RNE | NTP E.050 | Suelos y Cimentaciones
Normas técnicas más consultadas del RNE
E.030 | Diseño Sismorresistente
E.020 | Cargas
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E.050 | Suelos y Cimentaciones
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A.010 | Condiciones Generales de Diseño
IS.010 | Instalaciones Sanitarias
A.120 | Accesibilidad Universal
EM.010 | Instalaciones Eléctricas Interiores
E.090 | Estructuras Metálicas
Norma Técnica E.050 - Suelos y Cimentaciones
R.M. N° 406-2018-VIVIENDA · Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento
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Cap. IDisposiciones Generales▾
CAPÍTULO I — Artículos
1 Objeto
2 Finalidad
3 Ámbito de Aplicación
4 Consideraciones Generales
5 Definiciones
6 Obligatoriedad de los Estudios
7 Estudios de Mecánica de Suelos (EMS)
8 Alcance del EMS
9 Responsabilidad Profesional por el EMS
10 Responsabilidad por Aplicación de la Norma
11 Interpretación de la Norma
12 Obligaciones del Solicitante
Cap. IIEstudios▾
CAPÍTULO II — Artículos
13 Información Previa
14 Técnicas de Exploración de Campo para ITS y EMS
15 Programa de Exploración de Campo y Ensayos de Laboratorio
16 Informe del EMS
Cap. IIIAnálisis de las Condiciones de Cimentación▾
CAPÍTULO III — Artículos
17 Cargas a Utilizar
18 Asentamientos
19 Asentamiento Tolerable
20 Capacidad de Carga
21 Factor de Seguridad frente a una Falla por Corte
22 Presión Admisible
Cap. IVCimentaciones Superficiales▾
CAPÍTULO IV — Artículos
23 Definición
24 Suelos No Permitidos para Apoyar las Cimentaciones
25 Rellenos
26 Profundidad de Cimentación
27 Presión Admisible
28 Cargas Excéntricas
29 Cargas Inclinadas
30 Cimentaciones Superficiales en Taludes o en su Cercanía
Cap. VCimentaciones Profundas▾
CAPÍTULO V — Artículos
31 Definición
32 Cimentación por Pilotes
33 Cimentación por Pilares
34 Cajones de Cimentación
Cap. VIProblemas Especiales de Cimentación▾
CAPÍTULO VI — Artículos
35 Suelos Colapsables
36 Ataque Químico por Suelos y Aguas Subterráneas
37 Suelos Expansivos
38 Licuación de Suelos
39 Sostenimiento de Excavaciones
ANEXOSFormatos Obligatorios y Normas Técnicas de Referencia▾
ANEXOS — Artículos
Anx. I Formato Obligatorio — Hoja de Resumen de las Condiciones de Cimentación
Anx. II Norma Española — UNE 103-801-94: Prueba de Penetración Dinámica Superpesada (DPSH)
Anx. III Auscultación Dinámica Mediante el Cono Tipo Peck (CTP)
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CAPÍTULO I
Disposiciones Generales
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Art. 1
Objeto
El objeto de esta Norma es establecer los requisitos mínimos 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 ejecutan con la finalidad de asegurar la estabilidad y permanencia de las obras y para promover la utilización racional de los recursos.
Art. 2
Finalidad
2.1Asegurar la continuidad de los servicios básicos y edificaciones esenciales según lo establecido en la Norma E.030.
2.2Minimizar los daños al proyecto y estructuras o vías colindantes.
Art. 3
Ámbito de Aplicación
El ámbito de aplicación de la presente Norma comprende todo el territorio nacional, en concordancia a lo establecido en la norma G.010 Consideraciones Básicas del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE).
Art. 4
Consideraciones Generales
En concordancia con la finalidad de la presente norma, se establecen las siguientes consideraciones respecto al comportamiento del suelo o roca:
4.1En el caso de cimentaciones debe tomar en cuenta las cargas generadas por las estructuras que se proyecte edificar (materia del EMS), los sismos u otras solicitaciones (viento, agua, etc.) de tal manera que las deformaciones que se generen en el suelo o roca causen una distorsión angular menor que la permitida por la presente norma y produzcan presiones menores que las admisibles (considerando el estado límite del suelo y el Factor de Seguridad correspondiente).
4.2En el caso de excavaciones o cortes del terreno, el diseño del sistema de sostenimiento debe tomar en cuenta además del procedimiento constructivo, todas las solicitaciones actuantes en el talud a contener (sismos, sobrecargas, efectos generados por el flujo de agua, etc.). El diseño debe garantizar la estabilidad global de la excavación y se debe minimizar el efecto de la excavación en las estructuras y vías contiguas colindantes.
4.3Las exigencias de esta Norma se consideran mínimas.
4.4La presente Norma no toma en cuenta los efectos de los fenómenos de geodinámica externa y no se aplica en los casos que haya evidencia y presunción de la existencia de ruinas arqueológicas, galerías u oquedades subterráneas de origen natural o artificial. En ambos casos deben efectuarse estudios específicamente orientados a confirmar y solucionar dichos problemas por un profesional competente (arqueólogo o geólogo).
Art. 5
Definiciones
5.1Anclaje. Elemento estructural instalado en suelo o roca que se utiliza para transmitir al terreno una carga de tracción aplicada.
5.2Anclaje Activo. Anclaje instalado y tensado posteriormente a su instalación, introduciendo una fuerza adicional al suelo o a la estructura en una magnitud y dirección determinada por el PRS.
5.3Asentamiento Diferencial. Máxima diferencia de nivel entre dos cimentaciones adyacentes unidos por un elemento estructural, que pertenecen a la misma estructura.
5.4Asentamiento Diferencial Tolerable. Máximo asentamiento diferencial entre dos elementos adyacentes unidos por un elemento estructural, que al ocurrir no produce daños visibles ni causa problemas.
5.5Bulbo. Elemento estructural de acero fijado al suelo o roca mediante un material cementante. El bulbo recibe la carga del cabezal del anclaje a través del tramo libre y la transmite al suelo circundante.
5.6Bulbo de Presiones. También conocido como bulbo de esfuerzos; es la zona situada bajo la superficie cargada, donde los esfuerzos verticales son más importantes. Corresponde a la zona bajo la cimentación comprendida dentro del contorno de la isóbara igual al 10% de la presión de contacto.
5.7Cabezal. Elemento de fijación mecánica de la carga aplicada a través del tendón a la pantalla o muro estructural que se transmite al bulbo del anclaje.
5.8Cajón (caisson). Elemento prefabricado de cimentación que se construye inicialmente hueco, pudiendo ser rellenado después de colocado en su posición final.
5.9Capacidad de Carga. Presión requerida para producir la falla del suelo por corte que sirve de apoyo a la cimentación (sin factor de seguridad).
5.10Carga Admisible. Sinónimo de presión admisible.
5.11Carga de Servicio. Carga viva más carga muerta más cargas inducidas por los sismos (sin factores de ampliación).
5.16Cimentación. Elemento que transmite al suelo las cargas de la estructura.
5.22Cimentación por Pilares. Cimentación profunda en la cual la relación Profundidad / Ancho (Df/B) es mayor o igual que 5. El pilar es excavado y vaciado en el sitio.
5.23Cimentación por Pilotes. Cimentación profunda en la cual la relación Profundidad / Ancho (d/b) es mayor o igual a 10.
5.25Cimentación Profunda. Aquella que transmite cargas a capas del suelo mediante pilotes, pilares u otros elementos que transmitan las cargas no comprendidas en el numeral 5.26.
5.26Cimentación 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.
5.33Estudio 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. Debe ser obligatoriamente considerado en el diseño estructural, del sostenimiento de las excavaciones y durante la construcción del proyecto.
5.36Informe Técnico de Suelos (ITS). Informe técnico sin la rigurosidad técnica del EMS; comprende la realización de no menos de 3 puntos de exploración a 3 m de profundidad, ensayos de laboratorio y análisis de gabinete para estimar el comportamiento de los suelos para edificaciones de no más de 3 pisos, área en planta de primer piso menor a 500 m², sin sótanos y que no requiera Platea o Solado de Cimentación.
5.37Licuación. Fenómeno causado por la vibración de los sismos en los suelos granulares sumergidos que produce el incremento de la presión del agua dentro del suelo con la consecuente reducción de la tensión efectiva. Reduce la capacidad de carga y la rigidez del suelo.
5.47Presión Admisible. Máxima presión que la cimentación puede transmitir al terreno sin que ocurran asentamientos excesivos ni el factor de seguridad frente a una falla por corte sea menor que el valor indicado en el artículo 21.
5.51Profesional Responsable (PR). Ingeniero Civil, registrado y habilitado por el Colegio de Ingenieros del Perú.
5.52Profesional Responsable del Diseño del Sostenimiento (PRS). Ingeniero Civil, registrado y habilitado por el Colegio de Ingenieros del Perú, con experiencia en diseño de sistemas de sostenimiento.
5.57Relleno Controlado o de Ingeniería. Son aquellos que se construyen con Material Seleccionado, compactado y controlado de acuerdo a lo indicado en el numeral 25.4.
5.58Relleno No Controlado. Depósitos artificiales que deben ser eliminados y reemplazados en su totalidad antes de iniciar las obras de cimentación.
5.59Roca. Material sólido de origen natural formado por minerales y otras sustancias endurecidas que no pueden ser disgregados o excavados con herramientas manuales. Las rocas adecuadas para servir de apoyo a las cimentaciones deben presentar una alteración menor al 10% del área de la cimentación.
Art. 6
Obligatoriedad de los Estudios
6.1Todo proyecto de edificación debe contar con EMS o ITS según sea el caso.
6.2 Casos donde existe obligatoriedad de un EMS
6.2.1Los casos donde existe obligatoriedad de un EMS son los siguientes:
a)Edificaciones 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 bomberos, centrales de generación de electricidad, sub-estaciones eléctricas, silos, tanques de agua, estaciones de expendio de combustible, y otras similares. También cuando las excavaciones para redes de agua y alcantarillado, instalaciones eléctricas, gas y telecomunicaciones requieran una excavación mayor a 1.50 m.
b)Cualquier edificación de uno a tres pisos que ocupen individual o conjuntamente más de 500 m² de área techada en planta.
c)Cualquier edificación de cuatro o más pisos de altura, cualquiera que sea su área.
d)Edificaciones industriales, fábricas, talleres o similares.
e)Edificaciones especiales cuya falla represente peligros adicionales importantes: reactores atómicos, grandes hornos, depósitos de materiales inflamables, torres de telecomunicaciones, y otros de similar riesgo.
f)Cualquier edificación con sótanos o que requiera el uso de pilotes, pilares, plateas de fundación o cualquier tipo de cimentación profunda.
g)Muros de contención con alturas mayores a 2.00 m y cercos perimétricos ubicados en terrenos que no tengan EMS.
h)Cualquier edificación adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su estabilidad.
6.2.2En los casos en que es obligatorio efectuar un EMS, el informe del EMS correspondiente es firmado por un Profesional Responsable (PR).
6.2.3Es obligatorio incluir en el EMS una hoja con el "Resumen de las Condiciones de Cimentación" (Ver Anexo I), la misma que es transcrita obligatoriamente en el plano de cimentación.
6.3 Caso donde existe obligatoriedad de elaborar un ITS
6.3.1Se aplica a lugares con condiciones de cimentación conocida, suelos uniformes, sin los problemas especiales del Capítulo VI, con áreas techadas en planta de primer piso menores que 500 m², de hasta tres pisos y sin sótano. El PR puede asumir valores de presión admisible, profundidad de cimentación y consideraciones concernientes a la Mecánica de Suelos, basándose en la ejecución de no menos de 3 puntos de exploración hasta 3 m de profundidad mínima.
6.3.2En caso que la estimación indique la necesidad de usar cimentación especial, profunda o por platea, se debe efectuar un EMS de acuerdo a los artículos 15 y 16.
Art. 7
Estudios de Mecánica de Suelos (EMS)
7.1Son aquellos que cumplen con todos los requisitos de la presente Norma, con el Programa de Exploración descrito en el artículo 15 y que se plasman en un informe técnico (EMS) según lo indicado en el artículo 16.
7.2Los Estudios de Mecánica de Suelos se realizan con fines de: a) Diseño de Cimentaciones; b) Diseño de Pavimentos; c) Estabilidad de Taludes; d) Diseño de instalaciones sanitarias de agua y alcantarillado; e) Cualquier combinación de los anteriores.
Art. 8
Alcance del EMS
8.1La información del EMS es válida solamente para el área y tipo de obra indicadas en el informe firmado por el PR.
8.2Los resultados y exploraciones de campo y laboratorio, así como el análisis, conclusiones y recomendaciones del EMS, sólo se aplican al terreno y edificaciones comprendidas en el mismo. No se emplean en otros terrenos, para otras edificaciones, o para otro tipo de obra.
Art. 9
Responsabilidad Profesional por el EMS
Todo EMS es firmado por el PR, quien asume la responsabilidad del contenido y de las conclusiones del informe. No está permitido que el PR delegue a terceros dicha responsabilidad.
Art. 10
Responsabilidad por Aplicación de la Norma
Las entidades encargadas de otorgar la ejecución de las obras y la Licencia de Edificación son las responsables de hacer cumplir esta Norma. Dichas entidades no autorizan la ejecución de las obras si el proyecto no cuenta con un EMS o ITS para el área y tipo de obra específico.
Art. 11
Interpretación de la Norma
Corresponde al Ingeniero Civil, colegiado y habilitado, la aplicación, el cumplimiento y la interpretación de la presenta Norma Técnica, cuando interviene en calidad de cualquier actor de los procesos de edificación, conforme lo dispuesto en la Norma Técnica G.030 – Derechos y Responsabilidades.
Art. 12
Obligaciones del Solicitante
Proporcionar la información indicada en el artículo 13 y garantizar el libre acceso al terreno para efectuar la exploración del campo.
CAPÍTULO II
Estudios
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Art. 13
Información Previa
13.1Es la que se requiere para ejecutar el EMS.
13.2Los datos indicados en los numerales 13.4, 13.5.1, 13.5.2 y 13.6 son proporcionados por quien solicita el EMS (el Solicitante) al PR antes de ejecutarlo.
13.4Del terreno a explorar: Plano de ubicación, plano de planta y cortes donde se visualice los niveles de piso terminado y cualquier tipo de estructura enterrada (cisternas, pit del ascensor, etc.) y accesos. Plano topográfico con curvas de nivel y perfiles longitudinales. Si la pendiente promedio del terreno fuera inferior al 5%, basta un plano planimétrico.
13.5De la obra a cimentar: Características generales acerca del uso de la edificación, número de pisos, niveles de piso terminado, área aproximada, tipo de estructura, número de sótanos, profundidad, luces y cargas estimadas.
13.6Datos generales de la zona: Usos anteriores del terreno (cultivo, cantera, explotación minera, botadero, relleno sanitario, etc.) y construcciones antiguas, restos arqueológicos u obras semejantes que puedan afectar al EMS.
13.7De las edificaciones colindantes: Número de pisos incluidos sótanos, tipo y estado de las estructuras relativas al comportamiento del suelo. De ser posible, tipo y nivel de cimentación.
Art. 14
Técnicas de Exploración de Campo para ITS y EMS
14.1Las Técnicas de Exploración de Campo aplicables en los ITS y EMS son las indicadas en la Tabla 2. En todos los casos se utiliza la última versión de la Norma.
| Ensayo In Situ | Norma Aplicable | Técnica de Exploración | Tipo de Suelo Permitido | Parámetro |
|---|---|---|---|---|
| SPT | NTP 339.133 | Perforación | Todos excepto gravas | N |
| CPT | NTP 339.148 | Auscultación | Todos excepto gravas | qc, fc |
| DPSH | UNE 103-801:1994 | Auscultación | Todos excepto gravas | N20 |
| CTP | Anexo III | Auscultación | Todos excepto gravas | Cn |
| DPL | NTP 339.159 | Auscultación | SP, SW, SM (con limos no plásticos) | n |
| Veleta de Campo | NTP 339.155 | Perforación / Calicata | CL, ML, CH, MH saturados con IP > 0 | Cu, St |
| Prueba de carga | NTP 339.153 | — | Rocas blandas y todo tipo excepto gravas | Asentamiento vs. Presión |
Nota: Los ensayos de densidad de campo no se emplean para determinar la densidad relativa y la presión admisible de un suelo granular. Solo se emplean para el control de la densidad de los Rellenos Controlados o de Ingeniería.
14.2.1Pozos o Calicatas y Trincheras: Son excavaciones que permiten observación directa del terreno, toma de muestras y realización de ensayos in situ. Se prohíbe su uso en suelos arenosos con porcentaje de finos ≤ 5%.
14.2.2Perforaciones Manuales y Mecánicas: La profundidad máxima es 10 metros en perforación manual, sin limitación en perforación mecánica.
14.2.3SPT (NTP 339.133): Se prohíbe ejecutar ensayos SPT en el fondo de calicatas, trincheras o cualquier tipo de excavación en suelos naturales, debido a la pérdida de confinamiento. Solo pueden ejecutarse en perforaciones manuales o mecánicas.
14.5Ensayos de Laboratorio: Se realizan de acuerdo con las normas indicadas en la Tabla 5 (contenido de humedad, análisis granulométrico, límites de Atterberg, peso específico, clasificación SUCS, consolidación, compresión triaxial, corte directo, potencial de colapso, entre otros).
Art. 15
Programa de Exploración de Campo y Ensayos de Laboratorio
15.1El programa de exploración comprende: condiciones de frontera, número n de puntos de exploración, profundidad p a alcanzar en cada punto, distribución de los puntos en la superficie del terreno, número y tipo de muestras a extraer, y ensayos a realizar "in situ" y en el laboratorio.
15.2Un EMS puede plantearse inicialmente con un PM (Programa Mínimo), debiendo aumentarse los alcances del programa en cualquiera de sus partes si las condiciones encontradas así lo exigieran.
15.3 Programa Mínimo – PM
| Tipo de Edificación u Obra (Tabla 1) | Número de Puntos de Exploración (n) |
|---|---|
| Tipo I | Uno por cada 225 m² de área techada del primer piso |
| Tipo II | Uno por cada 450 m² de área techada del primer piso |
| Tipo III | Uno por cada 900 m² de área techada del primer piso |
| Tipo IV | Uno por cada 100 m de instalaciones sanitarias en obras urbanas |
| Habilitación urbana viviendas unifamiliares ≤ 3 pisos | 3 por cada hectárea de terreno por habilitar |
Nota: n nunca será menor de 3. Para la profundidad mínima p en cimentación superficial: Sin sótano: p = Df + z (donde z = 1.5B); Con sótano: p = h + Df + z. En ningún caso p es menor de 3 m (sin sótano) ni de 6 m (con sótano), excepto si se encontrase roca antes de alcanzar la profundidad p.
Art. 16
Informe del EMS
16.1El informe del EMS comprende: Memoria Descriptiva, Planos de Ubicación de las Obras y de Distribución de los Puntos de exploración, Perfiles de Suelos, y Resultados de los Ensayos "in situ" y de Laboratorio.
16.2.1Resumen de las Condiciones de Cimentación: Descripción resumida de: a) Tipo de cimentación; b) Estrato de apoyo de la cimentación; c) Parámetros de diseño para la cimentación (Profundidad de la Cimentación, Presión Admisible, Factor de Seguridad por Corte y Asentamiento Diferencial o Total); d) Agresividad del suelo a la cimentación; e) Recomendaciones adicionales.
16.2.7Análisis de la Cimentación: Incluye memoria de cálculo, tipo de cimentación y otras soluciones si las hubiera, profundidad de cimentación (Df), cálculo de la carga de rotura por corte y cálculo del factor de seguridad (FS), estimación de los asentamientos, presión admisible del terreno y otros parámetros.
16.2.8Efecto del Sismo (NTE E.030): El EMS proporciona: a) Zona sísmica; b) Tipo de perfil del suelo; c) Factor del suelo (S); d) Período TP (s); e) Período TL (s). En caso que se encuentren suelos granulares sumergidos (arenas y limos no plásticos), el PR debe efectuar obligatoriamente el análisis del potencial de licuación.
16.2.9Parámetros para el diseño y construcción de obras de sostenimiento: Peso unitario γ (ton/m³), cohesión c (kg/cm²), ángulo de fricción φ (°), coeficientes Activo Estático Ka, en Reposo Estático Ko, Pasivo Estático Kp, Factor de Reducción del Empuje Pasivo R, y coeficientes dinámicos Kas, Kos, Kps.
CAPÍTULO III
Análisis de las Condiciones de Cimentación
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Art. 17
Cargas a Utilizar
17.1Para el cálculo del factor de seguridad de cimentaciones: Se utilizan las Cargas de Servicio que se utilizan para el diseño estructural de las columnas del nivel más bajo de la edificación.
17.2Para el cálculo del asentamiento: Se considera la Carga obtenida de acuerdo a la Norma Técnica de Edificación E.020 Cargas.
17.3Para el cálculo de asentamientos en edificaciones con sótanos que empleen plateas o losas de cimentación, se puede descontar el peso del suelo excavado para la construcción de los sótanos, si el PR lo considera necesario.
Art. 18
Asentamientos
Los asentamientos se estiman utilizando las fórmulas aceptadas por la mecánica de suelos a partir de parámetros obtenidos mediante los ensayos in situ indicados en la Tabla 3 o los ensayos de laboratorio indicados en la Tabla 5.
Art. 19
Asentamiento Tolerable
19.1Todo EMS debe indicar el asentamiento tolerable que se ha considerado para la edificación. El Asentamiento Diferencial no debe ocasionar una distorsión angular mayor que la indicada en la Tabla 8:
| α = δ/L | Descripción |
|---|---|
| 1/150 | Límite en el que se debe esperar daño estructural en edificios convencionales. |
| 1/250 | Límite en que la pérdida de verticalidad de edificios altos y rígidos puede ser visible. |
| 1/300 | Límite en que se debe esperar dificultades con puentes grúas. |
| 1/300 | Límite en que se debe esperar las primeras grietas en paredes. |
| 1/500 | Límite seguro para edificios en los que no se permiten grietas. |
| 1/500 | Límite para cimentaciones rígidas circulares o para anillos de cimentación de estructuras rígidas, altas y esbeltas. |
| 1/650 | Límite para edificios rígidos de concreto cimentados sobre un solado con espesor aproximado de 1.20 m. |
| 1/750 | Límite donde se esperan dificultades en maquinaria sensible a asentamientos. |
Ref.: NAVFAC DM 7
19.2En el caso de suelos granulares el asentamiento diferencial se puede estimar como el 75% del asentamiento total.
Art. 20
Capacidad de Carga
20.1La capacidad de carga (qd) es la presión última o de falla por corte del suelo y se determina utilizando las fórmulas aceptadas por la mecánica de suelos.
20.2En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limo-arcilloso), se emplea un ángulo de fricción interna (φ) igual a cero:
qd = sc · ic · c · Nc
20.3En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas), se emplea una cohesión (c) igual a cero:
qd = iq · γ₁ · Df · Nq + 0.5 · sγ · iγ · γ₂ · B' · Nγ
20.4Factores de capacidad de carga y coeficientes de corrección:
Nq = e(π·tan φ') · tan²(45 + φ'/2)
Nc = (Nq − 1) cot φ'
Nγ = (Nq − 1) tan(1.4 φ')
Sc = 1 + 0.2(B/L) ic = iq = (1 − α°/90°)²
Sγ = 1 − 0.2(B/L) iγ = (1 − α°/φ°)²
Nc = (Nq − 1) cot φ'
Nγ = (Nq − 1) tan(1.4 φ')
Sc = 1 + 0.2(B/L) ic = iq = (1 − α°/90°)²
Sγ = 1 − 0.2(B/L) iγ = (1 − α°/φ°)²
Referencia: Bowles, Joseph E. (1996) Foundation Analysis and Design. New York: Mc Graw–Hill Book Co.
Art. 21
Factor de Seguridad frente a una Falla por Corte
Los factores de seguridad mínimos que deben tener las cimentaciones son los siguientes:
21.1Para cargas estáticas: FS = 3.0
21.2Para solicitación máxima de sismo o viento (la que sea más desfavorable): FS = 2.5
Art. 22
Presión Admisible
22.1La determinación de la Presión Admisible se efectúa tomando en cuenta: profundidad de cimentación, dimensión de los elementos de cimentación, características físico–mecánicas de los suelos, ubicación del Nivel Freático, probable modificación de las características del suelo por cambios en el contenido de humedad, y el asentamiento tolerable.
22.2La presión admisible es 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; b) la presión que cause el asentamiento admisible.
CAPÍTULO IV
Cimentaciones Superficiales
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Art. 23
Definición
23.1Son 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.
23.2Son cimentaciones superficiales las zapatas aisladas, conectadas y combinadas; las cimentaciones continuas (cimientos corridos) y las plateas de cimentación.
| Zapata | Dimensiones |
|---|---|
| Cuadrada | L = B |
| Rectangular | L ≤ 10 B |
| Circular | Diámetro = B |
| Continua | L > 10 B |
| Combinada | L ≤ 10 B |
| Anillo continuo | Perímetro medio P ≥ 10 B |
Art. 24
Suelos No Permitidos para Apoyar las Cimentaciones
No se cimienta sobre los siguientes tipos de materiales: turba, suelo orgánico, tierra vegetal, relleno de desmonte o rellenos sanitario o industrial, ni Rellenos No Controlados. Estos materiales no permitidos tienen que ser removidos en la totalidad del terreno, antes de ejecutar cualquier tipo de obra en el terreno y ser reemplazados con materiales que cumplan lo indicado en el numeral 25.4.
Art. 25
Rellenos
25.1Los rellenos por su origen pueden ser naturales si son formados por la naturaleza y artificiales si son formados por la acción del hombre.
25.4 Rellenos Controlados o de Ingeniería
25.4.1Los Rellenos Controlados son aquellos que se construyen con Material Seleccionado; tienen las mismas condiciones de apoyo que las cimentaciones superficiales. Las cimentaciones pueden apoyarse sobre este tipo de Relleno.
25.4.2El Material Seleccionado con el que se construye el Relleno Controlado es compactado de la siguiente manera:
a)Si tiene más de 12% de finos, se compacta a una densidad mayor o igual al 90% de la máxima densidad seca del método de ensayo Proctor Modificado (NTP 339.141), en todo su espesor.
b)Si tiene igual o menos de 12% de finos, se compacta a una densidad no menor del 95% de la máxima densidad seca del método de ensayo Proctor Modificado (NTP 339.141), en todo su espesor.
25.4.3Es obligatorio realizar controles de compactación en cada capa compactada, a razón de un control por cada 250 m² o fracción, con un mínimo de tres controles por capa. En áreas pequeñas (≤ 25 m²) un ensayo como mínimo. El espesor máximo a controlar es de 0.30 m.
Art. 26
Profundidad de Cimentación
26.1La 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 está referida al nivel del piso terminado del sótano más profundo.
26.2La profundidad de cimentación es definida por el PR y no es 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 define la profundidad, pudiendo en este caso ser menor a 0.80 m.
26.3Las plateas de cimentación son 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 debe llegar hasta el nivel de la sub-rasante, con un peralte mínimo de 0.40 m.
26.5Cuando la edificación tenga sus cimientos adyacentes a los de las edificaciones vecinas deberán tomarse las provisiones necesarias en el diseño de las cimentaciones, para evitar afectar a los cimientos existentes ya sea por incremento de carga vertical o incremento de las deformaciones.
26.6Cuando una cimentación quede por debajo del nivel de desplante de una cimentación vecina existente, el PR analiza el requerimiento de sostenimiento de la cimentación vecina, según lo indicado en el numeral 39.8.
Art. 27
Presión Admisible
Se determina según lo indicado en el Capítulo III.
Art. 28
Cargas Excéntricas
28.1En el caso de cimentaciones superficiales que transmiten al terreno una carga vertical Q y dos momentos Mx y My que actúan simultáneamente, el sistema es estáticamente equivalente a una carga vertical excéntrica de valor Q, ubicada en el punto (ex, ey):
ex = Mx / Q ey = My / Q
28.2El ancho (B) o largo (L) se corrige por excentricidad para ubicar la carga en el centro de gravedad del "área efectiva = B'L'":
B' = B − 2ex L' = L − 2ey
Art. 29
Cargas Inclinadas
La carga inclinada modifica la configuración de la superficie de falla, por lo que la ecuación de capacidad de carga es calculada tomando en cuenta su efecto mediante los coeficientes de inclinación ic, iq e iγ indicados en el artículo 20.
Art. 30
Cimentaciones Superficiales en Taludes o en su Cercanía
30.1En el caso de cimientos ubicados en terrenos próximos a taludes o sobre taludes, la ecuación de capacidad de carga es calculada teniendo en cuenta la inclinación de la superficie y la inclinación de la base de la cimentación.
30.2Adicionalmente, se debe analizar la estabilidad global del talud, considerando las cargas que genera la presencia de la estructura.
30.3El factor de seguridad mínimo del talud: en consideraciones estáticas FS = 1.5 y en condiciones sísmicas FS = 1.25.
CAPÍTULO V
Cimentaciones Profundas
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Art. 31
Definición
31.1Son 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.
31.2Son cimentaciones profundas: los pilotes y micropilotes, los pilotes para densificación, los pilares, los cajones de cimentación y cualquier otro tipo de elemento estructural que transmita las cargas de la estructura a estratos profundos.
31.4Condiciones que hacen obligatorio el uso de cimentaciones profundas: a) estratos superiores altamente compresibles y de baja resistencia; b) fuerzas horizontales que no puedan ser tomadas por cimentaciones superficiales; c) suelos expansivos, colapsables, licuables o sujetos a erosión; d) fuerzas de levantamiento.
Art. 32
Cimentación por Pilotes
32.1Los pilotes son elementos estructurales con diámetros menores o iguales a 90 cm, hechos de concreto, acero o madera. Los pilotes deben diseñarse para absorber los esfuerzos que generen las cargas por gravedad, sísmicas, viento, etc.
32.3.2Capacidad última del pilote:
Qu = Qp + ΣQf
Donde:
Qu = Capacidad última del pilote
Qp = Capacidad última tomada por la punta del pilote
ΣQf = Capacidad última tomada por la fricción superficial en los lados
Donde:
Qu = Capacidad última del pilote
Qp = Capacidad última tomada por la punta del pilote
ΣQf = Capacidad última tomada por la fricción superficial en los lados
Factores de Seguridad (32.3.4.c)
—En pilotes individuales: FS ≥ 2.0
—En grupos de pilotes, cargas estáticas: FS ≥ 3.0
—En grupos de pilotes, cargas dinámicas: FS ≥ 2.5
| Longitud (m) | Espaciamiento entre Ejes |
|---|---|
| L < 10 | 3b |
| 10 ≤ L < 25 | 4b |
| L ≥ 25 | 5b |
Donde b = diámetro o mayor dimensión del pilote. Para pilotes por fricción, el espaciamiento no es menor de 1.20 m. Ref.: Tomlinson (1977).
32.4.1Pruebas de carga: Se deben efectuar pruebas de carga estáticas de compresión axial según ASTM D 1143. El número de pruebas es de una por cada lote o grupos de pilotes, con un mínimo de una prueba por cada cincuenta pilotes.
32.4.2Pruebas de integridad: Se debe verificar el buen estado físico al 100% de los pilotes instalados mediante pruebas de integridad de bajo impacto según ASTM D 5882.
32.4.3Tolerancias constructivas: a) Desplazamiento del eje en planta del pilote instalado ≤ 0.10 m. b) Inclinación del eje del pilote respecto a la inclinación indicada en el plano ≤ 2°.
Art. 33
Cimentación por Pilares
33.1Los pilares son elementos estructurales de concreto, vaciados "in situ" con diámetro mayor a 0.90 m, con o sin refuerzo de acero y con o sin fondo ampliado.
33.3La capacidad admisible se obtiene dividiendo la capacidad última por el factor de seguridad indicado en el artículo 21.
33.4Se puede acampanar el pilar mediante el ensanchamiento de su base a fin de incrementar la capacidad de carga, siempre y cuando no exista peligro de derrumbes.
Art. 34
Cajones de Cimentación
Los cajones de cimentación son elementos estructurales de concreto armado que se construyen sobre el terreno y luego son introducidos en el mismo por su propio peso al excavarse el suelo ubicado en su interior. Si la relación profundidad/ancho (Df/B) es ≤ 5, se diseña como cimentación superficial; si es > 5, se diseña como un pilar.
CAPÍTULO VI
Problemas Especiales de Cimentación
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Art. 35
Suelos Colapsables
35.1Son suelos que cambian violentamente de volumen por la acción combinada o individual de: a) ser sometidos a un incremento de carga; b) al humedecerse o saturarse.
| 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 |
35.4.1No está permitido cimentar directamente sobre suelos colapsables (Ic > 6). La cimentación y los pisos deben apoyarse sobre suelos no colapsables (Ic ≤ 6).
Art. 36
Ataque Químico por Suelos y Aguas Subterráneas
36.1Las aguas subterráneas que contienen sulfatos y/o cloruros actúan más rápidamente que un suelo seco que contenga estos elementos; sin embargo, el humedecimiento de un suelo seco por riego, filtraciones de agua de lluvia o fugas de conductos de agua puede activar a las sales agresivas.
36.4.1Ataque Ácido: Si el valor del pH es menor a 4.0, el PR propone medidas de protección adecuadas para proteger el concreto simple o armado de todas las estructuras soterradas del ataque ácido.
36.4.2Ataque por Sulfatos: En la NTE E.060 Concreto Armado se indican los requisitos para concreto expuesto a sulfatos en aguas y suelos subterráneos y la medida correctiva a usar en cada caso.
36.4.3Ataque por Cloruros: Cuando el contenido de ión cloro sea mayor de 0.15%, el PR recomienda las medidas de protección necesarias.
Art. 37
Suelos Expansivos
37.1Son suelos cohesivos con bajo grado de saturación que aumentan de volumen al humedecerse o saturarse.
| Potencial de Expansión (Ep) | Expansión en consolidómetro (%) | Índice de Plasticidad IP (%) | % partículas < 2 µm |
|---|---|---|---|
| Muy alto | > 30 | > 32 | > 37 |
| Alto | 20 – 30 | 23 – 45 | 18 – 37 |
| Medio | 10 – 20 | 12 – 34 | 12 – 27 |
| Bajo | < 10 | < 20 | < 17 |
37.4.1No está permitido cimentar directamente sobre suelos expansivos. Todos los elementos de cimentación deben apoyarse sobre suelos no expansivos o con potencial de expansión bajo.
Art. 38
Licuación de Suelos
38.1En suelos granulares ubicados bajo la Napa Freática, las vibraciones de los sismos pueden generar el fenómeno denominado Licuación, consistente en la pérdida momentánea de la resistencia al corte del suelo, como consecuencia del incremento de la presión de poros.
38.2Para que un suelo granular sea susceptible de licuar durante un sismo, debe presentar simultáneamente: a) estar constituido por arena, arena limosa, arena arcillosa, limo arenoso no plástico o grava empacada en una matriz similar; b) encontrarse sumergido.
| Licuación | Probabilidad de Licuación PL |
|---|---|
| Alta | > 50% |
| Moderada | 10% < PL ≤ 50% |
| Baja | 5% < PL ≤ 10% |
| Muy baja | < 5% |
| Categoría de las Edificaciones (E.030) | FSL mínimo |
|---|---|
| A | 1.25 |
| B | 1.15 |
| C | 1.00 |
38.6.1No está permitido cimentar directamente sobre suelos licuables (PL > 10%). La cimentación y los pisos deben apoyarse sobre suelos no licuables o con potencial de licuación baja (PL ≤ 10%).
Art. 39
Sostenimiento de Excavaciones
39.1Es obligatorio que el PR incluya en el EMS la evaluación geotécnica sobre la necesidad o no de la ejecución de obras de sostenimiento. En caso de requerirse, debe indicar los parámetros geotécnicos del numeral 16.2.9.
39.2Las excavaciones verticales de más de 1.50 m de profundidad, requeridas para alcanzar los niveles del proyecto (zanjas, sótanos y cimentaciones) no deben permanecer sin sostenimiento, salvo que el EMS determine que no es necesario.
39.3Los materiales productos de la excavación deben ser acumulados a una distancia no menor de 2 m del borde de la excavación, a menos que el PR indique una distancia mayor.
39.4El tipo de sostenimiento, su diseño y construcción son responsabilidad del constructor de la obra, quien debe contar para su diseño con un PRS.
39.11.1Tipos de sostenimiento de excavaciones: entibaciones, muros anclados, tablestacas, pilotes secantes, pilotes anclados, muros diafragma, muros pantalla, calzaduras, pernos de anclaje, cortinas de micropilotes, jet grouting, entre otros.
39.11.6bLa estabilidad global de las estructuras de sostenimiento contempla un F.S. mínimo de 1.50 en condición estática y 1.25 en condición pseudo-dinámica, respecto al estado límite del suelo.
39.12 Calzaduras
39.12.1Las calzaduras son estructuras provisionales que se diseñan y construyen para sostener las cimentaciones vecinas y el suelo de la pared expuesta, producto de las excavaciones efectuadas.
39.12.6La altura total de la calzadura no debe ser mayor que: 5.00 m en gravas arenosas densas con finos; 2.00 m en arenas medianamente densas; 3.00 m en arcillas duras.
39.12.7cEl concreto empleado es ciclópeo en proporción 1:10 (cemento: hormigón) con un f'c mínimo de 80 kg/cm², con adición de piedra grande de hasta 8", representando ésta un máximo de 30% del volumen total de la mezcla.
39.13 Muros de Contención
39.13.6Factores de seguridad mínimos del muro de contención:
a)Estabilidad Interna — Condición Estática: FS = 1.50 (por volteo y por deslizamiento). Condición Pseudo-dinámico: FS = 1.25.
b)Estabilidad Global: F.S. mínimo de 1.50 en condición estática y 1.25 en condición pseudo-dinámica.
ANEXOS
Formatos Obligatorios y Normas Técnicas de Referencia
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Anx. I
Formato Obligatorio — Hoja de Resumen de las Condiciones de Cimentación
De conformidad con la Norma Técnica E.050, la siguiente información deberá transcribirse literalmente en los planos de cimentación.
| Campo | Información a Consignar |
|---|---|
| Profesional Responsable (PR) | Ing. Civil CIP: ___________ |
| Tipo de Cimentación | |
| Estrato de Apoyo de la Cimentación | |
| Profundidad de la Napa Freática | Fecha: ___________ |
| Profundidad de Cimentación | |
| Presión Admisible | |
| Factor de Seguridad por Corte (Estático / Dinámico) | |
| Asentamiento Diferencial Máximo Aceptable | |
| Zona Sísmica (E.030) | |
| Tipo de Perfil del Suelo | |
| Factor del Suelo (S) | |
| Período TP (s) | |
| Período TL (s) | |
| Agresividad del Suelo a la Cimentación | Tipo de agresión, tipo de cemento portland, relación a/c y f'c mínimo, recubrimiento mínimo |
| Problemas Especiales: Licuación | |
| Problemas Especiales: Colapso | |
| Problemas Especiales: Expansión | |
| Indicaciones Adicionales |
Anx. II
Norma Española — UNE 103-801-94: Prueba de Penetración Dinámica Superpesada (DPSH)
Esta norma describe el procedimiento para la realización de la prueba de penetración dinámica superpesada (DPSH). Con esta prueba se determina la resistencia del terreno a la penetración de un cono cuando es golpeado según el procedimiento establecido.
N20 = Número de golpes necesarios para una penetración del cono en el terreno de 20 cm de profundidad.
R = Anotación cuando N20 > 100 golpes (rechazo).
Maza: 63.5 kg ± 0.5 kg · Altura de caída: 760 mm ± 10 mm.
Cono: Área nominal 20 cm², Diámetro 50.5 mm ± 0.5 mm.
R = Anotación cuando N20 > 100 golpes (rechazo).
Maza: 63.5 kg ± 0.5 kg · Altura de caída: 760 mm ± 10 mm.
Cono: Área nominal 20 cm², Diámetro 50.5 mm ± 0.5 mm.
La prueba se da por finalizada cuando: se alcance la profundidad establecida; N20 > 100; tres valores consecutivos de N20 ≥ 75 golpes; o el par de rozamiento supere los 200 N·m.
Ref.: UNE 103-801-94 · Geotecnia — Prueba de Penetración Dinámica Superpesada
Anx. III
Auscultación Dinámica Mediante el Cono Tipo Peck (CTP)
Ensayo desarrollado en el Perú para efectuar auscultaciones dinámicas en suelos granulares. No sustituye al Ensayo de Penetración Estándar (SPT); sus parámetros deben ser obligatoriamente correlacionados con los parámetros SPT (N) en el terreno en el cual se está efectuando el EMS.
Cn = Número de golpes necesarios para una penetración del cono de 15 cm de profundidad (suma de dos intervalos consecutivos de 15 cm).
R = Rechazo cuando Cn > 100 golpes.
Cono: Hierro fundido, ángulo 60°, diámetro 63.5 mm.
Martillo: 63.5 kg ± 1.0 kg.
R = Rechazo cuando Cn > 100 golpes.
Cono: Hierro fundido, ángulo 60°, diámetro 63.5 mm.
Martillo: 63.5 kg ± 1.0 kg.
La prueba se da por finalizada cuando: se alcance la profundidad establecida; Cn > 100; o tres valores consecutivos de Cn ≥ 75 golpes.
Ref.: Desarrollado en el Perú · Correlacionar obligatoriamente con SPT según NTP 339.133
