetrmetro Dinmico Ligero (DPL), estos dos ltimos debern correlacionarse con el SPT segn se indica en los numerales 2.2.2. (f) y2.2.2 (g) respectivamente. El resultado de cualquiera de estos ensayos debe ser mayor a 25 golpes por cada 0,30 metros en el Ensayo de Penetracin Estndar(N).b) Un ensayo con Cono de Arena, NTP 339.143:1999 por medio de mtodos nucleares, NTP 339.144:1999, por cada 0,50 metros de espesor. Los resultados debern ser: mayores a 90% de la mxima densidad seca del ensayo Proctor Modificado, si tiene ms de 12% de finos; o mayores al 95% de la mxima densidad seca del ensayo Proctor Modificado si tiene igual o menos de 12% de finos.4.4.2 Rellenos No ControladosLos Rellenos No Controlados son aquellos que no cumplen con el numeral 4.4.1. Las cimentaciones superficiales no se podrn construir sobre estos Rellenos No Controlados, los cuales debern ser reemplazados en su totalidad por materiales seleccionados debidamente compactados, como se indica en el numeral 4.4.1, antes de iniciar la construccin de la cimentacin.

4.5 CARGAS EXCNTRICASEn el caso de cimentaciones superficiales que transmiten al terreno una carga vertical Q y dos momentos Mx y My que actan simultneamente segn los ejes x e y respectivamente, el sistema formado por estas tres solicitaciones ser estticamente equivalente a una carga vertical excntrica de valor Q, ubicada en el punto (ex, ey)

4.6 CARGAS INCLINADASLa carga inclinada modifica la configuracin de la superficie de falla, por lo que la ecuacin de capacidad de carga deber ser calculada tomando en cuenta su efecto.

4.7 CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDESEn el caso de cimientos ubicados en terrenos prximos a taludes o sobre taludes o en terreno inclinado, la ecuacin de capacidad de carga debe ser calculada teniendo en cuenta la inclinacin de la superficie y la inclinacin de la base de la cimentacin, si la hubiera.Adicionalmente debe verificarse la estabilidad del talud, considerando la presencia de la estructura.El factor de seguridad mnimo del talud, en consideraciones estticas debe ser 1,5 y en condiciones ssmicas 1,25.

CAPITULO 5CIMENTACIONES PROFUNDAS

5.1 DEFINICINSon aquellas en las que la relacin profundidad /ancho (Df / B) es mayor a cinco (5), siendo Df la profundidad de la cimentacin y B el ancho o dimetro de la misma.Son cimentaciones profundas: los pilotes y micropilotes, los pilotes para densificacin, los pilares y los cajones de cimentacin.La cimentacin profunda ser usada cuando las cimentaciones superficiales generen una capacidad de carga que no permita obtener los factores de seguridad indicados en el numeral 3.4 o cuando los asentamientos generen asentamientos diferenciales mayores a los indicados en el numeral 3.2. Las cimentaciones profundas se pueden usar tambin para anclar estructuras contra fuerzas de levantamiento y para colaborar con la resistencia de fuerzas laterales y de volteo. Las cimentaciones profundas pueden adems ser requeridas para situaciones especiales tales como suelos expansivos y colapsables o suelos sujetos a erosin.Algunas de las condiciones que hacen que sea necesaria la utilizacin de cimentaciones profundas, se indican a continuacin:a) Cuando el estrato o estratos superiores del suelo son altamente compresibles y demasiado dbiles para soportar la carga transmitida por la estructura. En estos casos se usan pilotes para transmitir la carga a la roca o a un estrato ms resistente.b) Cuando estn sometidas a fuerzas horizontales, ya que las cimentaciones con pilotes tienen resistencia por flexin mientras soportan la carga vertical transmitida por la estructura.c) Cuando existen suelos expansivos, colapsables, licuables o suelos sujetos a erosin que impiden cimentar las obras por medio de cimentaciones superficiales.d) Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisin, plataformas en el mar, y losas de stanos debajo del nivel fretico, estn sometidas a fuerzas de levantamiento. Algunas veces se usan pilotes para resistir dichas fuerzas.

5.2 CIMENTACIN POR PILOTESLos pilotes son elementos estructurales hechos de concreto, acero o madera y son usados para construir cimentaciones en los casos en que sea necesario apoyar la cimentacin en estratos ubicados a una mayor profundidad que el usual para cimentaciones superficiales.5.2.1 Programa de exploracin para pilotesEl programa de exploracin para cimentaciones por pilotes se sujetar a lo indicado en elnumeral 2.3.5.2.2 Estimacin de la longitud y de la capacidad de carga del piloteLos pilotes se dividen en dos categoras principales, dependiendo de sus longitudes y del mecanismo de transferencia de carga al suelo, como se indica en los siguientes a continuacin:a) Si los registros de la perforacin establecen la presencia de roca a una profundidad razonable, los pilotes se extienden hasta la superficie de la roca. En este caso la capacidad ltima de los pilotes depende por completo de la capacidad de carga del material subyacente.

b) Si en vez de roca se encuentra un estrato de suelo bastante compacto y resistentea una profundidad razonable, los pilotes se prolongan unos cuantos metros dentro del estrato duro. En este caso, la carga ltima del pilote se expresa como:Qu Qp QfDonde:Qu = Capacidad ltima del pilote.Qp = Capacidad ltima tomada por la punta del pilote.Qf = Capacidad ltima tomada por la friccin superficial desarrollada en los lados del pilote, por los estratos que intervienen en el efecto de friccin.Si Qf es muy pequea:Qu QpEn este caso, la longitud requerida de pilote se estima con mucha precisin si se dispone de los registros de exploracin del subsuelo.c) Cuando no se tiene roca o material resistente a una profundidad razonable, los pilotes de carga de punta resultan muy largos y antieconmicos. Para este tipo de condicin en el subsuelo, los pilotes se hincan a profundidades especficas. La carga ltima de esos pilotes se expresa por la ecuacin:Qu Qp QfDonde:Qu = Capacidad ltima del piloteQp = Capacidad ltima tomada por la punta del pilote.Qf = Capacidad ltima tomada por la friccin superficialdesarrollada en los lados del pilote, por los estratos que intervienen en el efecto de friccin.Sin embargo, si el valor de Qp es pequeo:Qu Qfstos se denominan pilotes de friccin porque la mayor parte de la resistencia se deriva de la friccin superficial. La longitud de estos pilotes depende de la resistencia cortante del suelo, de la carga aplicada y del tamao del pilote. Los procedimientos tericos para dicho clculo se presentan ms adelante.5.2.3 Consideraciones en el clculo de capacidad de cargaDentro de los clculos de la capacidad de carga de los pilotes no se deben considerar los estratos licuables, aquellos de muy baja resistencia, suelos orgnicos ni turbas.5.2.4 Capacidad de carga del grupo de pilotesa) En el caso de un grupo de pilotes de friccin en arcilla, deber analizarse el efecto de grupo.

b) En el caso de pilotes de punta apoyados sobre un estrato resistente de poco espesor, debajo del cual se tiene un suelo menos resistente, debe analizarse la capacidad de carga por punzonamiento de dicho suelo.5.2.4.1 Factores de seguridada) Para el clculo de la capacidad de carga admisible, mediante mtodos estticos, a partir de la carga ltima, se utilizarn los factores de seguridad estipulados en el numeral 3.4.b) Para el clculo mediante mtodos dinmicos, se utilizar el factor de seguridad correspondiente a la frmula utilizada. En ningn caso el factor de seguridad en los mtodos dinmicos ser menor de 2.5.2.4.2 Espaciamiento de pilotesa) El espaciamiento mnimo entre pilotes ser el indicado en la Tabla 9.b) Para el caso de pilotes por friccin, este espaciamiento no podr ser menor de1,20 metros.5.2.4.3 Friccin negativaa) La friccin negativa es una fuerza de arrastre hacia abajo ejercida sobre el pilote por el suelo que lo rodea, la cual se presenta bajo las siguientes condiciones:- Si un relleno de suelo arcilloso se coloca sobre un estrato de suelo granular en el que se hinca un pilote, el relleno se consolidar gradualmente, ejerciendo una fuerza de arrastre hacia abajo sobre el pilote durante el perodo de consolidacin.- Si un relleno de suelo granular se coloca sobre un estrato de arcilla blanda, inducir el proceso de consolidacin en el estrato de arcilla y ejercer una fuerza de arrastre hacia abajo sobre el pilote.- Si existe un relleno de suelo orgnico por encima del estrato donde est hincado el pilote, el suelo orgnico se consolidar gradualmente, debido a la alta compresibilidad propia de este material, ejerciendo una fuerza de arrastre hacia abajo sobre el pilote.- El descenso del nivel fretico incrementar el esfuerzo vertical efectivo sobre el suelo a cualquier profundidad, lo que inducir asentamientos por consolidacin en la arcilla. Si un pilote se localiza en el estrato de arcilla, quedar sometido a una fuerza de arrastre hacia abajo.b) Este efecto incrementa la carga que acta en el pilote y es generado por el desplazamiento relativo hacia abajo del suelo con respecto al pilote; deber tomarse en cuenta cuando se efecta pilotaje en suelos compresibles.

5.2.4.4 Anlisis del efecto de la friccin negativaa) Para analizar el efecto de la friccin superficial negativa se utilizarn los mtodos estticos, considerando nicamente en ellos la friccin lateral suelo pilote, actuando hacia abajo.b) La friccin negativa debe considerarse como una carga adicional a la que trasmite la estructura.5.2.5 Asentamientosa) Se estimar primero el asentamiento tolerable por la estructura y luego se calcular el asentamiento del pilote aislado o grupo de pilotes para luego compararlos.b) En el clculo del asentamiento del pilote aislado se considerarn: el asentamiento debido a la deformacin axial del pilote, el asentamiento generado por la accin de punta y el asentamiento generado por la carga transmitida por friccin.c) En el caso de pilotes en suelos granulares, el asentamiento del grupo est en funcin del asentamiento del pilote aislado.d) En el caso de pilotes en suelo cohesivo, el principal componente del asentamiento del grupo proviene de la consolidacin de la arcilla. Para estimar el asentamiento, en este caso, puede 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 seccin del grupo y que aplica la carga transmitida por la estructura.5.2.6 Consideraciones durante la ejecucin de la obraDurante la ejecucin de la obra debern efectuarse pruebas de carga y la capacidad de carga deber ser verificada por una frmula dinmica confiable segn las condiciones de la hinca.5.2.6.1 Pruebas de cargaa) Se debern efectuar pruebas de carga segn lo indicado en la Norma ASTMD 1143.b) El nmero de pruebas de carga ser de una por cada lote o grupos de pilotes, con un mnimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.c) Las pruebas se efectuarn en zonas con perfil de suelo conocido como ms desfavorables.5.2.6.2 Ensayos diversosAdicionalmente a la prueba de carga, se recomiendan los siguientes ensayos en pilotes ya instalados:a) Verificacin del buen estado fsico.b) Prueba de carga esttica lateral, de acuerdo a las solicitaciones.c) Verificacin de la inclinacin.

5.3 CIMENTACIN POR PILARESLos pilares son elementos estructurales de concreto vaciados in situ con dimetro mayor a 1,00 metro, con o sin refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.5.3.1 Capacidad de cargaLa capacidad de carga de un pilar deber ser evaluada de acuerdo a los mismos mtodos estticos utilizados en el clculo de pilotes. Se tomar en cuenta los efectos por punta y friccin.

5.3.2 Factor de seguridadLa capacidad admisible se obtendr dividiendo la capacidad ltima por el factor de seguridad. Se utilizarn los factores estipulados en el numeral 3.4.5.3.3 Acampanamiento en la base del pilarSe podr acampanar el pilar en el ensanchamiento de la base a fin de incrementar la capacidad de carga del pilar, siempre y cuando no exista peligro de derrumbes.5.3.4 Aflojamiento del suelo circundanteEl aflojamiento del suelo circundante deber controlarse mediante:a) Una rpida excavacin del fuste y vaciado del concreto.b) El uso de un forro en la excavacin del fuste.c) La aplicacin del Mtodo del Lodo Bentontico.5.3.5 Asentamientosa) Una vez comprobada la capacidad de carga del suelo, deber estimarse el grado de deformacin que se producir al aplicar las cargas. El asentamiento podr ser un factor de limitacin en el proyecto estructural del pilar.b) Se calcular el asentamiento debido a la deformacin axial del pilar, el asentamiento generado por la accin de punta y el asentamiento generado por la carga transmitida por friccin.

5.4 CAJONES DE CIMENTACINLos cajones de cimentacin son elementos estructurales de concreto armado que se construyen sobre el terreno y se introducen en el terreno por su propio peso al ser excavado el suelo ubicado en su interior. El PR deber indicar el valor la friccin lateral del suelo para determinar el peso requerido por el cajn para su instalacin.5.4.1 Capacidad de cargaLa capacidad de carga de un cajn de cimentacin deber ser evaluada de acuerdo a 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 disear como cimentacin superficial, si es mayor a cinco (5) se disear como un pilar.

5.4.2 Factor de seguridadLa capacidad admisible se obtendr dividiendo la capacidad ltima por el factor de seguridad. Se utilizarn los factores estipulados en el numeral 3.4.5.4.3 Asentamientosa) Una vez comprobada la capacidad de carga del suelo, se deber calcular el asentamiento que se producir al aplicar las cargas.b) Se calcular el asentamiento debido a la deformacin axial del cajn, el asentamiento generado por la accin de punta y el asentamiento generado por la carga transmitida por friccin.

CAPTULO 6PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACIN

6.1 SUELOS COLAPSABLESSon suelos que cambian violentamente de volumen por la accin combinada o individual de las siguientes acciones:a) Al ser sometidos a un incremento de carga ob) Al humedecerse o saturarse6.1.1 Obligatoriedad de los EstudiosEn los lugares donde se conozca o sea evidente la ocurrencia de hundimientos debido a la existencia de suelos colapsables, el PR deber incluir en su EMS un anlisis basadoen la determinacin de la plasticidad del suelo NTP 339.129:1999, del ensayo para determinar el peso volumtrico NTP 339.139:1999, y del ensayo de humedad NTP339.127:1998, con la finalidad de evaluar el potencial de colapso del suelo en funcin delLmite Liquido (LL) y del peso volumtrico seco (d). La relacin entre los colapsables y no colapsables y los parmetros antes indicados se muestra en la figura siguiente:FIGURA 6Criterios del Potencial de ColapsoRef.: NAVFAC DM 76.1.2 Evaluacin del ndice de ColapsoCuando el PR encuentre evidencias de la existencia de suelos colapsables deber sustentar su evaluacin mediante los resultados del ensayo NTP 339.163:2001. Las muestras utilizadas para la evaluacin de colapso debern ser obtenidas de pozos a cielo abierto, en condicin inalterada, preferentemente del tipo Mib.El PR establecer la severidad del problema de colapso mediante los siguientes criterios:De manera complementaria, pueden utilizarse pruebas de carga en estado seco y humedecido NTP 339.153:2001. El objetivo de las mismas ser realizar un anlisis comparativo del comportamiento del suelo en su condicin natural, con relacin a su comportamiento en condicin hmeda.En caso se verifique la colapsabilidad del suelo, el PR deber formular las recomendaciones correspondientes a fin de prevenir su ocurrencia.6.1.3 Cimentaciones en reas de suelos colapsables.Las cimentaciones construidas sobre suelos que colapsan (Ic > 6) estn sometidas a grandes fuerzas causadas por el hundimiento violento del suelo, el cual provoca asentamiento, agrietamiento y ruptura, de la cimentacin y de la estructura. Por lo tanto, no est permitido cimentar directamente sobre suelos colapsables. La cimentacin y los pisos debern apoyarse sobre suelos no colapsables. Los pisos no debern apoyarse directamente sobre suelos colapsables.6.1.4 Reemplazo de un suelo colapsableCuando se encuentren suelos que presentan colapso moderado y a juicio del PR, poco profundos, stos sern retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de construccin y sern reemplazados por Rellenos Controlados compactados adecuadamente de acuerdo al numeral 4.4.1. Rellenos controlados o de ingeniera de la presente Norma.

6.2 ATAQUE QUMICO POR SUELOS Y AGUAS SUBTERRNEAS6.2.1 GeneralidadesLas aguas qumico subterrneas son ms agresivas que los suelos al estado seco; sin embargo el humedecimiento de un suelo seco por riego, filtraciones de agua de lluvia, fugas de conductos de agua o cualquier otra causa, puede activar a las sales solubles.Esta Norma slo considera el ataque externo por suelos y aguas subterrneas y no toma en cuenta ningn otro tipo de agresin.6.2.2 Obligatoriedad de los EstudiosEn los lugares con Napa Fretica en la zona activa de la cimentacin o donde se conozca o sea evidente la ocurrencia de ataque qumico al concreto de cimentaciones y superestructuras, el PR deber incluir en su EMS un anlisis basado en ensayos qumicos del agua o del suelo en contacto con ellas, para descartar o contrarrestar tal evento.

6.2.3 Ataque Qumico por Suelos y Aguas Subterrneas6.2.3.1 Ataque cidoEn caso del pH sea menor a 4,0 el PR, deber proponer medidas de proteccin adecuadas, para proteger el concreto del ataque cido.6.2.3.2 Ataque por SulfatosLa mayor parte de los procesos de destruccin del concreto causados por la formacin de sales solubles son debidos a la accin agresiva de los sulfatos. La corrosin de los sulfatos se diferencia de la causada por las aguas blandas, en que no tiene lugar una lixiviacin, sino que la pasta endurecida de cemento, a consecuencia de un aumento de volumen, se desmorona y expansiona, formndose grietas y el ablandamiento del concreto.En la Tabla 4.4 de la NTE E.060 Concreto Armado se indican los grados de ataque qumico por sulfatos en aguas y suelos subterrneos y la medida correctiva a usar en cada caso.En el caso que se desee usar un material sinttico para proteger la cimentacin, ste deber ser geomembrana, geomanta, o geotextil impregnado con asfalto, cuyas caractersticas debern ser definidas por el PR. Las propiedades de estos materiales estarn de acuerdo a las NTP.La determinacin cuantitativa de sales solubles de sulfatos en aguas y suelos se har mediante las NTP 339:074:1982, NTP 400.014:1977, respectivamente.6.2.3.3 Ataque por ClorurosLos fenmenos corrosivos del in cloruro a las cimentaciones se restringe al ataque qumico al acero de refuerzo del concreto armado.Cuando el contenido de in cloro determinado mediante la NTP 400.014:1977, sea mayor 0,15 %, el PR debe recomendar las medidas de proteccin necesarias.La determinacin cuantitativa de cloruros en aguas y suelos se har mediante lasNTP 339.076:1982 y 400.014:1977, respectivamente.

6.3 SUELOS EXPANSIVOSSon suelos cohesivos con bajo grado de saturacin que aumentan de volumen al humedecerse o saturarse.6.3.1 Obligatoriedad de los EstudiosEn las zonas en las que se encuentren suelos cohesivos con bajo grado de saturacin y plasticidad alta (LL 50), el PR deber incluir en su EMS un anlisis basado en la determinacin de la plasticidad del suelo NTP 339.129:1999 y ensayos de granulometra por sedimentacin NTP 339.128:1999 con la finalidad de evaluar el potencial de expansin del suelo cohesivo en funcin del porcentaje de partculas menores a 2 m, del ndice de plasticidad (IP) y de la actividad (A) de la arcilla.

6.3.2 Evaluacin del Potencial de ExpansinCuando el PR encuentre evidencias de la existencia de suelos expansivos deber sustentar su evaluacin mediante los resultados del ensayo para la Determinacin delHinchamiento Unidimensional de suelos cohesivos segn NTP 339.170:2002. Las muestras utilizadas para la evaluacin del hinchamiento debern ser obtenidas de pozos a cielo abierto, en condicin inalterada, preferentemente del tipo Mib.6.3.3 Cimentaciones en reas de suelos expansivos.Las cimentaciones construidas sobre arcillas expansivas estn sometidas a grandes fuerzas causadas por la expansin, las cuales provocan levantamiento, agrietamiento y ruptura de la cimentacin y de la estructura. Por lo tanto, no est permitido cimentar directamente sobre suelos expansivos. La cimentacin deber apoyarse sobre suelos no expansivos o con potencial de expansin bajo. Los pisos no debern apoyarse directamente sobre suelos expansivos y deber dejarse un espacio libre suficientemente holgado para permitir que el suelo bajo el piso se expanda y no lo afecte.6.3.4 Reemplazo de un suelo expansivoCuando se encuentren suelos medianamente expansivos y a juicio de PR, poco profundos, stos sern retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de construccin y sern reemplazados por Rellenos Controlados compactados adecuadamente de acuerdo al numeral 4.4.1. Rellenos controlados o de ingeniera de la presente Norma.

6.4 LICUACIN O LICUEFACCIN DE SUELOS6.4.1 GeneralidadesEn suelos granulares y en algunos suelos granulares con finos cohesivos ubicados bajo la Napa Fretica, las solicitaciones ssmicas pueden originar el fenmeno denominadoLicuacin, el cual consiste en la prdida momentnea de la resistencia al corte del suelo, como consecuencia del incremento de la presin de poros que se genera en el agua contenida en sus vacos y originada por la vibracin que produce el sismo. Esta prdida de resistencia al corte genera la ocurrencia de fallas por los grandes asentamientos en las obras sobreyacentes y por el desplazamiento lateral de taludes y terraplenes.Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar simultneamente las caractersticas siguientes:- Debe estar constituido por arena fina, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plstico o grava empacada en una matriz constituida por alguno de los materiales anteriores.- Debe encontrarse sumergido.En estos casos el PR deber incluir en su EMS un anlisis determinstico y probabilstico del Potencial de Licuacin de la zona, (Ver 6.4.3) e indicar la probabilidad de ocurrencia o no del fenmeno de Licuacin.6.4.2 Investigacin de campoCuando la historia ssmica del lugar haga sospechar la posibilidad de ocurrencia de Licuacin, el programa de investigacin de toda el rea comprometida por la estructura se realizar de acuerdo a lo indicado en la Tabla 6 y con perforaciones hasta 15 m de profundidad como mnimo.Cuando en las Investigaciones Preliminares se encuentren las condiciones indicadas en el numeral 6.4.1, deber asumirse la probabilidad de ocurrencia del fenmeno deLicuacin. En tal caso, el PR debe informar al Solicitante la necesidad de ampliar elPrograma de Investigacin para incluir el Anlisis de Licuacin. El Solicitante deber aprobar el nuevo Programa de Investigacin en toda el rea comprometida por la estructura.Las perforaciones tendrn una profundidad mnima de 15 metros y sern realizadas por las tcnicas de lavado o rotativa. Dentro de las perforaciones debe llevarse a caboEnsayos de Penetracin Estndar SPT (NTP 339.133:1999) espaciados cada 1 metroLas muestras que se obtengan en el penetrmetro utilizado para el ensayo SPT debern recuperarse para poder efectuar en todas ellas los siguientes ensayos como mnimo:

TABLA 12SUELOS. Mtodo de ensayo para el anlisis granulomtrico. NTP 339.128:1999SUELOS. Mtodo de ensayo para determinar el lmite lquido, lmite plstico e ndice de plasticidad de suelos NTP 339.129:1999SUELOS. Mtodo de ensayo para determinar el peso especfico relativo de las partculas slidas de un suelo NTP 339.131:1999SUELOS. Mtodo para la clasificacin de suelos con propsitos de ingeniera (sistema unificado de clasificacin de suelos, SUCS). NTP 339.134 :1999Los ensayos DESH, CTP, DPL, CPT y la medicin de las velocidades de propagacin de las ondas de corte pueden ser usados para investigaciones preliminares, o como investigacin complementaria de los ensayos SPT, previa calibracin en el caso de los ensayos DESH, CTP y DPL.6.4.3 Anlisis del Potencial de LicuacinEn el caso de suelos granulares que presenten las caractersticas indicadas en 6.4.1, se deber realizar el Anlisis del Potencial de Licuacin utilizando el mtodo propuesto porSeed e Idriss (1971, 1982) y actualizado por el National Center for Earthquake Research(1997, NCEER) y por el Earthquake Engineering Research Center (2003, 2004 EERC), como procedimiento para la evaluacin del potencial de licuacin. Este mtodo fue desarrollado en base a observaciones in-situ del comportamiento de depsitos de arenas durante sismos pasados. El procedimiento involucra el uso de la resistencia a la penetracin estndar N (Nmero de golpes del ensayo SPT). El valor de N obtenido en el campo deber corregirse por: energa, dimetro de la perforacin, longitud de las barras para obtener el valor de (N1)60. En forma complementaria al SPT pueden emplearse la resistencia a la penetracin del cono esttico (CPT) qc1 o las velocidades de propagacin de las ondas de corte Vs1 y calcular a partir de uno de esos valores el Potencial de Licuacin de los suelos. Se deber considerar tambin para el anlisis: el porcentaje de finos (% < 75 m), el factor de reduccin de las tensiones (rd), la aceleracin horizontal pico en el terreno (amax), la magnitud momento (Mw), la profundidad (d) y la velocidad de ondas de corte promedio sobre los 12m (V*s,12m).La aceleracin mxima (amax) requerida para el anlisis del potencial de licuacin ser estimada por el PR, la cual ser congruente con los valores empleados en el diseo estructural correspondiente.El mtodo determinstico permite calcular el esfuerzo cortante cclico normalizado resistente mnimo que produce licuacin (CRR) y el esfuerzo cortante cclico normalizado inducido por el sismo (CSR). Adicionalmente se deber efectuar una evaluacin probabilstica basada en un anlisis estadstico de los posibles sismos que puedan ocurrir en un lugar para determinar la Probabilidad de Licuacin (PL).El PR deber calcular la Probabilidad de Licuacin (PL) empleando los criterios y procedimientos ms recientes, aceptados en Geotecnia.El PR establecer la severidad del problema de licuacin mediante los siguientes criterios:El PR determinar los Factores de Seguridad frente a la ocurrencia de la licuacin (FSL)y su valor mnimo, el que deber ser mayor que 1 y depender del tipo e importancia de la obra, se deber tambin establecer la aceleracin mxima de un sismo que causara licuacin para el Factor de Seguridad frente a la ocurrencia de la licuacin (FSL) empleado en el diseo. Siendo: FSL = CRR / CSR6.4.4 Cimentaciones en reas de suelos licuables.Las cimentaciones construidas sobre suelos que licuan (PL>10%) estn sometidas a grandes asentamientos, desplazamiento lateral y falla de la cimentacin y de la estructura. Por lo tanto no est permitido cimentar directamente sobre suelos licuables.La cimentacin y los pisos debern apoyarse sobre suelos no licuables o con licuacin baja. Los pisos no debern apoyarse directamente sobre suelos licuables.El PR deber proponer el tipo de cimentacin para apoyar la estructura sobre un suelos no licuable o los procedimientos constructivos para mejorar las condiciones del suelo y lograr que la Probabilidad de Licuacin (PL) sea 10%, este caso el mejoramiento deber verificarse mediante un programa de investigacin adecuado que permita realizar un nuevo Anlisis de Licuacin Potencial de acuerdo a lo indicado en el numeral 6.4.2.

6.5 SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES6.5.1 GeneralidadesLas excavaciones verticales de ms de 2,00 metros de profundidad requeridas para alcanzar los niveles de los stanos y sus cimentaciones, no deben permanecer sin sostenimiento, salvo que el estudio realizado por el PR determine que no es necesario efectuar obras de sostenimiento. Los materiales procedentes de la excavacin debern ser colocados a una distancia no menor de 3,50 metros del borde de la excavacin.El tipo de obra de sostenimiento, su diseo y construccin son responsabilidad del constructor de la obra.

6.5.2 Estructura de SostenimientoDependiendo de las caractersticas de la obra se presentan las siguientes alternativas para el sostenimiento de las paredes de excavacin:- Obras de sostenimiento temporal- Obras de sostenimiento definitivas.Existen diversos tipos de obras para el sostenimiento temporal y definitivo de los taludes de corte, entre los cuales podemos mencionar las pantallas ancladas, tablestacas, pilotes continuos, muros diafragma, calzaduras, nailings, entre otros.Las calzaduras son estructuras provisionales que se usan frecuentemente en el Per. Se disean y construyen para sostener las cimentaciones vecinas y el suelo de la pared expuesta, producto de las excavaciones efectuadas. Tienen por funciones prevenir las fallas por inestabilidad o asentamiento excesivo y mantener la integridad del terreno colindante y de las obras existentes en l, hasta que entren en funcionamiento las obras de sostenimiento definitivas. Las calzaduras estn constituidas por paos de concreto que se construyen horizontalmente en forma alternada y progresiva, cuidando de no hacer coincidir los paos entre dos filas horizontales consecutivas. El espesor del primer pao debe ser inicialmente igual al ancho del cimiento por calzar y deber incrementarse con la profundidad en un mnimo equivalente al 10 % de la altura del pao previamente colocado (Figura 11). Las calzaduras deben ser diseadas para las cargas verticales de la estructura que soportan y para poder tomar las cargas horizontales que le inducen el suelo y los sismos. La altura total de la calzadura no ser mayor que 8,00 metros en gravas arenosas densas con finos, ni mayor que 2,00 metros en el caso de arenas medianamente densas, ni mayor que 3,00 metros en el caso de arcillas duras.En todos los casos deber adjuntarse al cuaderno de obra la memoria de clculo y los planos de las obras de sostenimiento.Procedimiento Constructivo de las CalzadurasSe construirn paneles alternados, hasta construir una faja continua de apuntalamiento.La primera faja se excavar por debajo de la cimentacin vecina. Cada panel deber tener un largo mximo de 2 metros, un espesor igual al ancho de la cimentacin por calzar y una altura mxima de 1 metro. La excavacin se encofra dejando una abertura superior para el vaciado del concreto ciclpeo, el cual debe consolidarse usando una varilla de construccin.El concreto que se deber emplear ser concreto ciclpeo en proporcin 1:10 (cemento:hormign) con un fc mnimo de 80 kg/cm2 con adicin de piedra grande de hasta 8, representando esta un mximo de 30% del volumen total de la mezcla.Vaciada la primera faja en su totalidad, se comenzar a excavar la fila inferior siguiendo el mismo procedimiento, pero cuidando de aumentar el ancho en un 10% de la altura del42 panel previamente colocado y que las juntas entre paos de dos etapas consecutivas queden desplazadas medio pao para no coincidir.Cada fila deber tener un espesor o profundidad diferente de manera que se vaya aumentando el espesor conforme se avance a profundidades mayores.

ELEVACIN TPICA DE CALZADURANota:1) Los nmeros indican la secuencia de construccin de los paos de la calzadura.2) La figura no est a escala.El constructor se responsabilizar por los daos y perjuicios que la construccin de la calzadura ocasione en propiedades de terceros.

6.5.3 Parmetros a ser proporcionados en el EMSEl informe del EMS deber incluir los parmetros de suelos requeridos para el diseo de las obras de sostenimiento de las edificaciones, muros perimetrales, pistas y terrenos vecinos, considerando que stos puedan ser desestabilizados como consecuencia directa de las excavaciones que se ejecuten para la construccin de los stanos.Para cumplir lo anterior el PR, deber proveer toda la informacin referente al perfil de suelos en toda la profundidad de excavacin, el nivel fretico, las caractersticas fsicas de los suelos, el peso unitario, el valor de la cohesin y el ngulo de la friccin interna de los diferentes estratos, segn se aplique. Estos mismos parmetros deben ser proporcionados por el PR del EMS para el caso de una eventual saturacin del suelo.En caso de ser requerido el bombeo o abatimiento de la Napa Fretica durante la excavacin y la construccin de las obras de sostenimiento y/o calzaduras, el PR deber proponer los coeficientes de permeabilidad horizontal y vertical del terreno, aplicables al clculo del caudal de agua a extraer y deber prevenir cualquier consecuencia negativa que pueda coaccionar a la obra o a las edificaciones vecinas, el acto de bombear o abatir la Napa Fretica.

6.5.4 Consideraciones para el Diseo y Construccin de Obras de SostenimientoEn el proyecto de las estructuras de sostenimiento el Contratista de las Obras deber considerar los siguientes aspectos como mnimo:- Los empujes del suelo.- Las cargas de las edificaciones vecinas.- Efecto de la variacin de la humedad del suelo.- Las sobrecargas dinmicas (sismos y vibraciones causadas artificialmente).- La ejecucin de accesos para la construccin.- La posibilidad de realizar anclajes en los terrenos adyacentes (de ser aplicable).- La disposicin de los apoyos o puntales temporales (de ser requeridos).En el caso de las calzaduras el Contratista de la Obra no deber permitir que stas permanezcan sin soporte horizontal, por un tiempo tal que permita la aparicin de fuerzas no previstas en el clculo que puedan producir el colapso de la calzadura.6.5.5 Efectos de SismoDe producirse un sismo, el Contratista a cargo de las excavaciones, deber proceder de inmediato, bajo su responsabilidad y tomando las precauciones del caso, a revisar el estado de las mismas y proceder a reforzar mediante sostenimiento adicional en el caso de observarse algn efecto, dao o desplazamiento del sistema de sostenimiento.6.5.6 Excavaciones sin SoporteNo se permitirn excavaciones sin soporte cualquiera que fuera su profundidad, si las mismas reducen la capacidad de carga o producen inestabilidad en las cimentaciones vecinas.El PR deber determinar, si procede, la profundidad mxima o altura crtica (Hc) a la cual puede llegar la excavacin sin requerir soporte.norma e. 050

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