03. ntp e 050 junio2009

REGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

PROYECTO DE

NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN

E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES

JUNIO 2009

FECHA DE APROBACIÒN: RESOLUCIÒN MINISTERIAL

N.T.E. E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES

PROYECTO DE LA NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN
E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES

ELABORADO POR : COMITÉ ESPECIALIZADO DE LA NTE E.050

PRESIDENTE : Ing. Manuel Olcese Franzero

SECRETARIO TÉCNICO : Ing. Pablo Medina Quispe

INSTITUCION REPRESENTANTES

Colegio de Ingenieros
Ing. Oscar Donayre Córdova
del Perú

G&P Ing. Germán Vivar Romero

Municipalidad
Ing. Manuel Casabona Albarracín
Metropolitana de Lima

Municipalidad
Ing. Jaime Cruz Díaz
de Miraflores

Municipalidad
Arq. Yolanda Gamboa Grande
de la Victoria

Pontificia Universidad
Ing. Manuel Olcese Franzero
Católica del Perú

Universidad Nacional
Dr. Zenón Aguilar Bardales
de Ingeniería

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CAPÍTULO 1
GENERALIDADES

1.1 OBJETIVO

El objetivo de esta Norma es establecer los requisitos para la ejecución de Estudios de
Mecánica de Suelos (EMS), con fines de cimentación, de edificaciones y otras obras
indicadas en esta Norma. Los EMS se ejecutarán con la finalidad de asegurar la estabilidad
y permanencia de las obras y para promover la utilización racional de los recursos.

1.2 ÁMBITO DE APLICACIÓN

El ámbito de aplicación de la presente Norma comprende todo el territorio nacional.

Las exigencias de esta Norma se consideran mínimas.

La presente Norma no toma en cuenta los efectos de los fenómenos de geodinámica
externa y no se aplica en los casos que haya presunción de la existencia de ruinas
arqueológicas; galerías u oquedades subterráneas de origen natural o artificial. En ambos
casos deberán efectuarse estudios específicamente orientados a confirmar y solucionar
dichos problemas.

1.3 OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS

1.3.1 Casos donde existe obligatoriedad

Es obligatorio efectuar el EMS en los siguientes casos:

a) Edificaciones en general, que alojen gran cantidad de personas, equipos costosos o
peligrosos, tales como: colegios, universidades, hospitales y clínicas, estadios,
cárceles, auditorios, templos, salas de espectáculos, museos, centrales telefónicas,
estaciones de radio y televisión, estaciones de bomberos, archivos y registros
públicos, centrales de generación de electricidad, sub-estaciones eléctricas, silos,
tanques de agua y reservorios, empresas prestadoras de servicios públicos,
entidades públicas y privadas e instalaciones militares en general.
b) Cualquier edificación no mencionada en a) de uno a tres pisos, que ocupen individual
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o conjuntamente más de 500 m de área techada en planta.
c) Cualquier edificación no mencionada en a) de cuatro o más pisos de altura,
cualquiera que sea su área.
d) Edificaciones industriales, fábricas, talleres o similares.
e) Edificaciones especiales cuya falla, además del propio colapso, represente peligros
adicionales importantes, tales como: reactores atómicos, grandes hornos, depósitos
de materiales inflamables, corrosivos o combustibles, paneles de publicidad de
grandes dimensiones y otros de similar riesgo.
f) Cualquier edificación que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundación.
g) Cualquier edificación adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su
estabilidad.

En los casos en que es obligatorio efectuar un EMS, de acuerdo a lo indicado en este
numeral, el informe del EMS correspondiente deberá ser firmado por un Profesional
Responsable (PR).

En estos mismos casos deberá incluirse en los planos de cimentación una transcripción
literal del “Resumen de las Condiciones de Cimentación” del EMS (Ver 2.4.1.a)

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1.3.2 Casos donde no existe obligatoriedad de elaborar un EMS de acuerdo al numeral 2.4.

Sólo en caso de lugares con condiciones de cimentación conocida debidas a depósitos de
suelos uniformes tanto vertical como horizontalmente, sin los problemas especiales de
cimentación indicados en el Capitulo 6, con áreas techadas en planta de primer piso
2
menores que 500 m , de hasta tres pisos y sin sótano, el PR podrá asumir los valores de la
Presión Admisible del Suelo, profundidad de cimentación y cualquier otra consideración
concerniente a la Mecánica de Suelos, basándose en no menos de 3 puntos de
investigación hasta la profundidad mínima “p” indicada en 2.3.2.c. Estos datos, incluyendo
los perfiles de suelos, plano de ubicación de los puntos de investigación y fotografías,
deberán figurar en el informe que deberá elaborar el PR.

En caso que la estimación indique la necesidad de usar cimentación especial, profunda o
por platea, se deberá efectuar un EMS de acuerdo al numeral 2.4.

1.4 ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS (EMS)

Son aquellos que cumplen con la presente Norma, que están basados en el metrado de
cargas estimado para la estructura y que cumplen los requisitos para el Programa de
Investigación descrito en 2.3.

1.5 ALCANCE DEL EMS

La información del EMS es válida solamente para el área y tipo de obra indicadas en el
informe firmado por el PR.

Los resultados e investigaciones de campo y laboratorio, así como el análisis, conclusiones
y recomendaciones del EMS, sólo se aplicarán al terreno y edificaciones comprendidas en
el mismo. No podrán emplearse en otros terrenos, para otras edificaciones, o para otro tipo
de obra.

1.6 RESPONSABILIDAD PROFESIONAL POR EL EMS

Todo EMS deberá ser firmado por el PR, que por lo mismo asume la responsabilidad del
contenido y de las conclusiones del informe. El PR no podrá delegar a terceros dicha
responsabilidad.

1.7 RESPONSABILIDAD POR APLICACIÓN DE LA NORMA

Las entidades encargadas de otorgar la ejecución de las obras y la Licencia de
Construcción son las responsables de hacer cumplir esta Norma. Dichas entidades no
autorizarán la ejecución de las obras, si el proyecto no cuenta con un EMS o el informe del
PR en el caso del numeral 1.3.2, para el área y tipo de obra específico.

1.8 INTERPRETACION DE LA NORMA

La interpretación de la presente Norma solo podrá ser realizada por un Ingeniero Civil,
registrado y habilitado por el Colegio de Ingenieros del Perú.

1.9 RESPONSABILIDAD DEL SOLICITANTE

Proporcionar la información indicada en 2.1 y garantizar el libre acceso al terreno para
efectuar la investigación del campo.

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CAPÍTULO 2
ESTUDIOS

2.1 INFORMACIÓN PREVIA

Es la que se requiere para ejecutar el EMS. Los datos indicados en los numerales 2.1.1,
2.1.2.a, 2.1.2.b y 2.1.3 serán proporcionados por quien solicita el EMS (El Solicitante) al PR
antes de ejecutarlo. Los datos indicados en los numerales restantes serán obtenidos por el
PR.

2.1.1 Del terreno a investigar

a) Plano de ubicación y accesos.
b) Plano topográfico con curvas de nivel. Si la pendiente promedio del terreno fuera
inferior al 5%, bastará un levantamiento planimétrico. En todos los casos se harán
indicaciones de linderos, usos del terreno, obras anteriores, obras existentes,
situación y disposición de acequias y drenajes. En el plano deberá indicarse también,
la ubicación prevista para las obras. De no ser así, el programa de Investigación (Ver
2.3), cubrirá toda el área del terreno.
c) La situación legal del terreno.

2.1.2 De la obra a cimentar

a) Características generales acerca del uso que se le dará, número de pisos, niveles de
piso terminado, área aproximada, tipo de estructura, número de sótanos, luces y
cargas estimadas.
b) En el caso de edificaciones especiales (que transmitan cargas concentradas
importantes, que presenten luces grandes, alberguen maquinaria pesada o que
vibren, que generen calor o frío o que usen cantidades importantes de agua), deberá
contarse con la indicación de la magnitud de las cargas a transmitirse a la
cimentación y niveles de piso terminado, o los parámetros dinámicos de la máquina,
las tolerancias de las estructuras a movimientos totales o diferenciales y sus
condiciones límite de servicio y las eventuales vibraciones o efectos térmicos
generados en la utilización de la estructura.
c) Los movimientos de tierras ejecutados y los previstos en el proyecto.
d) Para los fines de la determinación del Programa de Investigación Mínimo (PIM) del
EMS (Ver 2.3.2), las edificaciones serán calificadas, según la Tabla 1, donde A, B y
C designan la importancia relativa de la estructura desde el punto de vista de la
investigación de suelos necesaria para cada tipo de edificación, siendo el A más
exigente que el B y éste que el C.

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TABLA 1
TIPO DE EDIFICACIÓN
DISTANCIA NÚMERO DE PISOS
MAYOR (Incluidos los sótanos)
CLASE DE ESTRUCTURA
ENTRE
APOYOS• (m) ≤3 4a8 9 a 12 > 12

APORTICADA DE ACERO < 12 C C C B
PÓRTICOS Y/O MUROS
< 10 C C B A
DE CONCRETO
MUROS PORTANTES DE
< 12 B A --- ---
ALBAÑILERÍA
BASES DE MÁQUINAS Y
Cualquiera A --- --- ---
SIMILARES
ESTRUCTURAS
Cualquiera A A A A
ESPECIALES
OTRAS ESTRUCTURAS Cualquiera B A A A
• Cuando la distancia sobrepasa la indicada, se clasificará en el tipo de edificación
inmediato superior.
≤ 9 m de
> 9 m de altura
TANQUES ELEVADOS Y SIMILARES altura
B A

2.1.3 Datos generales de la zona

El PR recibirá del Solicitante los datos disponibles del terreno sobre:

a) Usos anteriores (terreno de cultivo, cantera, explotación minera, botadero, relleno
sanitario, etc.).
b) Construcciones antiguas, restos arqueológicos u obras semejantes que puedan
afectar al EMS.

2.1.4 De los terrenos colindantes

Datos disponibles sobre EMS efectuados

2.1.5 De las edificaciones adyacentes

Números de pisos incluidos sótanos, tipo y estado de las estructuras. De ser posible tipo y
nivel de cimentación.

2.1.6 Otra información

Cuando el PR lo considere necesario, deberá incluir cualquier otra información de carácter
técnico, relacionada con el EMS, que pueda afectar la capacidad portante, deformabilidad
y/o la estabilidad del terreno.

2.2 TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN

2.2.1 Técnicas de Investigación de Campo

Las Técnicas de Investigación de Campo aplicables en los EMS son las indicadas en la
Tabla 2.

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TABLA 2

DESCRIPCIÓN NORMA APLICABLE*
SUELOS. Método de ensayo de penetración estándar SPT. NTP 339.133:1999
SUELOS. Método para la clasificación de suelos con propósitos de
NTP 339.134:1999
ingeniería (sistema unificado de clasificación de suelos SUCS).
SUELOS. Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del
NTP 339.143:1999
suelo in situ mediante el método del cono de arena. **
SUELOS. Métodos de ensayos estándar para densidad in situ del suelo y
NTP 339.144:1999
suelo agregado por medio de métodos nucleares (profundidad superficial).
SUELOS. Ensayo de penetración cuasi-estática profunda de suelos con
NTP 339.148:2000
cono y cono de fricción (CPT).
SUELOS. Descripción e identificación de suelos. Procedimiento visual –
NTP 339.150:2001
manual.
SUELOS. Método de ensayo normalizado para la capacidad portante del
NTP 339.153:2001
suelo por carga estática y para cimientos aislados.
SUELOS. Método normalizado para ensayo de corte por veleta de campo de
NTP 339.155:2001
suelos cohesivos.
SUELOS. Método de ensayo normalizado para la auscultación con
NTP 339.159:2001
penetrómetro dinámico ligero de punta cónica (DPL).
SUELOS. Práctica para la investigación y muestreo de suelos por
NTP 339.161:2001
perforaciones con barrena.
SUELOS. Guía normalizada para caracterización de campo con fines de
NTP 339.162:2001
diseño de ingeniería y construcción.
SUELOS. Método de ensayo normalizado de corte por veleta en miniatura
NTP 339.168:2002
de laboratorio en suelos finos arcillosos saturados.
SUELOS. Práctica normalizada para la perforación de núcleos de roca para
NTP 339.173:2002
la investigación del sitio.
SUELOS. Método de ensayo normalizado para la medición de la densidad
de suelos y rocas in-situ por el método de reemplazo con agua en un pozo NTP 339.253:2003
de exploración. **

SUELOS. Métodos de ensayo estándar para la determinación de la densidad NTP 339.256:2004
y peso unitario de suelos in situ por el método del balón de jebe. **
UNE 103-801:1994
Cono Dinámico Superpesado (DPSH)
(ver ANEXO II)
Cono Dinámico Tipo Peck (CTP) (ver ANEXO III)

* En todos los casos se utilizará la última versión de la Norma.
** Estos ensayos solo se emplearán para el control de la compactación de rellenos Controlados o de
Ingeniería.

NOTA: Los ensayos de densidad de campo, no podrán emplearse para determinar la densidad relativa
y la presión admisible de un suelo arenoso.

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2.2.2 Aplicación de las Técnicas de Investigación

La investigación de campo se realizará de acuerdo a lo indicado en el presente Capítulo,
respetando las cantidades, valores mínimos y limitaciones que se indican en esta Norma
y adicionalmente, en todo aquello que no se contradiga, se aplicará lo indicado en la
NTP 339.162:2001.

a) Pozos o Calicatas y Trincheras

Son excavaciones de formas diversas que permiten una observación directa del
terreno, así como la toma de muestras y la realización de ensayos in situ que no
requieran confinamiento. Las calicatas y trincheras serán realizadas según la NTP
339.162:2001. El PR deberá tomar las precauciones necesarias a fin de evitar
accidentes.

b) Perforaciones Manuales y Mecánicas

Son sondeos que permiten reconocer la naturaleza y localización de las diferentes
capas del terreno, así como extraer muestras del mismo y realizar ensayos in situ.

La profundidad recomendable es hasta 10 metros en perforación manual, sin
limitación en perforación mecánica.

Las perforaciones manuales o mecánicas tendrán las siguientes limitaciones:

b-1) Perforaciones mediante Espiral Mecánico
Los espirales mecánicos que no dispongan de un dispositivo para introducir
herramientas de muestreo en el eje, no deben usarse en terrenos donde sea
necesario conocer con precisión la cota de los estratos, o donde el espesor de
los mismos sea menor de 0,30 m.

b-2) Perforaciones por Lavado con Agua.
Se recomiendan para diámetros menores a 100 mm. Las muestras
procedentes del agua del lavado no deberán emplearse para ningún ensayo de
laboratorio.

c) Método de Ensayo de Penetración Estándar (SPT) NTP 339.133:1999

Los Ensayos de Penetración Estándar (SPT) son aplicables, según se indica en la
Tabla 3.

No se recomienda ejecutar ensayos SPT en el fondo de calicatas, debido a la pérdida
de confinamiento.

d) Ensayo de Penetración Cuasi-Estática Profunda de Suelos con Cono y Cono de
Fricción (CPT) NTP339.148:2000

Este método se conoce también como el cono Holandés. Véase aplicación en la
Tabla 3.

e) Prueba de Penetración Dinámica Superpesada (DPSH) UNE 103-801:1994 (ver
ANEXO II)

Se utiliza para auscultaciones dinámicas que requieren investigación adicional de
suelos para su interpretación y no sustituyen al Ensayo de Penetración Estándar. Los
parámetros obtenidos con este ensayo (N20) deberán ser correlacionados con los
parámetros de los ensayos SPT (N) en el sitio de estudio.

No se recomienda ejecutar ensayos DPSH en el fondo de calicatas, debido a la
pérdida de confinamiento.

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Para determinar las condiciones de cimentación sobre la base de auscultaciones
dinámicas, debe conocerse previamente la estratigrafía del terreno obtenida mediante
la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones.
Véase aplicación en la Tabla 3.

f) Auscultación Dinámica Mediante el Cono Dinámico Tipo Peck (CTP ver ANEXO
III)

Es un ensayo desarrollado en el Perú que se utiliza para efectuar auscultaciones
dinámicas que, como en los casos del DPSH y el DPL, requieren de investigación
adicional de suelos para su interpretación y no sustituyen al Ensayo de Penetración
Estándar (SPT). Los parámetros obtenidos con este ensayo (Cn) deberán ser
correlacionados con los parámetros de los ensayos SPT (N) en el sitio de estudio.

No se recomienda ejecutar ensayos con Cono Dinámico Tipo Peck (CTP) en el
fondo de calicatas, debido a la pérdida de confinamiento.

la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones.

Véase aplicación en la Tabla 3.

g) Método de ensayo normalizado para la auscultación con penetrómetro dinámico
ligero de punta cónica (DPL) NTP 339.159:2001

Las auscultaciones dinámicas son ensayos que requieren investigación adicional de
suelos para su interpretación y no sustituyen al Ensayo de Penetración Estándar
(SPT). Los parámetros obtenidos con este ensayo (Cn) deberán ser correlacionados
con los parámetros de los ensayos SPT (N) en el sitio de estudio, o en el caso de
control de rellenos, con el grado de compactación.

No se recomienda ejecutar ensayos DPL en el fondo de calicatas, debido a la pérdida
de confinamiento.

la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones. Véase aplicación en la Tabla 3.

h) Método Normalizado para Ensayo de Corte con Veleta de Campo en Suelos
Cohesivos NTP 339.155:2001

Este ensayo es aplicable únicamente cuando se trata de suelos cohesivos saturados
desprovistos de arena o grava, como complemento de la información obtenida
mediante calicatas o perforaciones. Su aplicación se indica en la Tabla 3.

i) Método de Ensayo Normalizado para la Capacidad Portante del Suelo por Carga
Estática y para Cimientos Aislados NTP 339.153:2001

Las pruebas de carga deben ser precedidas por un EMS y se recomienda su uso
únicamente cuando el suelo a ensayar es tridimensionalmente homogéneo,
comprende la profundidad activa de la cimentación y es semejante al ubicado bajo el
plato de carga. Las aplicaciones y limitaciones de estos ensayos, se indican en la
Tabla 3.

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TABLA 3
APLICACIÓN Y LIMITACIONES DE LOS ENSAYOS
Aplicación No
Aplicación Recomendada Aplicación Restringida
Ensayos Norma Recomendada
In Situ Aplicable Técnica de Tipo de Parámetro Técnica de Tipo de Técnica de Tipo de
Investigación Suelo(1) a obtener(2) Investigación Suelo(1) Investigación Suelo(1)
SW,
NTP CL, ML,
SP, Lo
SPT 339.133: Perforación N Perforación SC, Calicata
SM, restante
1999 MH, CH
SC-SM
NTP
Todos
339.148:
CPT Auscultación excepto q c, f c Auscultación --- Calicata Gravas
2000
gravas
SW,
CL, ML,
DPSH UNE 103 SP, Lo
Auscultación N20 Auscultación SC, Calicata
801:1994 SM, restante
MH, CH
SC-SM
SW,
SP,
ANEXO CL, ML, Lo
Auscultación SM, Cn Auscultación Calicata
CTP III MH, CH restante
SC,
SC-SM
NTP
DPL Lo
339.159: Auscultación SP n Auscultación SW, SM Calicata
restante
2001

NTP CL, ML,
Veleta de Perforación/ Lo
339.155: CH, Cu, St --- --- ---
Campo(3) Calicata restante
2001 MH
Suelos
NTP granula Asentamien
Prueba
339.153: --- -res y to vs. --- --- --- ---
de carga
2001 rocas Presión
blandas

(1) Según Clasificación SUCS, cuando los ensayos son aplicables a suelos de doble simbología,
ambos están incluidos.
(2) Leyenda:
Cu = Cohesión en condiciones no drenadas.
N = Número de golpes por cada 0,30 m de penetración en el ensayo estándar de
penetración.
N20= Número de golpes por cada 0,20 m de penetración mediante auscultación con DPSH
Cn= Número de golpes por cada 0,30 m de penetración mediante auscultación con Cono
Tipo Peck.
n= Número de golpes por cada 0,10 m de penetración mediante auscultación con DPL.
qc = Resistencia de punta del cono en unidades de presión.
fc = Fricción en el manguito.
St = Sensitividad.
(3) Sólo para suelos finos saturados, sin arenas ni gravas.
Nota. Ver títulos de las Normas en la Tabla 2.

2.2.3. Correlación entre ensayos y propiedades de los suelos

En base a los parámetros obtenidos en los ensayos “in situ” y mediante correlaciones
debidamente comprobadas, el PR puede obtener valores de resistencia al corte no drenado,
ángulo de fricción interna, relación de pre (incluir espacio)consolidación, relación entre
asentamientos y carga, coeficiente de balasto, módulo de elasticidad, entre otros.

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2.2.4. Tipos de Muestras

Se considera los cuatro tipos de muestras que se indican en la Tabla 4, en función de las
exigencias que deberán atenderse en cada caso, respecto del terreno que representan.

TABLA 4

FORMAS DE ESTADO
TIPO DE
NORMA APLICABLE OBTENER Y DE LA CARACTERÍSTICAS
MUESTRA
TRANSPORTAR MUESTRA

Muestra NTP 339.151:2001 Debe mantener inalteradas
inalterada en SUELOS. Prácticas las propiedades físicas y
bloque normalizadas para la Bloques mecánicas del suelo en su
(Mib) preservación y estado natural al momento
transporte de suelos del muestreo (Aplicable
Inalterada solamente a suelos
Muestra cohesivos, rocas blandas o
NTP 339.169:2002
inalterada en suelos granulares finos
SUELOS. Muestreo
tubo de pared Tubos de pared suficientemente
geotécnico de suelos
delgada delgada cementados para permitir
con tubo de pared
(Mit) su obtención).
delgada

Muestra
NTP 339.151:2001
alterada en Debe mantener inalterada
SUELOS. Prácticas
bolsa de Con bolsas de la granulometría del suelo
normalizadas para la Alterada
plástico plástico en su estado natural al
preservación y
(Mab) momento del muestreo.
transporte de suelos

Muestra
NTP 339.151:2001
alterada para
SUELOS. Prácticas
humedad en Debe mantener inalterado
normalizadas para la En lata sellada Alterada
lata sellada el contenido de agua.
preservación y
(Mah)
transporte de suelos

2.2.5. Ensayos de Laboratorio

Se realizarán de acuerdo con las normas que se indican en la Tabla 5.

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TABLA 5
ENSAYOS DE LABORATORIO
NORMA
DESCRIPCIÓN
APLICABLE
SUELOS. Métodos de ensayo para determinar el contenido de humedad de
NTP 339.127:1998
un suelo
SUELOS. Método de ensayo para el análisis granulométrico NTP 339.128:1999
SUELOS. Método de ensayo para determinar el límite líquido, límite
NTP 339.129:1999
Plástico e índice de plasticidad de suelos
SUELOS. Método de ensayo para determinar el peso específico relativo de
NTP 339.131 :1999
las partículas sólidas de un suelo
NTP 339.134 :1999
ingeniería (sistema unificado de clasificación de suelos, SUCS).
SUELOS. Determinación del peso volumétrico de suelo cohesivo NTP 339.139:1999
SUELOS. Determinación de los factores de contracción de suelos mediante
NTP 339.140:1999
el método del mercurio
SUELOS. Método de ensayo para la compactación de suelos en
Laboratorio utilizando una energía modificada NTP 339.141:1999
(2700 kN-m/m3(56000 pie-lbf/pie3))
SUELOS. Descripción e identificación de suelos. Procedimiento visual -
NTP 339.150:2001
manual

SUELOS. Método de ensayo normalizado para la determinación del
NTP 339.152:2001
contenido de sales solubles en suelos y agua subterránea

SUELOS. Método normalizado de ensayo para propiedades de
NTP 339.154:2001
consolidación unidimensional de suelos.
SUELOS. Método de ensayo normalizado para la medición del potencial de
NTP 339.163:2001
colapso de suelos
SUELOS. Método de ensayo normalizado de compresión triaxial no
NTP 339.164:2001
consolidado - no drenado para suelos cohesivos
SUELOS. Método de ensayo normalizado de compresión triaxial
NTP 339.166:2001
consolidado no-drenado para suelos cohesivos
SUELOS. Método de ensayo estándar para la resistencia a la compresión
NTP 339.167:2002
no confinada de suelos cohesivos
SUELOS. Método de ensayo normalizado para la determinación del
hinchamiento unidimensional o potencial de asentamiento de suelos NTP 339.170:2002
cohesivos.
SUELOS. Método de ensayo normalizado para el ensayo de corte directo
NTP 339.171:2002
en suelos bajo condiciones consolidadas no drenadas.
SUELOS. Método de ensayo para la determinación cuantitativa de cloruros NTP 339.177:2002
solubles en suelos y agua subterránea.
SUELOS. Módulo de suelos de sub-rasante y materiales no tratados de NTP 339.178: 2002
base/sub-base.

2.2.6 Compatibilización de perfiles estratigráficos

En el laboratorio se seleccionarán muestras típicas para ejecutar con ellas ensayos de
clasificación. Como resultado de estos ensayos, las muestras se clasificarán, en todos los
casos de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos – SUCS NTP
339.134:1999 y los resultados de esta clasificación serán comparados con la descripción
visual – manual NTP 339.150:2001 obtenida para el perfil estratigráfico de campo,

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procediéndose a compatibilizar las diferencias existentes a fin de obtener el perfil
estratigráfico definitivo, que se incluirá en el informe final.

2.3 PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN

2.3.1. Generalidades

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

a) Condiciones de frontera.
b) Número n de puntos a investigar.
c) Profundidad p a alcanzar en cada punto.
d) Distribución de los puntos en la superficie del terreno.
e) Número y tipo de muestras a extraer.
f) Ensayos a realizar “In situ” y en el laboratorio.

Un EMS puede plantearse inicialmente con un PIM (Programa de Investigación Mínimo),
debiendo aumentarse los alcances del programa en cualquiera de sus partes si las
condiciones encontradas así lo exigieran.

2.3.2. Programa de Investigación Mínimo - PIM

El Programa de Investigación aquí detallado constituye el programa mínimo requerido por
un EMS, siempre y cuando se cumplan las condiciones dadas en 2.3.2.a.

De no cumplirse las condiciones indicadas, el PR deberá ampliar el programa de la manera
más adecuada para lograr los objetivos del EMS.

a) Condiciones de Frontera

Tienen como objetivo la comprobación de las características del suelo,
supuestamente iguales a las de los terrenos colindantes ya edificados. Serán de
aplicación cuando se cumplan simultáneamente las siguientes condiciones:

a-1) No existen en los terrenos colindantes grandes irregularidades como
afloramientos rocosos, fallas, ruinas arqueológicas, estratos erráticos, rellenos
o cavidades.
a-2) No existen edificaciones situadas a menos de 100 metros del terreno a edificar
que presenten anomalías como grietas o desplomes originados por el terreno
de cimentación.
a-3) El tipo de edificación (Tabla 1) a cimentar es de la misma o de menor exigencia
que las edificaciones situadas a menos de 100 metros.
a-4) El número de plantas del edificio a cimentar (incluidos los sótanos), la
modulación media entre apoyos y las cargas en éstos son iguales o inferiores
que las correspondientes a las edificaciones situadas a menos de 100 metros.
a-5) Las cimentaciones de los edificios situados a menos de 100 metros y la
prevista para el edificio a cimentar son de tipo superficial.
a-6) La cimentación prevista para el edificio en estudio no profundiza respecto de
las contiguas más de 1,5 metros.

b) Número “n” de puntos de Investigación

El número de puntos de investigación se determina en la Tabla 6 en función del tipo
de edificación y del área de la superficie a ocupar por éste.

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TABLA 6
NÚMERO DE PUNTOS DE INVESTIGACIÓN
Tipo de edificación Número de puntos de investigación (n)
2
A uno por cada 225 m de área techada
2
B uno por cada 450 m de área techada
2
C uno por cada 800 m de área techada
Urbanizaciones para Viviendas
3 por cada hectárea de terreno por habilitar
Unifamiliares de hasta 3 pisos

n nunca será menor de 3.

Cuando se conozca el emplazamiento exacto de la estructura, n se determinará en
función del área techada en planta del primer piso de la misma; cuando no se
conozca dicho emplazamiento, n se determinará en función del área total del terreno.

c) Profundidad “p” mínima a alcanzar en cada punto de Investigación

c-1) Cimentación Superficial
Se determina de la siguiente manera:

EDIFICACIÓN SIN SÓTANO:

p=D +z
f
EDIFICACIÓN CON SÓTANO:

p =h+D +z
f
Donde:

Df = En una edificación sin sótano, es la distancia vertical desde la superficie
del terreno hasta el fondo de la cimentación. En edificaciones con
sótano, es la distancia vertical entre el nivel de piso terminado del
sótano y el fondo de la cimentación.

h= Distancia vertical entre el nivel de piso terminado del sótano y la
superficie del terreno natural.

z= 1,5 B; siendo B el ancho de la cimentación prevista de mayor área.

En el caso de ser ubicado dentro de la profundidad activa de cimentación el
estrato resistente típico de la zona, que normalmente se utiliza como plano de
apoyo de la cimentación, a juicio y bajo responsabilidad del PR, se podrá
adoptar una profundidad z menor a 1,5 B. En este caso la profundidad mínima
de investigación será la profundidad del estrato resistente más una profundidad
de verificación no menor a 1 m.

En ningún caso p será menor de 3 m, excepto si se encontrase roca antes de
alcanzar la profundidad p, en cuyo caso el PR deberá llevar a cabo una
verificación de su calidad por un método adecuado.

14


FIGURA 1 (c-1)

Profundidad de Cimentación (Df) en Zapatas Superficiales

Profundidad de Cimentación (Df) en Zapatas Bajo Sótanos

15


Profundidad de Cimentación (Df) en Plateas o Solados

c-2) Cimentación Profunda
La profundidad mínima de investigación, corresponderá a la longitud del
elemento que transmite la carga a mayores profundidades (pilote, pilar, etc.),
más la profundidad z.

p = h + Df + z
Donde:

Df = En una edificación sin sótano, es la distancia vertical desde la superficie
del terreno hasta el extremo de la cimentación profunda (pilote, pilares,
etc.). En edificaciones con sótano, es la distancia vertical entre el nivel
de piso terminado del sótano y el extremo de la cimentación profunda.

h= Distancia vertical entre el nivel de piso terminado del sótano y la
superficie del terreno natural.

z= 6,00 metros, en el 80 % de los sondeos y 1,5 B, en el 20 % de los
sondeos, siendo B el ancho de la cimentación, delimitada por los puntos
de todos los pilotes o las bases de todos los pilares.

En el caso de ser conocida la existencia de un estrato de suelo resistente que
normalmente se utiliza como plano de apoyo de la cimentación en la zona, a
juicio y bajo responsabilidad del PR, se podrá adoptar para p, la profundidad
del estrato resistente más una profundidad de verificación, la cual en el caso de
cimentaciones profundas no deberá ser menor de 5 m o de 15 m si existen
antecedentes de licuación en la zona o si se considera que se dan las
condiciones indicadas en 6.4.1 para la ocurrencia de este fenómeno. Si se
encontrase roca antes de alcanzar la profundidad p, el PR deberá llevar a cabo
una verificación de su calidad, por un método adecuado, en una longitud
mínima de 3 m.

16


FIGURA 2 (c-2)

d) Distribución de los puntos de Investigación

Se distribuirán adecuadamente, teniendo en cuenta las características y dimensiones
del terreno así como la ubicación de las estructuras previstas cuando éstas estén
definidas.

e) Número y tipo de muestras a extraer

Cuando el plano de apoyo de la cimentación prevista no sea roca, se tomará 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 cimentación prevista Df y a partir de éste
una muestra tipo Mib o Mit cada metro, hasta alcanzar la profundidad p, tomándose
la primera muestra en el propio plano de la cimentación.

Cuando no sea posible obtener una muestra tipo Mib o Mit, ésta se sustituirá por un
ensayo “in situ” y una muestra tipo Mab.

f) Ensayos a realizar “in situ” y en laboratorio

Se realizarán, sobre los estratos típicos y/o sobre las muestras extraídas según las
normas aplicables indicadas en las Tablas 3 y 5. Las determinaciones a realizar, así
como el número de muestras a ensayar será determinado por el PR.

2.4 INFORME DEL EMS

El informe del EMS comprenderá:

- Memoria Descriptiva
- Planos de Ubicación de las Obras y de Distribución de los Puntos de Investigación.
- Perfiles de Suelos
- Resultados de los Ensayos “in situ” y de Laboratorio.

∗
Ver Tabla 4

17


2.4.1 Memoria Descriptiva

a) Resumen de las Condiciones de Cimentación
Descripción resumida de todos y cada uno de los tópicos principales del informe:

- Tipo de cimentación.
- Estrato de apoyo de la cimentación.
- Parámetros de diseño para la cimentación (Profundidad de la Cimentación,
Presión Admisible, Factor de Seguridad por Corte y Asentamiento Diferencial o
Total).
- Agresividad del suelo a la cimentación.
- Recomendaciones adicionales.

b) Información Previa

Descripción detallada de la información recibida de quien solicita el EMS y de la
recolectada por el PR de acuerdo a 2.1.

c) Exploración de Campo

Descripción de los pozos, calicatas, trincheras, perforaciones y auscultaciones, así
como de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas.

d) Ensayos de Laboratorio

Descripción de los ensayos efectuados, con referencia a las Normas empleadas.

e) Perfil del Suelo

Descripción de los diferentes estratos que constituyen el terreno investigado
indicando para cada uno de ellos: origen, nombre y símbolo del grupo del suelo,
según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos - SUCS, NTP 339.134:1999,
plasticidad de los finos, consistencia o densidad relativa, humedad, color, tamaño
máximo y angularidad de las partículas, olor, cementación y otros comentarios
(raíces, cavidades, etc.), de acuerdo a la NTP 339.150:2001.

f) Nivel de la Napa Freática

Ubicación de la napa freática, indicando la fecha de medición y comentarios sobre su
variación en el tiempo.

g) Análisis de la Cimentación

Descripción de las características físico – mecánicas de los suelos que controlan el
diseño de la cimentación. Análisis y diseño de solución para cimentación. Se incluirá
memorias de cálculo en cada caso, en la que deberán indicarse todos los parámetros
utilizados y los resultados obtenidos. En este numeral se incluirá como mínimo:

- Memoria de cálculo.
- Tipo de cimentación y otras soluciones si las hubiera.
- Profundidad de cimentación (Df).
- Determinación de la carga de rotura al corte y factor de seguridad (FS).
- Estimación de los asentamientos que sufriría la estructura con la carga aplicada
(diferenciales y/o totales).
- Presión admisible del terreno.
- Indicación de las precauciones especiales que deberá tomar el diseñador o el
constructor de la obra, como consecuencia de las características particulares

18


del terreno investigado (efecto de la napa freática, contenido de sales agresivas
al concreto, etc.)
- Parámetros para el diseño de muros de contención y/o calzadura.
- Otros parámetros que se requieran para el diseño o construcción de las
estructuras y cuyo valor dependa directamente del suelo.

h) Efecto del Sismo

En concordancia con la NTE E.030 Diseño Sismorresistente, el EMS proporcionará
como mínimo lo siguiente:

- El Factor de Suelo (S) y
- El Período que define la plataforma del espectro para cada tipo de suelo
(Tp(s)).

Para una condición de suelo o estructura que lo amerite, el PR deberá recomendar la
medición “in situ” del Período Fundamental del Suelo, a partir del cual se
determinarán los parámetros indicados.

En el caso que se encuentren suelos granulares saturados sumergidos de los tipos:
arenas, limos no plásticos o gravas contenidas en una matriz de estos materiales, el
EMS deberá evaluar el potencial de licuefacción de suelos, de acuerdo con 6.4.

2.4.2 Planos y Perfiles de Suelos

a) Plano de Ubicación del Programa de Exploración

Plano topográfico o planimétrico (Ver 2.1.1) del terreno, relacionado a una base de
referencia y mostrando la ubicación física de la cota (o BM) de referencia utilizada.
En el plano de ubicación se empleará la nomenclatura indicada en la Tabla 7.

TABLA 7
TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
TÉCNICA DE INVESTIGACIÓN SÍMBOLO

Pozo o Calicata C–n

Perforación P–n

Trinchera T-n

Auscultación A–n

n = número correlativo de sondaje.

b) Perfil Estratigráfico por Punto Investigado

Debe incluirse la información del Perfil del Suelo indicada en 2.4.1.e, así como las
muestras obtenidas y los resultados de los ensayos “in situ”. Se sugiere incluir los
símbolos gráficos indicados en la Figura 3.

2.4.3 Resultados de los Ensayos de Laboratorio

Se incluirán todos los gráficos y resultados obtenidos en el Laboratorio según la aplicación
de las normas de la Tabla 5.

19


FIGURA 3
Simbología de Suelos (Referencial)

SÍMBOLO
DIVISIONES MAYORES DESCRIPCIÓN
SUCS GRÁFICO

GW GRAVA BIEN GRADUADA

GP GRAVA MAL GRADUADA
GRAVA Y
SUELOS
GRAVOSOS
GM GRAVA LIMOSA
SUELOS GRANULARES

GC GRAVA ARCILLOSA

SW ARENA BIEN GRADUADA

SP ARENA MAL GRADUADA
ARENA Y
SUELOS
ARENOSOS
SM ARENA LIMOSA

SC ARENA ARCILLOSA

LIMO INORGÁNICO DE
ML
BAJA PLASTICIDAD
LIMOS Y
ARCILLA INORGÁNICA
ARCILLAS CL
DE BAJA PLASTICIDAD
(LL < 50)
SUELOS FINOS

LIMO ORGÁNICO O
OL ARCILLA ORGÁNICA DE
BAJA PLASTICIDAD

LIMO INORGÁNICO DE
MH
ALTA PLASTICIDAD
LIMOS Y
ARCILLA INORGÁNICA
ARCILLAS CH
DE ALTA PLASTICIDAD
(LL > 50)
LIMO ORGÁNICO O
OH ARCILLA ORGÁNICA DE
ALTA PLASTICIDAD
TURBA Y OTROS
SUELOS ALTAMENTE
Pt SUELOS ALTAMENTE
ORGÁNICOS
ORGÁNICOS.

20


CAPÍTULO 3
ANÁLISIS DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACIÓN

3.1 CARGAS A UTILIZAR

Para la elaboración de las conclusiones del EMS, y en caso de contar con la información de
las cargas de la edificación, se deberán considerar:

a) Para el cálculo del factor de seguridad de cimentaciones: se utilizarán como cargas
aplicadas a la cimentación, las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseño
estructural de las columnas del nivel más bajo de la edificación.

b) Para el cálculo del asentamiento de cimentaciones apoyadas sobre suelos granulares
y cohesivos: se considerará la Carga obtenida de acuerdo a la Norma Técnica de
Edificación E .020 Cargas.

c) Para el cálculo de asentamientos, en el caso de edificaciones con sótanos en las
cuales se empleé plateas o losas de cimentación, se podrá descontar de la carga
total de la estructura (carga muerta más sobrecarga más el peso de losa de
cimentación) el peso del suelo excavado para la construcción de los sótanos.

3.2 ASENTAMIENTO TOLERABLE

En todo EMS se deberá indicar el asentamiento tolerable que se ha considerado para la
edificación o estructura motivo del estudio. El Asentamiento Diferencial (Figura 4) no debe
ocasionar una distorsión angular mayor que la indicada en la Tabla 8.

En el caso de suelos granulares el asentamiento diferencial se puede estimar como el 75%
del asentamiento total.

FIGURA 4
Asentamiento Diferencial

α

21


TABLA 8
DISTORSIÓN ANGULAR = α

α = δ/L DESCRIPCIÓN
Límite en el que se debe esperar daño estructural en edificios
1/150
convencionales.
Límite en que la pérdida de verticalidad de edificios altos y rígidos
1/250
puede ser visible.
1/300 Límite en que se debe esperar dificultades con puentes grúas.
1/300 Límite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes.
1/500 Límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas.
Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de
1/500
cimentación de estructuras rígidas, altas y esbeltas.
Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado
1/650
con espesor aproximado de 1,20 m.
Límite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a
1/750
asentamientos.

3.3 CAPACIDAD DE CARGA

La capacidad de carga es la presión última o de falla por corte del suelo y se determina
utilizando las fórmulas aceptadas por la mecánica de suelos.

En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limo-arcillosa), se recomienda emplear un
ángulo de fricción interna (φ) igual a cero.

En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas), se recomienda emplear una
cohesión (c) igual a cero.

3.4 FACTOR DE SEGURIDAD FRENTE A UNA FALLA POR CORTE

Los factores de seguridad mínimos que deberán tener las cimentaciones son los siguientes:

a) Para cargas estáticas: 3,0
b) Para solicitación máxima de sismo o viento (la que sea más desfavorable): 2,5

3.5 PRESIÓN ADMISIBLE

La determinación de la Presión Admisible, se efectuará tomando en cuenta los siguientes
factores:

a) Profundidad de cimentación.
b) Dimensión de los elementos de la cimentación.
c) Características físico – mecánicas de los suelos ubicados dentro de la zona activa de
la cimentación.
d) Ubicación del Nivel Freático, considerando su probable variación durante la vida útil
de la estructura.
e) Probable modificación de las características físico – mecánicas de los suelos, como
consecuencia de los cambios en el contenido de humedad.
f) Asentamiento tolerable de la estructura.

La presión admisible será la menor de la que se obtenga mediante:

a) La aplicación de las ecuaciones de capacidad de carga por corte afectada por el
factor de seguridad correspondiente (Ver 3.4).
b) La presión que cause el asentamiento admisible.

22


CAPÍTULO 4
CIMENTACIONES SUPERFICIALES

4.1 DEFINICIÓN

Son aquellas en las cuales la relación Profundidad / ancho (Df / B) es menor o igual a cinco
(5), siendo Df la profundidad de la cimentación y B el ancho o diámetro de la misma.

Son cimentaciones superficiales las zapatas aisladas, conectadas y combinadas; las
cimentaciones continuas (cimientos corridos) y las plateas de cimentación.

4.2 PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN

La profundidad de cimentación de zapatas y cimientos corridos, es la distancia desde el
nivel de la superficie del terreno a la base de la cimentación, excepto en el caso de
edificaciones con sótano, en que la profundidad de cimentación estará referida al nivel del
piso terminado del sótano. En el caso de plateas o losas, la profundidad de cimentación
será la distancia del fondo de la losa a la superficie del terreno natural.

La profundidad de cimentación quedará definida por el PR y estará condicionada a cambios
de volumen por humedecimiento-secado, hielo-deshielo o condiciones particulares de uso
de la estructura, no debiendo ser menor de 0,80 m en cualquier tipo de cimentación de
elementos portantes o no portantes no arriostrados lateralmente. En el caso de cimentación
sobre roca, el PR definirá la profundidad de cimentación, pudiendo en este caso ser menor
a 0,80 m.

Las plateas de cimentación deben ser losas rígidas de concreto armado con acero en dos
direcciones, apoyadas en toda su extensión sobre un Relleno Controlado con una viga
perimetral confinante de concreto armado. El fondo de la viga deberá llegar hasta el nivel de
la sub-rasante, con un peralte mínimo de 0,40 m. En el caso que el Relleno Controlado
tuviera un espesor mayor de 0,80 m, la viga deberá tener un peralte mínimo de 0,80 m. La
necesidad de incluir vigas interiores rigidizantes adicionales a las perimetrales, el espesor
de la losa y el peralte de las vigas, serán determinados por el Profesional Responsable del
diseño estructural, para garantizar la rigidez de la cimentación.

Si para una estructura se plantean varias profundidades de cimentación, deben
determinarse la carga admisible y el asentamiento diferencial para cada caso. Deben
evitarse la interacción entre las zonas de influencia de los cimientos adyacentes, de lo
contrario será necesario tenerla en cuenta en el dimensionamiento de los nuevos cimientos.

Cuando una cimentación quede por debajo de una cimentación vecina existente, el PR
deberá analizar el requerimiento de calzar la cimentación vecina según lo indicado en el
numeral 6.5.6.

No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, relleno de desmonte o
rellenos sanitario o industrial, ni rellenos No Controlados. Estos materiales inadecuados
deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificación y ser reemplazados
con materiales que cumplan lo indicado en 4.4.1.

4.3 PRESIÓN ADMISIBLE

Se determina según lo indicado en el Capítulo 3.

4.4 CIMENTACIÓN SOBRE RELLENOS

Los rellenos son depósitos artificiales que se diferencian por su naturaleza y por las
condiciones bajo las que son colocados.
Por su naturaleza pueden ser:

23


a) Materiales seleccionados: todo tipo de suelo compactable, con partículas no
mayores de 7,5 cm (3”), con 30% o menos de material retenido en la malla ¾” y sin
elementos distintos de los suelos naturales.

b) Materiales no seleccionados: todo aquél que no cumpla con la condición anterior.

Por las condiciones bajo las que son colocados:
a) Controlados.
b) No controlados.

4.4.1 Rellenos Controlados o de Ingeniería

Los Rellenos Controlados son aquellos que se construyen con Material Seleccionado,
tendrán las mismas condiciones de apoyo que las cimentaciones superficiales. Los métodos
empleados en su conformación, compactación y control, dependen principalmente de las
propiedades físicas del material.

El Material Seleccionado con el que se debe construir el Relleno Controlado deberá ser
compactado de la siguiente manera:

a) Si tiene más de 12% de finos, deberá compactarse a una densidad mayor o igual del
90% de la máxima densidad seca del método de ensayo Proctor Modificado, NTP
339.141:1999, en todo su espesor.

b) Si tiene igual o menos de 12% de finos, deberá compactarse a una densidad no
menor del 95% de la máxima densidad seca del método de ensayo Proctor
Modificado, NTP 339.141:1999, en todo su espesor.

En todos los casos deberán realizarse controles de compactación en todas las capas
2
compactadas, a razón necesariamente, de un control por cada 250 m con un mínimo de
2
tres controles por capa. En áreas pequeñas (igual o menores a 25 m ) se aceptará un
ensayo como mínimo. En cualquier caso, el espesor máximo a controlar será de 0,30 m de
espesor, excepto en el caso de arenas finas del tipo SP o SW, donde el PR propondrá el
procedimiento a seguir.
Cuando se requiera verificar la compactación de un Relleno Controlado ya construido, este
trabajo deberá realizarse mediante cualquiera de los siguientes métodos:

a) Un ensayo de Penetración Estándar NTP 339.133:1999 por cada metro de espesor
de Relleno Controlado o auscultaciones dinámicas con el Cono Dinámico Tipo Peck
(CTP) o con el Penetrómetro Dinámico Ligero (DPL), estos dos últimos deberán
correlacionarse con el SPT según se indica en 2.2.2. (f) y 2.2.2 (g) respectivamente.
El resultado de cualquiera de estos ensayos debe ser mayor a 25 golpes por cada
0,30 m en el Ensayo de Penetración Estándar (N).

b) Un ensayo con Cono de Arena, NTP 339.143:1999 ó por medio de métodos
nucleares, NTP 339.144:1999, por cada 0,50 m de espesor. Los resultados deberán
ser: mayores a 90% de la máxima densidad seca del ensayo Proctor Modificado, si
tiene más de 12% de finos; o mayores al 95% de la máxima densidad seca del
ensayo Proctor Modificado si tiene igual o menos de 12% de finos.

4.4.2 Rellenos No Controlados

Los Rellenos No Controlados (los rellenos controlados también son rellenos artificiales) son
aquellos que no cumplen con 4.4.1. Las cimentaciones superficiales no se podrán construir
sobre estos Rellenos No Controlados, los cuales deberán ser reemplazados en su totalidad
por materiales seleccionados debidamente compactados, como se indica en 4.4.1, antes de
iniciar la construcción de la cimentación.

24


4.5 CARGAS EXCÉNTRICAS

En el caso de cimentaciones superficiales que transmiten al terreno una carga vertical Q y
dos momentos Mx y My que actúan simultáneamente según los ejes x e y respectivamente,
el sistema formado por estas tres solicitaciones será estáticamente equivalente a una carga
vertical excéntrica de valor Q, ubicada en el punto (ex, ey) siendo:

Mx My
ex = ey =
Q Q
El lado de la cimentación, ancho (B) o largo (L), se corrige por excentricidad reduciéndolo
en dos veces la excentricidad para ubicar la carga en el centro de gravedad del «área
efectiva = B’L’ »

B ' = B − 2e x L' = L − 2e y

El centro de gravedad del «área efectiva» debe coincidir con la posición de la carga
excéntrica y debe seguir el contorno más próximo de la base real con la mayor precisión
posible. Su forma debe ser rectangular, aún en el caso de cimentaciones circulares. (Ver
Figura 5).

4.6 CARGAS INCLINADAS

La carga inclinada modifica la configuración de la superficie de falla, por lo que la ecuación
de capacidad de carga deber ser calculada tomando en cuenta su efecto.

4.7 CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES

En el caso de cimientos ubicados en terrenos próximos a taludes o sobre taludes o en
terreno inclinado, la ecuación de capacidad de carga debe ser calculada teniendo en cuenta
la inclinación de la superficie y la inclinación de la base de la cimentación, si la hubiera.

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

El factor de seguridad mínimo del talud, en consideraciones estáticas debe ser 1,5 y en
condiciones sísmicas 1,25.

25


FIGURA 5
CIMIENTOS CARGADOS EXCÉNTRICAMENTE

A) CARGAS EQUIVALENTES

M
e=
Q

La fuerza resultante actúa en el centroide
del área reducida.

B) ÁREA REDUCIDA – CIMIENTO RECTANGULAR

Para cimientos rectangulares se reducen las
dimensiones siguientes:

M1
L' = L − 2e1 e1 =
Q

M2
B' = B − 2e 2 e2 =
Q

C) ÁREA REDUCIDA – CIMIENTO CIRCULAR

Para un cimiento circular de radio R, el área
efectiva, A'e = 2 x (Área del segmento circular
ADC), considerar A'e como un rectángulo con
L’/B’ = AC/BD

M
e=
Q
A'e = 2S = B' L'
1/ 2
 R + e2 
L' =  2S 
 R − e2 
 
M2 R − e2
e2 = B' = L'
Q R + e2
O' B = O' D πR 2  e 
S= − e 2 R 2 − e 2 2 + R 2 Sen −1  2 
R = OD 2  R 

26


CAPITULO 5
CIMENTACIONES PROFUNDAS

5.1 DEFINICIÓN

Son aquellas en las que la relación profundidad /ancho (Df/B) es mayor a cinco (5), siendo
Df la profundidad de la cimentación y B el ancho o diámetro de la misma.

Son cimentaciones profundas: los pilotes y micropilotes, los pilotes para densificación, los
pilares y los cajones de cimentación.

La cimentación profunda será usada cuando las cimentaciones superficiales generen una
capacidad de carga que no permita obtener los factores de seguridad indicados en 3.4 o
cuando los asentamientos generen asentamientos diferenciales mayores a los indicados en
3.2. Las cimentaciones profundas se pueden usar también para anclar estructuras contra
fuerzas de levantamiento y para colaborar con la resistencia de fuerzas laterales y de volteo.
Las cimentaciones profundas pueden además ser requeridas para situaciones especiales
tales como suelos expansivos y colapsables o suelos sujetos a erosión.

Algunas de las condiciones que hacen que sea necesaria la utilización de cimentaciones
profundas, se indican a continuación:

a) Cuando el estrato o estratos superiores del suelo son altamente compresibles y
demasiado débiles para soportar la carga transmitida por la estructura. En estos
casos se usan pilotes para transmitir la carga a la roca o a un estrato más resistente.

b) Cuando están sometidas a fuerzas horizontales, ya que las cimentaciones con pilotes
tienen resistencia por flexión mientras soportan la carga vertical transmitida por la
estructura.

c) Cuando existen suelos expansivos, colapsables, licuables o suelos sujetos a erosión
que impiden cimentar las obras por medio de cimentaciones superficiales.

d) Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisión, plataformas
en el mar, y losas de sótanos debajo del nivel freático, están sometidas a fuerzas de
levantamiento. Algunas veces se usan pilotes para resistir dichas fuerzas.

5.2 CIMENTACIÓN POR PILOTES

Los pilotes son elementos estructurales hechos de concreto, acero o madera y son usados
para construir cimentaciones en los casos en que sea necesario apoyar la cimentación en
estratos ubicados a una mayor profundidad que el usual para cimentaciones superficiales.

5.2.1 Programa de exploración para pilotes

El programa de exploración para cimentaciones por pilotes se sujetará a lo indicado en 2.3.

5.2.2 Estimación de la longitud y de la capacidad de carga del pilote

Los pilotes se dividen en dos categorías principales, dependiendo de sus longitudes y del
mecanismo de transferencia de carga al suelo, como se indica en los siguientes a
continuación:

a) Si los registros de la perforación establecen la presencia de roca a una profundidad
razonable, los pilotes se extienden hasta la superficie de la roca. En este caso la
capacidad última de los pilotes depende por completo de la capacidad de carga del
material subyacente.

27


b) Si en vez de roca se encuentra un estrato de suelo bastante compacto y resistente a
una profundidad razonable, los pilotes se prolongan unos cuantos metros dentro del
estrato duro. En este caso, la carga última del pilote se expresa como:

Qu = Q p + ∑ Q f

donde: Qu = capacidad última del pilote.
Qp = capacidad última tomada por la punta del pilote.
ΣQf = capacidad última tomada por la fricción superficial
desarrollada en los lados del pilote, por los estratos que
intervienen en el efecto de fricción.

Si ΣQf es muy pequeña:

Qu = Q p

En este caso, la longitud requerida de pilote se estima con mucha precisión si se
dispone de los registros de exploración del subsuelo.

c) Cuando no se tiene roca o material resistente a una profundidad razonable, los pilotes
de carga de punta resultan muy largos y antieconómicos. Para este tipo de condición
en el subsuelo, los pilotes se hincan a profundidades específicas. La carga última de
esos pilotes se expresa por la ecuación:

Qu = Q p + ∑ Q f

donde: Qu = capacidad última del pilote.
Qp = capacidad última tomada por la punta del
pilote.
ΣQf = capacidad última tomada por la fricción
superficial desarrollada en los lados del pilote,
por los estratos que intervienen en el efecto
de fricción.

Sin embargo, si el valor de Qp es pequeño:

Qu = ∑ Q f

Éstos se denominan pilotes de fricción porque la mayor parte de la resistencia se
deriva de la fricción superficial. La longitud de estos pilotes depende de la resistencia
cortante del suelo, de la carga aplicada y del tamaño del pilote. Los procedimientos
teóricos para dicho cálculo se presentan más adelante.

5.2.3 Consideraciones en el cálculo de capacidad de carga

Dentro de los cálculos de la capacidad de carga de los pilotes no se deben considerar los
estratos licuables, aquellos de muy baja resistencia, suelos orgánicos ni turbas.

5.2.4 Capacidad de carga del grupo de pilotes

a) En el caso de un grupo de pilotes de fricción en arcilla, deberá analizarse el efecto de
grupo.

28


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

5.2.4.1 Factores de seguridad

a) Para el cálculo de la capacidad de carga admisible, mediante métodos estáticos, a
partir de la carga última, se utilizarán los factores de seguridad estipulados en 3.4.

b) Para el cálculo mediante métodos dinámicos, se utilizará el factor de seguridad
correspondiente a la fórmula utilizada. En ningún caso el factor de seguridad en los
métodos dinámicos será menor de 2.

5.2.4.2 Espaciamiento de pilotes

a) El espaciamiento mínimo entre pilotes será el indicado en la Tabla 9.

TABLA 9
ESPACIAMIENTO MÍNIMO ENTRE PILOTES

LONGITUD (m) ESPACIAMIENTO ENTRE EJES

L < 10 3b

10 ≤ L < 25 4b

L ≥ 25 5b
Donde b = diámetro o mayor dimensión del pilote.

b) Para el caso de pilotes por fricción, este espaciamiento no podrá ser menor de 1,20 m.

5.2.4.3 Fricción negativa

a) La fricción negativa es una fuerza de arrastre hacia abajo ejercida sobre el pilote por
el suelo que lo rodea, la cual se presenta bajo las siguientes condiciones:

- Si un relleno de suelo arcilloso se coloca sobre un estrato de suelo granular en
el que se hinca un pilote, el relleno se consolidará gradualmente, ejerciendo
una fuerza de arrastre hacia abajo sobre el pilote durante el período de
consolidación.
- Si un relleno de suelo granular se coloca sobre un estrato de arcilla blanda,
inducirá el proceso de consolidación en el estrato de arcilla y ejercerá una
fuerza de arrastre hacia abajo sobre el pilote.
- Si existe un relleno de suelo orgánico por encima del estrato donde está
hincado el pilote, el suelo orgánico se consolidará gradualmente, debido a la
alta compresibilidad propia de este material, ejerciendo una fuerza de arrastre
hacia abajo sobre el pilote.
- El descenso del nivel freático incrementará el esfuerzo vertical efectivo sobre el
suelo a cualquier profundidad, lo que inducirá asentamientos por consolidación
en la arcilla. Si un pilote se localiza en el estrato de arcilla, quedará sometido a
una fuerza de arrastre hacia abajo.

b) Este efecto incrementa la carga que actúa en el pilote y es generado por el
desplazamiento relativo hacia abajo del suelo con respecto al pilote; deberá tomarse
en cuenta cuando se efectúa pilotaje en suelos compresibles.

29


5.2.4.4 Análisis del efecto de la fricción negativa

a) Para analizar el efecto de la fricción superficial negativa se utilizarán los métodos
estáticos, considerando únicamente en ellos la fricción lateral suelo – pilote, actuando
hacia abajo.
b) La fricción negativa debe considerarse como una carga adicional a la que trasmite la
estructura.

5.2.5 Asentamientos

a) Se estimará primero el asentamiento tolerable por la estructura y luego se calculará el
asentamiento del pilote aislado o grupo de pilotes para luego compararlos.
b) En el cálculo del asentamiento del pilote aislado se considerarán: el asentamiento
debido a la deformación axial del pilote, el asentamiento generado por la acción de
punta y el asentamiento generado por la carga transmitida por fricción.
c) En el caso de pilotes en suelos granulares, el asentamiento del grupo está en función
del asentamiento del pilote aislado.
d) En el caso de pilotes en suelo cohesivo, el principal componente del asentamiento del
grupo proviene de la consolidación de la arcilla. Para estimar el asentamiento, en
este caso, puede reemplazarse al grupo de pilotes por una zapata imaginaria ubicada
2
a /3 de la profundidad del grupo de pilotes, de dimensiones iguales a la sección del
grupo y que aplica la carga transmitida por la estructura.

5.2.6 Consideraciones durante la ejecución de la obra

Durante la ejecución de la obra deberán efectuarse pruebas de carga y la capacidad de
carga deberá ser verificada por una fórmula dinámica confiable según las condiciones de la
hinca.

5.2.6.1 Pruebas de carga

a) Se deberán efectuar pruebas de carga según lo indicado en la Norma ASTM D 1143.
b) El número de pruebas de carga será de una por cada lote o grupos de pilotes, con un
mínimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.
c) Las pruebas se efectuarán en zonas con perfil de suelo conocido como más
desfavorables.

5.2.6.2 Ensayos diversos

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

a) Verificación del buen estado físico.
b) Prueba de carga estática lateral, de acuerdo a las solicitaciones.
c) Verificación de la inclinación.

5.3. CIMENTACIÓN POR PILARES

Los pilares son elementos estructurales de concreto vaciados “in situ” con diámetro mayor a
1,00 m, con o sin refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.

5.3.1 Capacidad de carga

La capacidad de carga de un pilar deberá ser evaluada de acuerdo a los mismos métodos
estáticos utilizados en el cálculo de pilotes. Se tomará en cuenta los efectos por punta y
fricción.

30


5.3.2 Factor de seguridad

La capacidad admisible se obtendrá dividiendo la capacidad última por el factor de
seguridad. Se utilizarán los factores estipulados en 3.4.

5.3.3 Acampanamiento en la base del pilar

Se podrá acampanar el pilar en el ensanchamiento de la base a fin de incrementar la
capacidad de carga del pilar, siempre y cuando no exista peligro de derrumbes.

5.3.4 Aflojamiento del suelo circundante

El aflojamiento del suelo circundante deberá controlarse mediante:

a) Una rápida excavación del fuste y vaciado del concreto.
b) El uso de un forro en la excavación del fuste.
c) La aplicación del Método del Lodo Bentonítico.

5.3.5 Asentamientos

a) Una vez comprobada la capacidad de carga del suelo, deberá estimarse el grado de
deformación que se producirá al aplicar las cargas. El asentamiento podrá ser un
factor de limitación en el proyecto estructural del pilar.
b) Se calculará el asentamiento debido a la deformación axial del pilar, el asentamiento
generado por la acción de punta y el asentamiento generado por la carga transmitida
por fricción.

5.4. CAJONES DE CIMENTACIÓN

Los cajones de cimentación son elementos estructurales de concreto armado que se
construyen sobre el terreno y se introducen en el terreno por su propio peso al ser excavado
el suelo ubicado en su interior. El PR deberá indicar el valor la fricción lateral del suelo para
determinar el peso requerido por el cajón para su instalación.

5.4.1 Capacidad de carga

La capacidad de carga de un cajón de cimentación deberá ser evaluada de acuerdo a los
mismos métodos estáticos utilizados en el cálculo de zapatas o pilares y dependerá de la
relación profundidad /ancho (Df/B) si es menor o igual a cinco (5) se diseñará como
cimentación superficial, si es mayor a cinco (5) se diseñará como un pilar.

5.4.2 Factor de seguridad

La capacidad admisible se obtendrá dividiendo la capacidad última por el factor de
seguridad. Se utilizarán los factores estipulados en 3.4.

5.4.3 Asentamientos

a) Una vez comprobada la capacidad de carga del suelo, se deberá calcular el
asentamiento que se producirá al aplicar las cargas.
b) Se calculará el asentamiento debido a la deformación axial del cajón, el asentamiento
generado por la acción de punta y el asentamiento generado por la carga transmitida
por fricción.

31


CAPÍTULO 6
PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACIÓN

6.1 SUELOS COLAPSABLES

Son suelos que cambian violentamente de volumen por la acción combinada o individual de
las siguientes acciones:

a) al ser sometidos a un incremento de carga o
b) al humedecerse o saturarse

6.1.1 Obligatoriedad de los Estudios

En los lugares donde se conozca o sea evidente la ocurrencia de hundimientos debido a la
existencia de suelos colapsables, el PR deberá incluir en su EMS un análisis basado en la
determinación de la plasticidad del suelo NTP 339.129:1999, del ensayo para determinar el
peso volumétrico NTP 339.139:1999, y del ensayo de humedad NTP 339.127:1998, con la
finalidad de evaluar el potencial de colapso del suelo en función del Límite Liquido (LL) y del
peso volumétrico seco (γd). La relación entre los colapsables y no colapsables y los
parámetros antes indicados se muestra en la figura siguiente:

FIGURA 6
Criterios del Potencial de Colapso

6.1.2 Evaluación del Índice de Colapso

Cuando el PR encuentre evidencias de la existencia de suelos colapsables deberá sustentar
su evaluación mediante los resultados del ensayo NTP 339.163:2001. Las muestras
utilizadas para la evaluación de colapso deberán ser obtenidas de pozos a cielo abierto, en
condición inalterada, preferentemente del tipo Mib.

El Índice de Colapso (IC) se define mediante la siguiente expresión:

∆e ∆h
I C (%) = o I C (% ) =
1+ e h
0 0
∆e = Cambio en la relación de vacíos debido al colapso bajo humedecimiento.
e0 = Relación de vacíos inicial.
∆h = Cambio de altura de la muestra.
h0 = Altura inicial de la muestra.

32


El PR establecerá la severidad del problema de colapso mediante los siguientes criterios:

TABLA 10
Clasificación del Índice de colapso Ic
Grado de Colapso Índice de colapso Ic (%)
Ninguno 0
Leve 0,1 a 2,0
Moderado 2,1 a 6,0
Moderadamente severo 6,1 a 10,0
Severo > 10,0

De manera complementaria, pueden utilizarse pruebas de carga en estado seco y
humedecido NTP 339.153:2001. El objetivo de las mismas será realizar un análisis
comparativo del comportamiento del suelo en su condición natural, con relación a su
comportamiento en condición húmeda.

En caso se verifique la colapsabilidad del suelo, el PR deberá formular las recomendaciones
correspondientes a fin de prevenir su ocurrencia.

6.1.3 Cimentaciones en áreas de suelos colapsables.

Las cimentaciones construidas sobre suelos que colapsan (Ic > 6) están sometidas a
grandes fuerzas causadas por el hundimiento violento del suelo, el cual provoca
asentamiento, agrietamiento y ruptura, de la cimentación y de la estructura. Por lo tanto no
esta permitido cimentar directamente sobre suelos colapsables. La cimentación y los pisos
deberán apoyarse sobre suelos no colapsables. Los pisos no deberán apoyarse
directamente sobre suelos colapsables.

6.1.4 Reemplazo de un suelo colapsable

Cuando se encuentren suelos que presentan colapso moderado y a juicio del PR, poco
profundos, éstos serán retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de construcción y
serán reemplazados por Rellenos Controlados compactados adecuadamente de acuerdo a
4.4.1. Rellenos controlados o de ingeniería de la presente Norma.

6.2 ATAQUE QUIMICO POR SUELOS Y AGUAS SUBTERRANEAS

6.2.1 Generalidades

Las aguas subterráneas son más agresivas que los suelos al estado seco; sin embargo el
humedecimiento de un suelo seco por riego, filtraciones de agua de lluvia, fugas de
conductos de agua o cualquier otra causa, puede activar a las sales solubles.

Esta Norma solo considera el ataque externo por suelos y aguas subterráneas y no toma en
cuenta ningún otro tipo de agresión.


En los lugares con Napa Freática en la zona activa de la cimentación o donde se conozca o
sea evidente la ocurrencia de ataque químico al concreto de cimentaciones y
superestructuras, el PR deberá incluir en su EMS un análisis basado en ensayos químicos
del agua o del suelo en contacto con ellas, para descartar o contrarrestar tal evento.

6.2.3 Ataque Químico por Suelos y Aguas Subterráneas

6.2.3.1 Ataque Ácido

En caso del Ph sea menor a 4,0 el PR, deberá proponer medidas de protección adecuadas,
para proteger el concreto del ataque ácido.

33


6.2.3.2 Ataque por Sulfatos

La mayor parte de los procesos de destrucción del concreto causados por la formación de
sales solubles son debidos a la acción agresiva de los sulfatos. La corrosión de los sulfatos
se diferencia de la causada por las aguas blandas, en que no tiene lugar una lixiviación, sino
que la pasta endurecida de cemento, a consecuencia de un aumento de volumen, se
desmorona y expansiona, formándose grietas y el ablandamiento del concreto.

En la Tabla 4.4 de la NTE E.060 Concreto Armado se indican los grados de ataque químico
por sulfatos en aguas y suelos subterráneos y la medida correctiva a usar en cada caso.

En el caso que se desee usar un material sintético para proteger la cimentación, este
deberá ser geomembrana, geomanta, o geotextil impregnado con asfalto, cuyas
características deberán ser definidas por el PR. Las propiedades de estos materiales
estarán de acuerdo a las NTP.

La determinación cuantitativa de sales solubles de sulfatos en aguas y suelos se hará
mediante las NTP 339:074:1982, NTP 400.014:1977, respectivamente.

6.2.3.3 Ataque por Cloruros

Los fenómenos corrosivos del ión cloruro a las cimentaciones se restringe al ataque químico
al acero de refuerzo del concreto armado.

Cuando el contenido de ión cloro determinado mediante la NTP 400.014:1977, sea mayor
0,15 %, el PR debe recomendar las medidas de protección necesarias.

La determinación cuantitativa de cloruros en aguas y suelos se hará mediante las
NTP 339.076:1982 y 400.014:1977, respectivamente.

6.3 SUELOS EXPANSIVOS

Son suelos cohesivos con bajo grado de saturación que aumentan de volumen al
humedecerse o saturarse.


En las zonas en las que se encuentren suelos cohesivos con bajo grado de saturación y
plasticidad alta (LL ≥ 50), el PR deberá incluir en su EMS un análisis basado en la
determinación de la plasticidad del suelo NTP 339.129:1999 y ensayos de granulometría por
sedimentación NTP 339.128:1999 con la finalidad de evaluar el potencial de expansión del
suelo cohesivo en función del porcentaje de partículas menores a 2µ m, del índice de
plasticidad (IP) y de la actividad (A) de la arcilla. La relación entre la Expansión Potencial
(Ep) y los parámetros antes indicados se muestra en la figura siguiente:

34


FIGURA 7
Clasificación de Cambio de Potencial de Volumen

Actividad ( A) =
IP
%<2µ m

6.3.2 Evaluación del Potencial de Expansión

Cuando el PR encuentre evidencias de la existencia de suelos expansivos deberá sustentar
su evaluación mediante los resultados del ensayo para la Determinación del Hinchamiento
Unidimensional de suelos cohesivos según NTP 339.170:2002. Las muestras utilizadas
para la evaluación del hinchamiento deberán ser obtenidas de pozos a cielo abierto, en
condición inalterada, preferentemente del tipo Mib.

TABLA 11
CLASIFICACIÓN DE SUELOS EXPANSIVOS

Potencial de Expansión en consolidómetro, Índice de Porcentaje de
expansión bajo presión vertical de 7 kPa plasticidad partículas menores
2
Ep (0,07 kgf/cm ) IP que dos micras

% % % %
Muy alto > 30 > 32 > 37
Alto 20 – 30 23 – 45 18 – 37
Medio 10 – 20 12 – 34 12 – 27
Bajo < 10 < 20 < 17

6.3.3 Cimentaciones en áreas de suelos expansivos.

Las cimentaciones construidas sobre arcillas expansivas están sometidas a grandes fuerzas
causadas por la expansión, las cuales provocan levantamiento, agrietamiento y ruptura de la
cimentación y de la estructura. Por lo tanto no esta permitido cimentar directamente sobre
suelos expansivos. La cimentación deberá apoyarse sobre suelos no expansivos o con

35


potencial de expansión bajo. Los pisos no deberán apoyarse directamente sobre suelos
expansivos y deberá dejarse un espacio libre suficientemente holgado para permitir que el
suelo bajo el piso se expanda y no lo afecte.

6.3.4 Reemplazo de un suelo expansivo

Cuando se encuentren suelos medianamente expansivos y a juicio de PR, poco profundos,
éstos serán retirados en su totalidad antes de iniciar las obras de construcción y serán
reemplazados por Rellenos Controlados compactados adecuadamente de acuerdo a 4.4.1.
Rellenos controlados o de ingeniería de la presente Norma.

6.4 LICUACIÓN O LICUEFACCION DE SUELOS

6.4.1 Generalidades

En suelos granulares y en algunos suelos granulares con finos cohesivos ubicados bajo la
Napa Freática, las solicitaciones sísmicas pueden originar el fenómeno denominado
Licuación, el cual consiste en la pérdida momentánea de la resistencia al corte del suelo,
como consecuencia del incremento de la presión de poros que se genera en el agua
contenida en sus vacíos y originada por la vibración que produce el sismo. Esta pérdida de
resistencia al corte genera la ocurrencia de fallas por los grandes asentamientos en las
obras sobreyacentes y por el desplazamiento lateral de taludes y terraplenes.

Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar
simultáneamente las características siguientes:

- Debe estar constituido por arena fina, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no
plástico o grava empacada en una matriz constituida por alguno de los materiales
anteriores.
- Debe encontrarse sumergido.

En estos casos el PR deberá incluir en su EMS un análisis determinístico y probabilístico del
Potencial de Licuación de la zona, (Ver 6.4.3) e indicar la probabilidad de ocurrencia o no
del fenómeno de Licuación.

6.4.2 Investigación de campo

Cuando la historia sísmica del lugar haga sospechar la posibilidad de ocurrencia de
Licuación, el programa de investigación de toda el área comprometida por la estructura se
realizará de acuerdo a lo indicado en la Tabla 6 y con perforaciones hasta 15 m de
profundidad como mínimo.

Cuando en las Investigaciones Preliminares se encuentren las condiciones indicadas en
6.4.1, deberá asumirse la probabilidad de ocurrencia del fenómeno de Licuación. En tal
caso, el PR debe informar al Solicitante la necesidad de ampliar el Programa de
Investigación para incluir el Análisis de Licuación. El Solicitante deberá aprobar el nuevo
Programa de Investigación en toda el área comprometida por la estructura.

Las perforaciones tendrán una profundidad mínima de 15 m y serán realizadas por las
técnicas de lavado o rotativa. Dentro de las perforaciones debe llevarse a cabo Ensayos de
Penetración Estándar SPT (NTP 339.133:1999) espaciados cada 1 m. Las muestras que se
obtengan en el penetrómetro utilizado para el ensayo SPT deberán recuperarse para poder
efectuar en todas ellas los siguientes ensayos como mínimo:

36


TABLA 12

SUELOS. Método de ensayo para el análisis granulométrico. NTP 339.128:1999
SUELOS. Método de ensayo para determinar e límite líquido,
NTP 339.129:1999
límite plástico e índice de plasticidad de suelos
SUELOS. Método de ensayo para determinar el peso específico
NTP 339.131:1999
relativo de las partículas sólidas de un suelo
NTP 339.134 :1999
ingeniería (sistema unificado de clasificación de suelos, SUCS).

Los ensayos DESH, CTP, DPL, CPT y la medición de las velocidades de propagación de las
ondas de corte pueden ser usados para investigaciones preliminares, o como investigación
complementaria de los ensayos SPT, previa calibración en el caso de los ensayos DESH,
CTP y DPL.

6.4.3 Análisis del Potencial de Licuación

En el caso de suelos granulares que presenten las características indicadas en 6.4.1, se
deberá realizar el Análisis del Potencial de Licuación utilizando el método propuesto por
Seed e Idriss (1971, 1982) y actualizado por el National Center for Earthquake Research
(1997, NCEER) y por el Earthquake Engineering Research Center (2003, 2004 EERC),
como procedimiento para la evaluación del potencial de licuación. Este método fue
desarrollado en base a observaciones in-situ del comportamiento de depósitos de arenas
durante sismos pasados. El procedimiento involucra el uso de la resistencia a la penetración
estándar N (Número de golpes del ensayo SPT). El valor de N obtenido en el campo deberá
corregirse por: energía, diámetro de la perforación, longitud de las barras para obtener el
valor de (N1)60. En forma complementaria al SPT pueden emplearse la resistencia a la
penetración del cono estático (CPT) qc1 o las velocidades de propagación de las ondas de
corte Vs1 y calcular a partir de uno de esos valores el Potencial de Licuación de los suelos.
Se deberá considerar también para el análisis: el porcentaje de finos (% < 75 µ m), el factor
de reducción de las tensiones (rd), la aceleración horizontal pico en el terreno (amax), la
magnitud momento (Mw), la profundidad (d) y la velocidad de ondas de corte promedio
sobre los 12m (V*s,12m).

La aceleración máxima (amax) requerida para el análisis del potencial de licuación será
estimada por el PR, la cual será congruente con los valores empleados en el diseño
estructural correspondiente.

El método determinístico permite calcular el esfuerzo cortante cíclico normalizado resistente
mínimo que produce licuación (CRR) y el esfuerzo cortante cíclico normalizado inducido por
el sismo (CSR). Adicionalmente se deberá efectuar una evaluación probabilística basada en
un análisis estadístico de los posibles sismos que puedan ocurrir en un lugar para
determinar la Probabilidad de Licuación (PL).

El PR deberá calcular la Probabilidad de Licuación (PL) empleando los criterios y
procedimientos mas recientes, aceptados en Geotecnia.

El PR establecerá la severidad del problema de licuación mediante los siguientes criterios:

TABLA 13
CLASIFICACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN
Licuación PL
Alta > 50%
Moderada 10% < PL ≤ 50%
Baja 5% < PL ≤ 10%
Muy baja < 5%

37


El PR determinará los Factores de Seguridad frente a la ocurrencia de la licuación (FSL) y
su valor mínimo, el que deberá ser mayor que 1 y dependerá del tipo e importancia de la
obra, se deberá también establecer la aceleración máxima de un sismo que causaría
licuación para el Factor de Seguridad frente a la ocurrencia de la licuación (FSL) empleado
en el diseño. Siendo: FSL = CRR / CSR

6.4.4 Cimentaciones en áreas de suelos licuables.

Las cimentaciones construidas sobre suelos que licuan (PL>10%) están sometidas a
grandes asentamientos, desplazamiento lateral y falla de la cimentación y de la estructura.
Por lo tanto no esta permitido cimentar directamente sobre suelos licuables. La cimentación
y los pisos deberán apoyarse sobre suelos no licuables o con licuación baja. Los pisos no
deberán apoyarse directamente sobre suelos licuables.

El PR deberá proponer el tipo de cimentación para apoyar la estructura sobre un suelos no
licuable o los procedimientos constructivos para mejorar las condiciones del suelo y lograr
que la Probabilidad de Licuación (PL) sea ≤ 10%, este caso el mejoramiento deberá
verificarse mediante un programa de investigación adecuado que permita realizar un nuevo
Análisis de Licuación Potencial de acuerdo a lo indicado en 6.4.2.

FIGURA 8
Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir del SPT (N1)60
Fuente NCEER 1997

38


FIGURA 9
Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir del CPT (qc1N)
Fuente NCEER 1997

FIGURA 10
Curvas simplificadas para el cálculo del CRR a partir velocidades de ondas de corte
(Vs1) Fuente NCEER 1997

39


6.5 SOSTENIMIENTO DE EXCAVACIONES

6.5.1 Generalidades

Las excavaciones verticales de más de 2,00 m de profundidad requeridas para alcanzar los
niveles de los sótanos y sus cimentaciones, no deben permanecer sin sostenimiento, salvo
que el estudio realizado por el PR determine que no es necesario efectuar obras de
sostenimiento. Los materiales procedentes de la excavación deberán ser colocados a una
distancia no menor de 3,50 m del borde de la excavación.

El tipo de obra de sostenimiento, su diseño y construcción son responsabilidad del
constructor de la obra.

6.5.2 Estructura de Sostenimiento

Dependiendo de las características de la obra se presentan las siguientes alternativas para
el sostenimiento de las paredes de excavación:

- Obras de sostenimiento temporal
- Obras de sostenimiento definitivas.

Existen diversos tipos de obras para el sostenimiento temporal y definitivo de los taludes de
corte, entre los cuales podemos mencionar las pantallas ancladas, tablestacas, pilotes
continuos, muros diafragma, calzaduras, nailings, entre otros.

Las calzaduras son estructuras provisionales que se usan frecuentemente en el Perú. Se
diseñan y construyen para sostener las cimentaciones vecinas y el suelo de la pared
expuesta, producto de las excavaciones efectuadas. Tienen por funciones prevenir las fallas
por inestabilidad o asentamiento excesivo y mantener la integridad del terreno colindante y
de las obras existentes en él, hasta que entren en funcionamiento las obras de
sostenimiento definitivas. Las calzaduras están constituidas por paños de concreto que se
construyen horizontalmente en forma alternada y progresiva, cuidando de no hacer coincidir
los paños entre dos filas horizontales consecutivas. El espesor del primer paño debe ser
inicialmente igual al ancho del cimiento por calzar y deberá incrementarse con la
profundidad en un mínimo equivalente al 10 % de la altura del paño previamente colocado
(Figura 11). Las calzaduras deben ser diseñadas para las cargas verticales de la estructura
que soportan y para poder tomar las cargas horizontales que le induce el suelo y
eventualmente los sismos. La altura total de la calzadura no será mayor que 8,00 m en
gravas arenosas densas con finos, ni mayor que 2,00 m en el caso de arenas
medianamente densas, ni mayor que 3,00 m en el caso de arcillas duras.

En todos los casos deberá adjuntarse al cuaderno de obra la memoria de cálculo y los
planos de las obras de sostenimiento.

Procedimiento Constructivo de las Calzaduras

Se construirán paneles alternados, hasta construir una faja continua de apuntalamiento.

La primera faja se excavará por debajo de la cimentación vecina. Cada panel deberá tener
un largo máximo de 2 m, un espesor igual al ancho de la cimentación por calzar y una altura
máxima de 1 m. La excavación se encofra dejando una abertura superior para el vaciado del
concreto ciclópeo, el cual debe consolidarse usando una varilla de construcción.

El concreto que se deberá emplear será concreto ciclópeo en proporción 1:10
2
(cemento:hormigón) con un f’c mínimo de 80 kg/cm con adición de piedra grande de hasta
8”, representando esta un máximo de 30% del volumen total de la mezcla.

Vaciada la primera faja en su totalidad, se comenzará a excavar la fila inferior siguiendo el
mismo procedimiento, pero cuidando de aumentar el ancho en un 10% de la altura del panel

40


previamente colocado y que las juntas entre paños de dos etapas consecutivas queden
desplazadas medio paño para no coincidir.

Cada fila deberá tener un espesor o profundidad diferente de manera que se vaya
aumentando el espesor conforme se avance a profundidades mayores.

FIGURA 11
ELEVACIÓN TÍPICA DE CALZADURA

Máximo 2,00 m (típico)

1,00
1,00
1,00
Nota: Los números indican la secuencia de construcción de los paños de la calzadura.

El constructor se responsabilizará por los daños y perjuicios que la construcción de la
calzadura ocasione en propiedades de terceros.

6.5.3 Parámetros a ser proporcionados en el EMS

El informe del EMS deberá incluir los parámetros de suelos requeridos para el diseño de las
obras de sostenimiento de las edificaciones, muros perimetrales, pistas y terrenos vecinos,
considerando que estos puedan ser desestabilizados como consecuencia directa de las
excavaciones que se ejecuten para la construcción de los sótanos.

Para cumplir lo anterior el PR, deberá proveer toda la información referente al perfil de
suelos en toda la profundidad de excavación, el nivel freático, las características físicas de
los suelos, el peso unitario, el valor de la cohesión y el ángulo de la fricción interna de los
diferentes estratos, según se aplique. Estos mismos parámetros deben ser proporcionados
por el PR del EMS para el caso de una eventual saturación del suelo.

En caso de ser requerido el bombeo o abatimiento de la Napa Freática durante la
excavación y la construcción de las obras de sostenimiento y/o calzaduras, el PR deberá
proponer los coeficientes de permeabilidad horizontal y vertical del terreno, aplicables al
cálculo del caudal de agua a extraer y deberá prevenir cualquier consecuencia negativa que
pueda coaccionar a la obra o a las edificaciones vecinas, el acto de bombear o abatir la
Napa Freática.

41


6.5.4 Consideraciones para el Diseño y Construcción de Obras de Sostenimiento

En el proyecto de las estructuras de sostenimiento el Contratista de la Obras deberá
considerar los siguientes aspectos como mínimo:

- Los empujes del suelo.
- Las cargas de las edificaciones vecinas.
- Efecto de la variación de la humedad del suelo.
- Las sobrecargas dinámicas (sismos y vibraciones causadas artificialmente).
- La ejecución de accesos para la construcción.
- La posibilidad de realizar anclajes en los terrenos adyacentes (de ser aplicable).
- La disposición de los apoyos o puntales temporales (de ser requeridos).
-
En el caso de las calzaduras el Contratista de la Obra no deberá permitir que éstas
permanezcan sin soporte horizontal, por un tiempo tal que permita la aparición de fuerzas
no previstas en el cálculo que puedan producir el colapso de la calzadura.

6.5.5 Efectos de Sismo

De producirse un sismo, el Contratista a cargo de las excavaciones, deberá proceder de
inmediato, bajo su responsabilidad y tomando las precauciones del caso, a revisar el estado
de las mismas y proceder a reforzar mediante sostenimiento adicional en el caso de
observarse algún efecto, daño o desplazamiento del sistema de sostenimiento.

6.5.6 Excavaciones sin Soporte

No se permitirán excavaciones sin soporte cualquiera que fuera su profundidad, si las
mismas reducen la capacidad de carga o producen inestabilidad en las cimentaciones
vecinas.

El PR deberá determinar, si procede, la profundidad máxima o altura crítica (Hc) a la cual
puede llegar la excavación sin requerir soporte.

42


ANEXO I
GLOSARIO

ASENTAMIENTO DIFERENCIAL.- Máxima diferencia de nivel entre dos cimentaciones adyacentes
de una misma estructura.

ASENTAMIENTO DIFERENCIAL TOLERABLE.- Máximo asentamiento diferencial entre dos
elementos adyacentes a una estructura, que al ocurrir no produce daños visibles ni causa problemas.

BULBO DE PRESIONES.- También conocido como bulbo de esfuerzos, es la zona situada bajo la
superficie cargada, donde los esfuerzos verticales son más importantes. Este corresponde al volumen
comprendido dentro del contorno de la isóbara igual al 10 % de la presión de contacto.

CAJÓN (CAISSON).- Elemento prefabricado de cimentación, que teniendo dimensiones exteriores de
un elemento macizo, se construye inicialmente hueco (como una caja), para ser rellenado después de
colocado en su posición final.

CAPACIDAD DE CARGA.- Presión requerida para producir la falla de la cimentación por corte (sin
factor de seguridad).

CARGA ADMISIBLE.- Sinónimo de presión admisible.

CARGA DE SERVICIO.- Carga viva más carga muerta, sin factores de ampliación.

CARGA DE TRABAJO.- Sinónimo de presión admisible.

CARGA MUERTA.- Ver NTE E.020 Cargas .

CARGA VIVA.- Ver NTE E.020 Cargas

CIMENTACIÓN.- Parte de la edificación que transmite al subsuelo las cargas de la estructura.

CIMENTACIÓN CONTINUA.- Cimentación superficial en la que el largo (L) es igual o mayor que diez
veces el ancho (B).

CIMENTACIÓN POR PILARES.- Cimentación profunda, en la cual la relación Profundidad / Ancho
(Df / B) es mayor o igual que 5, siendo Df la profundidad enterrada y B el ancho enterrada del pilar.
El pilar es excavado y vaciado en el sitio.

CIMENTACIÓN POR PILOTES.- Cimentación profunda en la cual la relación Profundidad / Ancho
(d / b) es mayor o igual a 10, siendo d la profundidad enterrada del pilote y b el ancho o diámetro del
pilote.

CIMENTACIÓN POR PLATEA DE CIMENTACIÓN.- Cimentación constituida por una losa sobre la
cual se apoyan varias columnas y cuya área se aproxima sensiblemente al área total de la estructura
soportada.

CIMENTACIÓN PROFUNDA.- Aquella que transmite cargas a capas del suelo mediante pilotes o
pilares.

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL.- Aquella en la cual la relación Profundidad/Ancho (Df / B) es menor
o igual a 5, siendo Df la profundidad de la cimentación y B el ancho o diámetro de la misma.

CRR.- Se define como el menor esfuerzo cortante cíclico resistente mínimo normalizado por la
presión efectiva de tapada σ´vo que produce licuación para un valor dado de (N1)60, el porcentaje de
finos (% < 75 µ m) y la magnitud momento (Mw),

(N 1 )60 = C N N 60

43


0 ,5
 100 kPa 
C N = 
 σ´ 

 vo 

Donde: (N1)60 es la medida de la resistencia a la penetración estándar de un suelo bajo una presión
2
efectiva de 1 kg/cm .

CSR.- Se define como el esfuerzo cortante promedio τavg actuante en un estrato, normalizado por el
esfuerzo efectivo de sobre tapada σ´vo.

τ av g σ a
CSR = ≈ 0 ,65 vo max r d
σ vo
'
σ vo g
'

donde:
σvo : presión total de tapada
σ'v0 : presión efectiva de tapada
amax/g : aceleración máxima normalizada
rd : factor de corrección rígido-deformable

ESTRATO TÍPICO.- Estrato de suelo con características tales que puede ser representativo de otros
iguales o similares en un terreno dado.

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS (EMS).- Conjunto de exploraciones e investigaciones de
campo, ensayos de laboratorio y análisis de gabinete que tienen por objeto estudiar el
comportamiento de los suelos y sus respuestas ante las solicitaciones estáticas y dinámicas de una
edificación.

GEODINÁMICA EXTERNA.- Conjunto de fenómenos geológicos de carácter dinámico, que pueden
actuar sobre el terreno materia del Estudio de Mecánica de Suelos, tales como: erupciones
volcánicas, inundaciones, huaycos, avalanchas, tsunamis, activación de fallas geológicas.

LICUEFACCIÓN Ó LICUACIÓN.- Fenómeno causado por la vibración de los sismos en los suelos
granulares saturados y que produce el incremento de la presión del agua dentro del suelo con la
consecuente reducción de la tensión efectiva. La licuación reduce la capacidad de carga y la rigidez
del suelo. Dependiendo del estado del suelo granular saturado al ocurrir la licuación se produce el
hundimiento y colapso de las estructuras cimentadas sobre dicho suelo.

NIVEL FREÁTICO.- Nivel superior del agua subterránea en el momento de la exploración. El nivel
se puede dar respecto a la superficie del terreno o a una cota de referencia.

PILOTE.- Elemento de cimentación profunda en el cual la relación Profundidad/Ancho (Df / B) es
mayor o igual a 10.

PILOTES DE CARGA MIXTA.- Aquellos que transmiten la carga, parte por punta y parte por fricción.

PILOTES DE CARGA POR FRICCIÓN.- Aquellos que transmiten la carga a lo largo de su cuerpo por
fricción con el suelo que los circunda.

PILOTES DE CARGA POR PUNTA.- Aquellos que transmiten la carga a un estrato resistente
ubicado bajo la punta.

PILOTES DE DENSIFICACIÓN.- Aquellos que se instalan para densificar el suelo y mejorar las
condiciones de cimentación.

44


PRESIÓN ADMISIBLE.- Máxima presión que la cimentación puede transmitir al terreno sin que
ocurran asentamientos excesivos (mayores que el admisible) ni el factor de seguridad frente a una
falla por corte sea menor que el valor indicado en 3.5.

PRESIÓN ADMISIBLE POR ASENTAMIENTO.- Presión que al ser aplicada por la cimentación
adyacente a una estructura, ocasiona un asentamiento diferencial igual al asentamiento admisible.
En este caso no es aplicable el concepto de factor de seguridad, ya que se trata de asentamientos.

PRESIÓN DE CONTACTO.- Carga transmitida por las estructuras al terreno en el nivel de
cimentación incluyendo el peso propio del cimiento.

PRESIÓN DE TRABAJO.- Sinónimo de presión admisible.

PROFESIONAL RESPONSABLE.- Ingeniero Civil, registrado y habilitado por el Colegio de
Ingenieros del Perú.

PROFUNDIDAD ACTIVA.- Zona del suelo ubicada entre el nivel de cimentación y la isóbara (línea
de igual presión) correspondiente al 10% de la presión aplicada por la cimentación

PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN.- Profundidad a al que se encuentra el plano o desplante de la
cimentación de una estructura. Plano a través del cual se aplica la carga, referido al nivel del terreno
de la obra terminada.

PROPIETARIO.- Persona natural o jurídica que ejerce o ejercerá derecho de propiedad sobre la
edificación material del Estudio de Mecánica de Suelos.

RELLENO.- Depósitos artificiales descritos en 4.4.

ROCA.- Material que a diferencia del suelo, no puede ser disgregado o excavado con herramientas
manuales.

SOLICITANTE.- Persona natural o jurídica con quien el PR contrata el EMS.

SUELO COLAPSABLE.- Suelos que al ser humedecidos sufren un asentamiento o colapso
relativamente rápido, que pone en peligro a las estructuras cimentadas sobre ellos.

SUELO EXPANSIVO.- Suelos que al ser humedecidos sufren una expansión que pone en peligro a
las estructuras cimentadas sobre ellos.

SUELO ORGANICO.- Suelo de color oscuro que presenta una variación mayor al 25% entre los
límites líquidos de la muestra secada al aire y la muestra secada al horno a una temperatura de 110
° ± 5 °C durante 24 horas.
C

TIERRA DE CULTIVO.- Suelo sometido a labores de labranza para propósitos agrícolas.

45


ANEXO II
NORMA ESPAÑOLA – UNE 103-801-94

GEOTÉCNIA
PRUEBA DE PENETRACIÓN DINÁMICA SUPERPESADA

1. OBJETIVO

Esta norma tiene por objeto describir el procedimiento para la realización de la denominada
prueba de penetración dinámica superpesada. Con esta prueba se determina la resistencia
del terreno a la penetración de un cono cuando es golpeado según el procedimiento
establecido.

2. CAMPO DE APLICACIÓN
(1)
La prueba de penetración dinámica está especialmente indicada para suelos granulares
Su utilización permite:

- Determinar la resistencia a la penetración dinámica de un terreno.

- Evaluar la compacidad de un suelo granular. Cuando el suelo contenga partículas de
(2)
tamaños tales que obstaculicen la penetración del cono en el terreno el resultado
de la prueba puede no ser representativo.

- Investigar la homogeneidad o anomalías de una capa de suelo.

- Comprobar la situación en profundidad de una capa cuya existencia se conoce.

3. SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS

D.P.S.H. Abreviatura de la prueba de penetración dinámica en su procedimiento
superpesado, que proviene de su denominación de inglés (DPSH).

N20 = Número de golpes necesarios para un penetración del cono en el terreno de 20 cm de
profundidad.

R = Anotación a incluir cuando el número de golpes requerido para una penetración de 20
cm es superior a 100 golpes.

4. APARATOS Y MATERIAL NECESARIO

4.1 Cono: Es una pieza de acero cilíndrica que termina en forma cónica con un ángulo de 90º.
El cono podrá ser perdido o recuperable con las configuraciones respectivas que se reflejan
en la figura 1.

(1) La ejecución de pruebas de penetración dinámica debe ser precedida por un reconocimiento mediante sondeos que
permita identificar las capas de suelos en el área investigada.
(2) La existencia de partículas con tamaño superior a 6 mm puede obstaculizar el avance del cono sin que ello suponga
un incremento de compacidad.

46


FIGURA 1. Alternativa de Cono.

4.2 Varillaje: Conjunto de varillas de acero macizas que se utilizan para transmitir la energía de
golpeo desde la cabeza del varillaje hasta el cono.

4.3 Maza: Cuerpo de acero de 63,5 kg ± 0,5 kg de masa.

4.4 Cabeza de impacto: Cuerpo de acero que recibe el impacto de la maza y que queda unido
solidariamente a la parte superior de varillaje, sin que durante el golpeo pueda existir
desplazamiento relativo entre ambos.

4.5 Guiadera: Elemento de acero que guía suavemente la maza durante su caída.

4.6 Sistema de elevación y escape: Mecanismo mediante el cual se eleva la maza a una
altura de 760 mm ± 10 mm, se libera y se permite su caída libre por la guiadera hasta la
cabeza de impacto. La velocidad de la maza cuando se libere será nula.

4.7 Dispositivos de golpeo: Conjunto de elementos que comprende la maza, la cabeza de
impacto, la guiadera y el sistema de elevación y escape.

4.8 Martillo de seguridad: Dispositivo de golpeo automático en el que la maza, la cabeza de
impacto, la guiadera, y el sistema de elevación y escape están integrados en un mismo
elemento. Permite izar la maza y liberarla siempre a la misma altura sin producir
movimientos sobre el varillaje de forma que la caída por la guiadera sea totalmente libre y la
energía transferida a la cabeza de impacto sea la misma en todos los golpes. El martillo de
(3)
seguridad permite igualmente establecer una frecuencia de golpeo uniforme .

4.9 Guía soporte: Pieza que asegura la verticalidad y el soporte lateral en el tramo del varillaje
que sobresale del suelo.

(3) Utilización de otros dispositivos de golpeo que no cumplan las especificaciones descritas en esta norma implica que pueda
obtenerse un número de golpes diferente de N
20

47


5. DIMENSIONES Y MASAS

En el procedimiento descrito en la Norma los aparatos definidos en el capitulo 4 tendrán las
siguientes dimensiones y masas.

Cono
2
A = Área nominal de la sección 20 cm
D = Diámetro 50,5 mm ± 0,5 mm.
L1 = Longitud parte cónica 25 mm ± 0,2 mm.
L2 = Longitud parte cilíndrica 50 mm ± 0,5 mm.
L3 = Longitud parte troncocónica < 50 mm.

Varillaje

d = Diámetro – 33 mm ± 2 mm.
Masa (máx.) – 8kg/m.
(4)
Deflexión (máx.) – 0,2 %
Excentricidad en las conexiones (máx.) – 0,2 mm.

Dispositivo de golpeo

Maza: Masa – 63,5 kg ± 0,5 kg.
Relación altura Lm al diámetro Dm – 1 ≤ Lm/Dm ≤ 2
Altura de caída: 760 mm ± 10 mm.
Cabeza de impacto: Diámetro dc – 100 mm < dc < 0,5 Dm.
Masa total dispositivos de golpeo ≤ 115 kg.

6. INSTRUMENTOS DE MEDIDA

6.1 Contador de golpes: El dispositivo de golpeo utilizado, deberá disponer de un contador
automático de golpes.

6.2 Referencia de profundidad: el equipo de penetración deberá incluir una escala de
profundidad de avance marcada de forma indeleble y visible.

6.3 Medidor de par: Permitirá la media en N-m del par necesario para girar el varillaje. La
capacidad de medida no será inferior a 200 N-m con una graduación de 10 N-m. Su
exactitud será comprobada periódicamente.

6.4 Referencia de Verticalidad: Inclinómetro que permitirá observar en grados o en tanto por
ciento la desviación de verticalidad del varillaje durante la ejecución de la prueba.

7. PROCEDIMIENTO OPERATIVO

7.1 Selección del punto de ensayo: Con el fin de que no haya habido perturbaciones en el
punto de ensayo este debe distanciarse por lo menos metro y medio de cualquier otro punto
ya ensayado y en el caso de existir sondeos previos, la separación deberá ser como mínimo
de veinticinco diámetros.

7.2 Emplazamiento y conexiones: En el punto seleccionado se emplazará el dispositivo de
golpeo de tal forma que el soporte guía y el eje de la guiadera queden perfectamente
(5 )
verticales y centrados sobre el punto .

(4) Deflexión medida entre extremos de una misma varilla y entre los puntos medios de dos adyacentes.

(5) Debe comprobarse que durante el proceso de golpeo el dispositivo no se desplaza de su posicionamiento inicial. Si
es necesario se dispondrán anclajes o soportes.

48


El cono ya acoplado (perdido) o enroscado (recuperable) a un extremo del primer tramo de
varillaje, se situara sobre el punto elegido a través del soporte guía, conectando
posteriormente el otro extremo de varillaje al dispositivo de golpeo. Una vez efectuada esta
conexión se comprobara que:

- El varillaje y la guiadera quedan coaxiales.
- Las desviaciones de la verticalidad del primer tramo de varillaje no supera el 2%.
- La longitud libre de varillaje entre el soporte guía y la conexión al dispositivo de
golpeo no supera 1,2 m.

7.3 Golpeo y penetración: El golpeo se efectuará con una frecuencia comprendida entre 15
golpes y 30 golpes por minuto registrando el número de golpes necesario para introducir en
el terreno el cono cada intervalo de 20 cm. Este número de golpes se anota cono N20.

Cuando sea necesario añadir una varilla debe asegurarse que a retirar el dispositivo de
golpeo no se introduce movimientos de ascenso o rotación en el varillaje. Se comprobara
cuando se añade la varilla que esta queda enroscada a tope y la desviación de su
inclinación frente a la vertical no excede de 5%. El tramo que sobresalga a partir del soporte
guía no será superior 1,2 m.

Deberán anotarse todas las introducciones mayores de 15 minutos durante todo el proceso
de penetración.

7.4 Rotación: Cada metro de penetración debe medirse y anotarse el par necesario para girar
(6)
el tren de varillaje una vuelta y media . Se considerará que el rozamiento no es
significativo por debajo del valor de 10 N.m.

7.5 Finalización de la prueba: La prueba se dará por finalizada cuando se satisfagan algunas
de las siguientes condiciones:

- Se alcance la profundidad que previamente se haya establecido.
- Se supere los 100 golpes para una penetración de 20 cm. Es decir N20 > 100.
- Cuando tres valores consecutivos de N20 sean iguales o superiores a 75 golpes.
- El valor del par de rozamiento supere los 200 N.m.

8. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

De cada prueba realizada con arreglo a esta norma se presentará un gráfico como el de la
figura 2 en el que se incluyan los siguientes puntos:

Comprobaciones antes de la prueba

- Tipo de cono utilizado. Dimensiones y masa
- Longitud de cada varilla. Masa por metro de varillaje, incluidos nicles de unión.
- Masa de dispositivos de golpeo.
- Fecha y hora de la prueba. Tiempo de duración.

Comprobaciones después de la prueba

- Diámetros del cono.
- Excentricidad y deflexiones del varillaje.

Observaciones

- Interrupciones superiores a 5 min. Perdidas de verticalidad superiores al 5%.
Penetraciones sin golpeo. Obstrucciones temporales, etc.

(6) El par de rozamiento medido debe ser originado exclusivamente por el cono y tren de varillas introducidos en el
terreno.

49


9. CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS

Para la redacción de esta norma se han consultado los documentos y normas que a
continuación se relacionan:

- Report of the ISSMFE Technical Comite on Penetration Testing of Soils 16 with
Reference Test Procedures for Dynamic probing super heavy DPSH. Swedish
Geotechnical, Linkoping, June 1989.
- NFP 94 – 115 (December 1990). Sondage an penetrometro dynamique type B.
- BS 1377: Part 9 (1990): Dynamic probing super heavy (DPSH).

50


FIGURA 2

51


ANEXO III
AUSCULTACIÓN DINÁMICA MEDIANTE EL CONO TIPO PECK (CTP)

1. OBJETIVO

Este anexo tiene por objeto describir el procedimiento para la realización de la prueba de
penetración dinámica con el Cono Tipo Peck. Con esta prueba se determina la resistencia
del terreno a la penetración de un cono cuando es golpeado según el procedimiento
establecido en este Anexo.

2. CAMPO DE APLICACIÓN
(7)
La prueba de penetración dinámica está especialmente indicada para suelos granulares ,
como se indica en la Tabla 3 de esta norma.

Su utilización permite:

- Determinar la resistencia a la penetración dinámica de un terreno.
- Evaluar la compacidad de un suelo granular. Cuando el suelo contenga partículas de
grava que obstaculicen la penetración del cono en el terreno el resultado de la prueba
puede no ser representativo.
- Investigar la homogeneidad o anomalías de una capa de suelo.
- Comprobar la situación en profundidad de una capa de suelo cuya existencia se
conoce.

3. SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS

CTP = Abreviatura de la prueba de penetración dinámica con el Cono Tipo Peck.

Cn = Número de golpes necesarios para un penetración del cono en el terreno de 15 cm de
profundidad.

R = Anotación a incluir cuando el número de golpes requerido para una penetración de 15
cm es superior a 100 golpes. Significa “rechazo”.

4. APARATOS Y MATERIAL NECESARIO

4.1 Cono: Es una pieza de fierro fundido cilíndrica que termina en forma cónica con un ángulo
de 60º. El cono deberá tener la configuración mostrada en la Figura 1.

4.2 Varillaje: Conjunto de varillas de acero de unión rápida que se utilizan para conectar el cono
con el ensamblaje de caída de peso para transmitir la energía de golpeo desde la cabeza
del varillaje hasta el cono. Las varillas de muestreo deberán tener una rigidez (momento de
inercia) igual o mayor a la de una varilla “AW” de paredes paralelas [diámetro exterior de 1
5/8 pulg (41,2 mm) y diámetro interior de 1 1/8 pulg (28,5 mm)].

4.3 Martillo: Cuerpo de acero sólido y rígido de 63,5 kg ± 1,0 kg de masa.

4.4 Yunque o Cabeza de impacto: Cuerpo de acero que recibe el impacto del martillo y que
queda unido solidariamente a la parte superior de varillaje, sin que durante el golpeo pueda
existir desplazamiento relativo entre ambos.

4.5 Guía: Elemento de acero que guía suavemente al martillo durante su caída.

(7) La ejecución de pruebas con el Cono Dinámico Tipo Peck requiere de la realización de perforaciones con la
ejecución de ensayos SPT que permitan identificar las capas de suelos en el área investigada y la correlación de
sus resultados.

52


4.6 Sistema de caída del martillo: Puede utilizarse sistemas de malacate con soga de manila
de una pulgada de diámetro, semi-automático o automático, siempre y cuando el aparato de
izaje no cause penetración del cono cuando se engancha y levanta el martillo.

4.7 Equipo accesorio: Deberán proporcionarse etiquetas, contenedores, hojas de datos y
equipos para medir el nivel del agua, de acuerdo con los requisitos del Proyecto.

FIGURA 1

5. PROCEDIMIENTO OPERATIVO

5.1 Selección del punto de ensayo: Con el fin de que no haya perturbaciones en el punto de
ensayo, este debe distanciarse por lo menos metro y medio de cualquier otro punto ya
ensayado y en el caso de existir sondeos previos, la separación deberá ser como mínimo de
veinticinco diámetros

5.2 Emplazamiento y conexiones: En el punto seleccionado se emplazará el dispositivo de
golpeo de tal forma que el soporte guía y el eje de la guiadera queden perfectamente
(8 )
verticales y centrados sobre el punto .

El cono ya acoplado a un extremo del primer tramo de varillaje, se situara sobre el punto
elegido a través del soporte guía, conectando posteriormente el otro extremo de varillaje al
dispositivo de golpeo. Una vez efectuada esta conexión se comprobara que:

- El varillaje y la guiadera quedan coaxiales.
- Las desviaciones de la verticalidad del primer tramo de varillaje no supera el 2%.

5.3 Golpeo y penetración: El golpeo se efectuará con una frecuencia comprendida entre 15
golpes y 30 golpes por minuto registrando el número de golpes necesario para introducir en
el terreno el cono cada intervalo de 15 cm. La suma del número de golpes en dos intervalos
consecutivos se anota cono Cn.

Cuando sea necesario añadir una varilla debe asegurarse que al retirar el dispositivo de
golpeo no se introduce movimientos de ascenso o rotación en el varillaje. Cuando se añada
la varilla se comprobara que esta quede enroscada a tope y la desviación de su inclinación
frente a la vertical no exceda de 5%.

(8) Debe comprobarse que durante el proceso de golpeo el dispositivo no se desplaza de su posicionamiento inicial. Si
es necesario se dispondrán anclajes o soportes.

53


Deberán anotarse todas las interrupciones mayores de 15 minutos durante todo el proceso
de penetración.

5.4 Finalización de la prueba: La prueba se dará por finalizada cuando se satisfagan algunas
de las siguientes condiciones:

- Se alcance la profundidad que previamente se haya establecido.
- Se supere los 100 golpes para una penetración de 15 cm, es decir: Cn > 100.
- Cuando tres valores consecutivos de Cn sean iguales o superiores a 75 golpes.

6. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

De cada prueba realizada con arreglo a este anexo se presentará un gráfico N60 vs
profundidad y se indicará:

- Fecha y hora de la prueba.
- Excentricidad y deflexiones del varillaje si las hubiere.
- Interrupciones superiores a 15 min. Perdidas de verticalidad superiores al 5%.
Penetraciones sin golpeo. Obstrucciones temporales, etc.

7. CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS

Para la redacción de este anexo se han consultado los documentos y normas que a
continuación se relacionan:

- Norma Española – UNE 103-801-94 – Geotecnia - Prueba de Penetración Dinámica
Superpesada
- NTP 339.133 :1999. SUELOS. Método de ensayo de penetración estándar SPT.

54

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