ntc para diseÑo y construcciÓn de cimentaciones

5/10/2018 NTC PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES - slidepdf.com

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NORMAS TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS

PARA DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE

CIMENTACIONES



ÍNDICE

Normas Técnicas Complementarias paraDiseño y Construcción de Cimentaciones ..............

NOTACIÓN...................................................................

1. CONSIDERACIONES GENERALES ...................1.1 Alcance ................................................................1.2 Unidades..............................................................

2. INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO....................2.1 Investigación de las colindancias.....................2.2 Reconocimiento del sitio ...................................2.3 Exploraciones......................................................2.4 Determinación de las propiedades en el

laboratorio ...........................................................

2.5 Investigación del hundimiento regional ...........3. VERIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD DE

LAS CIMENTACIONES........................................3.1 Acciones de diseño ............................................3.2 Factores de carga y de resistencia ...................3.3 Cimentaciones someras (zapatas y

losas)....................................................................3.3.1 Estados límite de falla ........................................3.3.2 Estados límite de servicio...................................3.4 Cimentaciones compensadas ...........................3.4.1 Estados límite de falla ........................................3.4.2 Estados límite de servicio...................................3.4.3 Presiones sobre muros exteriores de la

subestructura......................................................3.5 Cimentaciones con pilotes de fricción.............3.5.1 Estados límite de falla ........................................3.5.2 Estados límite de servicio...................................3.6 Cimentaciones con pilotes de punta o

pilas......................................................................3.6.1 Estados límite de falla ........................................

3.6.1.1 Capacidad por punta .....................................3.6.1.2 Capacidad por fricción lateral sobre el

fuste de pilotes de punta o pilas....................3.6.2 Estados límite de servicio...................................3.7 Pruebas de carga en pilotes ..............................3.8 Cimentaciones especiales .................................

4. DISEÑO ESTRUCTURAL DE LACIMENTACIÓN.....................................................

5. ANÁLISIS Y DISEÑO DEEXCAVACIONES..................................................

5.1 Estados límite de falla .......................................5.1.1 Taludes .............................................................

5.1.2 Falla por subpresión en estratospermeables .......................................................5.1.3 Estabilidad de excavaciones ademadas ...........5.1.4 Estabilidad de estructuras vecinas ....................5.2 Estados límite de servicio.................................5.2.1 Expansiones instantáneas y diferidas por

descarga ............................................................5.2.2 Asentamiento del terreno natural

adyacente a las excavaciones..........................

6. MUROS DE CONTENCIÓN.................................6.l Estados límite de falla ......................................6.1.1 Restricciones del movimiento del muro............6.1.2 Tipo de relleno ..................................................6.1.3 Compactación del relleno .................................6.1.4 Base del muro....................................................6.2 Estados límite de servicio.................................

7. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO.................7.1 Procedimiento constructivo de

cimentaciones ....................................................7.1.1 Cimentaciones someras ...................................7.1.2 Cimentaciones con pilotes o pilas .....................

7.1.2.1 Pilas o pilotes colados en el lugar...............7.1.2.2 Pilotes hincados a percusión.......................7.1.2.3 Pruebas de carga en pilotes o pilas .............

7.2 Excavaciones......................................................7.2.1 Consideraciones generales ...............................7.2.2. Control del flujo de agua....................................7.2.3 Tablaestacas y muros colados en el lugar .......7.2.4 Secuencia de excavación..................................7.2.5 Protección de taludes permanentes.................

8. OBSERVACIÓN DELCOMPORTAMIENTO DE LACIMENTACIÓN....................................................

9. CIMENTACIONES ABANDONADAS .................

10. CIMENTACIONES SOBRE RELLENOS

CONTROLADOS .................................................

11. RECIMENTACIONES..........................................

12. MEMORIA DE DISEÑO.......................................



Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Cimentaciones

NOTACIÓN

A área del cimiento

A’ área efectiva del cimiento

AL área lateral de un pilote

Ap área transversal de la base de la pila o del pilote

B ancho de la cimentación o diámetro equivalentede la base de los pilotes de punta o pilas

B’ ancho efectivo de la cimentación

Cf capacidad de carga por adherencia lateral de unpilote de fricción

Cp capacidad de carga de un pilote de punta o pila

cu cohesión aparente determinada en ensaye

triaxial no–consolidado no–drenado, (UU)

D diámetro del pilote

Df profundidad de desplante

Dr compacidad relativa

E módulo de elasticidad del pilote

e distancia a partir del eje longitudinal del cimientoen la que actúa una resultante excéntrica

eo relación de vacíos inicial

FC factor de carga

FR factor de resistencia, especificado en la sección3.2

Fre factor que toma en cuenta el efecto de escalapara corregir la capacidad por punta de pilotes opilas de más de 50 cm de diámetro

G módulo de rigidez al cortante del suelo

f adherencia lateral media pilote–suelo

H espesor de un estrato de suelo

hc altura de la construcción

hi espesor de una capa impermeable

hw altura piezométrica en el lecho inferior de unacapa impermeable

I momento de inercia del pilote

K coeficiente de reacción horizontal del suelo

L longitud del pilote

L’ longitud efectiva de la cimentación

Le longitud del pilote o pila empotrada en el estratoresistente

N número entero determinado por tanteo quegenere el menor valor de Pc

Nc coeficiente de capacidad de carga, dado porNc = 5.14(1 + 0.25Df /B + 0.25B/ L)

Nc* coeficiente de capacidad de carga, cuyo valor

depende de φu

Nmáx, Nmín coeficientes para el cálculo de Nq*Nq coeficiente de capacidad de carga, dado por

Nq=eπtan φ tan² (45°+φ /2)

Nq* coeficiente de capacidad de carga, cuyo valor

depende de φ y de la relación Le / B

Nγ coeficiente de capacidad de carga, dado por

Nγ = 2 ( Nq+1) tan φ

n exponente igual a 1 para suelo suelto, 2 parasuelo medianamente denso y 3 para suelodenso

P perímetro de la construcción

Pc fuerza crítica para revisión por pandeo de pilotesde pequeño diámetro

pv presión vertical total a la profundidad dedesplante por peso propio del suelo

v p presión vertical efectiva a la profundidad dedesplante

R capacidad de carga de pilotes de fricción o degrupos de pilotes de este tipo

Vs velocidad de propagación de onda de corte

w peso unitario medio de la estructura

Z profundidad del nivel freático bajo el nivel de

desplante de la cimentaciónz profundidad a la que se realiza el cálculo de Δe

α coeficiente para el cálculo de φ

γ peso volumétrico del suelo

γ’ peso volumétrico sumergido del suelo

γm peso volumétrico total del suelo

γw peso volumétrico del agua

Δe variación de 1a relación de vacíos bajo el

incremento de esfuerzo vertical efectivo Δpinducido a la profundidad z por la cargasuperficial

ΔH asentamiento de un estrato de espesor H

Δp incrementos de presión vertical inducidos por lacarga superficial

Δz espesores de sub–estratos elementales dentrode los cuales los esfuerzos verticales puedenconsiderarse uniformes

δ inclinación de la resultante de las accionesrespecto a la vertical

ξ porcentaje de amortiguamiento con respecto alcrítico



ΣQFC suma de las acciones verticales a tomar encuenta en la combinación considerada en elnivel de desplante, afectadas por susrespectivos factores de carga

ΣqFC suma de las sobrecargas superficiales

afectadas por sus respectivos factores de cargaφ ángulo de fricción interna del material

φu ángulo de fricción aparente

φ* ángulo con la horizontal de la envolvente de loscírculos de Mohr a la falla en la prueba deresistencia que se considere más representativadel comportamiento del suelo en las condicionesde trabajo

1. CONSIDERACIONES GENERALES

1.1 Alcance

Las presentes Normas no son un manual de diseño ypor tanto no son exhaustivas. Sólo tienen por objetofijar criterios y métodos de diseño y construcción decimentaciones que permitan cumplir los requisitosmínimos definidos en el Capítulo VIII del Título Sextodel Reglamento. Los aspectos no cubiertos por ellasquedan a criterio del Director Responsable de Obray, en su caso, del Corresponsable en SeguridadEstructural y serán de su responsabilidad. El uso decriterios o métodos diferentes de los que aquí sepresentan también puede ser aceptable, perorequerirá la aprobación expresa de la Administración.

1.2 Unidades

En los estudios para el diseño de cimentaciones, seusará un sistema de unidades coherente, depreferencia el Sistema Internacional (SI). Sinembargo, en este último caso, respetando la prácticacomún en mecánica de suelos en México, seráaceptable usar como unidad de fuerza la toneladamétrica, que se considerará equivalente a 10 kN.

2. INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO

2.1 Investigación de las colindanciasDeberán investigarse el tipo y las condiciones decimentación de las construcciones colindantes enmateria de estabilidad, hundimientos, emersiones,agrietamientos del suelo y desplomes, y tomarse encuenta en el diseño y construcción de la cimentaciónen proyecto.

Asimismo, se investigarán la localización y lascaracterísticas de las obras subterráneas cercanas,existentes o proyectadas, pertenecientes a la red detransporte colectivo, de drenaje y de otros servicios

públicos, con objeto de verificar que la construcciónno cause daños a tales instalaciones ni sea afectadapor ellas.

2.2 Reconocimiento del sitio

Como lo define el artículo 170 del Capítulo VIII delTítulo Sexto del Reglamento, para fines de laspresentes Normas, el Distrito Federal se divide entres zonas con las siguientes característicasgenerales:

a) Zona I. Lomas, formadas por rocas o suelosgeneralmente firmes que fueron depositados

fuera del ambiente lacustre, pero en los quepueden existir, superficialmente o intercalados,depósitos arenosos en estado suelto o cohesivosrelativamente blandos. En esta zona, esfrecuente la presencia de oquedades en rocas,de cavernas y túneles excavados en suelos paraexplotar minas de arena y de rellenos nocontrolados;

b) Zona II. Transición, en la que los depósitosprofundos se encuentran a 20 m de profundidad,o menos, y que está constituidapredominantemente por estratos arenosos y limoarenosos intercalados con capas de arcilla

lacustre; el espesor de éstas es variable entredecenas de centímetros y pocos metros; y

c) Zona III. Lacustre, integrada por potentesdepósitos de arcilla altamente compresibles,separados por capas arenosas con contenidodiverso de limo o arcilla. Estas capas arenosasson generalmente medianamente compactas amuy compactas y de espesor variable decentímetros a varios metros. Los depósitoslacustres suelen estar cubiertos superficialmentepor suelos aluviales, materiales desecados yrellenos artificiales; el espesor de este conjuntopuede ser superior a 50 m.

En la fig. 2.1 se muestran las porciones del DistritoFederal cuyo subsuelo se conoce aproximadamenteen cuanto a la zonificación anterior.



N

P E R I F

É R I C

O

I N

S U

R G E

N T

E S

C I R C U I T OI N T E R I O R

V I A D U C T O

A E R O P U E R T O

P E R I F É

R I C

O

T L A L P A N

P R O L . D

I V . D E L N O R

T E

X O C H I M I

L C O - T U

L Y E H UA L C

O

A V . T L A H U A C

D I S T R I T O

F E D E R A L

Z A R A G

O Z A

R E Y E S - T

E X C O C O

A U T O

P . M É X

. - T E X

.

P E R I F É R I C

O

E S T A D O

D E M É

X I C O

T L A H U A C

- T

U L Y E H U A L C O

" C A R A C O L "

T E X C O C O

19.60

19.55

19.50

19.45

19.40

19.35

19.30

19.25

-99.25 -99.20 -99.15 -99.10 -99.05 -99.00 -98.95 -98.90 -98.85

19.20

L O N G I T U D

L A T

I T

U D

Zona I

Zona II

Zona III

19.15

-99.30

0 1 2.5 5 10 15 20 Km

Escala gráfica

T LAH U AC - C H ALC

O

C . X I C O

R E F O R M

A

Figura 2.1 Zonificación geotécnica de la ciudad de México



Esta figura solamente podrá usarse para definir lazona a la que pertenece un predio dado en el casode las construcciones ligeras o medianas de pocaextensión y con excavaciones someras definidas en

el inciso a) de la tabla 2.1. En este caso, los prediosubicados cerca de las fronteras entre dos de laszonas se supondrán ubicados en la másdesfavorable. En cualquier otro caso, la zona sedefinirá a partir de exploraciones directas delsubsuelo.

La investigación del subsuelo del sitio medianteexploración de campo y pruebas de laboratorio seapoyará en el conocimiento geológico general y localque se tenga de la zona de interés y deberá sersuficiente para definir de manera confiable losparámetros de diseño de la cimentación y la

variación de los mismos en el predio. Además,deberá permitir obtener información suficiente sobrelos aspectos siguientes:

1) En la zona I se averiguará si existen enubicaciones de interés materiales sueltossuperficiales, grietas, oquedades naturales ogalerías de minas y, en caso afirmativo, seobtendrá la información requerida para suapropiado tratamiento.

En la porción de la zona I no cubierta porderrames basálticos, los estudios se iniciarán con

un reconocimiento detallado del lugar donde selocalice el predio, así como de las barrancas,cañadas o cortes cercanos al mismo, parainvestigar la existencia de bocas de antiguasminas o de capas de arena, grava y materialespumíticos que hubieran podido ser objeto deexplotación subterránea en el pasado. Elreconocimiento deberá complementarse con losdatos que proporcionen habitantes del lugar y laobservación del comportamiento del terreno y delas construcciones existentes así como el análisisde fotografías aéreas antiguas. Se determinará siel predio fue usado en el pasado como depósitode desechos o fue nivelado con rellenos

colocados sin compactación. Se prestaráasimismo atención a la posibilidad de que elsuelo natural esté constituido por depósitos dearena en estado suelto o por materiales finoscuya estructura sea inestable en presencia deagua o bajo carga. En los suelos firmes sebuscarán evidencias de grietas limpias o rellenascon material de baja resistencia, que pudierandar lugar a inestabilidad del suelo decimentación, principalmente, en laderasabruptas. Se prestará también atención a la

posibilidad de erosión diferencial en taludes ocortes, debida a variaciones del grado decementación de los materiales que losconstituyen. En las zonas de derrames

basálticos, además de localizar los materialesvolcánicos sueltos y las grietas superficiales quesuelen estar asociados a estas formaciones, sebuscarán evidencias de oquedades subterráneasdentro de la lava que pudieran afectar laestabilidad de las cimentaciones. Se tomará encuenta que, en ciertas áreas del Distrito Federal,los derrames basálticos yacen sobre materialesarcillosos compresibles.

2) En las zonas II y III, se averiguará la historia decarga del predio y la existencia de cimentacionesantiguas, restos arqueológicos, rellenos

superficiales antiguos o recientes, variacionesfuertes de estratigrafía, suelos inestables ocolapsables, o cualquier otro factor que puedaoriginar asentamientos diferenciales deimportancia, de modo que todo ello puedatomarse en cuenta en el diseño. Asimismo, enestas zonas se deberá investigar la existencia degrietas en el terreno, principalmente en las áreasde transición abrupta entre las zonas I y III quese pueden apreciar en el mapa de la fig. 2.1.

En la zona II, la exploración del subsuelo seplaneará tomando en cuenta que suele haberirregularidades en el contacto entre las diversasformaciones así como mantos de agua colgada yvariaciones importantes en el espesor de lossuelos compresibles.

2.3 Exploraciones

Las investigaciones mínimas del subsuelo a realizarserán las que se indican en la tabla 2.1. No obstante,la observancia del número y tipo de investigacionesindicados en esta tabla no liberará al DirectorResponsable de la Obra de la obligación de realizartodos los estudios adicionales necesarios para definiradecuadamente las condiciones del subsuelo. Las

investigaciones requeridas en el caso de problemasespeciales, y especialmente en terrenos afectadospor irregularidades, serán generalmente muysuperiores a las indicadas en la tabla 2.1.

Para la aplicación de la tabla 2.1, se tomará encuenta lo siguiente:

a) Se entenderá por peso unitario medio de unaestructura, w, la suma de la carga muerta y de lacarga viva con intensidad media al nivel de



apoyo de la subestructura dividida entre el áreade la proyección en planta de dichasubestructura. En edificios formados por cuerposcon estructuras desligadas, y en particular enunidades habitacionales, cada cuerpo deberá

considerarse separadamente.

b) El número mínimo de exploraciones a realizar(pozos a cielo abierto o sondeos según loespecifica la tabla 2.1) será de una por cada 80m o fracción del perímetro o envolvente demínima extensión de la superficie cubierta por laconstrucción en las zonas I y II, y de una porcada 120 m o fracción de dicho perímetro en lazona III. La profundidad de las exploracionesdependerá del tipo de cimentación y de lascondiciones del subsuelo pero no será inferior ados metros bajo el nivel de desplante. Lossondeos que se realicen con el propósito de

explorar el espesor de los materialescompresibles en las zonas II y III deberán,además, penetrar en el estrato incompresible almenos 3 m y, en su caso, en las capascompresibles subyacentes si se pretende apoyarpilotes o pilas en dicho estrato. En edificiosformados por cuerpos con estructurasdesligadas, y en particular en unidadeshabitacionales, deberán realizarse exploracionessuficientemente profundas para poder estimar losasentamientos inducidos por la carga combinadadel conjunto de las estructuras individuales.

c) Los procedimientos para localizar rellenosartificiales, galerías de minas y otras oquedadesdeberán ser directos, es decir basados enobservaciones y mediciones en las cavidades oen sondeos. Los métodos indirectos, incluyendolos geofísicos, solamente se emplearán comoapoyo de las investigaciones directas.

d) Los sondeos a realizar podrán ser de los tiposindicados a continuación:

1) Sondeos con recuperación continua demuestras alteradas mediante la herramienta depenetración estándar. Servirán para evaluar laconsistencia o compacidad de los materialessuperficiales de la zona I y de los estratosresistentes de las zonas II y III. También seemplearán en las arcillas blandas de las zonasII y III con objeto de obtener un perfil continuodel contenido de agua y otras propiedadesíndice. No será aceptable realizar pruebasmecánicas usando especímenes obtenidos endichos sondeos.

2) Sondeos mixtos con recuperación alternada demuestras inalteradas y alteradas en las zonasII y III. Sólo las primeras serán aceptables paradeterminar propiedades mecánicas. Lasprofundidades de muestreo inalterado se

definirán a partir de perfiles de contenido deagua, determinados previamente mediantesondeos con recuperación de muestrasalteradas.

3) Sondeos consistentes en realizar, en formacontinua o selectiva, una determinada pruebade campo, con o sin recuperación demuestras. La prueba podrá consistir en medir:

– El número de golpes requeridos paralograr, mediante impactos, ciertapenetración de un muestreador estándar(prueba SPT) o de un dispositivo mecánico

cónico (prueba dinámica de cono). – La resistencia a la penetración de un cono

mecánico o eléctrico u otro dispositivosimilar (prueba estática de cono o pruebapenetrométrica). Al ejecutar este tipo deprueba de campo, deberán respetarse losprocedimientos aceptados, en particular encuanto a la velocidad de penetración, lacual estará comprendida entre 1 y 2 cm/s.

– La respuesta esfuerzo–deformación delsuelo y la presión límite registradas alprovocar en el sondeo la expansión de una

cavidad cilíndrica (prueba presiométrica).Este tipo de prueba se consideraráprincipalmente aplicable para determinarlas características de los suelos firmes dela zona I o de los estratos duros de laszonas II y III.

– La resistencia al cortante del suelo (pruebade veleta o similar). Este tipo de prueba seconsiderará principalmente aplicable a lossuelos blandos de las zonas II y III.

– La velocidad de propagación de ondas enel suelo. Se podrá recurrir a ensayes decampo para estimar el valor máximo delmódulo de rigidez al cortante, G, a partir dela velocidad de propagación de las ondasde corte, Vs , que podrá obtenerse deensayes geofísicos de campo como los depozo abajo, pozo arriba, el ensaye de conosísmico, el de sonda suspendida o elensaye de pozos cruzados. En este tipo depruebas es recomendable emplear uninclinómetro para conocer y controlar laposición de los geófonos para el registro de



vibraciones y la de la fuente emisora devibraciones.

Estos sondeos podrán usarse para fines deverificación estratigráfica, con objeto de

extender los resultados del estudio a un áreamayor. Sus resultados también podránemplearse para fines de estimación de laspropiedades mecánicas de los suelos siempreque se cuente con una calibración precisa yreciente del dispositivo usado y se disponga decorrelaciones confiables con resultados depruebas de laboratorio establecidas overificadas localmente.

4) Sondeos con equipo rotatorio y muestreadoresde barril. Se usarán en los materiales firmes y

rocas de la zona I a fin de recuperar núcleospara clasificación y para ensayes mecánicos,siempre que el diámetro de los mismos seasuficiente. Asimismo, se podrán utilizar paraobtener muestras en las capas duras de las

zonas II y III.

5) Sondeos de percusión o de avance con equipotricónico o sondeos con variables deperforación controladas, es decir sondeos conregistros continuos de la presión en lastuberías o mangueras de la máquina deperforar, de la velocidad de avance, de latorsión aplicada, etc. Serán aceptables paraidentificar tipos de material o descubriroquedades.



Tabla 2.1 Requisitos mínimos para la investigación del subsuelo

a) Construcciones ligeras o medianas de poca extensión y con excavaciones someras

Son de esta categoría las edificaciones que cumplen con los siguientes tres requisitos:

Peso unitario medio de la estructura w ≤ 40 kPa (4 t/m²)Perímetro de la construcción:

P ≤ 80 m en las zonas I y II; o

P ≤ 120 m en la zona III

Profundidad de desplante Df ≤ 2.5 m

ZONA I1) Detección por procedimientos directos, eventualmente apoyados en métodos indirectos, de rellenos

sueltos, galerías de minas, grietas y otras irregularidades.

2) Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir laprofundidad de desplante.

3) En caso de considerarse en el diseño del cimiento un incremento neto de presión mayor de 80 kPa (8t/m²), el valor recomendado deberá justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio ode campo realizadas.

ZONA II1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del predio para detección de rellenos

sueltos y grietas.

2) Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir laprofundidad de desplante.

3) En caso de considerarse en el diseño del cimiento un incremento neto de presión mayor de 50 kPa (5t/m²), bajo zapatas o de 20 kPa (2 t/m²), bajo losa general, el valor recomendado deberá justificarse apartir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

ZONA III

1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del predio para detección de rellenossueltos y grietas.

2) Pozos a cielo abierto complementados con exploraciones más profundas, por ejemplo con posteadora,para determinar la estratigrafía y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante.

3) En caso de considerarse en el diseño de cimiento un incremento neto de presión mayor de 40 kPa (4t/m²), bajo zapatas o de 15 kPa (1.5 t/m²) bajo losa general, el valor recomendado deberá justificarse apartir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

b) Construcciones pesadas, extensas o con excavaciones profundas

Son de esta categoría las edificaciones que tienen al menos una de las siguientes características:

Peso unitario medio de la estructura w > 40 kPa (4 t/m²)Perímetro de la construcción:

P > 80 m en las Zonas I y II; oP > 120 m en la Zona III

Profundidad de desplante Df > 2.5 m

ZONA I

1) Detección, por procedimientos directos, eventualmente apoyados en métodos indirectos, de rellenossueltos, galerías de minas, grietas y otras oquedades.

2) Sondeos o pozos profundos a cielo abierto para determinar la estratigrafía y propiedades de losmateriales y definir la profundidad de desplante. La profundidad de la exploración con respecto al nivel dedesplante será al menos igual al ancho en planta del elemento de cimentación, pero deberá abarcar



todos los estratos sueltos o compresibles que puedan afectar el comportamiento de la cimentación deledificio.

ZONA II

1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del predio para detección de rellenossueltos y grietas.

2) Sondeos para determinar la estratigrafía y propiedades índice y mecánicas de los materiales del subsueloy definir la profundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno delos sondeos, se obtendrá un perfil estratigráfico continuo con la clasificación de los materialesencontrados y su contenido de agua. Además, se obtendrán muestras inalteradas de los estratos quepuedan afectar el comportamiento de la cimentación. Los sondeos deberán realizarse en númerosuficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro del áreaestudiada.

3) En caso de cimentaciones profundas, investigación de la tendencia de los movimientos del subsuelodebidos a consolidación regional y determinación de las condiciones de presión del agua en el subsuelo,incluyendo detección de mantos acuíferos colgados.

ZONA III

1) Inspección superficial detallada después de limpieza y despalme del medio para detección de rellenossueltos y grietas.

2) Sondeos para determinar la estratigrafía y propiedades índice y mecánicas de los materiales y definir laprofundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de lossondeos se obtendrá un perfil estratigráfico continuo con la clasificación de los materiales encontrados ysu contenido de agua. Además, se obtendrán muestras inalteradas de los estratos que puedan afectar elcomportamiento de la cimentación. Los sondeos deberán realizarse en número suficiente para verificar siel subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro del área estudiada.

3) En caso de cimentaciones profundas, investigación de la tendencia de los movimientos del subsuelodebidos a consolidación regional y determinación de las condiciones de presión del agua en el subsuelo,incluyendo detección de mantos acuíferos colgados.

2.4 Determinación de las propiedades enel laboratorio

Las propiedades índice relevantes de las muestrasalteradas e inalteradas se determinarán siguiendoprocedimientos aceptados para este tipo de pruebas.El número de ensayes realizados deberá sersuficiente para poder clasificar con precisión el suelode cada estrato. En materiales arcillosos, se haránpor lo menos dos clasificaciones y determinacionesde contenido de agua por cada metro de exploracióny en cada estrato individual identificable.

Las propiedades mecánicas (resistencia ydeformabilidad a esfuerzo cortante y compresibilidad)e hidráulicas (permeabilidad) de los suelos sedeterminarán, en su caso, mediante procedimientosde laboratorio aceptados. Las muestras demateriales cohesivos ensayadas serán siempre detipo inalterado. Para determinar la compresibilidad,se recurrirá a pruebas de consolidaciónunidimensional y para la resistencia al esfuerzocortante, a las pruebas que mejor representen las

condiciones de drenaje, trayectorias de esfuerzos, yvariación de carga que se desean evaluar. Cuandose requiera, las pruebas se conducirán de modo quepermitan determinar la influencia de la saturación, delas cargas cíclicas y de otros factores significativossobre las propiedades de los materiales ensayados.Se realizarán por lo menos dos series de trespruebas de resistencia y dos de consolidación encada estrato identificado de interés para el análisisde la estabilidad o de los movimientos de laconstrucción.

Para determinar en el laboratorio las propiedadesdinámicas del suelo, y en particular el módulo derigidez al cortante, G, y el porcentaje de

amortiguamiento con respecto al crítico, ξ, adiferentes niveles de deformación, podrán emplearselos ensayes de columna resonante o él de péndulode torsión, el ensaye triaxial cíclico o cíclicotorsionante, o él de corte simple cíclico. Losresultados de estos ensayes se interpretaránsiguiendo métodos y criterios reconocidos, deacuerdo con el principio de operación de cada uno de



los aparatos. En todos los casos, se deberá tener

presente que los valores de G y ξ obtenidos estánasociados a los niveles de deformación impuestos encada aparato y pueden diferir de los prevalecientesen el campo.

A fin de especificar y controlar la compactación delos materiales cohesivos empleados en rellenos, serecurrirá a la prueba Proctor estándar. En el caso demateriales compactados con equipo muy pesado, serecurrirá a la prueba Proctor modificada o a otraprueba equivalente. La especificación y el control decompactación de materiales no cohesivos se basaránen el concepto de compacidad relativa.

2.5 Investigación del hundimiento regional

En las zonas II y III, se tomará en cuenta lainformación disponible respecto a la evolución delproceso de hundimiento regional que afecta la partelacustre del Distrito Federal y se preverán susefectos a corto y largo plazo sobre el comportamientode la cimentación en proyecto.

En edificaciones de los grupos A y B1 (véase artículo139 del Capítulo I del Titulo Sexto del Reglamento),la investigación respecto al fenómeno dehundimiento regional deberá hacerse porobservación directa de piezómetros y bancos de nivelcolocados con suficiente anticipación al inicio de laobra, a diferentes profundidades y hasta los estratosprofundos, alejados de cargas, estructuras y

excavaciones que alteren el proceso deconsolidación natural del subsuelo. En el caso de losbancos de nivel profundos, se deberá garantizar quelos efectos de la fricción negativa actuando sobreellos no afectarán las observaciones.

3. VERIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD DE LASCIMENTACIONES

En el diseño de toda cimentación, se consideraránlos siguientes estados límite, además de loscorrespondientes a los miembros de la estructura:

a) De falla:1) Flotación;2) Flujo plástico local o general del suelo bajo

la cimentación; y3) Falla estructural de pilotes, pilas u otros

elementos de la cimentación.

La revisión de la seguridad de una cimentación anteestados límite de falla consistirá en comparar paracada elemento de la cimentación, y para ésta en suconjunto, la capacidad de carga del suelo con las

acciones de diseño, afectando la capacidad de carganeta con un factor de resistencia y las acciones dediseño con sus respectivos factores de carga.

La capacidad de carga de los suelos de cimentación

se calculará por métodos analíticos o empíricossuficientemente apoyados en evidenciasexperimentales locales o se determinará con pruebasde carga. La capacidad de carga de la base decualquier cimentación se calculará a partir de laresistencia media del suelo a lo largo de la superficiepotencial de falla correspondiente al mecanismo máscrítico. En el cálculo se tomará en cuenta lainteracción entre las diferentes partes de lacimentación y entre ésta y las cimentaciones vecinas.

Cuando en el subsuelo del sitio o en su vecindadexistan rellenos sueltos, galerías, grietas u otrasoquedades, éstos deberán tratarse apropiadamenteo bien considerarse en el análisis de estabilidad de lacimentación.

b) De servicio:

1) Movimiento vertical medio, asentamiento oemersión de la cimentación, con respectoal nivel del terreno circundante;

2) Inclinación media de la construcción, y3) Deformación diferencial de la propia

estructura y sus vecinas.

En cada uno de los movimientos, se considerarán el

componente inmediato bajo carga estática, elaccidental, principalmente por sismo, y el diferido,por consolidación, y la combinación de los tres. Elvalor esperado de cada uno de tales movimientosdeberá garantizar que no se causarán dañosintolerables a la propia cimentación, a lasuperestructura y sus instalaciones, a los elementosno estructurales y acabados, a las construccionesvecinas ni a los servicios públicos.

Se prestará gran atención a la compatibilidad a cortoy largo plazo del tipo de cimentación seleccionadocon el de las estructuras vecinas.

La revisión de la cimentación ante estados límite deservicio se hará tomando en cuenta los límitesindicados en la tabla 3.1.

3.1 Acciones de diseño

De acuerdo con lo señalado en la sección 2.3 de lasNormas Técnicas Complementarias sobre Criterios yAcciones para el Diseño Estructural de lasEdificaciones, las combinaciones de acciones a



considerar en el diseño de cimentaciones serán lassiguientes:

a) Primer tipo de combinación

Acciones permanentes más acciones variables,incluyendo la carga viva. Con este tipo decombinación se revisarán tanto los estados límite deservicio como los de falla. Las acciones variables seconsiderarán con su intensidad media para fines decálculos de asentamientos u otros movimientos alargo plazo. Para la revisión de estados límite defalla, se considerará la acción variable más

desfavorable con su intensidad máxima y lasacciones restantes con intensidad instantánea. Entrelas acciones permanentes se incluirán el peso propiode los elementos estructurales de la cimentación, losefectos del hundimiento regional sobre la

cimentación, incluyendo la fricción negativa, el pesode los rellenos y lastres que graviten sobre loselementos de la subestructura, incluyendo el agua ensu caso, los empujes laterales sobre dichoselementos y toda otra acción que se genere sobre lapropia cimentación o en su vecindad.

Tabla 3.1 Límites máximos para movimientos y deformaciones originados en la cimentación1

a) Movimientos verticales (hundimiento o emersión)

Concepto Límite

En la zona I:Valor medio en el área ocupada por la construcción:

Asentamiento: Construcciones aisladas

Construcciones colindantes5 cm

(2)

2.5 cm

En las zonas II y III:Valor medio en el área ocupada por la construcción:

Asentamiento: Construcciones aisladas

Construcciones colindantes

Emersión: Construcciones aisladasConstrucciones colindantes

Velocidad del componente diferido

30 cm(2)

15 cm

30 cm(2)

15 cm

1 cm/semana

b) Inclinación media de la construcción

Tipo de daño Límite Observaciones

Inclinación visible 100 / (100 + 3hc) por ciento hc = altura de la construcción en m

Mal funcionamiento de grúasviajeras

0.3 por ciento En dirección longitudinal

c) Deformaciones diferenciales en la propia estructura y susvecinas

Tipo de estructuras Variable que se limita Límite

Marcos de acero Relación entre el asentamientodiferencial entre apoyos y el claro 0.006

Marcos de concreto Relación entre el asentamientodiferencial entre apoyos y el claro 0.004

Muros de carga de tabique debarro o bloque de concreto

Relación entre el asentamientodiferencial entre extremos y el claro 0.002

Muros con acabados muy Relación entre el asentamiento 0.001



sensibles, como yeso, piedraornamental, etc.

diferencial entre extremos y el claro Se tolerarán valores mayores en lamedida en que la deformación ocurraantes de colocar los acabados oéstos se encuentren desligados delos muros.

Paneles móviles o muros conacabados poco sensibles, comomampostería con juntas secas

Relación entre el asentamientodiferencial entre extremos y el claro 0.004

Tuberías de concreto con juntas Cambios de pendiente en las juntas 0.015

1Comprende la suma de movimientos debidos a todas las combinaciones de carga que se especifican enel Reglamento y las Normas Técnicas Complementarias. Los valores de la tabla son sólo límitesmáximos y en cada caso habrá que revisar que no se cause ninguno de los daños mencionados alprincipio de este Capítulo.

2En construcciones aisladas será aceptable un valor mayor si se toma en cuenta explícitamente en eldiseño estructural de los pilotes y de sus conexiones con la subestructura.

b) Segundo tipo de combinación

Acciones permanentes más acciones variables conintensidad instantánea y acciones accidentales(viento o sismo). Con este tipo de combinación serevisarán los estados límite de falla y los estadoslímite de servicio asociados a deformacionestransitorias y permanentes del suelo bajo cargaaccidental.

La magnitud de las acciones sobre la cimentaciónprovenientes de la estructura se obtendrá comoresultado directo del análisis de ésta. Para fines de

diseño de la cimentación, la fijación de la magnitudde todas las acciones pertinentes y de su distribuciónserá responsabilidad conjunta de los diseñadores dela superestructura y de la cimentación. Se estimaráncon especial cuidado las concentraciones de cargaque pueden generar en ciertas partes específicas dela cimentación los elementos más pesados de laestructura (salientes, muros de fachada, cisternas,etc.) y que son susceptibles de inducir fallas locales ogenerales del suelo.

Congruentemente con lo especificado en las NormasTécnicas Complementarias para Diseño por Sismo

respecto a efectos bidireccionales, para la revisión delos estados límite de falla de una cimentación bajoeste tipo de solicitación, se deberán considerar lasacciones sísmicas de la siguiente forma: 100 porciento del sismo en una dirección y 30 por ciento enla dirección perpendicular a ella, con los signos quepara cada concepto resulten desfavorables y serepetirá este procedimiento en la otra dirección.

Para una evaluación más precisa de las accionesaccidentales por sismo al nivel de la cimentación,

será válido apoyarse en un análisis de interacción

dinámica suelo–estructura recurriendo a métodosanalíticos o numéricos aceptados para este fin. Sepodrá usar en particular el método de la sección A.6del Apéndice A de las Normas TécnicasComplementarias para Diseño por Sismo.

Además de las acciones anteriores, se consideraránlas otras señaladas en las Normas TécnicasComplementarias sobre Criterios y Acciones para elDiseño Estructural de las Edificaciones.

En el caso de cimentaciones profundas construidasen las zonas II y III o en rellenos compresibles de la

zona I se incluirá entre las acciones permanentes lafricción negativa que puede desarrollarse en el fustede los pilotes o pilas por consolidación del terrenocircundante. Al estimar esta acción, se tomará encuenta que:

1) El esfuerzo cortante que se desarrolla en elcontacto entre el suelo y el fuste del pilote (opila), o en la envolvente de un grupo de pilotes,por fricción negativa no puede en principio sermayor que la resistencia al corte del suelodeterminada en prueba triaxial consolidada–nodrenada, realizada bajo una presión de

confinamiento representativa de las condicionesdel suelo in situ.

2) El esfuerzo cortante máximo anterior solamentepuede desarrollarse si el suelo alcanza ladeformación angular límite.

3) La fricción negativa desarrollada en un pilote osubgrupo de ellos en el interior de un grupo depilotes no puede ser mayor que el peso del suelocorrespondiente al área tributaria del o de loselementos considerados.



4) Los esfuerzos de descarga inducidos en el suelopor la fricción negativa considerada endeterminado análisis no pueden ser mayores quelos que resulten suficientes para detener elproceso de consolidación que la origina.

Cuando se considere que la fricción negativa puedaser de importancia, deberá realizarse unamodelación explícita, analítica o numérica, delfenómeno que permita tomar en cuenta los factoresanteriores y cuantificar sus efectos. En estamodelación se adoptarán hipótesis conservadoras encuanto a la evolución previsible de la consolidacióndel subsuelo.

Se calcularán y tomarán explícitamente en cuenta enel diseño el cortante en la base de la estructura y losmomentos de volteo debidos tanto a excentricidad de

cargas verticales respecto al centroide del área decimentación como a solicitaciones horizontales.

3.2 Factores de carga y de resistencia

Los factores de carga, FC , que deberán aplicarse alas acciones para el diseño de cimentaciones seránlos indicados en la sección 3.4 de las NormasTécnicas Complementarias sobre Criterios yAcciones para el Diseño de Estructural de lasEdificaciones. Para estados límite de servicio, elfactor de carga será unitario en todas las acciones.Para estados límite de falla se aplicará un factor de

carga de 1.1 al peso propio del suelo y a los empujeslaterales de éste. La acción de la subpresión y de lafricción negativa se tomará con un factor de cargaunitario.

Los factores de resistencia, FR , relativos a lacapacidad de carga de cimentaciones determinada apartir de estimaciones analíticas o de pruebas decampo serán los siguientes para todos los estadoslímite de falla:

a) FR = 0.35 para la capacidad de carga antecualquier combinación de acciones en la base dezapatas de cualquier tipo en la zona I, zapatas

de colindancia desplantadas a menos de 5 m deprofundidad en las zonas II y III y de los pilotes ypilas apoyados en un estrato resistente; y

b) FR = 0.70 para los otros casos.

Los factores de resistencia se aplicarán a lacapacidad de carga neta de las cimentaciones.

3.3 Cimentaciones someras (zapatas y losas)

3.3.1 Estados límite de falla

Para cimentaciones someras desplantadas en suelossensiblemente uniformes se verificará elcumplimiento de las desigualdades siguientes paralas distintas combinaciones posibles de accionesverticales.

En esta verificación, tomando en cuenta laexistencia, especialmente en las zonas I y II, demateriales cementados frágiles que pueden perdersu cohesión antes de que se alcance la deformaciónrequerida para que se movilice su resistencia porfricción, se considerará en forma conservadora quelos suelos son de tipo puramente cohesivo opuramente friccionante.

Para cimentaciones desplantadas en sueloscohesivos:

V Rcuc pF N c

A

F Q+<

Σ

(3.1)

Para cimentaciones desplantadas en suelosfriccionantes:

( ) v Rqv pF BN

N p A

F Q+⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ γ+−<

Σ γ

21

(3.2)

donde

ΣQFC es la suma de las acciones verticales a tomaren cuenta en la combinación considerada en elnivel de desplante, afectada por su respectivofactor de carga;

A es el área del cimiento;

pv es la presión vertical total a la profundidad dedesplante por peso propio del suelo;

v p es la presión vertical efectiva a la misma

profundidad;

γ es el peso volumétrico del suelo;cu es la cohesión aparente determinada en ensaye

triaxial no–consolidado no–drenado, (UU);

B es el ancho de la cimentación;

Nc es el coeficiente de capacidad de carga dadopor:

Nc = 5.14(1 + 0.25Df /B+ 0.25B/L)

para Df /B < 2 y B/L < 1;



donde Df , es la profundidad de desplante y L lalongitud del cimiento; en caso de que D f /B y B/L nocumplan con las desigualdades anteriores, dichasrelaciones se considerarán iguales a 2 y a 1,respectivamente;

Nq es el coeficiente de capacidad de carga dadopor:

Nq = eπtan φ tan² (45°+ φ /2) (3.4)

donde φ es el ángulo de fricción interna del material,que se define más adelante. El coeficiente Nq se

multiplicará por: 1+(B /L) tanφ para cimientos

rectangulares y por 1 +tan φ para cimientos circulareso cuadrados;

Nγ es el coeficiente de capacidad de carga dadopor:

Nγ =2 ( Nq + 1) tan φ (3.5)

El coeficiente Nγ se multiplicará por 1–0.4(B/L) paracimientos rectangulares y por 0.6 para cimientoscirculares o cuadrados; y

FR es el factor de resistencia especificado en lasección 3.2.

También podrá utilizarse como alternativa a lasecuaciones 3.1 ó 3.2 una expresión basada en losresultados de pruebas de campo, respaldada porevidencias experimentales confirmadas en los suelos

del Distrito Federal.

Además, al emplear las relaciones anteriores setomará en cuenta lo siguiente:

a) El parámetro φ estará dado por:

φ = Ang tan (α tan φ*) (3.6)

donde φ* es el ángulo con la horizontal de laenvolvente de los círculos de Mohr a la falla en laprueba de resistencia que se considere másrepresentativa del comportamiento del suelo enlas condiciones de trabajo. Esta prueba deberá

considerar la posibilidad de que el suelo pierdaparte de su resistencia.

Para suelos arenosos con compacidad relativa

Dr menor de 67 por ciento, el coeficiente α seráigual a 0.67+Dr –0.75Dr². Para suelos con

compacidad mayor que el límite indicado, α seráigual a l.

b) La posición del nivel freático considerada para laevaluación de las propiedades mecánicas del

suelo y de su peso volumétrico deberá ser la másdesfavorable durante la vida útil de la estructura.En caso de que el ancho B de la cimentación seamayor que la profundidad Z del nivel freático bajoel nivel de desplante de la misma, el peso

volumétrico a considerar en la ec. 3.2 será:γ = γ’+ (Z/B) (γm – γ’) (3.7)

donde

γ’ es el peso volumétrico sumergido del sueloentre las profundidades Z y (B/2)

tan(45º+φ /2); y

γm es el peso volumétrico total del suelo arribadel nivel freático.

c) En el caso de combinaciones de cargas (enparticular las que incluyen solicitaciones

sísmicas) que den lugar a resultantes excéntricasactuando a una distancia e del eje longitudinaldel cimiento, el ancho efectivo del mismo deberáconsiderarse igual a:

B’ = B– 2e (3.8)

Un criterio análogo se aplicará en la direcciónlongitudinal del cimiento para tomar en cuenta laexcentricidad respectiva. Cuando se presentedoble excentricidad (alrededor de los ejes X y Y),se tomarán las dimensiones reducidas en formasimultánea, y el área efectiva del cimiento seráA’=B’L’.

Para tomar en cuenta, en su caso, la fuerzacortante al nivel de la cimentación, semultiplicarán los coeficientes Nq y Nc de las ecs.

3.1 y 3.2 por (1 – tanδ)² , donde δ es lainclinación de la resultante de las accionesrespecto a la vertical.

d) En el caso de cimentaciones sobre un estrato desuelo uniforme de espesor H bajo el nivel dedesplante y apoyado sobre un estrato blando, seseguirá el criterio siguiente:

1) Si H ≥ 3.5B se ignorará el efecto del estratoblando en la capacidad de carga.

2) Si 3.5B > H ≥ 1.5B se verificará la capacidadde carga del estrato blando suponiendo queel ancho del área cargada es B+H.

3) Si H< 1.5B se verificará la capacidad decarga del estrato blando suponiendo que elancho del área cargada es:

B [ l + 2/3 (H/B)²] (3.9)



4) En el caso de cimientos rectangulares seaplicará a la dimensión longitudinal un criterioanálogo al anterior.

e) En el caso de cimentaciones sobre taludes se

verificará la estabilidad de la cimentación y deltalud recurriendo a un método de análisis limiteconsiderando mecanismos de falla compatiblescon el perfil de suelos y, en su caso, con elagrietamiento existente. En esta verificación, elmomento o las fuerzas resistentes seránafectados por el factor de resistenciaespecificado en el inciso 3.2.a.

f) En el caso de cimentaciones desplantadas en unsubsuelo heterogéneo o agrietado para el cualno sea aplicable el mecanismo de falla por cortegeneral en un medio homogéneo implícito en lasecs. 3.1 y 3.2, se verificará la estabilidad de lacimentación recurriendo a un método de análisislímite de los diversos mecanismos de fallacompatibles con el perfil estratigráfico. Ademásde la falla global, se estudiarán las posibles fallaslocales, es decir aquellas que pueden afectarsolamente una parte del suelo que soporta elcimiento, y la posible extrusión de estratos muyblandos. En las verificaciones anteriores, elmomento o la fuerza resistente serán afectadospor el factor de resistencia que señala el inciso3.2.a.

g) No deberán cimentarse estructuras sobre

zapatas aisladas en depósitos de limos noplásticos o arenas finas en estado suelto osaturado, susceptibles de presentar pérdida totalo parcial de resistencia por generación depresión de poro o deformaciones volumétricasimportantes bajo solicitaciones sísmicas.Asimismo, deberán tomarse en cuenta laspérdidas de resistencia o cambios volumétricosocasionados por las vibraciones de maquinariaen la vecindad de las cimentacionesdesplantadas en suelos no cohesivos decompacidad baja o media. Para condicionesseveras de vibración, el factor de resistencia aconsiderar en las ecs. 3.1 y 3.2, deberá tomarseigual a la mitad del definido en la sección 3.2para condiciones estáticas, a menos que sedemuestre a satisfacción de la Administración, apartir de ensayes de laboratorio en muestras desuelo representativas, que es aplicable otro valor.

h) En caso de que se compruebe la existencia degalerías, grietas, cavernas u otras oquedades,éstas se considerarán en el cálculo de capacidadde carga. En su caso, deberán mejorarse las

condiciones de estabilidad adoptándose una ovarias de las siguientes medidas:

1) Tratamiento por medio de rellenoscompactados, inyecciones, etc.;

2) Demolición o refuerzo de bóvedas; y/o

3) Desplante bajo el piso de las cavidades.

3.3.2 Estados límite de servicio

Los asentamientos instantáneos de lascimentaciones bajo solicitaciones estáticas secalcularán en primera aproximación usando losresultados de la teoría de la elasticidad previaestimación de los parámetros elásticos del terreno, apartir de la experiencia local o de pruebas directas oindirectas. Para suelos granulares, se tomará encuenta el incremento de la rigidez del suelo con lapresión de confinamiento. Cuando el subsuelo estéconstituido por estratos horizontales decaracterísticas elásticas diferentes, será aceptabledespreciar la influencia de las distintas rigideces delos estratos en la distribución de esfuerzos. Eldesplazamiento horizontal y el giro transitorios de lacimentación bajo las fuerzas cortantes y el momentode volteo generados por la segunda combinación deacciones se calcularán cuando proceda, como seindica en las Normas Técnicas Complementariaspara Diseño por Sismo. La magnitud de lasdeformaciones permanentes que pueden presentarsebajo cargas accidentales cíclicas se podrá estimarcon procedimientos de equilibrio límite para

condiciones dinámicas.

Los asentamientos diferidos se calcularán por mediode la relación:

∑ Δ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

+

Δ=Δ

H

o

ze

e H

0 1 (3.10)

donde

ΔH es el asentamiento de un estrato de espesor H;

eo es la relación de vacíos inicial;

Δe es la variación de 1a relación de vacíos bajo elincremento de esfuerzo efectivo vertical Δpinducido a la profundidad z por la cargasuperficial. Esta variación se estimará a partir depruebas de consolidación unidimensionalesrealizadas con muestras inalteradasrepresentativas del material existente a esaprofundidad; y

Δz son los espesores de estratos elementalesdentro de los cuales los esfuerzos puedenconsiderarse uniformes.



Los incrementos de presión vertical Δp inducidos porla carga superficial se calcularán con la teoría de laelasticidad a partir de las presiones transmitidas porla subestructura al suelo. Estas presiones se

estimarán considerando hipótesis extremas derepartición de cargas o a partir de un análisis de lainteracción estática suelo–estructura.

Para evaluar los movimientos diferenciales de lacimentación y los inducidos en construccionesvecinas, los asentamientos diferidos se calcularán enun número suficiente de puntos ubicados dentro yfuera del área cargada.

3.4 Cimentaciones compensadas

Se entiende por cimentaciones compensadasaquéllas en las que se busca reducir el incrementoneto de carga aplicado al subsuelo medianteexcavaciones del terreno y uso de un cajóndesplantado a cierta profundidad. Según que elincremento neto de carga aplicado al suelo en labase del cajón resulte positivo, nulo o negativo, lacimentación se denomina parcialmente compensada,compensada o sobre–compensada, respectivamente.

Para el cálculo del incremento de carga transmitidopor este tipo de cimentación y la revisión de losestados límite de servicio, el peso de la estructura aconsiderar será: la suma de la carga muerta,incluyendo el peso de la subestructura, más la carga

viva con intensidad media, menos el peso total delsuelo excavado. Esta combinación será afectada porun factor de carga unitario. El cálculo anterior deberárealizarse con precisión tomando en cuenta que losasentamientos son muy sensibles a pequeñosincrementos de la carga neta. Además, en estaevaluación, deberán tomarse en cuenta los cambiosposibles de materiales de construcción, de soluciónarquitectónica o de usos de la construcciónsusceptibles de modificar significativamente en elfuturo dicha carga neta. Cuando la incertidumbre alrespecto sea alta, la cimentación compensadadeberá considerarse como poco confiable y deberá

aplicarse un factor de carga mayor que la unidad,cuidando al mismo tiempo que no pueda presentarseuna sobre–compensación excesiva, o adoptarse otrosistema de cimentación.

La porción de las celdas del cajón de cimentaciónque esté por debajo del nivel freático y que noconstituya un espacio funcionalmente útil, deberáconsiderarse como llena de agua y el peso de estadeberá sumarse al de la subestructura, a menos quedicho espacio se rellene con material ligero no

saturable que garantice la permanencia del efecto deflotación.


La estabilidad de las cimentaciones compensadas severificará como lo señala la sección 3.3.1. Secomprobará además que no pueda ocurrir flotaciónde la cimentación durante ni después de laconstrucción. De ser necesario, se lastrará laconstrucción o se instalarán válvulas de alivio odispositivos semejantes que garanticen que no sepueda producir la flotación. En la revisión porflotación, se considerará una posición conservadoradel nivel freático.

Se prestará especial atención a la revisión de laposibilidad de falla local o generalizada del suelobajo la combinación de carga que incluya el sismo.


Para este tipo de cimentación se calcularán:

a) Los movimientos instantáneos debidos a la cargatotal transmitida al suelo por la cimentación,incluyendo los debidos a la recarga del suelodescargado por la excavación.

b) Las deformaciones transitorias y permanentesdel suelo de cimentación bajo la segundacombinación de acciones. Se tomará en cuentalas deformaciones permanentes tienden a sercríticas para cimentaciones con escaso margende seguridad contra falla local o general y que lossuelos arcillosos tienden a presentardeformaciones permanentes significativascuando bajo la combinación carga estática–cargasísmica cíclica se alcanza un esfuerzo cortanteque represente un porcentaje superior al 90 porciento de su resistencia estática no–drenada.

c) Los movimientos diferidos debidos al incrementoo decremento neto de carga en el contactocimentación–suelo.

Los movimientos instantáneos y los debidos a sismose calcularán en la forma indicada en la sección3.3.2. El cálculo de los movimientos diferidos sellevará a cabo en la forma indicada en dicho incisotomando en cuenta, además, la interacción con elhundimiento regional. Se tomará en cuenta que lascimentaciones sobre–compensadas en la zonalacustre tienden a presentar una emersión aparentemucho mayor y más prolongada en el tiempo que laatribuible a las deformaciones elásticas y a loscambios volumétricos inducidos por la descarga. Lo



anterior es consecuencia de la interacción entre ladescarga y el hundimiento regional cuya velocidaddisminuye localmente al encontrarse el suelopreconsolidado por efecto de la descarga. En la zonaIII y en presencia de consolidación regional la sobre–

compensación no será superior a 10 kPa (1 t/m²) amenos que se demuestre que un valor mayor no darálugar a una emersión inaceptable ni a daños aconstrucciones vecinas o servicios públicos.

En el diseño y construcción de estas cimentacionesdeberá tenerse presente que los resultadosobtenidos dependerán en gran medida de la técnicaempleada en la realización de la excavación(Capítulo 5).

3.4.3 Presiones sobre murosexteriores de la subestructura

En los muros de retención perimetrales seconsiderarán empujes horizontales a largo plazo noinferiores a los del agua y del suelo en estado dereposo, adicionando los debidos a sobrecargas en lasuperficie del terreno y a cimientos vecinos. Lapresión horizontal efectiva transmitida por el terrenoen estado de reposo se considerará por lo menosigual a 50 por ciento de la presión vertical efectivaactuante a la misma profundidad, salvo para rellenoscompactados contra muros, caso en el que seconsiderará por lo menos 70 por ciento de la presiónvertical. Las presiones horizontales atribuibles asobrecargas podrán estimarse por medio de la teoría

de la elasticidad. En caso de que el diseño considereabsorber fuerzas horizontales por contacto lateralentre subestructura y suelo, la resistencia del sueloconsiderada no deberá ser superior al empuje pasivoafectado de un factor de resistencia de 0.35, siempreque el suelo circundante esté constituido pormateriales naturales o por rellenos biencompactados. Los muros perimetrales y elementosestructurales que transmiten dicho empuje deberándiseñarse expresamente para esa solicitación.

Se tomarán medidas para que, entre lascimentaciones de estructuras contiguas no se

desarrolle fricción que pueda dañar a alguna de lasdos como consecuencia de posibles movimientosrelativos.

3.5 Cimentaciones con pilotes de fricción

Los pilotes de fricción son aquellos que transmitencargas al suelo principalmente a lo largo de susuperficie lateral. En suelos blandos, se usancomúnmente como complemento de un sistema decimentación parcialmente compensada para reducir

asentamientos, transfiriendo parte de la carga a losestratos más profundos (diseño en términos dedeformaciones). En este caso, los pilotes no tienengeneralmente la capacidad para soportar por sí solosel peso de la construcción y trabajan al límite en

condiciones estáticas, por lo que no puedencontribuir a tomar solicitaciones accidentales einclusive pueden, de acuerdo con la experiencia,perder una parte importante de su capacidad decarga en condiciones sísmicas, por lo que resultaprudente ignorar su contribución a la capacidad decarga global. Opcionalmente, los pilotes de fricciónpueden usarse para soportar el peso total de laestructura y asegurar su estabilidad (diseño entérminos de capacidad de carga). En este últimocaso, en suelos blandos en proceso de consolidacióncomo los de las zonas II y III, la losa puede perder elsustento del suelo de apoyo por lo que resultaprudente considerar que no contribuye a lacapacidad de carga global.

En ambos casos, se verificará que la cimentación noexceda los estados límites de falla y de servicio.

El espacio dejado entre la punta de los pilotes defricción y toda capa dura subyacente deberá sersuficiente para que en ninguna condición puedallegar a apoyarse en esta capa a consecuencia de laconsolidación del estrato en el que se colocaron.


De acuerdo con el tipo de diseño adoptado, larevisión de los estados límite de falla podrá consistiren verificar que resulta suficiente para asegurar laestabilidad de la construcción alguna de lascapacidades de carga siguientes:

a) Capacidad de carga del sistema suelo–zapatas osuelo–losa de cimentación.

Despreciando la capacidad de los pilotes, severificará entonces el cumplimiento de la desigualdad

3.1 ó 3.2, de la sección 3.3, según el caso.

Si se adopta este tipo de revisión, la losa o laszapatas y las contratrabes deberán diseñarseestructuralmente para soportar las presiones decontacto suelo–zapata o suelo–losa máximascalculadas, más las concentraciones locales decarga correspondientes a la capacidad de carga totalde cada pilote dada por la ec. 3.12 con un factor deresistencia FR igual a 1.0.



b) Capacidad de carga del sistema suelo–pilotes defricción

Despreciando la capacidad del sistema suelo–losa,se verificará entonces para cada pilote individual,

para cada uno de los diversos subgrupos de pilotes ypara la cimentación en su conjunto, el cumplimientode la desigualdad siguiente para las distintascombinaciones de acciones verticales consideradas:

ΣQFC < R (3.11)

donde

ΣQFC es la suma de las acciones verticales a tomaren cuenta en la combinación considerada,afectada de su correspondiente factor de carga.Las acciones incluirán el peso propio de lasubestructura y de los pilotes o pilas y el efectode la fricción negativa que pudiera desarrollarsesobre el fuste de los mismos o sobre suenvolvente.

R es la capacidad de carga que se considerará igual a:

1) Para la revisión de cada pilote individual: ala capacidad de carga de punta del pilotemás la capacidad de adherencia del piloteconsiderado;

2) Para la revisión de los diversos subgruposde pilotes en que pueda subdividirse lacimentación: a la suma de las capacidadesde carga individuales por punta de lospilotes más la capacidad de adherencia de

una pila de geometría igual a la envolventedel subgrupo de pilotes; y

3) Para la revisión de la cimentación en suconjunto: a la suma de las capacidades decarga individuales por punta de los pilotesmás la capacidad de adherencia de unapila de geometría igual a la envolvente delconjunto de pilotes.

La capacidad de carga por punta de los pilotesindividuales se calculará mediante las ecs. 3.13 ó3.14, con un factor de resistencia, FR , igual a 0.7.

Si se adopta este tipo de revisión, los pilotes deberántener la capacidad de absorber la fuerza cortante porsismo al nivel de la cabeza de los pilotes sin tomaren cuenta la adherencia suelo–losa o suelo–zapatas.Cuando la losa esté desplantada a profundidad, seconsiderará el efecto del empuje en reposo en losmuros perimetrales como se indica en la sección3.4.3.

En la revisión de la capacidad de carga bajo cargasexcéntricas, las cargas recibidas por los distintos

pilotes individuales o subgrupos de pilotes seestimarán con base en la teoría de la elasticidad o apartir de un estudio explícito de interacción suelo– estructura. Se despreciará la capacidad de carga delos pilotes sometidos a tensión, salvo que se hayan

diseñado y construido especialmente para este fin.

La capacidad de carga por adherencia lateral de unpilote de fricción individual bajo esfuerzos decompresión, Cf , se calculará como:

Cf = AL f FR (3.12)

dondeAL es el área lateral del pilote;

f es la adherencia lateral media pilote–suelo; y

FR se tomará igual a 0.7, salvo para piloteshincados en perforación previa (sección 7.1.2.2)

Para los suelos cohesivos blandos de las zonas II yIII, la adherencia pilote–suelo se considerará igual ala cohesión media del suelo. La cohesión sedeterminará con pruebas triaxiales no consolidadas– no drenadas.

Para calcular la capacidad de adherencia del grupo ode los subgrupos de pilotes en los que se puedasubdividir la cimentación, también será aplicable laec. 3.12 considerando el grupo o los subgrupos comopilas de geometría igual a la envolvente del grupo osubgrupo.


Los asentamientos o emersiones de cimentacionescon pilotes de fricción bajo cargas estáticas seestimarán considerando la penetración de losmismos y las deformaciones del suelo que lossoporta, así como la fricción negativa y la interaccióncon el hundimiento regional. En el cálculo de losmovimientos anteriores se tomarán en cuenta lasexcentricidades de carga.Deberá revisarse que el desplazamiento horizontal yel giro transitorio de la cimentación bajo la fuerzacortante y el momento de volteo sísmicos no resulten

excesivos. Las deformaciones permanentes bajo lacombinación de carga que incluya el efecto del sismose podrán estimar con procedimientos de equilibriolímite para condiciones dinámicas. En estasdeterminaciones, se tomará en cuenta el efectorestrictivo de los pilotes.

3.6 Cimentaciones con pilotes de punta o pilas

Los pilotes de punta son los que transmiten la mayorparte de la carga a un estrato resistente por medio de



su punta. Generalmente, se llama pilas a loselementos de más de 60 cm de diámetro colados enperforación previa.


Se verificará, para la cimentación en su conjunto,para cada uno de los diversos grupos de pilotes ypara cada pilote individual, el cumplimiento de ladesigualdad 3.11 para las distintas combinaciones deacciones verticales consideradas según lassecciones 3.6.1.1 y 3.6.1.2.

3.6.1.1 Capacidad por punta

La capacidad de carga de un pilote de punta o pila,Cp , se calculará de preferencia a partir de losresultados de pruebas de campo calibradas mediantepruebas de carga realizadas sobre los propios pilotes

(sección 3.7). En las situaciones en las que secuente con suficientes resultados de pruebas delaboratorio realizadas sobre muestras de buenacalidad y que exista evidencia de que la capa deapoyo sea homogénea, la capacidad de carga podráestimarse como sigue:

a) Para suelos cohesivos

Cp = (cu Nc* FR + pv) Ap (3.13)

b) Para suelos friccionantes

Cp = ( v p Nq* FR + pv) Ap (3.14)

dondeAp es el área transversal de la base de la pila o del

pilote;

pv es la presión vertical total debida al peso delsuelo a la profundidad de desplante de lospilotes;

v p es la presión vertical efectiva debida al peso delsuelo a la profundidad de desplante de lospilotes;

cu es la cohesión aparente del suelo de apoyodeterminada en ensaye triaxial no–consolidado

no–drenado, (UU); y

Nc* es el coeficiente de capacidad de carga definidoen la tabla 3.2.

Tabla 3.2 Coeficiente Nc*

φu 0° 5° 10°

Nc* 7 9 13

φu es el ángulo de fricción aparente;

Nq* es el coeficiente de capacidad de cargadefinido por:

)2 / 45tan(4*

mínmáxmín φ+°

−+=

B

N N L N N eq

(3.15)

cuando Le / B ≤ 4 tan (45°+ φ /2); o bien

Nq* = Nmáx (3.16)

cuando Le / B > 4 tan (45°+ φ /2)

Tabla 3.3 Valor de Nmáx y Nmín para el cálculo deNq*

φ 20° 25° 30° 35° 40° 45°

Nmáx 12.5 26 55 132 350 1000Nmín 7 11.5 20 39 78 130

Le es la longitud del pilote o pila empotrada en elestrato resistente;

B es el ancho o diámetro equivalente de lospilotes;

φ es el ángulo de fricción interna, con la definicióndel inciso 3.3.1.a; y

FR se tomará igual a 0.35.

La capacidad de carga considerada no deberárebasar la capacidad intrínseca del pilote o pilacalculada con la resistencia admisible del materialconstitutivo del elemento.

En el caso de pilotes o pilas de más de 50 cm dediámetro, la capacidad calculada a partir deresultados de pruebas de campo o mediante las ecs.3.13 ó 3.14, deberá corregirse para tomar en cuentael efecto de escala en la forma siguiente:

a) Para suelos friccionantes, multiplicar lacapacidad calculada por el factor

n

re B

BF ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +=

2

5.0

(3.17)

dondeB es el diámetro de la base del pilote o pila

(B>0.5 m); y

n es un exponente igual a 0 para suelo suelto, 1para suelo medianamente denso y 2 para suelodenso.

b) Para pilotes hincados en suelos cohesivos firmesfisurados, multiplicar por el mismo factor de la ec.



3.17 con exponente n = l. Para pilas coladas ensuelos cohesivos del mismo tipo, multiplicar por:

12

1

+

+=

B

BF re

(3.18)

La contribución del suelo bajo la losa de lasubestructura y de la subpresión a la capacidad decarga de un sistema de cimentación con pilotes depunta deberá despreciarse en todos los casos.

Cuando exista un estrato blando debajo de la capade apoyo de un pilote de punta o pila, deberáverificarse que el espesor H de suelo resistente essuficiente en comparación con el ancho o diámetro Bdel elemento de cimentación. Se seguirá el criteriosiguiente:

1) Si H ≥ 3.5B se ignorará el efecto del estratoblando en la capacidad de carga;

2) Si 3.5B > H ≥ 1.5B se verificará la capacidad decarga del estrato blando suponiendo que elancho del área cargada es B+H; y

3) Si H < 1.5B se procederá en la misma formaconsiderando un ancho igual a:

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ +

2

3

21

B

H B

(3.19)

El criterio anterior se aplicará también a grupos de

pilotes.

3.6.1.2 Capacidad por fricción lateral sobre el fustede pilotes de punta o pilas.

En las zonas II y III, y en cualquier situación en laque pueda eventualmente desarrollarse fricciónnegativa, no deberá considerarse ningunacontribución de la fricción lateral a la capacidad decarga de los pilotes de punta o pilas. En suelosfirmes de la zona I, se podrá agregar a la capacidadde punta una resistencia por fricción calculadamediante la ec. 3.12, en la que la adherenciaconsiderada no deberá ser mayor que el esfuerzo

vertical actuante en el suelo al nivel consideradomultiplicado por un factor de 0.3, y afectado con unfactor de resistencia de 0.7.

Además de la capacidad de carga vertical, serevisará la capacidad del suelo para soportar losesfuerzos inducidos por los pilotes o pilas sometidosa fuerzas horizontales, así como la capacidadestructural de estos elementos para transmitir dichassolicitaciones horizontales.


Los asentamientos de este tipo de cimentación secalcularán tomando en cuenta la deformación propiade los pilotes o pilas bajo las diferentes acciones a

las que se encuentran sometidas, incluyendo, en sucaso, la fricción negativa, y la de los estratoslocalizados bajo el nivel de apoyo de las puntas. Alcalcular la emersión debida al hundimiento regionalse tomará en cuenta la consolidación previsible delestrato localizado entre la punta y la cabeza de lospilotes durante la vida de la estructura.

3.7 Pruebas de carga en pilotes

Las estimaciones de la capacidad de carga de pilotesde fricción o de punta basadas en pruebas de campoo en cálculos analíticos se verificarán mediantepruebas de carga cuando exista incertidumbre

excesiva sobre las propiedades de los suelosinvolucrados y la edificación sea de los grupos A oB1. Los pilotes ensayados se llevarán a la falla ohasta 1.5 veces la capacidad de carga calculada. Enlas zonas II y III, la prueba se realizará al menos dosmeses después de la hinca, con el objeto de permitirla disipación del exceso de presión de poro que seinduce al instalar los pilotes y la recuperación de laresistencia del suelo en su estado natural por efectostixotrópicos. En pruebas de pilotes de punta, deberáaislarse la punta del fuste para medir en formaseparada la fricción o adherencia lateral, o bieninstrumentarse la punta para medir la carga en la

punta. Podrán hacerse pruebas de campo en pilotesde sección menor que la del prototipo y extrapolar elresultado mediante las ecs. 3.17 a 3.19.

3.8 Cimentaciones especiales

Cuando se pretenda utilizar dispositivos especialesde cimentación, deberá solicitarse la aprobaciónexpresa de la Administración. Para ello sepresentarán los resultados de los estudios y ensayesa que se hubieran sometido dichos dispositivos. Lossistemas propuestos deberán proporcionar unaseguridad equivalente a la de las cimentaciones

tradicionales calculadas de acuerdo con laspresentes Normas, en particular ante solicitacionessísmicas.

4. DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CIMENTA-CIÓN

Los elementos mecánicos (presiones de contacto,empujes, etc.) requeridos para el diseño estructuralde la cimentación deberán determinarse para cadacombinación de acciones señalada en la sección 3.1.



Los esfuerzos o deformaciones en las fronterassuelo–estructura necesarios para el diseñoestructural de la cimentación, incluyendo presionesde contacto y empujes laterales, deberán evaluarsetomando en cuenta la rigidez y la resistencia de la

estructura y de los suelos de apoyo.

Las presiones de contacto consideradas deberán sertales que las deformaciones diferenciales del suelocalculadas con ellas coincidan aproximadamente conlas del sistema subestructura–superestructura. Paradeterminar distribuciones de este tipo, será aceptablesuponer que el medio es elástico y continuo y usarlas soluciones analíticas existentes o métodosnuméricos. Será aceptable cualquier distribución quesatisfaga las condiciones siguientes:

a) Que exista equilibro local y general entre laspresiones de contacto y las fuerzas internas en la subestructura y las fuerzas y momentostransmitidos a ésta por la superestructura;

b) Que los hundimientos diferenciales inmediatosmás diferidos con las presiones de contactoconsideradas sean aceptables en términos de laspresentes Normas (tabla 3.1); y

c) Que las deformaciones diferencialesinstantáneas más las diferidas del sistemasubestructura–superestructura sean aceptablesen términos de las presentes Normas.

La distribución de esfuerzos de contacto podrádeterminarse para las diferentes combinaciones desolicitaciones a corto y largo plazos, con base ensimplificaciones e hipótesis conservadoras omediante estudios explícitos de interacción suelo– estructura.

Los pilotes y sus conexiones se diseñarán parapoder soportar los esfuerzos resultantes de lasacciones verticales y horizontales consideradas en eldiseño de la cimentación y los que se presentendurante el proceso de transporte, izaje e hinca. Lospilotes deberán poder soportar estructuralmente la

carga que corresponde a su capacidad de cargaúltima con factor de resistencia unitario.

Los pilotes de concreto deberán cumplir con loestipulado en el Reglamento y en sus NormasTécnicas Complementarias para Diseño yConstrucción de Estructuras de Concreto. Los pilotesde acero deberán protegerse contra corrosión almenos en el tramo comprendido entre la cabeza y lamáxima profundidad a la que, se estime, puedadescender el nivel freático.

En el caso de cimentaciones sobre pilotes de puntaen las zonas II y III, se tomará en cuenta que, por laconsolidación regional, los pilotes pueden perder elconfinamiento lateral en su parte superior en una

altura igual a la magnitud de la consolidación regionalentre la punta del pilote y su parte superior. Lasubestructura deberá entonces diseñarse paratrabajar estructuralmente tanto con soporte del suelocomo sin él es decir, en este último caso, apoyadasolamente en los pilotes.

5. ANÁLISIS Y DISEÑO DE EXCAVACIONES

En el diseño de las excavaciones se considerarán lossiguientes estados límite:

a) De falla: colapso de los taludes o de las paredesde la excavación o del sistema de ademado de

las mismas, falla de los cimientos de lasconstrucciones adyacentes y falla de fondo de laexcavación por corte o por subpresión enestratos subyacentes, y colapso del techo decavernas o galerías.

b) De servicio: movimientos verticales yhorizontales inmediatos y diferidos por descargaen el área de excavación y en los alrededores.Los valores esperados de tales movimientosdeberán ser suficientemente reducidos para nocausar daños a las construcciones einstalaciones adyacentes ni a los servicios

públicos. Además, la recuperación por recargano deberá ocasionar movimientos totales odiferenciales intolerables para las estructuras quese desplanten en el sitio.

Para realizar la excavación, se podrán usar pozos debombeo con objeto de reducir las filtraciones ymejorar la estabilidad. Sin embargo, la duración delbombeo deberá ser tan corta como sea posible y setomarán las precauciones necesarias para que susefectos queden prácticamente circunscritos al áreade trabajo. En este caso, para la evaluación de losestados límite de servicio a considerar en el diseño

de la excavación, se tomarán en cuenta losmovimientos del terreno debidos al bombeo.

Los análisis de estabilidad se realizarán con base enlas acciones aplicables señaladas en las Normascorrespondientes, considerándose las sobrecargasque puedan actuar en la vía pública y otras zonaspróximas a la excavación.



5.1 Estados límite de falla

La verificación de la seguridad respecto a los estadoslímite de falla incluirá la revisión de la estabilidad delos taludes o paredes de la excavación con o sin

ademes y del fondo de la misma. El factor deresistencia será de 0.6; sin embargo, si la falla de lostaludes, ademes o fondo de la excavación no implicadaños a los servicios públicos, a las instalaciones o alas construcciones adyacentes, el factor deresistencia será de 0.7. La sobrecarga uniformemínima a considerar en la vía publica y zonaspróximas a excavaciones temporales será de 15 kPa(1.5 t/m²) con factor de carga unitario.

5.1.1 Taludes

La seguridad y estabilidad de excavaciones sinsoporte se revisará tomando en cuenta la influencia

de las condiciones de presión del agua en elsubsuelo así como la profundidad de excavación, lainclinación de los taludes, el riesgo de agrietamientoen la proximidad de la corona y la presencia degrietas u otras discontinuidades. Se tomará encuenta que la cohesión de los materiales arcillosostiende a disminuir con el tiempo, en una proporciónque puede alcanzar 30 por ciento en un plazo de unmes.

Para el análisis de estabilidad de taludes se usará unmétodo de equilibrio límite considerando superficiesde falla cinemáticamente posibles tomando en

cuenta en su caso las discontinuidades del suelo. Seincluirá la presencia de sobrecargas en la orilla de laexcavación. También se considerarán mecanismosde extrusión de estratos blandos confinadosverticalmente por capas más resistentes. Al evaluarestos últimos mecanismos se tomará en cuenta quela resistencia de la arcilla puede alcanzar su valorresidual correspondiente a grandes deformaciones.

Se prestará especial atención a la estabilidad a largoplazo de excavaciones o cortes permanentes que serealicen en el predio de interés, especialmente en lazona I. Se tomarán las precauciones necesarias para

que estos cortes no limiten las posibilidades deconstrucción en los predios vecinos, no presentenpeligro de falla local o general ni puedan sufriralteraciones en su geometría por intemperización yerosión, que puedan afectar a la propia construcción,a las construcciones vecinas o a los serviciospúblicos. Además del análisis de estabilidad, elestudio geotécnico deberá incluir en su caso una

justificación detallada de las técnicas deestabilización y protección de los cortes propuestas y

del procedimiento constructivo especificado (sección7.2.5).

5.1.2 Falla por subpresión en estratospermeables

En el caso de excavaciones en suelos sin cohesión,se analizará en su caso la estabilidad del fondo de laexcavación por flujo del agua. Para reducir el peligrode fallas de este tipo, el agua freática deberácontrolarse y extraerse de la excavación por bombeodesde cárcamos, pozos punta o pozos de alivio connivel dinámico sustancialmente inferior al fondo de laexcavación.

Cuando una excavación se realice en una capaimpermeable, la cual a su vez descanse sobre unestrato permeable, deberá considerarse que lapresión del agua en este estrato puede levantar el

fondo de la excavación, no obstante el bombeosuperficial. El espesor mínimo hi del estratoimpermeable que debe tenerse para evitarinestabilidad de fondo se considerará igual a:

w

m

wi hh ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

γ

γ>

(5.1)

dondehw es la altura piezométrica en el lecho inferior de

la capa impermeable;

γw es el peso volumétrico del agua; y

γm es el peso volumétrico total del suelo entre elfondo de la excavación y el estrato permeable.

Cuando el espesor hi resulte insuficiente paraasegurar la estabilidad con un amplio margen deseguridad, será necesario reducir la carga hidráulicadel estrato permeable por medio de bombeo.

5.1.3 Estabilidad de excavaciones ademadas

En caso de usarse para soportar las paredes de laexcavación, elementos estructurales comotablaestacas o muros colados en el lugar, se revisará

la estabilidad de estos elementos por deslizamientogeneral de una masa de suelo que incluirá elelemento, por falla de fondo, y por falla estructural delos troqueles o de los elementos que éstos soportan.

La revisión de la estabilidad general se realizará porun método de análisis límite. Se evaluará elempotramiento y el momento resistente mínimo delelemento estructural, requeridos para garantizar laestabilidad.



La posibilidad de falla de fondo por cortante enarcillas blandas a firmes se analizará verificando que:

pv + ΣqFC < cu Nc FR (5.2)

donde

cu es la cohesión aparente del material bajo elfondo de la excavación, en condiciones no– consolidadas no–drenadas (UU);

Nc es el coeficiente de capacidad de carga definidoen la sección 3.3.1 y que depende de lageometría de la excavación. En este caso, Bserá el ancho de la excavación, L su longitud yD su profundidad. Se tomará en cuenta ademásque este coeficiente puede ser afectado por elprocedimiento constructivo;

pv es la presión vertical total actuante en el suelo, ala profundidad de excavación;

ΣqFC son las sobrecargas superficiales afectadasde sus respectivos factores de carga; y

FR se tomará igual a 0.7

Los empujes a los que se encuentran sometidos lospuntales se estimarán a partir de una envolvente dedistribución de presiones determinada a partir demodelaciones analíticas o numéricas y de laexperiencia local. En arcillas, la distribución depresiones se definirá en función del tipo de arcilla, desu grado de fisuramiento y de su reducción deresistencia con el tiempo. Cuando el nivel freáticoexista a poca profundidad, los empujes considerados

sobre los troqueles serán por lo menos iguales a losproducidos por el agua. El diseño de los troquelestambién deberá tomar en cuenta el efecto de lassobrecargas debidas al tráfico en la vía pública, alequipo de construcción, a las estructuras adyacentesy a cualquier otra carga que deban soportar lasparedes de la excavación durante el período deconstrucción, afectadas de un factor de carga de 1.1.En el caso de troqueles precargados, se tomará encuenta que la precarga aplicada inicialmente puedevariar considerablemente con el tiempo por relajacióny por efecto de variaciones de temperatura.

Los elementos de soporte deberán diseñarseestructuralmente para resistir las acciones de losempujes y las reacciones de los troqueles y de suapoyo en el suelo bajo el fondo de la excavación.

5.1.4 Estabilidad de estructuras vecinas

De ser necesario, las estructuras adyacentes a lasexcavaciones deberán reforzarse o recimentarse. Elsoporte requerido dependerá del tipo de suelo y de lamagnitud y localización de las cargas con respecto ala excavación.

En caso de usar anclas temporales para el soportede ademes deberá demostrarse que éstas noafectarán la estabilidad ni inducirán deformacionessignificativas en las cimentaciones vecinas y/o

servicios públicos. El sistema estructural del ancladeberá analizarse con el objetivo de asegurar sufuncionamiento como elemento de anclaje. El análisisde las anclas deberá considerar la posibilidad de fallapor resistencia del elemento tensor, de la adherenciaelemento tensor–lechada, de la adherencia lechada– terreno y de la capacidad de carga del terreno en elbrocal del ancla. La instalación de anclas deberárealizarse con un control de calidad estricto queincluya un número suficiente de pruebas de lasmismas, de acuerdo con las prácticas aceptadas alrespecto. Los anclajes temporales instalados enterrenos agresivos podrán requerir una protecciónespecial contra corrosión.

5.2 Estados límite de servicio

Los valores esperados de los movimientos verticalesy horizontales en el área de excavación y susalrededores deberán ser suficientemente pequeñospara que no causen daños a las construcciones einstalaciones adyacentes ni a los servicios públicos.Además, la recuperación por recarga no deberáocasionar movimientos totales o diferencialesintolerables en el edificio que se construye.

5.2.1 Expansiones instantáneas y

diferidas por descarga

Para estimar la magnitud de los movimientosverticales inmediatos por descarga en el área deexcavación y en los alrededores, se recurrirá a lateoría de la elasticidad. Los movimientos diferidos seestimarán mediante la ec. 3.10 a partir de losdecrementos de esfuerzo vertical calculadosaplicando también la teoría de la elasticidad.

Para reducir los movimientos inmediatos, laexcavación y la construcción de la cimentación sepodrán realizar por partes.

En el caso de excavaciones ademadas, se buscaráreducir la magnitud de los movimientos instantáneosacortando la altura no soportada entre troqueles.

5.2.2 Asentamiento del terreno natural adyacentea las excavaciones

En el caso de cortes ademados en arcillas blandas ofirmes, se tomará en cuenta que los asentamientossuperficiales asociados a estas excavaciones



dependen del grado de cedencia lateral que sepermita en los elementos de soporte. Para laestimación de los movimientos horizontales yverticales inducidos por excavaciones ademadas enlas áreas vecinas, deberá recurrirse a una

modelación analítica o numérica que tome en cuentaexplícitamente el procedimiento constructivo. Estosmovimientos deberán medirse en forma continuadurante la construcción para poder tomaroportunamente medidas de seguridad adicionales encaso necesario.

6. MUROS DE CONTENCIÓN

Las presentes Normas se aplicarán a los muros degravedad (de mampostería, de piezas naturales oartificiales, o de concreto simple), cuya estabilidad sedebe a su peso propio, así como a los muros deconcreto reforzado empotrados en su base, con o sin

anclas o contrafuertes, y que utilizan la acción devoladizo para retener la masa de suelo.

Los muros de contención exteriores construidos paradar estabilidad al terreno en desniveles, deberándiseñarse de tal forma que no se rebasen lossiguientes estados límite de falla: volteo,desplazamiento del muro, falla de la cimentación delmismo o del talud que lo soporta, o bien roturaestructural. Además, se revisarán los estados límitede servicio, como asentamiento, giro o deformaciónexcesiva del muro. Los empujes se estimarántomando en cuenta la flexibilidad del muro, el tipo de

relleno y el método de colocación del mismo.

Los muros incluirán un sistema de drenaje adecuadoque impida el desarrollo de empujes superiores a losde diseño por efecto de presión del agua. Para ello,los muros de contención deberán siempre dotarse deun filtro colocado atrás del muro con lloraderos y/otubos perforados. Este dispositivo deberá diseñarsepara evitar el arrastre de materiales provenientes delrelleno y para garantizar una conducción eficiente delagua infiltrada, sin generación de presiones de aguasignificativas. Se tomará en cuenta que, aún con unsistema de drenaje, el efecto de las fuerzas de

filtración sobre el empuje recibido por el muro puedeser significativo.

Las fuerzas actuantes sobre un muro de contenciónse considerarán por unidad de longitud. Las accionesa tomar en cuenta, según el tipo de muro serán: elpeso propio del muro, el empuje de tierras, la fricciónentre muro y suelo de relleno, el empuje hidrostáticoo las fuerzas de filtración en su caso, las sobrecargasen la superficie del relleno y las fuerzas sísmicas.Los empujes desarrollados en condiciones sísmicas

se evaluarán en la forma indicada en las NormasTécnicas Complementarias para Diseño por Sismo.

6.1 Estados límite de falla

Los estados límite de falla a considerar para un muroserán la rotura estructural, el volteo, la falla porcapacidad de carga, deslizamiento horizontal de labase del mismo bajo el efecto del empuje del suelo y,en su caso, la inestabilidad general del talud en elque se encuentre desplantado el muro.

Para combinaciones de carga clasificadas en elinciso 2.3.a de las Normas TécnicasComplementarias sobre Criterios y Acciones para elDiseño Estructural de las Edificaciones, en la revisióndel muro al volteo los momentos motores seránafectados de un factor de carga de 1.4 y losmomentos resistentes de un factor de resistencia de

0.7; en la revisión de la estabilidad al deslizamiento yde la estabilidad general del talud, los momentos ofuerzas motores se afectarán de un factor de 1.4 ylas resistentes de un factor de resistencia de 0.9.

Para combinaciones de carga clasificadas en elinciso 2.3.b de las Normas citadas, en la revisión delmuro al volteo, los momentos motores seránafectados de un factor de carga de 1.1 y losmomentos resistentes de un factor de resistencia de0.7; en la revisión de la estabilidad al deslizamiento yde la estabilidad general del talud, los momentos ofuerzas motores se afectarán de un factor de 1.1 y

las resistentes de un factor de resistencia de 0.9.

Para muros de menos de 6 m de altura, seráaceptable estimar los empujes actuantes en formasimplificada con base en el método semi–empírico deTerzaghi, siempre que se satisfagan los requisitos dedrenaje. En caso de existir una sobrecargauniformemente repartida sobre el relleno, esta cargaadicional se podrá incluir como peso equivalente dematerial de relleno.

En el caso de muros que excedan la alturaespecificada en el párrafo anterior, se realizará un

estudio de estabilidad detallado, tomando en cuentalos aspectos que se indican a continuación:

6.1.1 Restricciones del movimiento del muro

Los empujes sobre muros de retención podránconsiderarse de tipo activo solamente cuando hayaposibilidad de deformación suficiente por flexión ogiro alrededor de la base. En caso contrario y enparticular cuando se trate de muros perimetrales decimentación en contacto con rellenos, los empujes



considerados deberán ser por lo menos los del sueloen estado de reposo más los debidos al equipo decompactación del relleno, a las estructurascolindantes y a otros factores que pudieran sersignificativos.

6.1.2 Tipo de relleno

Los rellenos no incluirán materiales degradables nicompresibles y deberán compactarse de modo quesus cambios volumétricos por peso propio, porsaturación y por las acciones externas a que estaránsometidos, no causen daños intolerables a lospavimentos ni a las instalaciones estructuralesalojadas en ellos o colocadas sobre los mismos.

6.1.3 Compactación del relleno

Para especificar y controlar en el campo lacompactación por capas de los materiales cohesivosempleados en rellenos, se recurrirá a la pruebaProctor estándar, debiéndose vigilar el espesor ycontenido de agua de las capas colocadas. En elcaso de materiales no cohesivos, el control se basaráen el concepto de compacidad relativa. Estosrellenos se compactarán con procedimientos queeviten el desarrollo de empujes superiores a losconsiderados en el diseño.

6.1.4 Base del muro

La base del muro deberá desplantarse cuandomenos a 1 m bajo la superficie del terreno enfrentedel muro y abajo de la zona de cambios volumétricosestacionales y de rellenos. La estabilidad contradeslizamiento deberá ser garantizada sin tomar encuenta el empuje pasivo que puede movilizarsefrente al pie del muro. Si no es suficiente laresistencia al desplazamiento, se deberá pilotear elmuro o profundizar o ampliar la base del mismo.

La capacidad de carga en la base del muro se podrárevisar por los métodos indicados en las presentesNormas para cimentaciones superficiales.

6.2 Estados límite de servicio

Cuando el suelo de cimentación sea compresible,deberá calcularse el asentamiento y estimarse lainclinación de los muros por deformacionesinstantáneas y diferidas del suelo. Se recurrirá a losmétodos aplicables a cimentaciones superficiales.

7. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Como parte del estudio de mecánica de suelos,deberá definirse un procedimiento constructivo de lascimentaciones, excavaciones y muros de contención

que asegure el cumplimiento de las hipótesis dediseño y garantice la integridad de los elementos decimentación y la seguridad durante y después de laconstrucción. Dicho procedimiento deberá ser tal quese eviten daños a las estructuras e instalacionesvecinas y a los servicios públicos por vibraciones odesplazamiento vertical y horizontal del suelo.

Cualquier cambio significativo que se pretendaintroducir en el procedimiento de construcciónespecificado en el estudio geotécnico deberáanalizarse con base en la información contenida endicho estudio o en un estudio complementario si ésteresulta necesario.

7.1 Procedimiento constructivo decimentaciones

7.1.1 Cimentaciones someras

El desplante de la cimentación se hará a laprofundidad señalada en el estudio de mecánica desuelos. Sin embargo, deberá tenerse en cuentacualquier discrepancia entre las características delsuelo encontradas a esta profundidad y lasconsideradas en el proyecto, para que, de sernecesario, se hagan los ajustes correspondientes. Se

tomarán todas las medidas necesarias para evitarque en la superficie de apoyo de la cimentación sepresente alteración del suelo durante la construcciónpor saturación o remoldeo. Las superficies dedesplante estarán libres de cuerpos extraños osueltos.

En el caso de elementos de cimentación de concretoreforzado se aplicarán procedimientos deconstrucción que garanticen el recubrimientorequerido para proteger el acero de refuerzo. Setomarán las medidas necesarias para evitar que elpropio suelo o cualquier líquido o gas contenido en él

puedan atacar el concreto o el acero. Asimismo,durante el colado se evitará que el concreto semezcle o contamine con partículas de suelo o conagua freática, que puedan afectar sus característicasde resistencia o durabilidad. Se prestará especialatención a la protección de los pilotes en la parteoriente de la zona III del Distrito Federal donde elsubsuelo presenta una alta salinidad.



7.1.2 Cimentaciones con pilotes o pilas

La colocación de pilotes y pilas se ajustará alproyecto correspondiente, verificando que laprofundidad de desplante, el número y el

espaciamiento de estos elementos correspondan a loseñalado en los planos estructurales. Losprocedimientos para la instalación de pilotes y pilasdeberán garantizar la integridad de estos elementosy que no se ocasione daños a las estructuras einstalaciones vecinas por vibraciones odesplazamiento vertical y horizontal del suelo. Cadapilote, sus tramos y las juntas entre estos, en sucaso, deberán diseñarse y realizarse de modo tal queresistan las fuerzas de compresión y tensión y losmomentos flexionantes que resulten del análisis.

Los pilotes de diámetro menor de 40 cm deberánrevisarse por pandeo verificando que la fuerza axial a

la que se encontrarán sometidos, con su respectivofactor de carga, no rebasará la fuerza crítica Pc definida por:

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

π+

π=

²²

²4

²4

²²

N

L DK

L

I E N F P Rc

(7.1)

donde

K es el coeficiente de reacción horizontal delsuelo;

D es el diámetro del pilote;

E es el módulo de elasticidad del pilote;I es el momento de inercia del pilote;

N es el número entero, determinado por tanteo,que genere el menor valor de Pc;

L es la longitud del pilote; y

FR se tomará igual a 0.35.

7.1.2.1 Pilas o pilotes colados en el lugar

Para este tipo de cimentaciones profundas, el estudiode mecánica de suelos deberá definir si laperforación previa será estable en forma natural o si

por el contrario se requerirá estabilizarla con lodocomún o bentonítico o con ademe. Antes del colado,se procederá a la inspección directa o indirecta delfondo de la perforación para verificar que lascaracterísticas del estrato de apoyo son satisfactoriasy que todos los azolves han sido removidos. Elcolado se realizará por procedimientos que eviten lasegregación del concreto y la contaminación delmismo con el lodo estabilizador de la perforación ocon derrumbes de las paredes de la excavación. Sellevará un registro de la localización de los pilotes o

pilas, las dimensiones relevantes de lasperforaciones, las fechas de perforación y de colado,la profundidad y los espesores de los estratos y lascaracterísticas del material de apoyo.

Cuando la construcción de una cimentación requieradel uso de lodo bentonítico, el constructor no podráverterlo en el drenaje urbano, por lo que deberádestinar un área para recolectar dicho lodo despuésde usarlo y transportarlo a algún tiradero ex profeso.

Cuando se usen pilas con ampliación de base(campana), la perforación de la misma se haráverticalmente en los primeros 20 cm para despuésformar con la horizontal un ángulo no menor de 60grados: el peralte de la campana será por lo menosde 50 cm. No deben construirse campanas bajo aguao lodos, ya que los sistemas empleados para estaoperación no garantizan la colocación de concretosano en esta zona que es donde se desarrollará lacapacidad de carga.

Otros aspectos a los que deberá prestarse atenciónson el método y equipo para la eliminación deazolves, la duración del colado, así como elrecubrimiento y la separación mínima del acero derefuerzo con relación al tamaño del agregado.

Para desplantar la cimentación sobre el concretosano de la pila, se deberá dejar en la parte superioruna longitud extra de concreto, equivalente al 90 porciento del diámetro de la misma; este concreto, que

acarrea las impurezas durante el proceso de colado,podrá ser removido con equipo neumático hasta 20cm arriba de la cota de desplante de la cimentación;estos últimos 20 cm se deberán quitar en formamanual procurando que la herramienta de ataque noproduzca fisuras en el concreto que recibirá lacimentación.

En el caso de pilas coladas en seco, la longitudadicional podrá ser de 50 por ciento del diámetro delas mismas, evitando remover el concreto de estaparte en estado fresco con el propósito de que el“sangrado” del concreto se efectúe en dicha zona.

Esta parte se demolerá siguiendo los lineamientosindicados en el punto anterior.

En cualquier tipo de pila, será necesario construir unbrocal antes de iniciar la perforación a fin depreservar la seguridad del personal y la calidad de lapila por construir.

No deberán construirse pilas de menos de 80 cmhasta 30 m de profundidad, ni de menos de 100 cmhasta profundidades mayores. Las pilas deberán ser



construidas con ademe o estabilizadas con lodos amenos que el estudio del subsuelo muestre que laperforación es estable.

Respecto a la localización de las pilas se aceptará

una tolerancia del 10 por ciento de su diámetro. Latolerancia en la verticalidad de una pila será de 2 porciento de su longitud hasta 25 m de profundidad y de3 por ciento para mayor profundidad.

7.1.2.2 Pilotes hincados a percusión

Se preferirá la manufactura en fábrica de tramos depilotes a fin de controlar mejor sus característicasmecánicas y geométricas y su curado. En pilotes deconcreto reforzado, se prestará especial atención alos traslapes en el acero de refuerzo longitudinal.

Cada pilote deberá tener marcas que indiquen los

puntos de izaje, para poder levantarlos de las mesasde colado, transportarlos e izarlos.

El estudio de mecánica de suelos deberá definir si serequiere perforación previa, con o sin extracción desuelo, para facilitar la hinca o para minimizar eldesplazamiento de los suelos blandos. Se indicaráen tal caso el diámetro de la perforación y suprofundidad, y si es necesaria la estabilización conlodo común o bentonítico. En pilotes de fricción eldiámetro de la perforación previa para facilitar lahinca o para minimizar el desplazamiento de lossuelos blandos no deberá ser mayor que el 75 por

ciento del diámetro o lado del pilote. Si con taldiámetro máximo de la perforación no se logra hacerpasar el pilote a través de capas duras intercaladas,exclusivamente estas deberán rimarse conherramientas especiales a un diámetro igual oligeramente mayor que él del pilote. En caso derecurrir a perforación previa, el factor de reducción FR

de la ecuación 3.12 se reducirá multiplicando el valoraplicable en ausencia de perforación por la relación(1–0.4Dperf /Dpil) donde Dperf y Dpil sonrespectivamente el diámetro de la perforación previay el del pilote.

Antes de proceder al hincado, se verificará laverticalidad de los tramos de pilotes y, en su caso, lade las perforaciones previas. La desviación de lavertical del pilote no deberá ser mayor de 3/100 desu longitud para pilotes con capacidad de carga porpunta ni de 6/100 en los otros casos.

El equipo de hincado se especificará en términos desu energía en relación con la masa del pilote y delpeso de la masa del martillo golpeador en relacióncon el peso del pilote, tomando muy en cuenta la

experiencia local. Además, se especificarán el tipo yespesor de los materiales de amortiguamiento de lacabeza y del seguidor. El equipo de hincado podrátambién definirse a partir de un análisis dinámicobasado en la ecuación de onda.

La posición final de la cabeza de los pilotes nodeberá diferir respecto a la de proyecto en más de 20cm ni de la cuarta parte del ancho del elementoestructural que se apoye en ella.

Al hincar cada pilote se llevará un registro de suubicación, su longitud y dimensiones transversales,la fecha de colocación, el nivel del terreno antes de lahinca y el nivel de la cabeza inmediatamentedespués de la hinca. Además se incluirá el tipo dematerial empleado para la protección de la cabezadel pilote, el peso del martinete y su altura de caída,la energía de hincado por golpe, el número de golpespor metro de penetración a través de los estratossuperiores al de apoyo y el número de golpes porcada 10 cm de penetración en el estrato de apoyo,así como el número de golpes y la penetración en laúltima fracción de decímetro penetrada.

En el caso de pilotes hincados a través de un mantocompresible hasta un estrato resistente, se verificarápara cada pilote mediante nivelaciones si se hapresentado emersión por la hinca de los pilotesadyacentes y, en caso afirmativo, los pilotes

afectados se volverán a hincar hasta la elevaciónespecificada.

Los métodos usados para hincar los pilotes deberánser tales que no mermen la capacidad estructural deéstos. Si un pilote de punta se rompe o dañaestructuralmente durante su hincado, o si porexcesiva resistencia a la penetración, queda a unaprofundidad menor que la especificada y en ella nose pueda garantizar la capacidad de carga requerida,se extraerá la parte superior del mismo, de modo quela distancia entre el nivel de desplante de lasubestructura y el nivel superior del piloteabandonado sea por lo menos de 3 m. En tal caso,se revisará el diseño de la subestructura y seinstalarán pilotes sustitutos.

Si es un pilote de fricción él que se rechace pordaños estructurales durante su hincado, se deberáextraer totalmente y rellenar el hueco formado conotro pilote de mayor dimensión o bien con un materialcuya resistencia y compresibilidad sea del mismoorden de magnitud que las del suelo que reemplaza;en este caso, también deberán revisarse el diseño de



la subestructura y el comportamiento del sistema decimentación.

7.1.2.3 Pruebas de carga en pilotes o pilas

En caso de realizarse pruebas de carga, se llevaráregistro por lo menos de los datos siguientes:

a) Condiciones del subsuelo en el lugar de laprueba;

b) Descripción del pilote o pila y datos obtenidosdurante la instalación;

c) Descripción del sistema de carga y del métodode prueba;

d) Tabla de cargas y deformaciones durante lasetapas de carga y descarga del pilote o pila;

e) Representación gráfica de la curvaasentamientos–tiempo para cada incremento decarga; y

f) Observaciones e incidentes durante la instalacióndel pilote o pila y la prueba.

7.2 Excavaciones

7.2.1 Consideraciones generales

Cuando las separaciones con las colindancias lopermitan, las excavaciones podrán delimitarse contaludes perimetrales cuya pendiente se evaluará a

partir de un análisis de estabilidad de acuerdo con elCapítulo 5.

Si por el contrario, existen restricciones de espacio yno son aceptables taludes verticales debido a lascaracterísticas del subsuelo, se recurrirá a unsistema de soporte constituido por ademes,tablaestacas o muros colados en el lugarapuntalados o retenidos con anclas instaladas ensuelos firmes. En todos los casos deberá lograrse uncontrol adecuado del flujo de agua en el subsuelo yseguirse una secuela de excavación que minimicelos movimientos de las construcciones vecinas y

servicios públicos.

7.2.2. Control del flujo de agua

Cuando la construcción de la cimentación lo requiera,se controlará el flujo del agua en el subsuelo delpredio mediante bombeo, tomando precaucionespara limitar los efectos indeseables del mismo en elpropio predio y en los colindantes.

Se escogerá el sistema de bombeo más adecuadode acuerdo con el tipo de suelo. El gasto y elabatimiento provocado por el bombeo se calcularánmediante la teoría del flujo de agua transitorio en elsuelo. El diseño del sistema de bombeo incluirá la

selección del número, ubicación, diámetro yprofundidad de los pozos; del tipo, diámetro yranurado de los ademes, y del espesor ycomposición granulométrica del filtro. Asimismo, seespecificará la capacidad mínima de las bombas y laposición del nivel dinámico en los pozos en lasdiversas etapas de la excavación.

En el caso de materiales compresibles, se tomará encuenta la sobrecarga inducida en el terreno por lasfuerzas de filtración y se calcularán losasentamientos correspondientes. Si losasentamientos calculados resultan excesivos, serecurrirá a procedimientos alternos que minimicen elabatimiento piezométrico. Deberá considerarse laconveniencia de reinyectar el agua bombeada en laperiferia de la excavación y de usar pantallasimpermeables que la aíslen.

Cualquiera que sea el tipo de instalación de bombeoque se elija, su capacidad garantizará la extracciónde un gasto por lo menos 1.5 veces superior alestimado. Además, deberá asegurarse elfuncionamiento continuo de todo el sistema.

En suelos de muy baja permeabilidad, como lasarcillas lacustres de las zonas II y III, el nivel

piezométrico tiende a abatirse espontáneamente altiempo que se realiza la excavación, por lo que no esnecesario realizar bombeo previo, salvo para evitarpresiones excesivas en estratos permeablesintercalados. En este caso, más que abatir el nivelfreático, el bombeo tendrá como objetivo:

a) Dar a las fuerzas de filtración una direcciónfavorable a la estabilidad de la excavación;

b) Preservar el estado de esfuerzos del suelo; e

c) Interceptar las filtraciones provenientes de lentespermeables.

En todos los casos será necesario un sistema debombeo superficial que desaloje el agua de uno ovarios cárcamos en los que se recolecten losescurrimientos de agua. El agua bombeada arrojadaal sistema de drenaje público deberá estar libre desedimentos y contaminantes.



7.2.3 Tablaestacas y muros colados en el lugar

Para reducir los problemas de filtraciones de aguahacia la excavación y los daños a construccionesvecinas, se podrán usar tablaestacas hincadas en la

periferia de la excavación o muros colados in situ oprefabricados. Las tablaestacas o muros deberánprolongarse hasta una profundidad suficiente parainterceptar el flujo debido a los principales estratospermeables que pueden dificultar la realización de laexcavación. El cálculo de los empujes sobre lospuntales que sostengan estos elementos se hará porlos métodos indicados en el Capítulo 5. El sistema deapuntalamiento podrá también ser constituido poranclas horizontales instaladas en suelos firmes omuros perpendiculares colados en el lugar oprefabricados.

7.2.4 Secuencia de excavación

El procedimiento de excavación deberá asegurar queno se rebasen los estados límite de servicio(movimientos verticales y horizontales inmediatos ydiferidos por descarga en el área de excavación y enla zona circundante).

De ser necesario, la excavación se realizará poretapas, según un programa que se incluirá en lamemoria de diseño, señalando además lasprecauciones que deban tomarse para que noresulten afectadas las construcciones de los prediosvecinos o los servicios públicos; estas precauciones

se consignarán debidamente en los planos.

Al efectuar la excavación por etapas, para limitar lasexpansiones del fondo a valores compatibles con elcomportamiento de la propia estructura o de edificiose instalaciones colindantes, se adoptará unasecuencia simétrica. Se restringirá la excavación azanjas de pequeñas dimensiones en planta en lasque se construirá y lastrará la cimentación antes deexcavar otras áreas.

Para reducir la magnitud de las expansionesinstantáneas será aceptable, asimismo, recurrir a

pilotes de fricción hincados previamente a laexcavación y capaces de absorber los esfuerzos detensión inducidos por el terreno.

7.2.5 Protección de taludes permanentes

En el diseño de los sistemas de protección detaludes naturales o cortes artificiales permanentes,se tomará en cuenta que las deformaciones del sueloprotegido deben ser compatibles con las del sistemade protección empleado. Se tomará asimismo en

cuenta el efecto del peso del sistema de protecciónsobre la estabilidad general o local del talud durantey después de la construcción. Por otra parte, lossistemas de protección deberán incluir elementosque garanticen un drenaje adecuado y eviten el

desarrollo de presiones hidrostáticas que puedancomprometer la estabilidad del sistema de proteccióny del propio talud.

En caso de usar anclas pasivas o activas para laestabilización del talud deberá demostrarse queéstas no afectarán la estabilidad ni inducirándeformaciones significativas en las construccionesvecinas y/o en los servicios públicos. El sistemaestructural del ancla deberá analizarse con elobjetivo de asegurar su funcionamiento comoelemento de anclaje. Las anclas activas deberánanalizarse e instalarse tomando en cuenta loseñalado en la sección 5.1.4. Por otra parte, setomarán las precauciones necesarias para protegerlas anclas contra corrosión, con base en pruebas quepermitan evaluar la agresividad del terreno,principalmente en cuanto a resistividad eléctrica, pH,cantidad de sulfuros, sulfatos y cloruros. Se prestaráparticular atención a la protección de los elementosque no se encuentran dentro del barreno y enespecial en la zona del brocal (placas de apoyo,cuñas, tuercas, zona terminal del elemento tensor,etc.)

8. OBSERVACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DELA CIMENTACIÓN

En las edificaciones del Grupo A y subgrupo B1 aque se refiere el artículo 139 del Capítulo I del TítuloSexto del Reglamento, deberán hacerse nivelacionesdurante la construcción y hasta que los movimientosdiferidos se estabilicen, a fin de observar elcomportamiento de las excavaciones ycimentaciones y prevenir daños a la propiaconstrucción, a las construcciones vecinas y a losservicios públicos. Será obligación del propietario oposeedor de la edificación, proporcionar copia de losresultados de estas mediciones, así como de losplanos, memorias de cálculo y otros documentos

sobre el diseño de la cimentación a la Administracióncuando ésta lo solicite y a los diseñadores deinmuebles que se construyan en predios contiguos.

En las edificaciones con peso unitario medio mayorde 40 kPa (4 t/m²) o que requieran excavación demás de 2.5 m de profundidad, y en las queespecifique la Administración, será obligatoriorealizar nivelaciones después de la construcción,cada mes durante los primeros meses y cada seismeses durante un periodo mínimo de cinco años



para verificar el comportamiento previsto de lascimentaciones y sus alrededores. Posteriormente aeste periodo, será obligación realizar las medicionesque señala el artículo 176 del Capítulo IX del TítuloSexto del Reglamento, por lo menos cada cinco años

o cada vez que se detecte algún cambio en elcomportamiento de la cimentación, en particular araíz de un sismo.

9. CIMENTACIONES ABANDONADAS

Al demoler edificios dañados por sismo o cuya vidaútil haya concluido, se tomarán las precaucionesnecesarias para que los elementos de cimentacióndejados en el suelo no causen daños a lasconstrucciones vecinas, a los servicios públicos o alas edificaciones que se construirán en el futuro en elmismo predio. Se tomará en cuenta que la presenciade una cimentación abandonada en un subsuelo

sometido a consolidación regional tiende a generaruna emersión aparente del terreno muy prolongadaen el tiempo, similar a la inducida por cimentacionessobre–compensadas, que puede causardeformaciones inaceptables en la periferia de lamisma. Deberá demostrarse, a satisfacción de laAdministración, que las precauciones tomadasgarantizan que estos elementos de cimentación notendrán efectos indeseables. En caso contrario,deberá procederse a su extracción y a la restituciónde condiciones análogas a las del suelo natural.

10. CIMENTACIONES SOBRE RELLENOS

CONTROLADOS

En ningún caso será aceptable cimentar sobrerellenos naturales o artificiales que no hayan sidocolocados en condiciones controladas oestabilizados.

Será aceptable cimentar sobre terraplenes de suelosno orgánicos compactados, siempre que estos hayansido construidos por capas de espesor no mayor de30 cm, con control del contenido de agua y del pesovolumétrico seco en las condiciones marcadas por elestudio de mecánica de suelos.

La construcción de terraplenes con suelosestabilizados con cemento u otro cementante deberábasarse en pruebas mecánicas y de intemperizaciónrealizadas en el laboratorio. Estas pruebas deberánpermitir definir los porcentajes de cementanterequeridos así como las condiciones de colocación ycompactación. Las características de los materialescolocados en la obra deberán ser verificadas pormuestreo y/o pruebas de campo en el sitio. Laspropiedades del material estabilizado deberán ser

suficientes para garantizar la estabilidad del terraplény de las cimentaciones que descansen sobre él acorto y a largo plazo, aun bajo el efecto deinfiltraciones de agua y de otros agentes deintemperización.

Al cimentar sobre rellenos controlados, deberánrevisarse los estados límites de servicio y de falla dela cimentación del terraplén, del terraplén mismo y dela propia cimentación, con base en los criteriosdefinidos en las presentes Normas.

11. RECIMENTACIONES

La recimentación de una estructura, en su estadoactual o con vista a una ampliación o remodelaciónde la misma, será obligatoria cuando existanevidencias observacionales o analíticas que indiquenque la cimentación en su estado actual o futuro no

cumple con las presentes Normas. La recimentacióno renivelación podrá ser exigida por la Administraciónen el caso de construcciones que hayan sidodictaminadas como inseguras y riesgosas para lasconstrucciones vecinas y/o los servicios públicos.

Los trabajos de recimentación o de renivelacióndeberán basarse en un estudio estructural y demecánica de suelos formal. En el caso de unarecimentación, se verificará la adecuación de laestructuración y de la nueva cimentación. Loselementos de cimentación agregados a los existentesdeberán ser precargados para asegurar su trabajo

conjunto con el resto de la cimentación.

Los trabajos de recimentación o de renivelacióndeberán realizarse por etapas de tal forma que, encualquier instante de la construcción yposteriormente a ella, no se ponga en peligro laseguridad ni se causen daños en la propiaconstrucción, en las construcciones adyacentes y/oen los servicios públicos.



12. MEMORIA DE DISEÑO

Todo estudio de mecánica de suelos e ingeniería decimentaciones deberá incluir una memoria de diseño

detallada con la información suficiente para quepueda ser fácilmente revisada. La memoria de diseñoincluirá una descripción detallada de lascaracterísticas del subsuelo, la justificación del tipode cimentación o recimentación proyectado y de losprocedimientos de construcción especificados, asícomo una exposición de los métodos de análisisusados y los resultados de las verificacionesrealizadas de acuerdo con las presentes Normas encuanto a estados límites de falla y de servicio.También incluirá una descripción clara delcomportamiento previsto para cada uno de losestados límite indicado en las presentes Normas. Seanexarán los resultados de las exploraciones,

sondeos, pruebas de laboratorio y de campo y otrasdeterminaciones y análisis, las magnitudes de lasacciones consideradas en el diseño, los cálculosrealizados, así como la interacción consideradadurante y después de la construcción con lascimentaciones de los inmuebles colindantes y ladistancia, en su caso, dejada entre estascimentaciones y la que se proyecta.

En el caso de edificios cimentados en terreno conproblemas especiales, y en particular los que selocalicen en terrenos agrietados, sobre taludes odonde existan rellenos o antiguas minas

subterráneas, se agregará a la memoria unadescripción de estas condiciones y se indicará cómoéstas se tomaron en cuenta en el diseño de lacimentación.

ntc para diseÑo y construcciÓn de cimentaciones

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