CAPTULO 1.GENERALIDADES

1.1OBJETIVOEl objetivo de esta Norma es establecer los requisitos, desde el punto de vista de la Mecnica de Suelos e Ingeniera de Cimentaciones, para la ejecucin de Estudios de Mecnica de Suelos (EMS), con fines de cimentacin de edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma.

Los EMS se ejecutarn con la finalidad de asegurar la estabilidad de las obras y para promover la utilizacin racional de los recursos.

1.2MBITO DE APLICACIN

La presente Norma Tcnica es aplicable a los EMS para la cimentacin de edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma.

Su obligatoriedad se reglamenta en esta misma Norma y su mbito de aplicacin comprende todo el territorio nacional.

1.3OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS

Es casi obligatorio para todo tipo de edificaciones:

A) Colegios, universidades, hospitales y clnicas, estadios, crceles, auditorios, templos,salas de espectculos, museos, centrales telefnicas, estaciones de radio y televisin, estaciones de bomberos, centrales de generacin de electricidad, sub-estaciones elctricas, silos, tanques de agua y reservorios, archivos y registros pblicos.

B) Edificaciones (viviendas, oficinas, consultorios y locales comerciales), de uno a tres pisos, que ocupen individual o conjuntamente ms de 500 m en planta.

En los casos en que es obligatorio efectuar un EMS, de acuerdo a lo indicado en esta Seccin, el informe del EMS correspondiente deber ser firmado por el Profesional Responsable.

ElProfesional Responsable no podr delegar a terceros dicha responsabilidad. En caso que la estimacin indique la necesidad de usar cimentacin profunda o por platea, se deber efectuar un EMS.

1.5ALCANCE DEL ESTUDIO DE MECNICA DE SUELO (EMS)

La informacin del EMS es vlida solamente para el rea y tipo de obra indicadas en el informe.

Los resultados e investigaciones de campo y laboratorio, as como el anlisis, conclusiones y recomendaciones del EMS, slo se aplicarn al terreno y edificaciones comprendidas en el mismo. No podrn emplearse en otros terrenos o para otras edificaciones.

1.6RESPONSABILIDAD PROFESIONAL DEL EMS

Todo EMS deber ser firmado por el Profesional Responsable, que por lo mismo asume la responsabilidad del contenido y de las conclusiones del informe. El Profesional Responsable no podr delegar a terceros dicha responsabilidad.

1.7RESPONSABILIDAD DE LA APLICACIN DE LA NORMA

La entidad encargada de otorgar la ejecucin de las obras es la responsable del cumplimiento de esta Norma. Dicha entidad no autorizar la ejecucin de las obras, si el proyecto no cuenta con un EMS, para el rea y tipo de obra especfico.

CAPTULO 2ESTUDIOS

2.1INFORMACIN PREVIA

2.1.1 Del terreno a investigar

a) Plano de ubicacin y accesos.

b)Plano topogrfico con curvas de nivel. Si la pendiente promedio del terreno fuera inferior al 5%, bastar un plano planimtrico. En todos los casos se har indicacin de linderos, usos del terreno, obras anteriores, obras existentes, situacin y disposicin de acequias y drenajes. En el plano deber indicarse tambin, de ser posible, la ubicacin prevista para las obras.

2.1.2 De la obra a cimentar

a)Caractersticas generales acerca del uso que se le dar, nmero de pisos, niveles de piso terminado, rea aproximada, tipo de estructura, stanos, luces y cargas estimadas.TIPO DE EDIFICACIN

TIPO DE ESTRUCTURADISTANCIA MAYOR ENTRE APOYOS* (m)N DE PISOS (Incluidos stanos)

12

APORTICADA DE ACERO< 12CCCB

PRTICOS Y/O MUROS DE CONCRETO< 10CCBA

MUROS PORTANTES DE ALBAILERA< 12BB*--

TANQUE ELEVADOS Y SIMILARES< 10BAAA

BASE DE MAQUINAS Y Y SIMILARESCualquieraA---

ESTRUCTURAS ESPECIALESCualquieraAAAA

OTRAS ESTRUCTURAS> 10BAAA

* Cuando la distancia sobrepasa a la indicada, se clasificar en el tipo de edificacin inmediato superior.* De 4 a 5 pisos.

b)En el caso de edificaciones especiales (que transmitan cargas concentradas importantes, que presenten luces grandes o alberguen maquinaria pesada o que vibre), deber contarse con la indicacin de la magnitud de las cargas a transmitirse a la cimentacin y niveles de piso terminado, o los parmetros dinmicos de la mquina.

TABLA. N 2.1.2

2.1.3Datos generales de la zona

El Profesional Responsable recibir de quien solicita el EMS los datos disponibles del terreno sobre:

a)Usos anteriores del terreno (terreno de cultivo, cantera, etc.).b)Fenmenos de geodinmica externa de conocimiento del Propietario o del vecindario, que puedan de alguna manera afectar al terreno tanto en su capacidad portante, deformabilidad e integridad.c)Construcciones antiguas, restos arqueolgicos u obras semejantes que puedan afectar de alguna manera la aplicabilidad irrestricta de las conclusiones del EMS.

2.1.4 De los terrenos colindantes

Datos disponibles sobre EMS efectuados.

2.1.5 De las edificaciones adyacentes

Numero de pisos incluidos stanos, tipo y estado de las estructuras. De ser posible tipo y nivel de cimentacin.

2. 1.6 Otra informacin

Cuando el Profesional Responsable lo considere necesario, deber incluir cualquier otra informacin de carcter tcnico relacionado con el EMS. debiendo respaldarla con la informacin pertinente.

2.2APLICACIN DE LAS TCNICAS DE INVESTIGACIN

2.2.1 Tcnicas de investigacin de campo

Las tcnicas de Investigacin de Campo aplicables al uso de los EMS son las indicadas en la Tabla N 2.2.1.

2.2.2 Aplicacin de las tcnicas de investigacin

Se har segn la Norma Tcnica ASTM D 420A) Pozos o calicatas y trincherasB) Perforaciones manuales y mecnicas.C) Ensayo de Penetracin Estndar (ASTM D 1586) (SPT)

TABLA N 2.2.4

TIPO DE MUESTRAFORMAS DE OBTENER Y TRANSPORTARESTADO DE LA MUESTRACARACTERISTICAS

MibBloques

InalteradaDeben mantenerse inalteradas las propiedades fsicas y mecnicas del suelo en su estado natural al momento del muestreo. (Aplicable solamente a suelos cohesivos,rocas blandas o suelos granulares suficientemente cementados parapermitir su obtencin).

MitTubos de pared delgada

MabCon bolsas de plsticoAlteradaDebe mantener inalterada la granulometra del suelo en su estado natural al momento del muestreo.

MawEn lata selladaAlteradaDebe mantener inalterado el contenido de agua

TABLA N 2.2.5ENSAYOS DE LABORATORIO

ENSAYONORMA APLICABLE

Anlisis GranulomtricoASTM D 422

Peso Especfico de los slidosASTM D 854

Ensayo de Compactacin Proctor ModificadoASTM D 1557

Compresin no ConfinadaASTM D 2166

Contenido de HumedadASTM D 2216ASTM D 4643

Consolidacin UnidimensionalASTM D 2435

Clasificacin Unificada de Sucios (SUCS)ASTM D 2487

Descripcin visual-manualASTM D 2488

Triaxial no Consolidado no DrenadoASTM D 2850

Corte DirectoASTM D 3080

Densidad Relativa *ASTM D 4253ASTM D 4254

Lmite Lquido y PlsticoASTM D 4318

Expansin o Asentamiento Potencial Unidimensional deSuelos CohesivosASTM D 4546

Triaxial Consolidado no DrenadoASTM D 4767

Lmite de ContraccinASTM D 427

Colapsabilidad PotencialASTM D 5333

Contenido de Sulfatos, Cloruros y sales solublesTotales en el Suelo y el aguaBS1377- Parte 3

* Debe ser usado nicamente para d control de rellenos granulares

2.3PROGRAMA DE INVESTIGACIN

2.3.1 Generalidades

Un programa de investigacin de campo y laboratorio se define mediante:

a) Condiciones de frontera.b) Nmero n de puntos a investigar.c) Profundidad p a alcanzar en cada punto.d)Distribucin de los puntos en la superficie del terreno. e)Nmero y upo de muestras a extraer.f) Ensayos a realizar "In situn y en el laboratorio.

Un EMS puede plantearse inicialmente con un Programa de investigacin Mnimo, debiendo aumentarse los alcances del programa en cualquiera de sus partes si las condiciones encontradas as lo exigieran.

2.3.2 Programa de Investigacin Mnimo

El Programa de investigacin aqu detallado constituye el programa mnimo requerido por un EMS, siempre y cuando se cumplan las condiciones dadas en la Seccin 2.3.2a.

De no cumplirse las condiciones indicadas, el Profesional Responsable deberampliar el programa de la manera ms adecuada para lograr los objetivos del EMS.

a) Condiciones de FronteraTienen como objetivo la comprobacin de las caractersticas del suelo, supuestamente iguales a las de los terrenos colindantes ya edificados. Sern de aplicacin cuando se cumplan simultneamente las siguientes condiciones:

a-1) No existen en los terrenos colindantes grandes irregularidades como afloramientos rocosos, fallas, ruinas arqueolgicas, estratos errticos, rellenos o cavidades.

a-2) No existen edificaciones situadas a menos de 100 metros del terreno a edificar que presentan anomalas como grietas o desplomes originados por el terreno de cimentacin.

b)Nmero "n" de puntos a investigarSe determina este nmero de sondajes en la Tabla N 2.3.2 en funcin de tipo de edificio y del rea de la superficie a ocupar por ste.

TABLA N 2.3.2

NUMERO DE PUNTOS A INVESTIGAR

Tipo de edificacinNmero de puntos a investigar (n)

A B CUrbanizaciones1 cada 225 m2

1 Cada 450 m2

1 cada 800 m2

3 por cada Ha. de terreno habilitado

Cuando se conozca el emplazamiento exacto de la estructura n se determinar en funcin del rea en planta de la misma, cuando no se conozca dicho emplazamiento, n se determinar en funcin del rea total del terreno.

c)Profundidad "p" mnima a alcanzar en cada punto c-1) Cimentacin SuperficialSe determina de la siguientemanera: EDIFICIO SIN STANO:p = Df + Z

EDIFICIO CON STANO:

p = h+ Df + Z

Donde :

Df = En edificio sin stano, es la distancia vertical de la superficie del terreno al fondo de la cimentacin. En edificios con stano, es la distancia vertical entre el nivel del piso terminado del stano al fondo de la cimentacin.h = Distancia vertical entre el nivel del piso terminado del stano y la superficie del terreno natural.z = 1.5 B; siendo B el ancho de la cimentacin prevista de mayor rea.

En el caso de ser conocida la existencia de un estrato resistente que normalmente se utiliza como plano apoyo de la cimentacin en la zona a juicio y bajo responsabilidad del Profesional Responsable, se podr adoptar para p la profundidad del estrato resistente ms una profundidad de verificacin.

c-2) Cimentacin Profunda

La profundidad mnima de cimentacin profunda corresponder a la profundidad activa de cimentacin, la cual se determinar de acuerdo al tipo de cimentacin empleada. Se debe analizar la interaccin entre las cimentaciones mediante los mtodos aceptados por la mecnica de suelos.

d)Distribucin de los puntos de exploracin

Se distribuirn uniformemente en la superficie del terreno y por lo menos el 70% de los puntos caern dentro de la superficie a ocuparse con la edificacin.

e)Nmero y tipo de muestras a extraer

Cuando el plano de apoyo de la cimentacin prevista no sea roca, se tomar en cada sondaje una muestra tipo Mab por estrato, o al menos una cada 2 metros de profundidad hasta el plano de apoyo de la cimentacin prevista Df y a partir de ste una muestra tipo Mib o Mit cada metro, hasta alcanzar la profundidad p, tomndose la primera muestra en el propio plano de la cimentacin.

Cuando no sea posible obtener una muestra tipo Mib o Mit, esta se sustituir por un ensayo in situ y una muestra tipo Mab.

f)Ensayos a Realizar in situ y en Laboratorio

Se realizaran sobre los Estratos Tpicos y/o sobre las muestras extradas. Las determinaciones a realizar, as como el mnimo de muestras a ensayar ser determinado por el Profesional Responsable.

2.3INFORME DEL EMS

El informe del EMS comprender; Memoria DescriptivaPlanos y Perfiles de SuelosResultados de los Ensayos "In situ" y de Laboratorio

2.4.1 Memoria Descriptiva

a)Resumen de las Condiciones de CimentacinDescripcin resumida de todos y cada uno de los tpicos principales del informe:-Tipo de cimentacin-Estrato de apoyo de la cimentacin-Parmetros de diseo para la cimentacin (Profundidad de la

Asentamiento Diferencial Total).-Agresividad del suelo a la cimentacin.-Recomendaciones adicionales inherentes a las condiciones de cimentacin.

b)Informacin Previa

Descripcin detallada de la informacin recibida de quin solicita el EMS y de la recolectada por el Profesional Responsable de acuerdo a la Seccin 2.1.

c)Exploracin de Campo

Descripcin de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas en el campo.

d)Ensayos de Laboratorio

Descripcin de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas en el Laboratorio.

e)Perfil del Suelo

Descripcin de los diferentes estratos que constituyen el terreno investigado indicando para cada uno de ellos: origen, nombre y smbolo del grupo del suelo, segn el sistema unificado de suelos (SUCS, ASTM D 2487), plasticidad de los finos, consistencia o densidad relativa, humedad, color, tamao mximo y angularidad de las partculas, olor, cementacin y otros comentarios (races o cavidades, etc.), de acuerdo a la Norma ASTM D 2488.

f)Nivel de la Napa Fretica

Ubicacin de la napa fretica indicando la fecha de medicin y comentarios sobre su variacin en el tiempo.

g)Anlisis de la Cimentacin

Descripcin de las caractersticas fsico-mecnicas de los suelos que controlan el diseo de la cimentacin. Anlisis y diseo de solucin para cimentacin. Se incluir memorias de clculo en cada caso, en la que debern indicarse todos los parmetros utilizados y los resultados obtenidos. En esta Seccin se incluir como mnimo:

Memoria de clculo. Tipo de cimentacin y otras soluciones si las hubiera. Profundidad de cimentacin (Df). Determinacin de la carga de rotura al corte y factor de seguridad (FS). Presin admisible del terreno.

Indicacin de las precauciones especiales que deber tomar el diseador o el constructor de la obra, como consecuencia de las caractersticas particulares del terreno investigado (Efecto de la napa fretica, contenido de sales agresivas al concreto, etc.). Parmetros para el diseo de muros de contencin y/o calzadura. Otros parmetros que se requieran para el diseo o construccin de las estructuras y cuyo valor dependa directamente del suelo.

2.4.2 Planos y Perfiles de Suelos

a) Plano de Ubicacin del Programa de Exploracin

Plano topogrfico o planimtrico (ver Seccin 2.1.1) del terreno relacionado a una base de referencia y mostrando la ubicacin fsica de la cota ( BM) de referencia utilizada.

En el plano de ubicacin se emplear la nomenclatura indicada en la TablaN 2.4.2.

TABLA N 2.4.2

TECNICAS DE INVESTICAGION

TCNICA DE INVESTIGACINSMBOLO

Pozo o calicata

Perforacin

Auscultacin

C-n

P-n

A-n

CAPTULO 4CIMENTACIONES SUPERFICIALES

4.1CAPACIDAD DE CARGA

La capacidad de carga por corte del suelo o presin ltima o de falla, se determinar utilizando las frmulas aceptadas por la mecnica de suelos.

4.2ASENTAMIENTOS

Los asentamientos se determinarn utilizando los mtodos aceptados por la mecnica de suelos.

4.3PROFUNDIDAD DE CIMENTACIN

La profundidad mnima de cimentacin ser de 0,80 m. En el caso de que la edificacin, se construya con muros portantes de albailera, y la cimentacin sea realizada mediante una losa de concreto armada en dos sentidos, se colocar un anillo perimetral de concreto armado, con una profundidad mnima, de 0,40 m.

La carga admisible y el asentamiento diferencial, deben calcularse para la profundidad de la cimentacin.

En el caso de cimentaciones a varias profundidades, debe evitarse que las zonas de influencia de los cimientos ubicados en los niveles superiores, intercepten a los cimientos ubicados debajo de ellos; de lo contrario ser necesario tener en cuenta en el dimensionamiento de los cimientos inferiores, las presiones transmitidas por los cimientos superiores.

No debe cimentarse sobre, turba, suelo orgnico, tierra vegetal, desmonte o relleno sanitario, ni rellenos sanitarios. Estos materiales inadecuados debern ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificacin y reemplazados con material que cumplan con el indicado en Seccin 4.4.1.

4.4CIMENTACIN SOBRE RELLENOS

Los rellenos son depsitos artificiales que se diferencian por su naturaleza y por las condiciones bajo las que son colocados.

Por su naturaleza pueden ser:

a) Materiales seleccionados: todo tipo de suelo compactable, sin elementos extraos.b) Materiales no seleccionados: todo aquel que no cumpla con la condicin anterior.4.5 CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES

En el caso de cimientos ubicados en terrenos prximos a taludes o sobre taludes o en terreno inclinado, la ecuacin de capacidad de carga debe ser calculada teniendo en cuenta la inclinacin de la superficie y la inclinacin de la base de cimentacin, si la hubiera.

Adicionalmente debe verificarse la estabilidad del talud, considerando la presencia de la estructura.

El factor de seguridad mnimo del talud, en consideraciones estticas debe ser 1,5 y en condiciones ssmicas 1.25.

CAPTULO 5CIMENTACIONES PROFUNDAS

5.1CIMENTACIN POR PILOTES

5.1.1 Programa de exploracin para pilotes

El programa de exploracin para cimentaciones por pilotes se sujetar a lo indicado en la Seccin 2.3, excepto en lo concerniente a la profundidad mnima de investigacin, la cual corresponder a la profundidad activa de cimentacin.

5.1.2 Capacidad de carga en pilotes

El clculo de la capacidad de carga en pilotes se efectuar mediante cualquiera de los mtodos estticos confiables normalmente utilizados en la Mecnica de Suelos.La capacidad esttica de carga se calcular por medio de la siguiente ecuacin:

Q u = Q p + Q f

donde:Qu : capacidad ltima del piloteQp : capacidad ltima por puntaQ: capacidad ltima por friccin en los estratos que intervienen en el efecto de friccin.

Dentro de los clculos de la capacidad de carga de los pilotes no se deben considerar los estratos licuefactables, ni aquellos de muy baja resistencia, ni suelos orgnicos ni turbas.

Durante la ejecucin de la obra debern ejecutarse pruebas de carga y la capacidad de carga deber ser verificada por una frmula dinmica confiable segn las condiciones de la hinca.

5.1.3 Capacidad de carga de un grupo de pilotes

En el caso de un grupo de pilotes de friccin en arcilla, deber analizarse el efecto de grupo.

En el caso de pilotes de punta apoyados sobre un estrato resistente de poco espesor debajo del cual se tiene un suelo menos resistente, debe analizarse la capacidad de carga por punzonamiento en dicho suelo.

5.1.4 Factores de seguridad

Para el clculo de la capacidad de carga admisible, mediante mtodos estticos, a partir de la carga ltima, se utilizarn los factores de seguridad estipulados en Seccin 3.3.

Para el clculo mediante mtodos dinmicos, se utilizar el factor de seguridad correspondiente a la frmula utilizada. En ningn caso el factor de seguridad en los mtodos dinmicos ser menor de 2.

5.1.5 Pruebas de carga

Se deber efectuar una prueba de carga por cada lote o grupos de pilotes o al menos una por cada cien pilotes, (ASTM D 1143). Las pruebas se efectuarn en zonas de perfil conocido.

5.1.6 Ensayos diversos

Adicionalmente a la prueba de carga, se recomiendan los siguientes ensayos en pilotes ya instalados:

a) Verificacin del buen estado fsicob)Prueba de carga esttica lateral, de acuerdo a las solicitaciones c)Verificacin de la inclinacin

CAPTULO 6PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACIN

6.1SUELOS COLAPSABLES

El Profesional Responsable efectuar el estudio correspondiente para descartar o verificar la existencia de suelos colapsables, cuando stos puedan afectar a la estructura.

6.2ATAQUE QUMICO A LAS CIMENTACIONES

En los lugares donde haya sospecha del ataque qumico a las cimentaciones, debern llevarse a cabo investigaciones para estudiar a esta posibilidad. El estudio del ataque qumico a las cimentaciones debe efectuarse mediante anlisis qumicos del agua y del suelo.

6.3SUELOS EXPANSIVOS

El Profesional Responsable efectuar el estudio correspondiente para descartar o verificar la existencia de suelos expansivos, cuando stos puedan afectar a la estructura.

6.4LICUEFACCIN DE SUELOS

El Profesional Responsable efectuar el estudio correspondiente para descartar o verificar la ocurrencia del fenmeno de licuefaccin en los suelos ubicados bajo la napa fretica.

6.5CALZADURAS

6.5.1 Generalidades

Las calzaduras son estructuras provisionales que se disean y construyen para sostener las cimentaciones vecinas y el suelo de la pared expuesta, producto de las excavaciones efectuadas. Tienen por funcin prevenir las fallas por inestabilidad o asentamiento excesivo y mantener la integridad del terreno colindante y de las obras existentes en l, hasta que entren en funcionamiento las obras de calzadura y/o sostenimiento definitivas.

Las calzaduras a diferencia de otras obras de sostenimiento como: pilotes continuos. tablestacados, o muros diafragma, se construyen alternada y progresivamente con la excavacin.