MECANICA DE SUELOS I

1. de Seguridad
Capacidad Portante
de los Suelos Y Factor
de Seguridad
UNIVERDAD PERUANA
LOS ANDES
EST. JUAN MANUEL CHOZO ALDANA
EST. CLEIDI VEGA VALDIVIESO
MECANICA DE SUELOS I
2015

2. UNIVERSIDAD PERUANA
LOS ANDES
- UPLA -
FACULTAD DE INGENIERIA
ESPECIALIDAD: INGENIERIA CIVIL
A
CURSO : SUELOS I
CICLO : V
CATEDRATICO : ING. FERNANDO UCHUYPOMA MONTES
ALUMNOS : CHOZO ALDANA JUAN MANUEL
VEGA VALDIVIESO CLEIDI
LIMA-2015
CAPACIDAD PORTANTE DE
SUELOS Y FACTOR DE
SEGURIDAD EN CIMIENTACIONES
SUPERFICIALES

3. CAPACIDAD PORTANTE DE LOS
SUELOS Y FACTORES DE
SEGURIDAD EN CIMENTACION
CORRIDAS, CUADRAS Y
CIRCULARES

4. INDICE
1. Introducción…………..........................................................................5
Abstract
1.1. Problema de la Investigación………………………………..............8
1.2. Planteamiento del Problema………………………………………….8
1.3. Formulación del Problema…………………………………………….9
1.4. Justificación de la Investigación………………………………….......9
1.5. Marco Referencial
1.5.1. Capacidad de Carga………………………………………….11
1.5.2. Factor de Seguridad Frente una Falla por Corte………….11
1.5.3. Presión Admisible…………………………………………….11
1.6. Antecedentes…………………………………………………………12
1.7. Marco Teórico
1.7.1. Capacidad Portante………………………………………….12
1.7.2. Tipos de Falla…………………………………………………13
1.7.2.1. Falla por corte General………………………………13
1.7.2.2. Falla por punzonamiento……………………………13
1.7.2.3. Falla por Corte Local…………………………………14
1.7.3. Teoría de la Capacidad de Carga Ultima………………….17
1.7.4. Teoría de la Capacidad de Carga Ultima Neta……………21
1.7.5. Modificación de las Ecuaciones para la Capacidad de
Carga por Posición del Nivel de Agua……………….23
1.7.6. Factor de Seguridad………………………………………….24
1.7.7. Ecuaciones de Terzaghi……………………………………..25

5. 1.7.8. Problemas Resueltos…………………………………..........26
1.8. Objetivo………………………………………………………………..28
1.9. Hipótesis………………………………………………………………28
2. Método
2.1. Tipo y Diseño de Investigación……………………………………..28
2.1.1. Tipo de Investigación…………………………………………28
2.1.2. Diseño de Investigación……………………………………...29
2.2. Variables……………………………………………………………....29
2.3. Muestra………………………………………………………………..29
2.4. Instrumentos de Investigación………………………………………30
2.5. Procedimiento del Proyecto…………………………………………30
2.5.1. Muestreo y Registro de Excavación………………………..31
2.5.2. Ensayos de Laboratorio……………………………………...31
2.5.2.1. Ensayos Estándar…………………………………….31
2.5.3. Clasificación del Suelo……………………………………….31
2.5.4. Análisis de la Cimentación…………………………………..32
2.6. Recolección de Datos………………………………………………..33
3. Resultados
3.1. Presentación de Resultados………………………………………...34
3.2. Conclusiones………………………………………………………….34
3.3. Recomendaciones……………………………………………………35
4. Referencia y Anexos
4.1. Panel Fotográfico
4.2. Bibliografía
4.3. Webgrafias

6. 1. INTRODUCCION
La capacidad portante en las cimentaciones denomina la capacidad
portante del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él.
Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de
contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un
fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo.
La cimentación es la parte de la estructura que permite la transmisión de
las cargas que actúan, hacia el suelo o hacia la roca subyacente.
Cuando los suelos reciben las cargas de la estructura, se comprimen en
mayor o en menor grado, y producen asentamientos de los diferentes
elementos de la cimentación y por consiguiente de toda la estructura.
Durante el diseño se deben controlar tanto los asentamientos absolutos
como los asentamientos diferenciales.
El suelo constituye el material de ingeniería más heterogéneo y más
impredecible en su comportamiento, es por ello que los coeficientes de
seguridad que suelen utilizarse son al menos de 3 con relación a la
resistencia.
La presencia de diferentes tipos de suelos y de distintos tipos de
estructuras da lugar a la existencia de distintos tipos de cimentaciones.
6

7. Abstract
This report brings together some of the main equations and methods
for determining the carrying capacity and bearing capacity depending
on the types of buildings with which you want to work.
The second chapter extends the concept of carrying capacity of the
ground and analyzed by Khristianovich model and the types of failure
that occur depending on soil conditions and foundation to further
introduce the trials through which the ability to load can be obtained.
This report presents the different equations of load capacity for
shallow foundations, beginning with the Terzaghi equation, which is
then extended depending on the theories and assumptions by different
investigators, different methods are also presented to analyze the
foundations depending on location or situation you're in, such as
foundations or placed nearby embankments, foundations where the
water table is near or when a torque is applied.
In the last chapter deals with an investigation of a project designed to
make the Study of Soil Mechanics Foundation purposes of the project:
"Final Architecture and Engineering Studies South Terminal (Matellini)
First High Capacity Segregated Corridor of Metropolitan Lima "through
fieldwork through excavations, laboratory tests and cabinet work,
based on which subsurface stratigraphic profiles, their main physical
and mechanical characteristics and strength properties and
deformation are defined, which lead to determining the type and depth
of foundation, allowable bearing capacity and probable settlements.
7

8. 1.1 PROBLEMA DE LA INVESTIGACION
En determinados trabajos de la ingeniería civil, se hace necesario hacer
un estudio de suelos como parte de la obra. Es el caso de terraplenes en
los caminos viales, en presas de tierra, canales, y obras por el estilo;
donde se requiere estudiar la capacidad portante del suelo. En ciertos
casos la estabilidad juega un rol muy importante en la obra en mención,
incluso condicionando la existencia de la misma, pues en el peor de los
casos, un mal cálculo, un error, puede hacer fracasar la obra.
La problemática de la ejecución de cualquier tipo de obra
sobre suelos blandos ha devenido en la realización de estudios diversos
a nivel mundial sobre el tema. En la actualidad se conocen
diversas técnicas de mejoramiento de las propiedades físico-mecánicas
para estos tipos de suelos, en especial su resistencia, de sus parámetros
deformaciones, impermeabilidad y otras con el objetivo de poder trabajar
con ellos sin llegar a su sustitución total.
En el presente trabajo se abordarán estas técnicas con el propósito de
tener un conocimiento general sobre las mismas que permita decidir
su empleo o no, en un caso específico y realizar análisis de posibles
variantes.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El planteamiento del problema se inicia definiendo el terreno sobre el
que se va a construir la cimentación en función de los datos recogidos
en un estudio de suelos, teniendo en cuenta la morfología del terreno,
según los diferentes estratos de que conste el suelo a cimentar, que
pueden ser cohesivos, granulares o mixtos y que descansan sobre un
estrato que puede ser blando, rígido, o rocoso.
El estudio de suelos es indispensable para cualquier tipo de
construcción, éste debe garantizar estabilidad, prevenir
asentamientos superiores a los tolerados por el sistema super-
8

9. estructural y brindar unas condiciones de interacción óptimas de
manera que se proteja la integridad de las personas de cualquier
fenómeno externo.
Por último es necesario identificar la tipología estructural para
seleccionar los coeficientes de seguridad oportunos, es decir, si se trata
de una zona residencial, administrativa, etc. También habría que
conocer la ubicación de la construcción para seleccionar los
coeficientes de simultaneidad correspondientes asociados tanto a las
acciones variables como a las accidentales, por ejemplo, para el caso
de la consideración del coeficiente de simultaneidad para la acción
producida por la nieve, hay que tener en cuenta si la altitud es mayor o
menor de 1000 metros sobre el nivel del mar. Más adelante hablaremos
de estos coeficientes en mayor profundidad.
1.3 FORMULACION DEL PROBLEMA
El objetivo fundamental del estudio queda formulado de la siguiente
manera: ¿cuál sería el valor de la Capacidad Ultima de Carga de un
suelo?
1.4 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION
Para tener una justificación al problema, debemos aceptar que lo que
llamamos Capacidad de Carga de un suelo, es una respuesta que nos
dará dicho suelo en relación con el valor de algunos factores específicos
que deberemos tomar en cuenta.
Es decir que la capacidad de carga no es un valor único e invariable de
ese suelo, sino que dependerá también de cómo vayamos a transmitirle
dicha carga.
Un suelo nos responderá con una capacidad de carga que se encuentra
en función de parámetros tales como la geometría de, por ejemplo, una
cierta zapata de cimentación y su capacidad de carga variará (como lo
9

10. indicó en su momento y entre otros investigadores, K. Terzaghi), si dicha
zapata es de forma cuadrada, circular o rectangular, así como también
de la profundidad a la cual pretendamos desplantarla.
Cuando se trata de temas de construcción, cimentaciones y suelos, es
común la tendencia a simplificar y referirse por ejemplo a construcción
de cimentaciones en arcilla, o bien a construcción de cimentaciones en
arena.
Sin embargo en los casos reales es frecuente encontrar que el problema
se ubica en, por ejemplo, un suelo formado por un perfil estratigráfico en
el que aparecen capas alternas de materiales tanto de características
arcillosas plásticas como de arenas friccionantes, o bien formados por
alguna o algunas de la infinidad de combinaciones de características que
la naturaleza puede proporcionar.
Por ello es conveniente interesarse, aún y cuando sea sólo un poco, por
la historia geológica de la formación del suelo en el cual queremos
construir, y en el que podrán no sólo observarse quizás, las
características distintivas de la posible existencia de efectos que
pudiesen indicar síntomas de preconsolidación en el suelo estudiado; o
tal vez notar las delgadas y finísimas capas de arena y/o loess, que los
vientos pudieron haber transportado de zonas no siempre tan cercanas,
durante ciertas épocas o temporadas de fuertes vientos.
O bien, resulta interesante cuando es posible observar que una
formación de suelo, sobre la cual pretendemos colocar una construcción,
se aprecia signos de una estructuración por capas alternas que indican
que en alguna época, el suelo se formó por depósitos en fuertes
arrastres pluviales. En muchos de esos casos deberemos de tener
cuidado de evitar clasificar un suelo en una forma tan simple como sería
“arcilla” o “arena”. Y luego agregar tan solo alguna característica tal
como “color café” o “gruesa”.
10

11. Terzaghi, como es ya bien conocido, tomando como base algunos de las
ideas de Prandtl, propone una teoría, según la cual, para una zapata
cuadrada, con carga vertical y sin excentricidad, la Capacidad de Carga
Ultima, será:
1.5 MARCO REFERENCIAL
1.5.1 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
debe emplear un ángulo de fricción interna (ϕ) igual a cero.
En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas),
se debe emplear una cohesión (c) igual a cero.
1.5.2 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
1.5.3 PRESIÓN ADMISIBLE
La determinación de la Presión Admisible, se efectuará tomando
en cuenta los siguientes factores:
11

12. 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.
b) La presión que cause el asentamiento admisible.
1.6 ANTECEDENTES
Se indicara la finalidad del estudio, de qué tipo de obra se trata, su
ubicación lo más exactamente posible con una breve descripción de la
misma. También se indicara quien es el peticionario, quien es el
responsable del estudio y las fechas en las que se comenzó a
realizar.
1.7 MARCO TEORICO
1.7.1 Capacidad Portante
En cimentaciones se denomina capacidad portante a la capacidad
del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él.
Técnicamente la capacidad portante es la máxima presión media de
contacto entre la cimentación y el terreno tal que no se produzcan un
fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo.
12

13. Por tanto la capacidad portante admisible debe estar basada en uno
de los siguientes criterios funcionales:
Si la función del terreno de cimentación es soportar una
determinada tensión independientemente de la deformación, la
capacidad portante se denominará carga de hundimiento.
Si lo que se busca es un equilibrio entre la tensión aplicada al
terreno y la deformación sufrida por éste, deberá calcularse la
capacidad portante a partir de criterios de carga admisible.
1.7.2 Tipos de falla
1.7.2.1. Falla por Corte General
Se tiene una cimentación corrida con un ancho B la cual es soportada
por un suelo denso o cohesivo firme, si la carga que soporta dicho
suelo es incrementada de forma gradual, habrá un aumento en el
asentamiento llegando al punto en el cual la carga por unidad de área
es igual a la capacidad de carga última, ocurrirá entonces una falla
repentina en el suelo, esta falla es llamada falla por corte general. Se
presenta en arenas densas y arcillas rígidas.
Su principal característica es una superficie de falla continua que
comienza en el borde de la cimentación y llega a la superficie del
terreno, es una falla frágil y súbita, llegando al punto de ser
catastrófica, y si la estructura no permite la rotación de las zapatas,
puede ocurrir con cierta inclinación visible de la cimentación, lo que
provoca hinchamiento del suelo a los lados, el colapso final se
presenta en un solo lado (figura 23).
13

14. 1.7.2.2. Falla por Punzonamiento
Ocurre en suelos bastante sueltos, la zona de falla no se extiende
como en el corte general. La cimentación provoca la compresión
inmediata del suelo en un movimiento vertical, el suelo presenta falla
por corte alrededor de la cimentación y los movimientos del suelo
junto con la cimentación no son muy visibles por lo que el equilibrio
vertical y horizontal de la misma se mantiene (ver figura 24).
1.7.2.3. Falla por Corte Local
Si la cimentación se encuentra sobre suelo arenoso o arcilloso con
compactación media, al aumentar la carga, también ocurre un
incremento en el asentamiento, pero la superficie de falla se extiende
de forma gradual hasta la superficie o en algunos casos cuando el
desplazamiento vertical es grande (la mitad del lado o diámetro de la
14

15. zapata) termina dentro de la propia masa de suelo y no en el terreno
(ver figura 25).
Cuando la carga por unidad de área es igual a qu(1), conocida como
carga primera de falla, ocurren sacudidas repentinas junto con el
movimiento, por lo que se requiere de un movimiento considerable de
la cimentación para que la superficie de falla llegue a la superficie,
este movimiento ocurre cuando se alcanza la capacidad de carga
última. Es una falla intermedia entre el corte general y el
punzonamiento. Presenta hinchamiento del suelo al lado de la
cimentación y compresión vertical del suelo bajo la cimentación.
Todas las fallas mencionadas pueden ser bien diferenciadas unas de
otras, pero no hay parámetro numérico que permitan predecir el tipo
de falla a ocurrir, sin embargo una forma de llegar a un estimado es
basándose en la compresibilidad del suelo, debido a las condiciones
de carga y geometría de la cimentación.
Según Crespo Villalaz, en un suelo incompresible el tipo de falla será
del tipo de corte general, en un suelo muy compresible en
15

16. comparación a su resistencia al cortante la falla será por
punzonamiento.
Con base en resultados experimentales vesic (1973) propuso una
relación para el modo de falla por capacidad de carga de
cimentaciones descansando en arenas. La figura 11.3 muestra esta
relación, que contiene la siguiente notación.
compacidad relativa de la arena
D profundidad de la cimentacion medida desde la superficie del terreno
r
f
C 

16
61

17. Para cimentaciones superficiales es decir, para *
/fD B , la carga
última ocurre con un asentamiento de la cimentación de 4 a 10% de
B. Esta condición ocurre con una falla cortante general en el suelo;
sin embargo, con una falla local o por punzonamiento, la carga
última llega a ocurrir con asentamientos de 15 a 25% del ancho de la
cimentación (B).
1.7.3. Teoría de la capacidad de carga ultima
Terzaghi fue el primero en presentar una teoría para evaluar la
capacidad ultima de carga de cimentaciones superficiales, la cual
dice que una cimentación es superficial si la profundidad fD , figura
11.4 de la cimentación es menor que o igual al ancho de la misma,
sin embargo investigadores posteriores han sugerido que
cimentación con fD igual a 3 o 4 veces el ancho de la cimentación
se definen como cimentación superficiales.
Terzaghi sugirió que para una cimentación continua o de franja es
decir la razón de ancho a largo de la cimentación tiende a 0. La
superficie de falla en un suelo bajo carga ultima se supones similar a
la mostrada en la figura 11.4. Este es el caso de la falla cortante
general como se definió en la figura 11.2a. El efecto del suelo arriba
del fondo de la cimentación se supone reemplazando por el efecto
de una sobrecarga equivalente fq D donde  = peso específico
del suelo. La zona de falla bajo la cimentación se separa en tres
partes como podemos ver en la figura 11.4.
17

18. Los ángulos CAD Y ACD se suponen iguales al ángulo de fricción
del suelo es decir   . Note que al reemplazar el suelo arriba del
fondo de la cimentación por una sobrecarga equivalente q , la
resistencia cortante del suelo a lo largo de las superficies de falla GI
y HJ fue despreciada.
Usando el análisis de equilibrio, Terzaghi expreso la capacidad
ultima de carga en la forma
1
(cimentacion corrido)
2
u c qq cN qN BN  
cohesion del suelo
peso especifico del suelo
, , factores de capacidad de carga adimensional que son
unicamente funciones del angulo de friccion del suelo
f
c q
c
q D
N N N







Con base en estudios de laboratorio y campo de la capacidad de
carga, la naturaleza básica de la superficie de falla en suelos
sugerida por Terzaghi parece ahora ser correcta. Sin embargo, el
18

19. ángulo ∝ mostrado en la figura 11.4 es más cercano a 45
2

 que a
 , como fue originalmente supuesto por Terzaghi, con 45
2

   ,
las relaciones para yc qN N se expresa como
2 tan
tan (45 )e
2
qN  
  (11.4)
( 1)cotc qN N   (11.5)
La ecuación para cN dad por la ecuación 11.5 fue derivada
originalmente por Prandtl en 1921, y la relación para qN (ecuación
11.4) fue presentada por reissner en 1924.
Capot y kerisel en 1953 y vesic en 1973 dieron N la relación.
2( 1)tanqN N   (11.6)
19

20. La tabla 11.1 muestra la variacion de los factores de capacidad de carga precedentes
con angulos de friccion del suelo.
La expresión para la capacidad de carga última presentada en la
ecuación 11.3 es solo para una cimentación continua y no se aplica
en el caso de cimentaciones rectangulares. Además, la ecuación no
toma en cuenta la resistencia cortante a lo largo de la superficie de
falla en el suelo arriba del fondo de la cimentación porción de la
superficie de falla marcada GI y HJ en la figura 11.4, además a la
carga sobre la cimentación puede estar inclinada. Para tomas en
cuenta todos estos aspectos, Meyerhof en 1963 sugirió la siguiente
forma para la ecuación de capacidad general de carga:
20

21. 1
2
u c cs cd ci q qs qd qi s d iq cN F F F qN F F F BN F F F      (11.7)
esfuerzo efectivo al nivel del fondo de la cimentacion
= peso especifico del suelo
ancho de la cimentacion = diametro para una cimentacion circular
, , factores de forma
,
cs qs s
cd q
c cohesion
q
B
F F F
F F






, factores de profundidad
, , factores de inclinacion de la carga
, , factores de capacidad de carga
d d
ci qi i
c q
F
F F F
N N N






1.7.4. Teoría de la Capacidad de Carga Última Neta
La capacidad de carga última neta se define como la presión ultima
por área unitaria de cimentación soportada por el suelo en exceso de
la presión causada por el suelo alrededor al nivel de la cimentación.
Si la diferencia entre el peso específico del concreto usado en la
cimentación y el peso específico del suelo que rodea a esta se
supone despreciable, entonces
( )neta u uq q q  (11.8)
( )donde capacidad de carga ultima netaneta uq 
21

22. Las relaciones para los factores de forma, factores de profundidad y
factores de inclinación recomendados para usarse, se dan en la tabla
11.2.
22

23. 1.7.5. Modificacion de las ecuaciones para la
capacidad de carga por la posicion del nivel del agua
La ecuacion 11.7 fue desarrollada para determinar la capacidad
ultima de carga con base en la suposicion de que el nivel del agua
esta localizado debajo de la cimentacion.
Sin embargo, si el nivel esta cerca de la cimentacion, son necesarias
algunas modificaciones en la ecuacion de la capacidad de carga,
dependiendo de la localizacion del nivel del agua ver figura 11.5
Caso I: si el nivel del agua de localiza de modo que 0 ≤ 1D ≤ fD , el
factor q en las ecuaciones de capacidad de carga toma la forma
1 2 ( )sat wq D D    
peso especifico saturado del suelo
peso especifico del agua
sat
w




Tambien, el valor de γ en el ultimo termino de las ecuaciones tiene
que ser reemplazado por '
'sat w   
23

24. Caso II: para un nivel de agua localizada de modo que 0≤d≤B
fq D
El factor γ en el ultimo termino de las ecuaciones de capacidad de
carga debe ser reemplazado por el factor
' '
( )
d
B
     
Las modificaciones anteriores de basan en la suposicion de que no
existe fuerza de infiltracion en el suelo
Caso III: cuando el nivel esta localizado de modo que d ≥ B, el agua
no tendra efecto sobre la capacidad de carga ultima.
1.7.6. Factor de Seguridad
El calculo de la capacidad de carga admisible total en cimentaciones
superficiales requiere la aplicación de un factor de seguridad (FS) a
la capacidad de carga total ultima
u
adm
q
q
FS

Factor de Seguridad frente a una falla por corte
Los factores de seguridad minimos que deberan tener las
cimentaciones son los siguiente:
 Para cargas estaticas es 3
 Para solicitacion maxima de sismo o viento la que sea mas
desfavorable es 2.5
24

25. FACTOR DE SEGURIDAD GLOBAL
SEGÚN TERZAGHI VARIA ENTRE 2 A 3
1.7.7. Ecuaciones de Terzaghi
Cimentacion Corrida
1
N
2
u c qq cN qN B   
Cimentacion Cuadrada
1.3 0.4 Nu c qq cN qN B   
Cimentacion Circular
1.3 0.3 Nu c qq cN qN B   
25

26. 1.7.8. Problemas Resueltos
Se construye una zapata continua de un metro de ancho por 20m de
largo¿Cuál es la capacidad de carga admisible de la zapata con un
fator de seguridad de 3?
26

27. En una arena de compacidad relativa de 65% se desea saber la
capacidad de carga de una zapata cuadrada de 3m por lado.La arena
presenta un angulo de friccion interna de 35°, arena gruesa con menos
de 5% de finos arenos, carece de cohesion y tiene un peso volumetrico
humedo en el lugar de 2.1 Tm/m3.La zapata de desplantara a 1.20m de
profundidad, su factor de seguridad es de 3.
27

28. 1.8 Objetivo
Dar a conocer los diferentes métodos y ecuaciones para el cálculo
de la capacidad de carga de cimentaciones superficiales, losas de
Cimentación, pilotes y pilas perforadas.
Comparar y determinar cuál de los métodos de capacidad de carga
es más efectivo para los diferentes tipos de cimentaciones.
Proporcionar una guía para el cálculo de la capacidad de carga tanto
para estudiantes como para profesionales de la ingeniería civil.
1.9 Hipotesis
Luego de investigar acerca de la capacidad portante del suelo,
podemos plantear la siguiente hipótesis.
Para determinar la capacidad portante de los suelos, para tener
criterios de cálculo y diseño locales. Ponemos énfasis en el ensayo de
laboratorio de corte directo, para aplicar la teoría del Dr. Karl Terzaghi.
2. MÉTODO
2.1 Tipo Y Diseño de Investigación
2.1.1 Tipo de investigación:
El tipo de investigación es descriptiva y analítica porque da
a conocer los diferentes métodos y ecuaciones para el
cálculo de la capacidad de carga de cimentaciones
superficiales.
28

29. 2.1.2 Diseño de investigación:
El diseño es analítico porque se compara y determina cuál
de los métodos de capacidad de carga es más efectivo
para los diferentes tipos de cimentaciones.
2.2 Variables
Para determinar la capacidad portante del suelo del proyecto “Estudios
Definitivos de Arquitectura e Ingeniería del Terminal Sur (Matellini)
del Primer Corredor Segregado de Alta Capacidad de Lima
Metropolitana”,
VARIABLES DEFINICIÓN NOMINAL INDICADORES
Ensayos de laboratorio
Clasificación de Suelos
Ecuaciones para la
capacidad de carga
admisible
Se ha calculado la
capacidad admisible de
carga para el área en
estudio de acuerdo al
tipo de edificación.
Falla por corte general
Falla por punzonamiento
Falla por corte local
2.3 Muestra
En nuestro informe plantearemos la evaluación mediante muestras
alteradas o disturbadas de cada estrato atravesado y en cada una de
las excavaciones, de las cuales se ensayaron las más representativas
en el laboratorio, realizándose ensayos con fines de identificación y
clasificación por ello decimos:
29

30. Población: Provincia y departamento de lima
Muestra: Estratos obtenido mediante las excavaciones para el
proyecto El Terminal Sur (Matellini) se encuentra ubicado en la
intersección de la Av. Prolongación Paseo de la República con la Av.
Colectora Residencial (Av. Ariosto Matellini), en el distrito de Chorrillos.
2.4 Instrumentos de Investigación
Basaremos nuestro estudio en aplicación de instrumentos de
investigación mecánicos.
Considerando los siguientes:
1. Ensayos de laboratorio
2. Clasificación del suelo
3. Análisis de la cimentación
2.5 Procedimiento del proyecto
La propuesta de diseño arquitectónico y vial del presente proyecto se
desarrolla tomando como punto inicial la intersección de los ejes de
las vías desarrollándose a lo largo y hacia ambos lados del derecho
de vía de la av. Prolongación Paseo de la Republica, tomando como
punto de partida la sección de esta via que oscila entre 58 a 60 ml.
La vía en av. Prolongación Paseo de la Republica cuenta con 3
calzadas asimétricas, dos de ellas principalmente y una secundaria.
Esta sección deberá ser replanteada para la ubicación del terminal
Para hacer el estudio de suelos se realizaron 6 excavaciones o
calicatas en la modalidad a cielo abierto, las mismas que fueron
ubicadas convenientemente y con profundidades suficientes de
acuerdo a lo establecido en los términos de referencia.
30

31. Este sistema de exploración nos permite analizar directamente los
diferentes estratos encontrados, así como sus principales
características físicas y mecánicas, tales como: granulometría, color,
humedad, plasticidad y compactación.
2.5.1 Muestreo y Registro de Excavaciones
Se tomaron muestras alteradas o disturbadas de cada estrato
atravesado y en cada una de las excavaciones, de las cuales se
ensayaron las más representativas en el laboratorio, realizándose
ensayos con fines de identificación y clasificación.
Asimismo, se extrajo una muestra representativa de la calicata C-
2, de 1.20 a 2.10m de profundidad, para realizar el ensayo de
corte directo en especimenes remoldeados y saturados.
2.5.2 Ensayos de Laboratorio
Los ensayos fueron realizados en el laboratorio de mecanica de
suelos JJ.TELLO INGENIEROS CONSULTORA Y
CONSTRUCTORA E.I.R.L, siguiendo las normas establecidadas
de ASTM.
2.5.2.1 Ensayos Estandar
 Analisis granulometrico por tamizado NTP 339.090
 Limite Liquido NTP 339.129
 Limite Plastico NTP 339.129
 Contenido de Humedad NTP 339.127
2.5.3 Clasificacion del suelo
Las muestras ensayadas se han clasificado usando el sistema
Unificado de Clasificacion de Suelos ( SUCS ) y las muestras no
ensaydas se han clasificado mediante pruebas sensillas de
campo.
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32. El area en estudio presenta superficialmente un terreno de cultivo
arcillo arenoso, ligeramente plastico, humedo, color marron claro,
de consistencia firme y con presencia aislada de raices delgadas.
En los sectores colindantes a la excavacion C-1 este estrato se
prolonga hasta el final de la misma, mientras que en las
excavaciones restantes se intercala con 3 tipos de estratos:
arenas limosas no plastcias, del tipo SM, calicata C-2, arenas
probremente graduadas no plasticas del tipo SP, calicatas 3,4 y 6
limos arenosos no plasticos.
Hasta la maxima profundidad excavada de 3.30m no se detecto la
presencia del nivel freatico.
2.5.4 Análisis de la Cimentación
Analizando los perfiles estratigráficos los resultados de los
ensayos de laboratorio y teniendo en consideración las
características estructurales del proyecto, se concluye que la
cimentación será superficial del tipo zapatas cuadradas
conectadas, desplantadas en el suelo natural mas desfavorable
encontrado en el área en estudio de tipo de arcilla areno CL,
mediante plásticas y de consistencia firme a dura, a partir de la
profundidad promedio de 1.20m.
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33. 2.6 Recolección de Datos
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34. 3. Resultados
3.1. Presentacion de Resultados
Para tal efecto, dadas las carcteristicas de las estrucrueas
consideradas en el presente proyecto, se ha previsto una
transmision maxima de cargas al subsuelo del orden de
40tn/columna, en caso de tomarse en cuenta una cimentacion
convencional con zapatas cuadradas conectada, asimismo, se
indicaran el uso de plateas o losas de cimentacion.
3.2. Conclusiones
A partir de los calulos realizados para la determinar la capacidad
de carga admisible se propone considerar la cimentacion de la
edificacion con parametros.
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35. Una adecuada extraccion y tallado de la muestra de suelo para el
ensayo triaxial y el ensayo de corte directo permite obtener
resultado confiables, para determinar la capacidad de carga y
observar el comportamiento del mismo estado natural.
El ensayo de penetracion estandar es un medio facil para
determinar la capacidad de carga admisible del suelo y tiene la
ventaja de proporcionar un perfil estatigrafico, ademas que las
muestras obtenidas son alteradas por representativas, razon por
la que puede determinarse el tipo de suelo y hacer las
correlaciones respectivas.
3.3. Recomendaciones
La muestra extraide no debe contener raices o material roganico y
debe estar impermeabilizada con parafina, es reconmendable una
profundidad de extraccion de al menos 5 metros, ya que en el
caso de arcillas pueden tener elevado contenido de humedad si
se extraen a una profundidad relativamente pequeña.
Determinar la capacidad de carga para diferentes cimentaciones y
el area ocupada por cada una, posteriormente determina los
costos respectivos, funcionabilidad, etc y elegir la mas adecuada.
Debido a la cercania entre los valores de capacidad de carga para
cimentaciones superficiales, el uso de una ecuacion en especial
queda a criterio del diseñador, en dado caso puede hacerse un
promedio de los valores obtenido y tener la referencia de la
ecuacion de Terzaghi.
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36. 4. Referencia y Anexos
4.1. Panel Fotografico

38. 4.2. Bibliografia
Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez. Mecánica de
suelos, tomo II. (2ª Edición; México: Editorial LIMUSA, 2003)
Crespo Villalaz, Carlos. Mecánica de suelos y cimentaciones.
(5ª Edición; México: Editorial LIMUSA, 2005)
Terzaghi, Karl. Mecánica teórica de suelos. (2ª Edición; Buenos
Aires, Argentina: ACME agency, 1949) pp. 132 – 161.
4.3. Webgrafia
https:// www.slideshare.com
https:// www.scribd.com