Estudio de-suelos

ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS
MIRAFLORES NEW CONCEPT
CONJUNTO RESIDENCIAL
PIURA
Estudio N° M4118
Lima, Marzo de 2013
Calle Mayorazgo 159, Chacarilla del Estanque – San Borja Telefax: 372-5281 / 372-1497 E-mail: mymcons@qnet.com.pe

CONJUNTO RESIDENCIAL - PIURA
Indice
Resumen y Conclusiones
1.0 Contenido del Informe
2.0 Características del Terreno
2.1 Ubicación
2.2 Descripción del Lugar
3.0 Estructuras Previstas
4.0 Trabajos Efectuados
4.1 Exploración de Campo
4.2 Ensayos de Laboratorio
5.0 Calibración del Cono de Peck
6.0 Características del Subsuelo
6.1 Perfil del Suelo
6.2 Nivel Freático
7.0 Evaluación del Comportamiento Sísmico del Terreno
7.1 Situación Tectónica y Sismológica
7.2 Características Dinámicas de los Suelos
7.3 Recomendaciones para el Diseño Sismorresistente
8.0 Potencial de Licuefacción
8.1 Procedimiento de Evaluación
8.2 Resumen y Conclusiones
9.0 Recomendaciones para la Cimentación
9.1 Tipo de Cimentación
9.2 Profundidad de Cimentación
9.3 Presión Admisible por Asentamientos

2
9.4 Factor de Seguridad por Esfuerzo Cortante
10.0 Empujes de Tierras
11.0 Agresividad de las Sales del Subsuelo
12.0 Taludes de Corte
13.0 Recomendaciones Adicionales
Bibliografía
Láminas
M4146-1 Ubicación de Sondajes
M4146-2 y M4146-3 Perfiles de Suelos de las Perforaciones
M4146-4 a M4146-6 Perfiles de Suelos de las Calicatas
M4146-7 a M4146-9 Registros de las Auscultaciones con Cono de Peck
M4146-10 a M4146-36 Curvas Granulométricas
M4146-37 a M4146-43 Resistencia a la Compresión no Confinada, Pesos Unitarios y
Contenido de Humedad
Cuadros
M4146-1 y M4146-2 Ensayos de Penetración Estándar (SPT)
M4146-3 y M4146-4 Análisis Granulométrico por Tamizado, Límites de Atterberg,
Contenido de Humedad y Clasificación Unificada
M4146-5 Resultados de los Ensayos de Resistencia a la Compresión no
Confinada
M4146-6 y M4146-7 Análisis Químicos de Laboratorio
M4146-8 y M4146-9 Potencial de Licuefacción
Fotografías
Anexo
1.- Cálculo del Factor de Seguridad frente a la Ocurrencia de la Licuefacción

Resumen y Conclusiones
El presente Informe comprende el Estudio de Mecánica de Suelos requerido por la Cía
Inmobiliaria y Comerc Magdalena S.A. para determinar las condiciones de cimentación de los
edificios de 7 pisos de altura y 1 sótano del Conjunto Residencial Miraflores New Concept, que
se construirán en los lotes 1, 2 y 3 de la manzana F de la urbanización Miraflores Country Club
de la ciudad de Piura, en el distrito de Castilla, provincia y departamento de Piura.
Los lotes 1 y 2 se encuentran ubicados frente a la calle Ocho y el canal Biaggio Arbulú, en la
esquina con la avenida F. El lote 3 se encuentra separado de los lotes 1 y 2 por el óvalo existente
al final de la calle Ocho.
Los terrenos presentan una superficie plana, libre y despejada. Solo existe una edificación de
madera de 2 pisos de altura en la parte central de los lotes 1 y 2, que es utilizada como depósito
y almacén de materiales. Ver fotografías al final del informe.
El programa de exploración de campo llevado a cabo comprendió los siguientes trabajos:
- 2 perforaciones por lavado, tipo wash boring, de 16.45 m de profundidad con respecto
al nivel de la superficie del terreno, denominadas WB-1 yWB-2, en las cuales se llevaron
a cabo ensayos de penetración estándar (SPT), espaciados cada 1 m.
- 3 calicatas excavadas en forma manual hasta profundidades comprendidas entre 7.00 y
7.50 m con respecto al nivel de la superficie del terreno, denominadas C-1 a C-3.
- 3 auscultaciones con cono de Peck denominadas CP-1 a CP-3, las cuales alcanzaron
rechazo a profundidades comprendidas entre 6.00 y 8.70 m con respecto a la superficie
del terreno.

4
PERFIL DEL SUELO
El perfil del suelo en el terreno estudiado está conformado por una capa superior de arcilla
limosa, de plasticidad media, medianamente compacta a muy compacta, intercalada con capas
de arena fina limosa, medianamente densa ylimo arcilloso, de plasticidad media, medianamente
compacto; que se extiende hasta profundidades comprendidas entre 3.00 y 3.40 m en la mayor
parte del terreno. Sólo en la calicata C-2 ubicada en la parte central del terreno, esta capa se
extiende hasta 7.00 m de profundidad.
Seguidamente, subyace un depósito de arena fina, con contenido variable de limo, cuya densidad
relativa tiende a aumentar con la profundidad encontrándose en estado medianamente denso a
denso hasta 8.00 m de profundidad; y en estado denso a muy denso hasta el límite de la
profundidad investigada (16.45 m). Solo en la perforación WB-2 se registró una capa de arena
medianamente densa entre 12.00 y 13.00 m de profundidad.
Dentro del depósito de arena, se registraron capas de 0.40 a 0.60 m de espesor de arcilla limosa,
de plasticidad media, compacta a muy compacta, a 8.00 m de profundidad en las perforaciones
WB-1 y WB-2, y a 6.00 m de profundidad en la calicata C-3.
El nivel freático se registró a 10.00 m de profundidad con respecto al nivel de la superficie actual
del terreno en las perforaciones WB-1 y WB-2.
Potencial de Licuefacción
Los resultados de la evaluación del potencial de licuefacción indican que en general en el terreno
estudiado, las arenas que se encuentran bajo el nivel freático no son susceptibles a licuefactar,
ni durante sismos medianos, ni severos.
Cabe señalar, que los resultados de los análisis indican que la capa de arena de menor resistencia
registrada en la perforación WB-2, entre 12.00 y 13.00 m de profundidad, es susceptible a

5
licuefactar durante sismos severos, sin embargo por tratarse de una capa delgada, dentro de un
depósito de suelos de mayor resistencia, consideramos poco probable que puede producirse el
fenómeno de licuefacción.
RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACIÓN
Alternativa 1: Zapatas y Cimientos Corridos
- Tipo de cimentación: zapatas conectadas mediante vigas de cimentación y cimientos
corridos armados.
- Material sobre el cual debe apoyarse la cimentación: arena medianamente densa a densa.
- Profundidad mínima de cimentación (Df min) = 4.40 m con respecto al nivel de la
superficie actual del terreno (1.50 m por debajo del nivel de piso del proyecto).
- En la zona donde se llevó a cabo la calicata C-2, donde se registraron arcillas hasta una
profundidad mayor que en el resto del terreno (7.00 m), deberán profundizarse las
excavaciones para la cimentación hasta alcanzar el depósito de arena y vaciar en la sobre
excavación efectuada un falso cimiento de concreto pobre. Esta recomendación también
es válida para otros sectores del terreno donde se encuentren arcillas al nivel de
cimentación.
- En el caso que en la ubicación de un cimiento se hubiese efectuado una excavación hasta
una profundidad mayor que la profundidad de cimentación, deberá rellenarse la sobre
excavación efectuada con concreto pobre.
- Presión admisible: qa = 1.50 Kg/cm2
.
- Asentamiento total tolerable considerado en los cálculos: δ = 2.5 cm.
- Factor de seguridad por esfuerzo cortante: FS > 3.
- Tipo de suelo según la Norma Técnica de Edificación E030: Diseño Sismorresistente =
S2.
- Factor de suelo: Tp = 1.2.
- Período Predominante de vibración: Tp = 0.6 s.

6
Alternativa 2: Plateas de Cimentación
- Tipo de cimentación: plateas rígidas de concreto armado un solo espesor uniforme no
menor de 0.60 m, con armadura en dos direcciones.
- Material sobre el cual debe apoyarse la cimentación: arena medianamente densa a densa
y arcilla compacta a muy compacta.
- Profundidad mínima de cimentación (Df min) = 3.50 m con respecto al nivel de la
superficie actual del terreno.
- Presión admisible: qa = 1.00 Kg/cm2
.
- Asentamiento total tolerable considerado en los cálculos: δ = 5 cm.
- Factor de seguridad por esfuerzo cortante: FS > 3.
- Tipo de suelo según la Norma Técnica de Edificación E030: Diseño Sismorresistente =
S2.
- Factor de suelo: Tp = 1.2.
- Período Predominante de vibración: Tp = 0.6 s.
Empujes de Tierras
Para los cálculos de los empujes de tierras de los muros del sótano, se recomienda la utilización
de los siguientes parámetros promedio de las capas superiores de arena medianamente densa que
se encuentran intercaladas con las arcillas en la capa superior del perfil del suelo:
- Angulo de fricción interna φ = 32º
- Coeficiente de empuje de tierras activo Ka = 0.31
- Coeficiente de empuje de tierras pasivo Kp = 3.26
- Coeficiente de empuje de tierras en reposo Ko = 0.47
- Peso volumétrico γ = 1.90 gr/cm2

7
Agresividad de las Sales del Subsuelo
Se recomienda utilizar cemento Portland tipo II, IP (MS), 1 S (MS), P (MS), 1 (PM) ó l (SM)
(MS), en todas las estructuras de concreto que estarán en contacto con el subsuelo (cimientos,
falsos cimientos, cisterna, muros de sótanos, patios, pisos, veredas, sardineles, etc.).
Adicionalmente, para evitar que las sales del subsuelo asciendan por capilaridad por las paredes
de los edificios yforme manchas de humedad en ellas, se recomienda que el asentado de ladrillos
y el tarrajeo de los muros dentro del primer metro de altura, se efectúe con cemento especial o
con aditivos impermeabilizantes.
Taludes de Corte
Es posible efectuar excavaciones verticales hasta el nivel del piso del proyecto ( - 2.90 m). Las
excavaciones adicionales requeridas para alcanzar el nivel de cimentación de las paredes del
sótano deberán efectuarse por tramos cortos y hacer los vaciados a la brevedad.
Dado a las dimensiones y ubicación del terreno, no es posible efectuar excavaciones con
pendiente (inclinadas) ya que este tipo de excavación afectaría las propiedades vecinas
colindantes, por lo que en el caso que por proceso constructivo no puedan construirse los muros
del sótano por tramos cortos y en los casos que exista alguna edificación colindante construida,
deberá preverse la construcción de estructuras de sostenimiento temporal, diseñadas para ser
capaces de soportar los empujes de tierras indicados.
En las paredes de las excavaciones verticales se recomienda aplicar una capa de shotcrete con
grapas de acero (tipo dramix), fibra o con malla. Adicionalmente, también será recomendable
dejar una franja libre de 3 m paralela al borde superior del talud de corte, a manera de precaución.
En esta franja deberá restringirse el tránsito de vehículos y el depósito de materiales.

8
Durante la ejecución de los movimientos de tierras y construcción de las estructuras de
sostenimiento temporal se recomienda efectuar una evaluación del comportamiento del terreno
y del perímetro (veredas, calles y estructuras cercanas y/o vecinas). Deberá reportarse cualquier
anomalía observada (rajadura, hundimiento, etc.), para poder tomar a tiempo las medidas
correctivas de refuerzo.
Durante la excavación y construcción del sótano deberá controlarse el sistema de riego de los
jardines que se encuentren en los alrededores del terreno, no deberá permitirse el riego por
inundación.
La construcción de los muros de contención perimétricos del sótano deberá llevarse a cabo a la
brevedad.
Recomendaciones Adicionales
Los rellenos requeridos para tapar sobre excavaciones efectuadas por cualquier motivo deberán
efectuarse con un material granular seleccionado, preferentemente grava arenosa o arena
gravosa, bien o mal graduada, limpia o ligeramente limosa o ligeramentearcillosa, con partículas
de no más de 3 pulgadas de tamaño máximo, con contenido de sales solubles totales no mayor
de 5,000 p.p.m. y con contenido de sulfatos solubles no mayor de 2,000 p.p.m., colocado por
capas horizontales de no más de 0.20 m de espesor, cada una de las cuales deberá compactarse
a un mínimo del 95% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado.
La superficie del terreno sobre la cual se colocará una capa de relleno deberá compactarse en
cualquier caso al 95% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado.
Las losas de concreto del piso del sótano, en el caso de adoptarse la alternativa de cimentación
con zapatas y cimientos corridos, deberán apoyarse sobre un relleno de material granular
seleccionadode0.20m deespesormínimoconstituidopreferentementeporgravaarenosaoarena
gravosa, bien omal graduada, limpia o ligeramente limosa o ligeramente arcillosa, con partículas

9
de no más de 3 pulgadas de tamaño máximo, contenido de sulfatos solubles menor de 2,000
p.p.m. y contenido de sales solubles totales menor de 5,000 p.p.m. Este material deberá
compactarse al 95% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado.
Limitaciones del Estudio
El presente estudio es válido exclusivamente para el terreno mostrado en la Lámina No M4146-1
y las estructuras descritas en el acápite 3.0. No es posible extrapolar la información de este
estudio a los terrenos vecinos.
Lima, Marzo de 2013
Ing. Maggie Martinelli Montoya
Reg. Col. Ings. CIP 26250

Informe
1.0 CONTENIDO DEL INFORME
En este Informe se presenta la descripción de los trabajos realizados en campo y
laboratorio, los resultados de los análisis efectuados y las conclusiones obtenidas en el
Estudio de Mecánica de Suelos llevado a cabo con la finalidad de determinar las
condiciones de cimentación de los edificios del Conjunto Residencial Miraflores New
Concept, en la ciudad de Piura.
2.0 CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO
2.1 Ubicación
Se han estudiado los lotes 1, 2 y3 de la manzana F de la urbanización Miraflores Country
Club de la ciudad de Piura, en el distrito de Castilla, provincia y departamento de Piura.
Los lotes 1 y 2 ocupan una extensión de 2,806.21 m2
y se encuentran ubicados frente a
la calle Ocho y el canal Biaggio Arbulú, en la esquina con la avenida F. El lote 3 ocupa
una extensión de 458.51 m2
y se encuentra separado de los lotes 1 y 2 por el óvalo
existente al final de la calle Ocho.
En la Lámina No M4146-1 se muestra la ubicación de los lotes estudiados.

11
2.2 Descripción del Lugar
Los lotes 1 y 2 poseen en conjunto una forma alargada ligeramente curva, de 14.90 a
15.20 m de ancho y 183.72 m de largo; y presentan una superficie plana, libre y
despejada. Solo existe una edificación de madera de 2 pisos de altura en la parte central,
que es utilizada como depósito y almacén de materiales.
El lote 3 posee una forma irregular, con lados curvos y rectos y presenta también una
superficie plana, libre de edificaciones. Ver fotografías al final del informe.
3.0 ESTRUCTURAS PREVISTAS
Se ha previsto construir cuatro torres de 7 pisos de altura con un sótano, cuyo nivel de
piso será - 2.90 m con respecto al nivel de la superficie actual del terreno.
Las torres (edificios) tendrán estructura convencional aporticada de concreto armado y
trasmitirán al terreno una carga de aproximadamente 1 Ton/m2
/piso.
4.0 TRABAJOS EFECTUADOS
4.1 Exploración de Campo
El programa de exploración de campo llevado a cabo comprendió los siguientes
trabajos:
- 2 perforaciones por lavado, tipo wash boring de 16.45 m de profundidad con
respecto al nivel de la superficie del terreno, denominadas WB-1 y WB-2, en las
cuales se llevaron a cabo ensayos de penetración estándar (SPT), espaciados cada
1 m.

12
- 3 calicatas excavadas en forma manual hasta profundidades comprendidas entre
7.00 y 7.50 m con respecto al nivel de la superficie del terreno, denominadas C-1
a C-3.
- 3 auscultaciones con cono de Peck denominadas CP-1 a CP-3, las cuales
alcanzaron rechazo a profundidades comprendidas entre 6.00 y 8.70 m con
respecto a la superficie del terreno.
En las perforaciones y calicatas se realizó un perfilaje minucioso, el cual incluyó el
registro cuidadoso de las características de los suelos que conforman cada estrato del
perfil del suelo, la clasificación visual de los materiales encontrados de acuerdo con los
procedimientos del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).
De las perforaciones se tomaron muestras en el penetrómetro utilizado para los ensayos
de penetración estándar y de las calicatas se tomaron muestras representativas de los
suelos típicos. Todas las muestras debidamente protegidas e identificadas fueron
remitidas al laboratorio para su verificación y análisis.
En la Lámina No M4146-1 se muestra la ubicación de las perforaciones, calicatas y
auscultaciones con cono de Peck; en las Láminas Nos M4146-2 y M4146-3 se presentan
los perfiles de suelos de las perforaciones; en las Láminas Nos M4146-4 a M4146-6 se
presentan los perfiles de suelos de las calicatas; yen las Láminas Nos M4146-7 a M4146-
9 se presentan los registros de las auscultaciones con cono de Peck.
Los resultados de los ensayos de penetración estándar (SPT) se presentan en los perfiles
de suelos de las perforaciones, en las Láminas Nos M4146-2 y M4146-3, y en los
Cuadros Nos M4146-1 y M4146-2.

13
4.2 Ensayos de Laboratorio
En el laboratorio se verificó la clasificación visual de todas las muestras obtenidas y se
escogieron muestras representativas para ejecutar con ellas los siguientes ensayos:
- Análisis Granulométrico por Tamizado
- Límites de Atterberg
- Contenido de Humedad
- Clasificación Unificada (SUCS)
- Resistencia a la Compresión no Confinada
- Peso Unitario Natural
- Peso Unitario Seco
- Contenido de Sulfatos Solubles
- Contenido de Sales Solubles Totales
Los ensayos de laboratorio fueron realizados de acuerdo con las normas ASTM
respectivas y con los resultados obtenidos se procedió a efectuar una comparación con
las características de los suelos obtenidas en el campo y las compatibilizaciones
correspondientes en los casos en que fue necesario para obtener los perfiles de suelos
definitivos, que son los que se presentan.
En las Láminas Nos M4146-10 a M4146-43 y los Cuadros Nos M4146-3 a M4146-7 se
presentan los resultados de los ensayos de laboratorio.
5.0 CALIBRACIÓN DEL CONO DE PECK
El cono de Peck es un método dinámico de auscultación consistente en el hincado en el
subsuelo de una barra de 2 pulgadas de diámetro, provista en su extremo inferior, de una
punta cónica de 2.5 pulgadas de diámetro y ángulo de 60o
. La hinca se efectúa en forma
continua empleando un martillo de 140 libras de peso y 30 pulgadas de caída, registrán-

14
dose el número de golpes requerido por cada 15 cm de penetración; los resultados se
presentan en un registro continuo de número de golpes por cada 30 cm de penetración.
La relación entre los resultados del cono de Peck con el ensayo estándar de penetración
para suelos granulares (arenas y gravas finas) es la siguiente:
- Suelos granulares (arenas y gravas finas) N = 0.5 Cn
- Suelos cohesivos (arcillas y limos) N = 1.0 Cn
Donde:
N = Número de golpes por 30 cm de penetración en el ensayo estándar de penetración
Cn = Número de golpes por 30 cm de penetración mediante auscultación con cono de
Peck.
6.0 CARACTERÍSTICAS DEL SUBSUELO
6.1 Perfil del Suelo
El perfil del suelo en el terreno estudiado está conformado por una capa superior de
arcilla limosa, de plasticidad media, medianamente compacta a muy compacta,
intercalada con capas de arena fina limosa, medianamente densa y limo arcilloso, de
plasticidad media, medianamente compacto; que se extiende hasta profundidades
comprendidas entre 3.00 y 3.40 m en la mayor parte del terreno. Sólo en la calicata C-2
ubicada en la parte central del terreno, esta capa se extiende hasta 7.00 m de profundidad.
Seguidamente, subyace un depósito de arena fina, con contenido variable de limo, cuya
densidad relativa tiende a aumentar con la profundidad encontrándose en estado
medianamente denso a denso hasta 8.00 m de profundidad; y en estado denso a muy
denso hasta el límite de la profundidad investigada (16.45 m). Solo en la perforación

15
* Los números entre paréntesis indican las referencias bibliográficas.
WB-2 se registró una capa de arena medianamente densa entre 12.00 y 13.00 m de
profundidad.
Dentro del depósito de arena, se registraron capas de 0.40 a 0.60 m de espesor de arcilla
limosa, de plasticidad media, compacta a muy compacta, a 8.00 m de profundidad en las
perforaciones WB-1 y WB-2, y a 6.00 m de profundidad en la calicata C-3.
6.2 Nivel Freático
El nivel freático se registró a 10.00 m de profundidad con respecto al nivel de la
superficie actual del terreno en las perforaciones WB-1 y WB-2.
7.0 EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO SÍSMICO DEL TERRENO
7.1 Situación Tectónica y Sismológica
La ciudad de Piura está localizada a en la zona costera del Perú, a menos de 50 Km por
encima de la zona de subducción de la placa oceánica bajo la placa continental
Sudamericana. Los sismos mayores que han ocurrido en la zona, han causado efectos
considerables en áreas relativamente cercanas al terreno estudiado, produciendo
intensidades de hasta VIII y IX MM (1)*
y aceleraciones en la superficie del terreno de
hasta 0.4 g.
Teniendo en cuenta la sismicidad de la zona, en la Norma Técnica de Edificación E030:
Diseño Sismorresistente (2), el área del proyecto está considerada en la Zona 1 de
sismicidad, que corresponde a alta sismicidad.

16
7.2 Características Dinámicas de los Suelos
En suelos granulares, las solicitaciones sísmicas pueden manifestarse mediante un
fenómeno denominado licuefacción, el cual consiste en la pérdida momentánea de la
resistencia al corte, como consecuencia de la presión de poros que se genera en el agua
contenida en sus vacíos, originada por una vibración violenta.
Para que un suelo granular, en presencia de un sismo, sea susceptible a licuefactar, debe
presentar simultáneamente las características siguientes:
- Debe estar constituido por arena fina, arena fina limosa, arena fina arcillosa, limo
arenoso no plástico o grava empacada en una matriz constituida por alguno de los
materiales anteriores.
- Debe encontrarse sumergido.
- Su densidad relativa debe ser baja a media.
En general, en el presente caso no se dan estas condiciones simultáneamente ya que las
arenas aumentan considerablemente de resistencia bajo el nivel freático (bajo 10.00 m
deprofundidad),salvounacapaaisladaenlaperforaciónWB-2.Teniendoencuentaesto,
se ha llevado a cabo la evaluación del potencial de licuefacción de las arenas bajo el nivel
freátco.
7.3 Recomendaciones para el Diseño Simorresistente
Para el diseño sismorresistente es recomendable utilizar las Fuerzas Sísmicas Horizonta-
les estipuladas en la Norma Técnica de Edificación E030: Diseño Sismorresistente (2).
El Factor de Suelo contemplado en dicha Norma depende de las características y
espesores de los suelos que conforman el perfil estratigráfico del subsuelo. En el presente
caso el perfil de suelos se puede clasificar como Tipo S2 y le corresponde por lo tanto, un
Factor de Suelo S de 1.2 y un Período Predominante de Vibración Tp de 0.6 s.

17
8.0 POTENCIAL DE LICUEFACCIÓN
8.1 Procedimiento de Evaluación
El potencial de licuefacción se ha evaluado en los puntos donde se llevaron a cabo las
perforaciones WB-1 y WB-2.
En los cálculos se ha considerado el nivel freático registrado, que es 10.00 m con respecto
al nivel de la superficie actual del terreno.
Para la evaluación se ha utilizado el procedimiento propuesto por Seed e Idriss (1971,
1982), actualizado en los talleres del National Center for Earthquake Research (NCEER)
de 1996 y de NEER/NSF de 1998, según publicación en el Journal of Geotechnical and
Geoenviromental Engineerig en Octubre de 2001 (3).
El procedimiento fue desarrollado en base a observaciones in situ del comportamiento
de depósitos de arena durante sismos pasados e involucra el uso de la resistencia a la
penetración estándar N (número de golpes del ensayo estándar de penetración - SPT -
ASTM D-1586) como una medida de resistencia de las arenas a la licuefacción.
El procedimiento utilizado incluye los pasos siguientes:
1) Cálculo de los esfuerzos de corte cíclico inducidos como consecuencia de la
excitación sísmica (CSR);
2) Cálculo del esfuerzo cortante cíclico normalizado resistente mínimo que produce
licuefacción (resistencia a la licuefacción) (CRR);
3) Cálculo del factor de seguridad frente a la ocurrencia de la licuefacción (FSL).

18
1) Cálculo de los Esfuerzos de Corte Cíclico Inducidos (CSR)
Para el análisis de licuefacción se consideró el esfuerzo promedio de corte cíclico, que
correspondería a una vibración uniforme equivalente a la del sismo de diseño.
La relación de esfuerzos de corte cíclico fue calculada mediante la siguiente expresión
(3):
CSR = (J h)ave = 0.65 a max F o rd (a)
F 'o g F 'o
Donde:
CSR = Esfuerzo de corte cíclico normalizado inducido por el sismo
( J h)ave = Esfuerzo promedio de corte cíclico
F 'o = Presión efectiva de tapada
F o = Presión total
a max = Aceleración máxima en la superficie del terreno
g = Aceleración de la gravedad
rd = Coeficiente de reducción de las tensiones, que disminuye desde
en la superficie del terreno hasta valores muy inferiores a grandes
profundidades.
La variación de la relación de esfuerzos cíclicos inducidos fue determinada por medio de
la ecuación (a) para una aceleración máxima en la superficie de 0.30 g, correspondiente
a un sismo mediano de 6 MB con probabilidad de ocurrir varias veces durante la vida útil
de las estructuras (período de retorno de 30 años) y para una aceleración máxima de 0.40
g, correspondiente a un sismo severo de magnitud de 7 ½ MB con menor probabilidad de
ocurrencia. La aceleración de 0.4 g es la que corresponde utilizar la Norma Técnica de
Edificación E030: Diseño Sismorresistente (2) para la ciudad de Piura.

19
2) Cálculo del Esfuerzo Cortante Cíclico Normalizado Resistente Mínimo que Produce
Licuefacción (Resistencia a la Licuefacción) (CRR)
El valor de la resistencia a la licuefacción CRR se ha determinado con la siguiente
expresión propuesta para arenas limpias por A.F. Rauch de la Universidad de Texas (3):
CRR7.5 = 1 + N1(60) + 50 - 1
34 - N1(60) 135 (10 N1(60) + 45)2
200
Donde:
CRR7.5 = Esfuerzo cortante cíclico normalizado resistente mínimo que
produce licuefacción
N1(60) = Resistencia a la penetración estándar normalizada
Esta expresión fue desarrollada para un sismo de una magnitud de 7 ½ y debe corregirse
para obtener el valor correspondiente al sismo de análisis.
El valor de N1(60) debe corregirse en el caso de arenas con presencia de finos.
La corrección se ha llevado a cabo considerando la siguiente expresión propuesta por
R.B. Seed:
N1(60) CS = α + β N1(60)
Donde: α = 0 si el contenido de finos (FC) es menor o igual que 5%
= exp (1.76 - (190/FC2
)) para 5% < FC < 35%
= 5 para FC $35%
β = 1 para FC # 5%
= exp (0.99 + (FC1.5
/1000)) para 5% < FC < 35%
= 1.2 para FC $35%

20
El valor de N obtenido en el ensayo SPT debe corregirse adicionalmente con los
siguientes factores para obtener el N1(60).
N1(60) = Nm Cn CE CB CR CS
Donde:
Nm = Resistencia a la penetración estándar medida (SPT)
Cn = Corrección por tensión vertical debida a la sobrecarga del terreno
(factor que normaliza la resistencia a la penetración estándar a
una presión efectiva de tapada de 1 Ton/pie2
)
CE = Corrección para la relación de energía del martillo (ER)
CB = Corrección por el diámetro de la perforación
CR = Corrección por longitud de barras
CS = Corrección por muestreador con o sin revestimiento
En el presente caso hemos considerado para los análisis un valor de CE = 1.00 que es el
máximo que corresponde a un martillo tipo donut en el ensayo de penetración estándar,
un valor de CB = 1 correspondiente a un diámetro de perforación de 65 a 115 mm y un
valor de CS = 1 teniendo en cuenta que se usó un muestreador estándar.
El valor de CR varía según la longitud de las varillas (l b ). CR = 0.75 para l b < 3 m, CR =
0.8 para 3 < l b < 4 m, CR = 0.85 para 4 < l b < 6 m, fl = 0.95 para 6 < l b < 10 m y CR =
1 para 10 m < l b .
3) Cálculo del Factor de Seguridad frente a la Ocurrencia de la Licuefacción (FSL)
El factor de seguridad frente a la ocurrencia de licuefacción se define como:
FSL = CRR /CSR

21
De acuerdo a lo estipulado en la Norme Técnica de Edificación E050: Suelos y
Cimentaciones (4) este factor de seguridad debe ser mayor de 1.
Los cálculos de los valores de CRR y CSR, así como los valores resultantes de CRR,
CSR y FSL se presentan en el Anexo de este informe y en los Cuadros Nos M4146-8
y M4146-9.
8.2 Resultados y Conclusiones
Los resultados de la evaluación del potencial de licuefacción mostrados en los Cuadros
Nos M4146-8 y M4146-9 indican que en general en el terreno estudiado, las arenas que
se encuentran bajo el nivel freático no son susceptibles a licuefactar, ni durante sismos
medianos, ni severos.
Cabe señalar, que los resultados de los análisis indican que la capa de arena de menor
resistencia registrada en la perforación WB-2, entre 12.00 y 13.00 m de profundidad, es
susceptible a licuefactar durante sismos severos, sin embargo por tratarse de una capa
delgada, dentro de un depósito de suelos de mayor resistencia, consideramos poco
probable que puede producirse el fenómeno de licuefacción.
9.0 RECOMENDACIONES PARA LA CIMENTACIÓN
9.1 Tipo de Cimentación
Teniendo en cuenta las características de los edificios proyectados (de 7 pisos con un
sótano) y las características del perfil del suelo bajo el nivel del piso del proyecto,
recomendamos en el presente caso utilizar una cimentación convencional rígida por
medio de zapatas conectadas mediante vigas de cimentación y cimientos corridos
armados.

22
Alternativamente, pueden considerarse plateas de cimentación de un solo espesor no
menor de 0.60 m.
9.2 Profundidad de Cimentación
El nivel de cimentación está controlado por el nivel de piso del sótano proyectado (-2.90
m).
Se recomienda que las zapatas y cimientos corridos se apoyen sobre el depósito de arena
medianamente densa a densa, a una profundidad mínima de cimentación de 1.50 m con
respecto al nivel del piso, esto es una profundidad mínima de cimentación de 4.40 m con
respecto al nivel de la superficie actual del terreno.
En la zona donde se llevó a cabo la calicata C-2, donde se registraron arcillas hasta una
profundidad mayor que en el resto del terreno (7.00 m), deberán profundizarse las
excavaciones para la cimentación hasta alcanzar el depósito de arena y vaciar en la sobre
excavación efectuada un falso cimiento de concreto pobre. Esta recomendación también
es válida para otros sectores del terreno donde se encuentren arcillas al nivel de
cimentación.
Para las plateas de cimentación podría considerarse una profundidad mínima de
cimentación de 3.50 m con respecto al nivel de la superficie actual del terreno.
9.3 Presión Admisible por Asentamientos
Los suelos que predominarán dentro de la profundidad activa de cimentación son en este
caso las arenas medianamente densas a densas por lo que éstas serán analizadas para
determinar la presión admisible del terreno.

23
Según Terzaghi, Peck, Mesri (5), en condiciones normales la presión admisible en arenas
se encuentra controlada por asentamientos y el análisis de estabilidad (falla por corte)
paradeterminarsi secumplenlos requerimientos deseguridad(factordeseguridadmayor
de 3), es necesario sólo cuando se presentan simultáneamente las tres condiciones
siguientes:
- Que la cimentación se apoye sobre arena suelta al nivel de la napa freática o por
debajo de ésta.
- Que el ancho de los cimientos sea menor de 1.50 m.
- Que la profundidad de cimentación sea menor que el ancho de los cimientos.
En el presente caso, no se dará la primera condición, por lo que se puede afirmar que el
factor de seguridad por esfuerzo cortante en las arenas será mayor de 3 y su verificación
es innecesaria.
La presión admisible por asentamientos es función del ancho de la cimentación (B), del
asentamiento máximo permisible, de la posición de la napa freática yde la densidad rela-
tiva de los suelos dentro de la profundidad activa, la cual se puede cuantificar con los
valores de N resultantes del ensayo de penetración estándar.
Para determinar la presión admisible se ha utilizado la siguiente expresión (Terzaghi,
Peck, Mesri, 5):
qa = 0.096 ( N60)1.4
fδ fNF fF
B0.75
Donde:
qa = Presión admisible en Kg/cm2
N60 = N fl fd
N = No de golpes obtenido en el ensayo SPT dentro del espesor B0.75
(profundidad activa de cimentación)

24
B = Ancho o diámetro de la cimentación en metros
fl = Factor de corrección por longitud de barras de ensayo SPT
fl = 0.75 para l b < 4 m, fl = 0.85 para 4 < l b < 6 m, fl = 0.95 para
6 < l b < 10 m y fl = 1 para 10 m < l b
fd = Factor de corrección por diámetro de barras de ensayo SPT
fd = 1 para 2.5" < d p < 4.5"
fδ = Factor de corrección por asentamiento, fδ = 1 para δ = 2.5 cm
fNF = Factor de corrección por napa
fF = Factor de corrección por forma
f F = ((L/B + 0.25) / 1.25 L/B)2
, fF = 0.64 para L/B = 4 y
fF = 1 para L/B = 1, siendo L = largo de la zapata y B = ancho de
la zapata.
El valor de N promedio dentro de la profundidad activa obtenido en base a los ensayos
de penetración estándar y los registros de las auscultaciones con cono de Peck, es igual
a 20 para zapatas de 3.00 m de ancho e igual a 19 para cimientos corridos de hasta 2.00
m de ancho. Para el caso de plateas alargadas de 15 m de ancho, el valor de N promedio
es de 27.
Para fines de cálculo hemos considerado un asentamiento total máximo permisible de
2.50 cm para el caso de utilizar zapatas y cimientos corridos y un valor de 5.00 cm para
las plateas de cimentación, porlotanto,correspondeconsiderarunfactores decorrección
por asentamientos: fδ = 1 y 2, respectivamente.
El nivel freático se encontrará fuera de la profundidad activa de cimentación de las
zapatas ycimientos corridos,aunqueeventualmentepuedaascenderunpardemetros,por
lo que corresponde considerar un factor de corrección por napa fNF = 1. En el caso de
plateas de cimentación el factor de corrección por napa considerando que esta pudiera
ascender 2 m, es fNF = 0.80.

25
Reemplazando en la expresión indicada:
N60 = N fl fd
N = 20 (zapatas cuadradas y rectangulares)
= 19 (cimientos corridos)
= 27 (plateas)
fl = 0.75 (zapatas y cimientos corridos)
= 0.85 (plateas)
fd = 1
fδ = 1 (zapatas y cimientos corridos)
= 2 (plateas)
fNF = 1 (zapatas y cimientos corridos)
= 0.80 (plateas)
fF = 0.81 (para una zapata rectangular con relación L/B = 2)
= 0.64 (cimientos corridos y plateas alargadas)
Se obtienen las siguientes presiones admisibles:
Zapata rectangular:
qa = 0.096 (0.75 x 20)1.4
x 1 x 1 x 0.81 = 1.51 Kg/cm2
(3) 0.75
Cimiento corrido:
qa = 0.096 (0.75 x 19)1.4
x 1 x 1 x 0.64 = 1.51 Kg/cm2
(2) 0.75

26
Platea:
qa = 0.096 (0.85 x 27)1.4
x 2 x 0.80 x 0.64 = 1.04 Kg/cm2
(15) 0.75
Teniendo en cuenta los valores obtenidos, se recomienda considerar una presión
admisible qa = 1.50 Kg/cm2
para zapatas y cimientos corridos y una presión admisible
qa = 1.00 Kg/cm2
para plateas de cimentación.
7.4 Factor de Seguridad por Esfuerzo Cortante
Tal como se indica en el acápite anterior el factor de seguridad por esfuerzo cortante en
las arenas es mayor de 3. En el presente acápite se analiza el factor de seguridad por
esfuerzo cortante de las arcillas que se encontrarán inmediatamente bajo la cimentación
en la zona donde se llevó a cabo la calicata C-2, de adoptarse la alternativa de
cimentación por platea, lo cual constituye el caso más desfavorable.
Cabe señalar, que la consistencia de estas arcillas indica que son preconsolidadas y que
los asentamientos que se producirán el ellas son pequeños.
La capacidad de carga de una platea alargada apoyada sobre un suelo cohesivo arcilloso
está dada por (Terzaghi, Peck, Mesri, 5):
qd = 1.2 c Nc + γ Df
Donde:
c = Cohesión en condiciones no drenadas, que es igual a la mitad de
la resistencia a la compresión no confinada
qu = Resistencia a la compresión no confinada
Nc = Factor de capacidad de carga = 5.14

27
γ = Peso unitario volumétrico del suelo situado sobre el nivel de
cimentación
Df = Profundidad de cimentación
Reemplazando en la expresión indicada los siguientes valores
qu = 1.97 Kg/cm2
(promedio de los valores de resistencia a la com-
presión no confinada obtenidos en el laboratorio
del suelo sobre el cual se apoyará la platea en la
zona de la calicata C-2).
c = 0.99 Kg/cm2
Nc = 5.14
γ = 1.55 gr/cm3
(promedio de los ensayos de peso unitario)
Df = 3.50 m
Obtenemos una capacidad de carga qd = 5.63 Kg/cm2
. Comparando este valor con la
presión admisible por asentamiento de las arenas de las plateas determinada en el acápite
anterior (qa = 1.00 Kg/cm2
), obtenemos un factor de seguridad de 5.63, que es mayor que
el mínimo requerido en la Norma Técnica de Edificación E050: Suelos y Cimentaciones
(4) y por lo tanto, se considera adecuado.
10.0 EMPUJES DE TIERRAS
Para los cálculos de los empujes de tierras de los muros de sótano y, se recomienda la
utilización de los siguientes parámetros promedio del subsuelo, correspondientes a las
arenas medianamente densas que están intercaladas con las arcillas en la capa superior
del perfil del suelo:
- Ángulo de fricción interna φ = 32º
- Coeficiente de empuje de tierras activo Ka = 0.31

28
- Coeficiente de empuje de tierras pasivo Kp = 3.26
- Coeficiente de empuje de tierras en reposo Ko = 0.47
- Peso volumétrico γ = 1.90 gr/cm2
11.0 AGRESIVIDAD DE LAS SALES DEL SUBSUELO
El contenido de sulfatos solubles del agua obtenido mediante análisis químicos de
laboratorio en una muestra representativa del suelo es igual a 123 p.p.m.
SegúnlaNormaTécnicadeEdificaciónE060:ConcretoArmado(6),cuandoel contenido
de sulfatos solubles del suelo es menor de 1000 p.p.m. el ataque de los sulfatos del suelo
al concreto es despreciable; cuando dicho contenido está comprendido entre 1000 y2000
p.p.m. el ataque es moderado y cuando dicho contenido es mayor de 2000 p.p.m. el
ataque es severo.
Teniendo en cuenta el contenido de sulfatos solubles obtenido en el laboratorio podemos
concluir que el ataque de los sulfatos del suelo al concreto será despreciable y no es
necesario tomar precauciones al respecto, sin embargo teniendo en cuenta los contenidos
de sales y sulfatos registrados en terreno cercanos, como precaución se recomienda
utilizar cemento Portland tipo II, IP (MS), 1S (MS), P (MS), 1 (PM)(MS) ó (SM)(MS)
en todas las estructuras de concreto que estarán en contacto con el subsuelo (cimientos,
falsos cimientos, cisterna, muros de sótano, pisos, veredas, sardineles, etc.).
Adicionalmente, para evitar que las sales del subsuelo asciendan por capilaridad por las
paredes de los edificios y formen manchas de humedad en ellas, se recomienda que el
asentado de ladrillos y el tarrajeo de los muros dentro del primer metro de altura, se
efectúe con cemento especial o con aditivos impermeabilizantes.

29
12.0 TALUDES DE CORTE
En suelos con cohesión tales como las arcillas que conforman la capa superior del perfil
del suelo, pueden efectuarse excavaciones dejando taludes verticales hasta una
profundidad denominadacrítica,cuyovalordependedelacohesión ( c ) ypeso específico
del suelo (γ). En el presente caso, al menor valor de resistencia a la compresión no
confinada obtenida en el laboratorio (qu = 0.82 Kg/cm2
), le corresponde una cohesión c
= 0.41 Kg/cm2
yun peso unitario γ = 2.06 gr/cm3
; utilizando estos valores se obtiene una
profundidad crítica de 4.00 m y ésta es la profundidad máxima que se recomienda
efectuar en forma vertical sin considerar estructuras de sostenimiento temporal.
Dado que el nivel del piso del sótano es 2.90 m, consideramos que pueden efectuarse las
excavaciones en forma vertical hasta dicha profundidad. Las excavaciones adicionales
requeridas para alcanzar el nivel de cimentación de las paredes del sótano deberán
efectuarse por tramos cortos y hacer los vaciados a la brevedad.
Dado a las dimensiones y ubicación del terreno, no es posible efectuar excavaciones con
pendiente (inclinadas) ya que este tipo de excavación afectaría las propiedades vecinas
colindantes, por lo que en el caso que por proceso constructivo no puedan construirse los
muros del sótano por tramos cortos y en los casos que exista alguna edificación
colindante construida, deberá preverse la construcción de estructuras de sostenimiento
temporal, diseñadas para ser capaces de soportar los empujes de tierras indicados en el
acápite 10.0.
En las paredes de las excavaciones verticales se recomienda aplicar una capa de shotcrete
con grapas de acero (tipo dramix), fibra o con malla. Adicionalmente, también será
recomendable dejar una franja libre de 3 m paralela al borde superior del talud de corte,
a manera de precaución. En esta franja deberá restringirse el tránsito de vehículos y el
depósito de materiales.

30
Durante la ejecución de los movimientos de tierras y construcción de las estructuras de
sostenimiento temporal se recomienda efectuar una evaluación del comportamiento del
terreno y del perímetro (veredas, calles y estructuras cercanas y/o vecinas). Deberá
reportarse cualquier anomalía observada (rajadura, hundimiento, etc.), para poder tomar
a tiempo las medidas correctivas de refuerzo.
Durante la excavación y construcción de los sótanos deberá controlarse el sistema de
riego de los jardines que se encuentren en los alrededores del terreno, no deberá
permitirse el riego por inundación.
La construcción de los muros de contención perimétricos del sótano deberá llevarse a
cabo a la brevedad.
13.0 RECOMENDACIONES ADICIONALES
Los rellenos requeridos para tapar sobre excavaciones efectuadas por cualquier motivo
deberánefectuarse conunmaterial granularseleccionado,preferentementegravaarenosa
o arena gravosa, bien o mal graduada, limpia o ligeramente limosa o ligeramente
arcillosa, con partículas de no más de 3 pulgadas de tamaño máximo, con contenido de
sales solubles totales no mayor de 5,000 p.p.m. y con contenido de sulfatos solubles no
mayor de 2,000 p.p.m., colocado por capas horizontales de no más de 0.20 m de espesor,
cada una de las cuales deberá compactarse a un mínimo del 95% de la máxima densidad
seca del ensayo proctor modificado.
La superficie del terreno sobre la cual se colocará una capa de relleno deberá compactarse
en cualquier caso al 95% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado.
Las losas de concreto del piso del sótano, en el caso de adoptarse la alternativa de
cimentación con zapatas y cimientos corridos, deberán apoyarse sobre un relleno de

31
material granularseleccionadode0.20m deespesormínimoconstituidopreferentemente
por grava arenosa o arena gravosa, bien o mal graduada, limpia o ligeramente limosa o
ligeramente arcillosa, con partículas de no más de 3 pulgadas de tamaño máximo, y
contenido de sulfatos solubles menor de 2,000 p.p.m. y contenido de sales solubles
totales menor de 5,000 p.p.m. Este material deberá compactarse al 95% de la máxima
densidad seca del ensayo proctor modificado.
Lima, Marzo de 2013
Ing. Maggie Martinelli Montoya
Reg. Col. Ings. CIP 26250

BIBLIOGRAFÍA
1.- “Historia de los Sismos más Notables ocurridos en el Perú (1513-1974)”
E. Silgado
Boletín No 3 del Instituto de Geología y Minería
Lima, Perú, 1978
2.- “Reglamento Nacional de Construcciones
Norma Técnica de Edificación E030: Diseño Sismorresistente”
Publicada en el Diario Oficial El Peruano
Lima, Junio de 2006
3.- “Licuefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998
NCEER/NSF Workshops on Evaluation of Liquefaction Resistance of Soils”
Journal of Geotechnical and Geoenviromental Engineering
October 2001
Norma Técnica de Edificación E050: Suelos y Cimentaciones”
Publicada en el Diario Oficial El Peruano
Lima, Junio de 2006
5.- “Soil Mechanics in Engineering Practice”
K. Terzaghi, R. Peck y G. Mesri
Third Edition
John Wiley & Sons, Inc.
United States of America, 1996

33
Norma Técnica de Edificación E060: Concreto Armado”
Publicada en el Peruano
Lima, Junio de 2006

Estudio de-suelos

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Estudio de-suelos

Similar a Estudio de-suelos (20)

Último

Último (20)

Estudio de-suelos