Estudio de suelos y diseño de cimentaciones para viviendas en Huayucachi

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TESIS
PRESENTADO POR:
Bach. LUIS ANGEL RETAMOZO SAENZ
PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE
INGENIERO CIVIL
HUANCAYO - PERÚ
2015
ESTUDIOS DE SUELOS Y DISEÑO DE CIMENTACONES,
PARA VIVIENDAS DEL DISTRITO DE HUAYUCACHI –
HUANCAYO 2015

II
HOJA DE CONFORMIDAD DE JURADOS
___________________________________________
PRESIDENTE
___________________________________________
JURADO
___________________________________________
JURADO
___________________________________________
JURADO
___________________________________________
SECRETARIO DOCENTE

IV
DEDICATORIA:
Gracias a Dios por estar siempre a mi lado, a
mis padres Julio y Ruth y hermanas Jhanet y
Flor, por su apoyo incondicional en todo
momento para culminar con mis estudios

V
ÍNDICE
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
CAPITULO I
ASPECTOS GENERALES DE LA INVESTIGACION
1.1. Título De La Tesis 1
1.2. Planteamiento del problema 1
1.3. Formulación del problema 3
1.3.1. Problema general 3
1.3.2. Problemas específicos 3
1.4. Objetivos 3
1.4.1. Objetivo general 3
1.4.2. Objetivos específicos 3
1.5. Justificación 3
1.5.1. Teorica 4
1.5.2. Social 4
1.5.3. Metodológica 4
1.6. Hipótesis 4
1.6.1. Hipótesis general 4
1.6.2. Hipótesis especifica 4
1.7. Variables 4
1.7.1. Variables independiente 4
1.7.2. Variables dependientes 5

VI
1.8. Metodología de estudio
1.8.1. Tipo de investigación 5
1.8.2. Diseño de la investigación 5
1.8.3. Población y muestra 5
1.8.4. Fuentes de obtención de la información 6
1.8.5. Procesamiento de la información 7
CAPITULO II
2. MARCO TEORICO
2.1Antecedentes 8
2.1.1 Antecedentes nacionales 8
2.1.2 Antecedentes internacionales 12
2.2Bases teóricas. 16
2.2.1 ¿Qué es una cimentación? 16
2.2.2 Características del Tipo de Cimentaciones 17
2.2.3 Clasificación de las cimentaciones 18
2.2.4 Tipos de cimiento 20
a. Cimientos de piedra: 20
b. Cimientos de mampostería: 20
c. Cimentaciones profundas: 20
d. Cimentaciones superficiales: 21
2.2.5 Pilotes 21
2.2.6 ¿Qué es una zapata? 28
2.2.7 Losa de Cimentación 30
2.2.8 ¿Por qué hacemos un estudio de suelos? 31
2.2.9 ¿Qué es un suelo? 32
2.2.10 Tipos de suelo: 32
a) Por funcionalidad 32
b) Por características físicas 33
c) Clasificación de los suelos 34
2.2.11 Suelo como sistema ecológico 35
2.2.12 Suelo orgánico 36

VII
2.2.13 Causas de la degradación de los suelos 36
2.2.14 Destrucción de los suelos 37
2.2.15 Formación del suelo 38
2.2.16 Composición del Suelo 40
a) Sólidos: 40
b) Líquidos: 41
c) Gases: 42
2.2.17 Estructuras del suelo 42
2.2.18 Clasificación del suelo 47
2.2.19 Textura del suelo 48
2.2.20 Importancias del suelo 48
3 Toma de muestras 49
2.3.1 Generalidades 49
2.3.2 Obtención de muestras 49
A. Reconocimiento 49
A.1 Calicatas 51
B.1 Sondajes en suelo 66
2.3.3 Ensayos directamente insitu 69
Procedimiento de toma de muestra 69
A.1 Muestras en bolsas. 69
B.1 Muestras Inalteradas 70
2.3.4 Principales tipos de suelo 71
4.a. Gravas 72
4.b. Arenas 72
4.c. Limos 73
4.d. Arcillas 73
4.e. Caliche 74
4. f. Loess 74
4. g. Diatomita 74

VIII
4. h. Gumbo 75
4. i. Teapete 75
4. g. Suelos cohesivos y no cohesivos 75
2.3.5 Identificación de los suelos 75
5.a. Identificación de suelos gruesos (Tabla V.4) 76
5.b. Identificación de suelos finos (Tabla V.5) 77
2.3.6 Sistema de clasificación de suelos 80
6.a. Sistema AASHTO 80
6.b. Sistema unificado de clasificación de suelos USCS 82
CAPITULO III
MARCO METODOLOGICO
3.1. Tipo de Investigación. 90
3.2. Métodos de investigación 90
3.2.1 El pensamiento ingenieril: 91
3.2.2 La finalidad de la investigación: 91
3.2.3 Las influencias externas: 91
3.2.4 Los métodos: 92
3.3. Métodos de cálculos 92
A. Capacidad de carga en cimentaciones superficiales sujetas 98
a cargas excéntricas o inclinada. 103
3.4. Instrumento de investigación 107
3.4.1. Factores que determinan el tipo de cimentación 107
a. Cargas 107
b. Suelo 109
c. Técnica y economía 110
3.4.2. Capacidad de carga admisible y factor de seguridad. 110
3.4.3. Capacidad de carga admisible en suelos friccionantes 115
3.4.4. Cimentaciones en roca 115

IX
CAPITULO IV
DESARROLLO DE INVESTIGACION
4.1. Entorno Urbano 142
4.2. Arquitectura 142
4.3. Determinación de la Capacidad de Carga del Suelo 145
Método de Meyerhof
4.3.1. Datos 145
4.3.2. Cálculos y Resultados 145
4.4. Consideraciones Generales para el Diseño 146
4.4.1 Estudio del suelo: 146
4.4.2 Características y propiedades de los materiales: 146
4.4.3 Normatividad: 146
4.5. Estructuración y Predimensionamiento 146
4.5.1 Para Cargas De Gravedad 147
a. Estructuración 147
b. Predimensionamiento 147
4.5.2 Para Cargas de Sismo 150
a. Estructuración 150
b. Predimensionamiento 150
4.6. Análisis Estructural por Cargas de Gravedad 152
4.6.1 Análisis de losas Aligeradas 152
4.6.2 Análisis de Losas Macizas 155
4.6.3 Análisis de Vigas, Columnas y Muros de Corte 158
4.6.4 Simulación del Proceso Constructivo 160
4.7. Análisis Estructural para Solitaciones Sísmicas 164
4.6.1 Modelo estructural 165
4.6.2 Análisis de Modos y Frecuencias 166
4.6.3 Representación de las Solicitaciones Sísmicas 166
4.6.4 Resultado del Análisis por Superposición Espectral 168
a. Control de desplazamiento lateral 168
b. Control de giro en planta : 170

X
c. Cortante en la base: La fuerza cortante basal para 171
Cada dirección
4.6.5 Fuerza Cortante de Diseño 171
4.6.6 junta de separación sísmica 173
4.6.7 Resultado de Fuerzas de Sismo 173
4.8. Diseño en Concreto Armado 174
4.7.1 Método de diseño 174
4.7.2 Diseño de losas aligeradas 176
Diseño por flexión 176
Diseño por corte 177
4.7.3 Diseño de losas macizas 180
Diseño por flexión 180
Diseño por corte 180
4.7.4 Diseño de Cimentaciones: 182
CAPITULO V
ANALISIS DE RESULTADOS
5.1 estructuración Y Predimensionamiento 190
5.1.1 Estudio De Suelo 190
5.1.2 Características Y Propiedades De Materiales 190
5.1.3 Normatividad 191
5.2 Modelo Y Análisis 192
5.3 Diseño De Concreto Armado 193
5.4 Análisis Estructural Para Solicitaciones Sísmicas 196
5.4.1 Modelo Estructural 196
5.4.2 Análisis de Modos y Frecuencias 197
5.4.3 Representación de las Solicitaciones Sísmica 197
5.4.4 Resultado del Analisis por Superposicion Espectral 198
5.5 Diseño en Concreto Armado 200
5.5.1 Método de Diseño 200
5.5.2 Diseño de losas aligeradas 201

XI
CAPITULO VI
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6.1. Discusión De Resultados 206
CAPITULO VII
CONCLUSIONES
7.1. Conclusiones 207
CAPITULO VII
RECOMENDACIONES
8.1. Recomendaciones 208
BIBLIOGRAFIA 209
ANEXOS 211

XII
INDICE DE FIGURAS
Figura N°1 Zapata corrida 30
Figura N°2 Estructura del suelo 44
Figura N°3 Horizonte del suelo 46
Figura N°4 Representación de la estratigrafía 52
Figura N°5 Símbolos gráficos de los suelos 53
Figura N°6 Obtención de muestras inalteradas 60
Figura N°7 Carta de plasticidad 86
Figura N°8 Mecanismo de falla propuesto por Meyerhof (a) 93
Figura N°9 Mecanismo de falla propuesto por Meyerhof (b) 94
Figura N°10 Factores de capacidad de carga para cimientos superficiales y
profundos según Meyerhof 95
Figura N°11 Factor reductor de la capacidad de carga por excentricidad en la
carga, según Meyerhof. 99
Figura N°12 Un caso especial de la carga inclinada 102
Figura N°13 Superficie de falla 104
Figura N°14 Modos de falla por capacidad de carga 105
Figura N°15 Tipo de fallas 111
Figura N°16 Modos de falla en cimentaciones sobre arena 112
Figura N°17 cimentaciones sobre roca 119
Figura N°18 Formas de rotura de cimentaciones sobre roca 120
Figura N°19 Formas de rotura de cimentaciones sobre rocas 121
Figura N°20 Fallo de zapata de medianería por excavación en
una roca con estratos inclinados desfavorablemente 123
Figura N°21 Problemas de apoyo de cimentaciones en roca 123
Figura N°22 Mejora de las condiciones de apoyo sobre una roca 124

XIII
Figura N°23 Distribución de carga para pilotes de fricción 136
Figura N°24 Distribución de carga para pilotes de punta 137
Figura N°25 Formulas básicas hincados para pilotes 138
Figura N°26 Elevación del edificio residencial 143
Figura N°27 Planta de piso típico (a) 144
Figura N°28 Planta de piso típico (b) 152
Figura N°29 Dirección de aligerado 153
Figura N°30 Modelo del aligerado y carga ultima 154
Figura N°31 Deformada del aligerado 154
Figura N°32 Diagrama de momento flector 155
Figura N°33 Diagrama de fuerza cortante 155
Figura N°34 Paño típico de losa maciza 156
Figura N°35 Modelo de la loza 157
Figura N°36 Momentos (a) 158
Figura N°37 Momentos (b) 158
Figura N°38 Momentos (c) 160
Figura N°39 Viga deleje B con secciones de comparación. 161
Figura N°40 Columna C-1 (25x90) con secciones de comparación. 162
Figura N°41 Espectro inelástico de periodo-aceleraciones. 168
Figura N°42 D.M.F de viga y D.F.C de PL. 174
Figura N°43 Diagrama de Momento Flector (ton.m) 178
Figura N°44 Diagrama de Fuerza Cortante (ton) 178
Figura N°45 Diseño de aligerado 179
Figura N°46 Diseño de losa maciza 181

XIV
Figura N°47 Diseño zapata 183
Figura N°48 Deformada de la zapata conectada y vigas de cimentación 185
Figura N°49 Diagrama de Momento Flector de la zona comprendida
entre los ejes C, D, E 186
Figura N°50 Diseño de la zapata conectada ubicada en el eje 1 en
la zona comprendida entre los ejes C, D, E. 187
Figura N°51 D.M.F. de la viga de cimentación (VC-04) ubicado en el eje C 188
Figura N°52 D.F.C. de la viga de cimentación (VC-04) ubicado en el eje C 188
Figura N°53 Diseño de la viga de cimentación VC-04. 189
Figura N°54 Zapata Aislada En Planta 194
Figura N°55 Zapata Aislada en elevación 195
Figura N°56 Zapata combinada 195
Figura N°57 Diseño de Zapata Z-1 203
Figura N°58 Disposición de armadura de refuerzo 204
Figura N°57 Diseño de viga de cimentación VC.04 205

XV
INDICE DE TABLAS
Tabla N°1 Cantidad de muestra según ensayo 61
Tabla N°2 Tamaños de muestras requerido 63
Tabla N°3 Sondajes para edificios de 1 a 16 pisos 68
Tabla N°4 Terminología para la descripción de suelos gruesos 77
Tabla N°5 Identificación de suelos 78
Tabla N°6 Sistema de clasificación AASHTO 82
Tabla N°7 Ssistema de clasificación SUCS (a) 88
Tabla N°8 Ssistema de clasificación SUCS (b) 89
Tabla N°9 Factores de capacidad de carga de Terzaghi 107
Tabla N°10 Presiones admisibles en roca (DIN 1054) 118
Tabla N°11 Presiones admisibles en roca (código ingles ) 118
Tabla N°12 Valores de Ks para pilotes hincados 131
Tabla N°13 Predimensionamiento de columna. 149
Tabla N°14 Predimensionamiento de muros 151
Tabla N°15 Fuerzas internas en Viga VT-01 161
Tabla N°16 Fuerzas internas en columna C-1 163
Tabla N°17 Coeficiente de fuerzas internas de viga VT-01 163
Tabla N°18 Cociente de fuerzas internas de columna C-1 164
Tabla N°19 Principales Modos 166
Tabla N°20 Desplazamientos elásticos e inelásticos 169
Tabla N°21 Derivas de entrepiso 169
Tabla N°22 Control de giro 170
Tabla N°23 Fuerza cortante Basal 171
Tabla N°24 Factor de escalamiento estático-dinámico 172
Tabla N°25 Factor de reducción de resistencia 175

XVI
Tabla N°26 Cargas muestas y vivas 175
Tabla N°27 Momentos admisibles de las viguetas prefabricadas 176
Tabla N°28 Resistencia a la fuerza cortante 177
Tabla N°29 Fuerzas internas de la viga 192
Tabla N°30 Fuerzas internas de las columnas 192
Tabla N°31 Principales modos 197
Tabla N°32 Desplazamientos elásticos e inelásticos. 199
Tabla N°33 Derivas de entrepiso 199
Tabla N°33 Control de giro 200
Tabla N°34 Factores de reducción 201
Tabla N°35 Factores de carga 201
Tabla N°36 Resistencia a Fuerza cortante 202

XVIII
INTRODUCCIÓN
El presenta trabajo de investigación denominado: “Estudio de Suelos y Diseño de
Cimentaciones para viviendas del Distrito de Huayucachi – Huancayo 2015”; es una
propuesta para la mejor calidad de construcción en las viviendas de aquel distrito.
Me baso en un estudio de cimentación, ya que la cimentación es la parte de la estructura
que permite la trasmisión de las cargas que actúan, hacia el suelo o hacia la roca
subyacente.
Es frecuente, sobre todo en ciudades, tener que realizar excavaciones verticales, porque la
existencia de edificios o calles próximas no permite utilizar taludes inclinados. Cuando el
terreno no es de buena calidad y no permite una excavación vertical sin apoyo, se debe
utilizar sistemas de soporte lateral. Una solución, si los lados de la excavación están
próximos, es apuntalar una pared contra otra. También se puede apuntalar una pared contra
un montículo provisional dejado en el centro de la excavación o contra la losa de la base del
sótano. Los métodos anteriores se conocen como entibaciones
Cuando los lados de la excavación están alejados, o cuando no es posible interferir con la
excavación, se utilizan pantallas. Las pantallas pueden ser rígidas o flexibles y estar en
voladizo o ancladas.
En este artículo se tratarán los sistemas de soporte lateral de excavaciones profundas,
entendiéndose que son aquellas que tienen una profundidad mayor que 6 metros. En estos
casos deben considerarse las dimensiones de la excavación y las características del
subsuelo.
Los aspectos de diseño y construcción de sistemas de soporte lateral de excavaciones
serán cubiertos. Además, se comentará brevemente sobre la presión de tierras en muros
temporales utilizados para soportar la excavación y la estructura permanente a ser
construida dentro de la excavación misma.
Debe tenerse en mente que los sistemas de soporte lateral se construyen conforme se
profundiza la excavación.
También debe recordarse que no se construye relleno sobre la estructura, sino que la masa
de tierra se retiene en su sitio. Se demostrará que dichos factores influencian los
desplazamientos que ocurren con la excavación y las presiones que se desarrollan en las
estructuras de retención

XIX
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 como los asentamientos diferenciales
La presente tesis está dividida en 5 capítulos, en donde desarrollaremos el problema de
investigación, su realidad problemática, formulación del problema, justificación y objetivos.
Se desarrolla también el marco teórico, donde se presentan los antecedentes, base teórica
relacionada con el problema, los modelos a seguir y las definiciones conceptuales.
De igual forma se presenta el marco metodológico en el cual se mencionan el tipo de diseño
de investigación realizada, la población y muestra, hipótesis, variables, operacionalizacion
de variables, métodos, técnicas e instrumentos de investigación, métodos de análisis e
interpretación de resultados donde se presentan los resultados obtenidos por cada
instrumento, se analizan y se interpretan.
Finalmente se presentan las conclusiones, recomendaciones y referencias bibliográficas.
Espero que la elaboración de la presente tesis constituya un aporte a la necesidad del
Distrito de Huayucachi – Huancayo.
Bach. RETAMOZO SAENZ LUIS ANGEL.

XX
RESUMEN
La investigación parte de la problemática: ¿De qué manera influye el Estudio
de Suelo y diseño de cimentaciones, para viviendas del Distrito de Huayucachi –
Huancayo 2015? el objetivo principal consiste en: diseñar y aplicar la construcción
de cimentaciones en las diferentes viviendas del distrito de HUAYUCACHI –
Huancayo 2015, basándose en el estudio de suelos. La hipótesis: el diseño y
aplicación de cimentación, permitirá mejor resistencia de cargas a las viviendas del
distrito de Huayucachi - Huancayo.
Respecto a la metodología el tipo de investigación utilizado será la aplicada
de nivel descriptivo y diseño de muestra- observación, de muestreo probabilístico
Como conclusión del presente trabajo de investigación se tiene que las
viviendas en el distrito de chilca no hacen un buen estudio de suelo para el diseño
de la cimentación.
PALABRAS CLAVES
Cimentación, estudio de suelos, tipos de suelos, rocas.
Bach. RETAMOZO SAENZ LUIS ANGEL.

1
CAPITULO I
ASPECTOS GENERALES DE LA INVESTIGACION
1.1 TITULO DE LA TESIS
Estudios de suelos y diseño de cimentaciones, para viviendas del distrito de
Huayucachi – Huancayo 2015
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Actualmente en el distrito de Huayucachi - Huancayo, por la sobrepoblación
y por la necesidad de tener un hogar donde vivir las personas están
comprando lotes para construir su casa sin la debida supervisión de un
ingeniero, ignorando el tipo de suelo en el que van a construir su casa
además ignorando el tipo de cimentación que se debe aplicar.
Debido a lo mencionado anteriormente es que es de suma importancia el
estudio de suelos ya que dependiendo de la capacidad portante del suelo se
puede elegir el tipo de cimentación ya sea (zapata aislada, zapata
combinada, zapata conectada, losa de cimentación y pilotes en casos
extremos para construcciones de: viviendas, edificios Especialmente la
cimentación más utilizada, incluso se utiliza en pequeñas unidades
habitacionales donde los suelos son de baja capacidad de carga. A medida
que transcurre el tiempo, se incrementa la necesidad de satisfacer la
demanda de nuevas construcciones que cumplan con los requisitos de
seguridad, economía, y durabilidad.

2
Los espacios para construir nuevas edificaciones, se están reduciendo, lo
que obliga a construir en forma vertical sobre suelos altamente compresibles
y demasiados débiles para soportar la carga transmitida por la
superestructura, existe dos tipos de cargas.
Cargas muertas, son cargas permanentes y que no son debidas al uso de la
estructura. En esta categoría se pueden clasificar las cargas
correspondientes al peso propio y al peso de los materiales que soporta la
estructura tales como acabados, divisiones, fachadas, techos, etc. Dentro de
las cargas muertas también se pueden clasificar aquellos equipos
permanentes en la estructura. En general las cargas muertas se pueden
determinar con cierto grado de exactitud conociendo la densidad de los
materiales.
Cargas vivas, corresponden a cargas gravitacionales debidas a la ocupación
normal de la estructura y que no son permanentes en ella. Debido a la
característica de movilidad y no permanencia de esta carga el grado de
incertidumbre en su determinación es mayor. La determinación de la posible
carga de diseño de una edificaciónha sido objeto de estudio durante muchos
años y gracias a esto, por medio de estadísticas, se cuenta en la actualidad
con una buena aproximación de las cargas vivas de diseño según el uso de
la estructura. Las cargas vivas no incluyen las cargas ambientales como
sismo o viento.
Para efectos de diseño es él calculista quien debe responder por la seguridad
de la estructura en su vida útil, para esto cuenta con las ayudas de las
normas y códigos de diseño donde se especifican las cargas vivas mínimas
a considerar.
El estudio de suelos y diseño de cimentaciones, para viviendas del distrito
de Huayucachi - Huancayo es muy importante, tanto por su crecimiento
demográfico como también el crecimiento vertical de las edificaciones.

3
1.3 FORMULACION DEL PROBLEMA
1.3.1. PROBLEMA GENERAL
¿De qué manera influye el estudio de los suelos en el diseño de
cimentaciones para la construcción de viviendas en el distrito de
Huayucachi – Huancayo 2015?
1.3.1. PROBLEMAS ESPECIFICOS
- ¿Cuáles son las características de los tipos de suelos que
existen en el distrito de Huayucachi – Huancayo en el año
2015?
- ¿Cómo se viene realizando las cimentaciones de las viviendas
en el distrito de Huayucachi – Huancayo en el año 2015?
- ¿Cómo se deben de diseñar las viviendas para soportar cargas
sísmicas en el distrito de Huayucachi – Huancayo en el año
2015?
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
1.4.1 OBJETIVO GENERAL
- Estudiar y analizar el tipo de suelo para el diseño respectivo de
las cimentaciones en viviendas del distrito de Huayucachi –
Huancayo en el año 2015.
1.4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Caracterizar los tipos de suelo del distrito de Huayucachi –
Huancayo en el año 2015.
- Describir los tipos de cimentaciones de las viviendas en el
distrito de Huayucachi - Huancayo
- Diseñar las cimentaciones para las viviendas del distrito de
Huayucachi – Huancayo en el año 2015.
1.5 JUSTIFICACION:
1.5.1. Teórica: La información recopilada y procesada servirá de
sustento para estas y otras sustentaciones similares, ya que

4
enriquecen el marco teórico y/o cuerpo de conocimientos que
existe sobre el tema en mención.
1.5.1.1. Social: La presente investigación corrobora en el bienestar
personal y fomentara el buen diseño de cimientos para la
construcción de viviendas.
1.5.1.2. Metodológica: Los instrumentos que se diseñaran y elaboraran
para la investigación, servirá para recopilar la información,
asimismo para analizar los datos, los mismos que han sido
guiados y orientados en todo momento por el método científico, la
metodología utilizada servirá para investigaciones análogas y con
aplicación a otros temas.
1.6. HIPÓTESIS
1.6.1. GENERAL
Aplicando la metodología blanda de la dinámica de sistemas se podrá
interpretar, plantear políticas y propuestas más adecuadas como alternativas
de solución para el tratamiento eficiente de los residuos sólidos en el Distrito
de Huancayo.
1.6.2. ESPECÍFICOS
a) Mejor educación ambiental, permite un tratamiento eficiente de los
residuos sólidos y así disminuir la contaminación ambiental en el Distrito de
Huancayo.
b) Generando mejor conciencia social, permite el tratamiento eficiente de los
residuos sólidos y así disminuir recalentamiento local y personas enfermas
por contaminación de desechos en el Distrito de Huancayo.
1.7. VARIABLES
1.7.1. VARIABLES INDEPENDIENTES
El tipo de suelo
Nivel de conciencia social
Nivel económico de las personas
Grado de instrucción de las personas

5
1.7.2. VARIABLES DEPENDIENTES
Tipo de estructuración de las viviendas
El tipo de cimentación
Profundidad de cimentación
1.8. METODOLOGÍA DE ESTUDIO
1.8.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
A decir de SIERRA, restituto (2002:123) el tipo de estudio de la
presente investigación es la aplicada y/o tecnológica porque “en
estos estudios de deben determinar y definir precisamente las
variables, luego se formulan hipótesis, los mismos que deben
probarse por métodos estadísticos, trabajándose con muestras
representativas y llegando al final a las conclusiones”
1.8.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
En la investigación siguiente se consideran algunos
procedimientos, primeramente se obtendrá información, una vez
obtenida esta se realizaran los estudios de suelos respectivos de
la localidad de Huayucachi para ser procesados y con esto modelar
las edificaciones que nos permitirán obtener los resultados de
acuerdo a nuestro diseño, por últimos estos resultados serán
evaluados.
1.8.3. POBLACIÓN Y MUESTRA
Población:
Según FREUDENTHAL, Hiudin (2001:55) “La población es el
conjunto de individuos que comparten por lo menos una
característica, sea una ciudadanía común, la calidad de ser
miembros de una asociación voluntaria o de una raza, la
matrícula en una misma universidad, o similares”.

6
En una investigación la población estará dada por las viviendas
de la población del Distrito de Huayucachi – Huancayo de la
Región Junin el año 2015.
Muestra:
La muestra es una pequeña parte de la población o un
subconjunto de esta, que sin embargo posee las principales
características de aquella. Ésta es la principal propiedad de la
muestra (posee las principales características de la población) la
que hace posible que el investigador que trabaje con la muestra,
generalice sus resultados a la población.
La muestra de investigación, según tipo de muestreo será una
pequeña parte de las viviendas, en este caso en un número de 100
viviendas del distrito de Huayucachi, que sin embargo posee las
principales características de la investigación.
1.8.4. FUENTES DE OBTENCIÓN DE INFORMACIÓN
En primer lugar, se tiene en cuenta el análisis documental, donde
se considerará las fichas bibliográficas, de resumen, de párrafo;
que nos servirán para estructurar el marco teórico referencial y
conceptual de la presente investigación.
Según SUÁREZ, Paúl (1998:36) sostiene que el fichaje “consiste
en registrar los datos que se van obteniendo en los instrumentos
llamados fichas, las cuales debidamente elaboradas y ordenadas
contienen la mayor parte de la información que se recopila en una
investigación”.
Según ARY, Donald y otros, (1993:68) “las fichas deben cumplir
una serie de requisitos formales que tienen como objetivo, facilitar
su utilización posterior”.
Asimismo, se considerará las no documentadas como son las:
encuestas y la observación propiamente dicha, las cuales se

7
elaboraron teniendo en cuenta los criterios de confiabilidad y
validez del mismo.
Según SIERRA, Restituto (1995:47) el instrumento cuestionario
de encuesta es “un conjunto de preguntas, preparados
cuidadamente sobre los hechos y aspectos que interesan en una
investigación sociológica para su contestación por la población o
su muestra a que se extiende el estudio emprendido”.
1.8.5. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
Para la elaboración y procesamiento de datos se utilizarán los modelos
tabulares numéricos y gráficos, además el uso de los softwares
aplicativos como el SPSS Versión 20.00, el Minitab y el Stat
respectivamente; donde se considerará.
 Las Medidas de Tendencia Central (la media aritmética, la mediana y la
moda), de Dispersión (La varianza y la desviación estándar y el
coeficiente de variabilidad). Las de forma: la Kurtosis.
 Para la prueba de Hipótesis, se hará uso de la chi2
.

8
CAPITULO II
MARCO TEORICO
En este segundo capítulo presentamos un análisis de la realidad problemática local
que existe en la calidad de viviendas que existen en el distrito de Huayucachi
respecto al desconocimiento de lo importante del estudio de suelos y el diseño de
una cimentación.
2.1 ANTESCEDENTES
3.4.5. Antecedentes Nacionales:
a) El Bach. Jesús Choque Contreras, sustentó el año (2011) su
tesis: PROYECTO DE ESTRUCURAS DE UN EDIFICIO EN
SURCO CON UN SOTANO Y CUATRO PISOS. en la
Pontificia Universidad Católica Del Perú, con la finalidad de
optar el título profesional de Ingeniero civil.
Luego de revisarse estudios de mecánica de suelos realizados
en el distrito de Surco y haberse consultado con el asesor de
esta tesis y con un ingeniero especialista en Geotecnia, se llegó
a la conclusión de que una capacidad admisible adecuada del
terreno a -3.85 m. de profundidad, es 4.5 Kg. /cm2 y que, el
valor adecuado del Df, para dicha capacidad, es de 1.50 m.
Para las cimentaciones de esta tesis, ubicadas a mayor
profundidad, como por ejemplo la cimentación de la zona de la
placa de la escalera, ascensor y la columna P.7 (- 5.0 m.),
también se diseñó con la capacidad de 4.5 Kg. /cm2 ya que, si

9
bien es cierto a esa profundidad la capacidad del terreno puede
ser un poco mayor, no se conoce el valor exacto de la misma y
no sería correcto diseñar con un valor diferente al
proporcionado en el estudio de suelos.
La presente investigación concluye en que el tipo de
cimentación diseñada para este edifico está directamente con
el tipo de suelo en el cual se va cimentar en este caso el tipo
de suelo es un suelo tipo S1.
b) El Bach. Edmundo David Parejas Cabrera y Jorge Víctor León
Vargas, sustentó el año (2011) su tesis: DISEÑO DE UN
EDIFICIO DE CONCRETO ARMADO DE 6 NIVEÑES. en la
Pontificia Universidad Católica Del Perú, con la finalidad de
optar el título profesional de Ingeniero civil.
Luego de realizar los ensayos de mecánica de suelos
correspondientes de acuerdo a la norma técnica de
edificaciones e. 050. Suelos y cimentaciones. Del reglamento
nacional de edificaciones se concluyó que. La cimentación es
la parte de la estructura que tiene como función transmitir las
cargas sobre el terreno, sin exceder su capacidad admisible y
previniendo asentamientos considerables. En el edificio “Del
Pinar” se consideran principalmente tres tipos de
cimentaciones: las zapatas aisladas centrales, las zapatas
combinadas en linderos y la zapata combinada central. En las
zapatas del límite de propiedad se usan vigas de cimentación
para tomar el momento flector generado producto de la
excentricidad. Estas vigas se conectan a las zapatas
intermedias aprovechando la carga axial a manera de
contrapeso. Debidoa la cercanía entre sí de las placas laterales
del edificio, es conveniente unir sus cimentaciones para
configurar una zapata combinada en lindero. Además, por la
longitud de las placas, se han conectado hasta dos vigas de
cimentación a la zapata, por cada elemento.

10
La presente tesis concluye en uso de vigas de cimentación para
las zapatas y con esto evitar el asentamiento diferencial que
pueda existir posteriormente.
c) El Bach. Ricardo Javier Acedo Chuquipiondo, sustentó el año
(2010) su tesis: DISEÑO DE UN EDIFICIO DE OFICINAS DE
CONCRETO ARMADO DE SIETE NIVEÑES Y DOS
SOTANOS. en la Pontificia Universidad Católica Del Perú, con
la finalidad de optar el título profesional de Ingeniero civil.
La cimentación es la estructura encargada de transmitir las
cargas de los elementos verticales al terreno, estas cargas
producen un esfuerzo que no debe ser mayor al esfuerzo
admisible del terreno para así evitar asentamientos en el
terreno no deseables. Para poder realizar el diseño de la
cimentación es necesario tener información acerca de las
propiedades del terreno, para lo cual es necesario valernos de
un Estudio de Mecánica de Suelos (EMS) a partir del cual
podamos elegir el tipo de cimentación adecuada teniendo. Para
la elaboración del presente documento se asumieron
características correspondientes a un terreno ubicado en el
distrito de Miraflores y estas son:
 Perfil del Suelo : Tipo S1
 Presión Admisible del Terreno : 3.0 kg/cm2
 Peso Unitario del Suelo : 2.00 ton/m3
 Angulo de Fricción del Terreno : 35°
En el siguiente proyecto se tienen diferentes tipos de
cimentación como son: zapatas aisladas, zapatas conectadas
y zapatas combinadas. A manera de ejemplo se presenta el
diseño de la zapata aislada Z-2 la cual recibe a la Columna C-
2 (0.45x1.20m).
La presente tesis tiene concluye que lo más correcto es diseñar
zapatas aisladas, zapatas combinadas y zapatas conectadas

11
para diseño estructural de un edificio de siete pisos y dos
sótanos destinado a oficinas ubicado en el distrito de Miraflores
sobre un terreno de 600 m2 de área. El suelo está constituido
de la grava típica en esta parte de la ciudad con una capacidad
portante del terreno de 3kg/cm2.
d) El Bach. Carlos Eduardo Huari Wilson, sustentó el año (2012)
su tesis: ESTRUCTURAS DE UN EDIFICO DE
DEPARTAMENTOS DE DIEZ PISOS, UBICADO EN LA
ESQUINA DE MIRAFLORES, DENTRO DE UN CONJUNTO
CONFORMADO POR TRES EDIFICIOS. en la Pontificia
Universidad Católica Del Perú, con la finalidad de optar el título
profesional de Ingeniero civil.
La cimentación de un edificio tiene como función principal
transmitir las cargas tanto de gravedad como de sismo al
terreno, de manera tal que no se exceda la capacidad portante
o esfuerzo admisible del suelo y además asegurando los
factores de seguridad adecuados para las condiciones de
estabilidad.
La capacidad portante del suelo no las da a conocer el estudio
de mecánica de suelos (EMS), el cual tiene carácter de
obligatorio para toda edificación cuya área techada sea mayor
a 500m2. El EMS también nos proporciona información sobre
el nivel o profundidad de la cimentación y agresividad del
terreno (presencia de sulfatos, cloruros, etc.) entre otros. Para
nuestro caso, de acuerdo con el EMS tenemos una capacidad
portante del suelo de 4 kg/cm2 y una profundidad de
cimentación de 1.60 m, los cuales son valores característicos
del suelo de Miraflores, que es donde se encuentra nuestro
edificio.

12
La presente tesis concluye que por las características y
requerimientos de la estructura se diseñaran zapatas aisladas
y zapatas combinadas debido a la cercanía entre las columnas
o placas y también debido a la magnitud de los momentos
flectores en dichos elementos.
3.4.6. Antecedentes Internacionales:
a) La Ing. Alejandro Perez Silva, sustentó su tesis (2013)
DISEÑO DE LA CIMENTACION DEL EDIFICIO MAS ALTO
DE COLOMBIA de la Universidad de Los Andes de
Colombia. Con la finalidad de obtener el grado de doctor.
Luego de realizar el estudio de suelos y haber realizado el
metrado de cargas, se concluyó que la profundidad de la
excavación es de 50 a 60 metros para la colocación de
pilotes el nivel freático se encuentra a 12 m desde luego
haciendo la salvedad de su varianza de acuerdo a la
constancia de las lluvias, este edificocontaras cimentaciones
profundas vale decir pilotes en un numero de 20 sobre los
cuales se realizara una losa de cimentación sobre la cual
recién construirá los cimientos del edifico. Todo esto es
debido a la gran carga del edificioy a la mala calidad del suelo
en este caso se encontró arcilla lo cual es un suelo no
adecuado para cimentaciones por ello se propone esta
solución.
La presente tesis concluye en el uso de pilotes cuando las
cargas son demasiado grandes y estas no pueden ser
soportadas por la capacidad portante del suelo.
b) La Ing. Mikel Remacha Mangano y Jose Antonio Loya
Lorenzo, sustentaron en su tesis el (2012) CONTROL DE
CALIDAD DE UN RASCACUELOS de la Universidad Carlos
III de Madrid. Con la finalidad de obtener el grado de doctor.

13
El proyecto está basado en la construcción de un rascacielos
de más de 200 metros de altura repartidos sobre 59 plantas
sobre rasante (situado en Madrid). La estructura vertical se
compone de un potente núcleo de hormigón armado que sirve
de alojamiento a los ascensores del edificio, a la vez que
resiste las acciones de viento. Los pilares son de hormigón
(de alta resistencia hasta la mitad de la torre
aproximadamente), con pequeños perfiles metálicos
embebidos, que permiten independizar la construcción de los
pilares de la de los forjado de planta, que son de tipo mixto
con chapa plegada.
En el apartado de control de materiales de cimentación y
estructura se proponen, según normativa, una serie de
ensayos a realizar sobre los materiales que se van a utilizar
en la construcción de la estructura de la torre. Para terminar
con el control de materiales, la empresa de control de calidad
se compromete a realizar una asistencia técnica de
asesoramiento en la utilización de hormigón de alta
resistencia.
La presente tesis concluye que en el caso de la construcción
de rascacielos es sumamente necesario realizar con la mayor
responsabilidad posible los estudios de suelos. Por otro lado
es necesario inspeccionar cada elemento estructural dentro
de la ejecución de la estructura de hormigón y los puntos que
se consideran más importantes.
c) La Ing. Nataniel Agües, sustentó su tesis (2013) DISEÑO DE
LA TORRE GIRASOL DE BOLIVIA de la Universidad Mayor
de San Simón (UMSS). Con la finalidad de obtener el grado
de doctor.
La edificación Construida sobre 30 mil metros cuadrados,
tiene 38 pisos y una altura de 117 metros. La inversión es de

14
$us 8 millones. La Torre Girasoles es, además, el primer
edificio en La Paz que tendrá un pequeño hotel en el zócalo y
los dos pisos inmediatos.
La presente tesis concluye en el uso de pilotes con una losa
de cimentación sobre las cuales se realizaran la cimentación
respectiva, debido a que las cargas son demasiado grandes
y estas no pueden ser soportadas por la capacidad portante
del suelo.
d) La Ing. Andrew Bromberg, sustentó su tesis (2010) DISEÑO
DEl “THE PENTOMINIUM” de la Birkbeck University of
London. Con la finalidad de obtener el grado de doctor.
El edificio iba a tener inicialmente una altura de 516 metros, si
bien actualmente las informaciones hablan de 618 metros.
Para llevar a cabo este incremento de altura el edificiocontará
con dos grandes pináculos o antenas que fijados lateralmente
en las últimas plantas del edificio sobresaldrán algo más de
100 metros sobre la altura de cornisa del mismo.
El edificio se dividirá en 2 mitades verticales diferenciadas,
una a cada parte del núcleo central. La cara orientada al sur
contará con una fachada con continuidad vertical desde el
suelo hasta el tope de la torre. Dicha fachada estará
compuesta de vidrios cuyo grosor irá variando desde más
delgado a más grueso conforme la torre gana altura, con el fin
de poder ofrecer una adecuada protección con respecto al
viento.
La presente tesis concluye en el uso de una losa de
cimentación que contara con una impresionante cantidad de
armadura de acero para soportar dichas cargas.

15
Prácticamente todas las estructuras de ingeniería civil, edificios, Puentes,
carreteras, túneles, muros, torres, canales o presas deben cimentarse sobre
la superficie del terreno o dentro de él. Las cargas de estas estructuras se
transmiten al terreno através de una cimentación adecuada; dependiendo de
la naturaleza del terreno, se construyen cimentaciones superficiales como las
zapatas y cimentaciones profundas como los pilotes. En el proyecto de
cualquier sistema de cimentación, el problema fundamental es evitar que se
produzcan asientos suficientemente grandes para dañar la estructura o
dificultar sus funciones. La magnitud del asiento permisible depende, entre
otros factores, del tamaño, tipo y utilización de la estructura, tipo de
cimentación y del emplazamiento de la estructura.
Una manera de estimar el asiento, que se puede producir en un suelo saturado
bajo una carga determinada, es a través de los ensayos de consolidación. El
ensayo de consolidación estándar, conocido como edómetro convencional,
proporciona información acerca de la compresibilidad del suelo, y permite
estimar, en cuestión de semanas, la magnitud y el tiempo en el cual se
producirá el asiento del suelo en condiciones unidimensionales (1-D).
Durante los años 1960 y 1970, numerosos investigadores desarrollaron otras
metodologías de ensayos alternativos, con la finalidad de reducir el tiempo de
ensayo, a varios días, o incluso a varias horas. Los ensayos de velocidad de
carga constante (CRL,ConstantRate of Loading consolidation test), los de
gradiente controlado (CG,Controlled Gradient consolidation test), los de
velocidad de deformación constante(CRS, ConstantRate of Strain
consolidation test) y los que mantienen una relación velocidad de
carga/presión de poros (en la base impermeable) constante (CL,Continuous
Loading consolidation test) son los ensayos, alternativos al edómetro
convencional, más habituales.
El denominador común de todos estos ensayos es que la carga vertical que
se aplica sobre las probetas es continua y variable con el tiempo, además de
la posibilidad de registrar la presión intersticial que se genera en la base
impermeable de la muestra durante todo el ensayo. Por el contrario, en el

16
edómetro convencional la carga vertical se aplica por escalones, es constante
en cada escalón aplicado y no ofrece la posibilidad de registrar presiones
intersticiales.
Algunos de estos ensayos son los que se han reproducido en el laboratorio
de Geotecnia del Departamento de Ingeniería del Terreno. El trabajo de
referencia (Martín,2002 [1]) se inicia con un recorrido histórico sobre los
ensayos de consolidación con carga variable, y a continuación, se lleva a cabo
la puesta a punto del equipo necesaria para desarrollar un ensayo edométrico
con carga variable sobre la arcilla rojiza del llano de Barcelona. En primer lugar
se realizaron ensayos CRL, dado que son los más sencillos en cuanto a
programación, y una vez el equipo estuvo calibrado y ajustado correctamente,
se realizaron los ensayos CG. Los resultados de estos dos tipos de ensayos
pusieron de manifiesto algunas limitaciones y la problemática del equipo, así
como la concordancia de los parámetros de consolidación y de deformación
del suelo con los que se obtuvieron en el edómetro convencional.
El trabajo actual pretende ser una continuación del ya indicado Martín, 2002
[1] en el cual se intenta responder a algunos de los interrogantes surgidos. La
posibilidad de realizar ensayos edométricos con carga contínua (CRL, y CG)
con suelos más plásticos y menos permeables que el suelo del llano de
Barcelona, la mejora del sistema de control para eliminar inestabilidades, y la
adaptación del equipo a nuevas modalidades de ensayos, como es el caso
del CRS, son los aspectos, entre otros, que se tratan.
3.5. Bases Teóricas:
3.5.1. ¿Qué es una cimnetacion?
La cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es
transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este
al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible
ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es,
generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportará, el

17
área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente
más grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos
muy coherentes).
La cimentación es importante porque es el grupo de elementos que
soportan a la superestructura. Hay que prestar especial atención ya que
la estabilidad de la construcción depende en gran medida del tipo de
terreno.
3.5.2. Características del Tipo de Cimentaciones
El terreno, al recibir cargas que son transmitidas por la cimentación,
tiende a deformarse en una o en varias de sus capas, dependiendo de
la compresión y las propiedades del mismo, las cuales pueden variar
con el tiempo o con algunos factores como lo son: la variación del
volumen de vacíos como consecuencia de la compactación del terreno,
el desplazamiento y deformación de las partículas al irse acumulando
éstas, lo cual producen asentamientos en la superficie de contacto
entre la cimentación y el terreno.
Los cimientos juegan un papel muy importante dentro de la edificación
ya que éstos son los que distribuyen las cargas de la estructura hacia
el suelo, de tal manera que el suelo y los materiales que lo constituyen
tengan una capacidad suficiente para soportarlas sin sufrir
deformaciones excesivas. Dependiendo de la interacción del suelo y la
cimentación, las características de ésta cambiará en cuanto a su tipo,
forma, tamaño, costo, etc. De aquí se concluye que, si se quiere una
construcción segura y económica, se deban tener conocimientos en
mecánica de suelos y diseño de cimentaciones.
Los materiales existentes en los suelos naturales se clasifican en cuatro
tipos:
- arenas y grava,
- limos
- arcillas
- materia orgánica.

18
Las arenas y grava son materiales granulares no plásticos.
Las arcillas, se componen de partículas mucho más pequeñas,
exhibiendo propiedades de plasticidad y poca cohesividad.
Los limos son materiales intermedios en el tamaño de sus partículas y
se comportan, de modo típico, como materiales granulares, aunque
pueden contener algo de material plástico.
La materia orgánica se caracteriza por constar, principalmente, de
desechos vegetales.
3.5.3. Clasificación de las cimentaciones
La forma más común de clasificar las cimentaciones es en función de
la profundidad de los estratos a los que se transmite la mayor parte de
las cargas queprovienen de la construcción, dividiéndose en dos
grupos, los cuales son:
Cimentaciones superficiales:
Son aquellas que se apoyan en estratos poco profundos que tienen
suficiente capacidad para resistir las cargas de la estructura. En esta
clasificación encontramos
- Zapatas: son ensanchamientos de la sección de las columnas o
muros con los que se distribuye la caga de éstos a un área de
contacto mayor con el suelo. Las zapatas pueden ser aisladas (bajo
una sola columna), combinadas (bajo dos o más columnas) o
corridas (bajo un muro a una contratrabe).
- Losas de cimentación:
Aquí el apoyo se realiza sobre toda el área de la construcción.
Estas losas pueden ser planas (sin vigas) o con retículas de vigas
(llamadas contratrabes).En ocasiones, la losa de cimentación, la
losa de planta baja y las contratrabes y muros de lindero forman
cajones de cimentación que pueden llegar a un nivel de profundidad
que permiten, bajo ciertas condiciones, aprovechar el peso retirado

19
del suelo excavado para compensar parcial o totalmente el peso de
la construcción y aliviar así la presión neta en la superficie de
contacto con el suelo.
Cimentaciones profundas:
Están constituidas esencialmente por pilotes que transmiten su carga
por punta o por fricción y que se denominan pilas cuando su sección
transversal es de gran tamaño. Los pilotes pueden colocarse bajo
zapatas o bajo losas de cimentación y pueden trabajar de tal forma que
la carga se resista en parte por fricción con el suelo y en parte por apoyo
de contacto profundo. En esta categoría se tienen los siguientes tipos:
a) Cimentación compensada con pilotes de fricción
b) Cimentación a base de pilotes de punta
c) Cimentación a base de pilas
Al momento de elegir un tipo de cimentación, es importante tomar en
cuenta diversos factores como lo son la excavación, bombeo y la
compactación que requieran. Es por esto que el diseño de las mismas
debe incluir:
- Un análisis del sistema suelo-cimentación-superestructura y la
determinación de las fuerzas internas y deformaciones que se
generan por esa interacción.
- La revisión de la capacidad de carga del suelo y de los
hundimientos que se producen por las cargas sobre el suelo.
- El dimensionamiento de la cimentación y la consideración en la
superestructura de las solicitaciones debidas a los movimientos de
los apoyos.

20
2.2.4 Tipos de cimiento
a. Cimientos de piedra:
Los cimientos de piedra son los apoyos de una construcción. Sirven
para cargar el peso de toda una vivienda, repartiéndolo
uniformemente en el terreno sobre el que se encuentra construida.
La cimentación es necesaria en cualquier construcción aunque en
el caso de que esta se haga por partes.
b. Cimientos de mampostería:
En zonas donde la piedra es abundante suele aprovecharse esta
como material de cimentación. Para grandes construcciones es
necesario efectuar en un laboratorio de ensayo pruebas sobre la
resistencia de la piedra de que se dispone. Tratándose de
construcciones sencillas, en la mayoría de casos resulta suficiente
efectuar la prueba golpeando simplemente la piedra con una
maceta y observando el ruido que se produce. Si este es hueco y
sordo, la piedra es blanda, mientras que si es aguda y metálico, la
piedra es dura.
c. Cimentaciones profundas:
Este tipo de cimentación se utiliza cuando se tienen circunstancias
especiales: -Una construcción determinada extensa en el área de
austentar. -Una obra con una carga demasiadagrande no pudiendo
utilizar ningún sistema de cimentación especial. -Que terreno al
ocupar no tenga resistencia o características necesarias para
soportar construcciones muy extensas o pesadas.
 Por Sustitución
Básicamente esta cimentación es material extra excavación en
el terreno y en el proporcional de la construcción se debe
conocer el tipo de estado coincidencial el peso volumétrico de
cada una de las capas que se construyen en el terreno a

21
excavar, para que el peso sea perfecto, se deben nivelar con el
de la construcción perfectamente conocida.
 Por Flotación
Esta clase de cimentación se basa con el principio de
Arquímedes que dice que todo cuerpo sumergido en el liquido
experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del
volumen del liquido desalojado.
 Por Pilotación
Se tienen tres formas de pilotes: -Pilotes trabajando con apoyos
directos. -Pilotes que trabajas mediante fricción
d. Cimentaciones superficiales:
Son las ya antes mencionadas como la mampostería la de
zapatas aisladas también la zapata corrida la de concreto ciclópeo
y la losa de cimentación
2.2.5 Pilotes
se denomina pilote a un elemento constructivo utilizado para
cimentación de obras, que permite trasladar las cargas hasta un estrato
resistente del suelo, cuando este se encuentra a una profundidad tal
que hace inviable, técnica o económicamente, una cimentación más
convencional mediante zapatas olosas.
Tiene forma de columna colocada en vertical en el interior del terreno
sobre la que se apoya el elemento que le trasmite las cargas
(pilar, encepado, losa...) y que trasmite la carga al terreno
por rozamiento del fuste con el terreno, apoyando la punta en capas
más resistentes o por ambos métodos a la vez.

22
Tipos de pilotes
a) Primeros pilotes
Es el tipo de pilote más antiguo, normalmente de madera, y se
inventó para hacer cimentaciones en zonas con suelo húmedo, con
el nivel freático alto o inundadas. Eran de madera, troncos
sencillamente descortezados y su capacidad portante se basaba,
bien llegando a un capa del terreno suficientemente resistente, bien
por rozamiento del pilote con el terreno.
b) Pilotes insitu
La denominación se aplica cuando el método constructivo consiste
en realizar una perforación en el suelo a la cual, una vez terminada,
se le colocará un armado en su interior y posteriormente se rellenará
con hormigón.
En ocasiones, el material en el que se está cimentando, es un suelo
friccionante (como son arenas, materiales gruesos y limos, los
cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya
que al poseer una estructura cohesiva tan frágil, cualquier
movimiento como el que produce la broca o útil al perforar o la simple
presencia de agua en el suelo entre otros, hace que se rompa dicha
cohesión y el material trabaje como un suelo friccionante), es por ello
que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de
la perforación; a este fenómeno se le denomina "caídos", es por ello
que se recurre a diversos métodos para evitar que se presente.
Por la forma de ejecución del vaciado, se distinguen básicamente
dos tipos de pilotes: los de extracción y los de desplazamiento. Un
pilote de extracción se realiza extrayendo el terreno, mientras que el
de desplazamiento se ejecuta compactándolo. En ambos casos se
utilizan diferentes técnicas para mantener la estabilidad de las
paredes de la excavación.

23
Los tipos de pilotes in situ está recogidos en las Normas
Tecnológicas de la Edificación.
- Pilote in situ de desplazamiento con azuche
Usualmente como pilotaje de poca profundidad trabajando por
punta, apoyado en roca o capas duras de terreno, después de
atravesar capas blandas. También como pilotaje trabajando por
fuste y punta en terrenos granulares medios o flojos, o en terrenos
de capas alternadas coherentes y granulares de alguna
consistencia.
- Pilote in situ de desplazamiento con tapón de gravas
Usualmente como pilotaje trabajando por fuste en terrenos
granulares de compacidad media o en terrenos con capas
alternadas coherentes y granulares de alguna consistencia.
- Pilote in situ de extracción con entubación recuperable
Este tipo de pilote se ejecuta excavando el terreno y utilizando
una camisa (tubo metálico a modo de encofrado), que evita que
se derrumbe la excavación. Una vez completado el vaciado, y
según se va hormigonando el pilote, se va retirando gradualmente
la camisa, que puede ser reutilizada nuevamente.
Usualmente como pilotaje de poca profundidad trabajando por
punta, apoyado en roca. También como pilotaje trabajando por
fuste en terreno coherente de consistencia firme, prácticamente
homogéneo.
- Pilote in situ de extracción con camisa perdida
Se ejecuta por el mismo sistema del tipo in situ de extracción con
entubación recuperable, con la diferencia de que la camisa

24
metálica no se extrae, sino que queda unida definitivamente al
pilote.
Usualmente como pilotaje trabajando por punta apoyado en roca
o capas duras de terreno y siempre que se atraviesen capas de
terreno incoherente fino en presencia de agua, o exista flujo de
agua y en algunos casos con capas de terreno coherente blando;
cuando existan capas agresivas al hormigón fresco. La camisa se
utilizará para proteger un tramo de los pilotes expuesto a la acción
de un terreno agresivo al hormigón fresco o a un flujo de agua. La
longitud del tubo que constituye la camisa será tal que,
suspendida desde la boca de la perforación, profundice dos
diámetros por debajo de la capa peligrosa.
- Pilote in situ perforado sin entubación con lodos tixotrópicos
Pilotaje trabajando por punta, apoyado en roca o capas duras de
terreno. Cuando se atraviesen capas blandas que se mantengan
sin desprendimientos por efecto de los lodos.
- Pilote in situ barrenado sin entubación
Usualmente como pilotaje trabajando por punta, apoyado en capa
de terreno coherente duro. También como pilotaje trabajando por
fuste en terreno coherente de consistencia firme prácticamente
homogéneo o coherente de consistencia media en el que no se
produzcan desprendimientos de las paredes.
- Pilote in situ barrenado y hormigonado por tubo central de
barrena
Usualmente como pilotaje trabajando por punta, apoyado en roca
o capas duras de terreno. También como pilotaje trabajando por
fuste y punta en terrenos de compacidad o consistencia media, o
en terrenos de capas alternadas coherentes y granulares de
alguna consistencia

25
Se trata de pilotes por desplazamiento de las tierras por medio de
una barrena continua. Posteriormente se ejecuta el hormigonado
por bombeo por el tubo tubo central existente en el interior de la
barrena.
Este sistema resulta apropiado para suelos blandos e inestables
y con presencia de agua. La armadura se introduce una vez
perforado y hormigonado el pilote, por lo que genera el
inconveniente de que debido a la densidad del hormigón, la
longitud de armado no supera los 7,00- 9,00 m.
- Pilotes hincados
Consiste en introducir elementos prefabricados de hormigón
similares a postes de luz o secciones metálicas por medio de
piloteadoras en el suelo.
Dichos elementos son colocados verticalmente sobre la superficie
del terreno y posteriormente "hincados" en el piso a base de
golpes de "martinete", esto hace que el elemento descienda,
penetrando el terreno, tarea que se prolonga hasta que se alcanza
la profundidad del estrato resistente y se produzca el "rechazo"
del suelo en caso de ser un pilote que trabaje por "punta", o de
llegar a la profundidad de diseño, en caso de ser un pilote que
trabaje por "fricción".
- Pilotes prefabricados
Los pilotes prefabricados pertenecen a la categoría de
cimentaciones profundas, también se los conoce por el nombre
de pilotes premoldeados; pueden estar construidos con hormigón
armado ordinario o con hormigón pretensado.
Los pilotes de hormigón armado convencional se utilizan para
trabajar a compresión; los de hormigón pretensado funcionan bien
a tracción, y sirven para tablestacas y cuando deben quedar
sumergidos bajo el agua. Estos pilotes se clavan en el terreno por

26
medio de golpes que efectúa un martinete o con una pala metálica
equipada para hincada del pilote.
Su sección suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente
son de 30 cm x 30 cm ó 45 cm x 45 cm También se construyen
con secciones hexagonales en casos especiales. Están
compuestos por dos armaduras: una longitudinal con cuatro
varillas de 25 mm de diámetro, y otra transversal compuesta por
estribos de varilla de 8 mm de sección como mínimo. La cabeza
del pilote se refuerza mediante cercos con una separación de 5
cm en una longitud de un metro. La punta va reforzada con una
pieza metálica especial para facilitar la hinca.
- Pilotes excéntricos
Los pilotes excéntricos son los que se ubican fuera de los ejes de
las columnas y de las contratables en edificios urbanos con
estructura reticular, ofreciendo ventajas sustanciales respecto de
los tradicionales instalados a cielo abierto antes del desplante de
la edificación, colados en sitio o prefabricados hincados a golpes
de martillo y coincidentes con los ejes, lo que dicho en otras
palabras significa que los pilotes excéntricos pueden instalarse
después de haberse iniciado la construcción del edificio. Cuando
éste ya tiene algún peso se usa como lastre gratuito para dar la
reacción de hincado al equipo hidráulico que es compacto,
silencioso, sin vibraciones, limpio y de mayor capacidad que la
dada con golpes de martillo.
Las ventajas sustanciales de carácter financiero a favor del
propietario y de tipo ingenieril a favor de los técnicos participantes,
debidas al simple cambio de ubicación de los pilotes, son las
siguientes:
Ahorro del tiempo total de construcción del edificio al eliminar del
programa de obra el que correspondería a la instalación
tradicional de los pilotes hecha antes del inicio de la construcción.

27
Se garantiza la verticalidad de los pilotes gracias al tipo de
perforación en el subsuelo, que guía la punta del pilote según la
línea de la gravedad hasta llegar a la capa de apoyo.
Los pilotes pueden ser de cualquier tipo de funcionamiento, a
saber: apoyados por punta, flotantes, o de fricción negativa, según
se haya decidido por el Estudio de Mecánica de Suelos.
La totalidad de los pilotes apoyados en estrato duro se rebotan a
la carga de prueba cuando la punta llega al estrato y la fricción
lateral es despreciable, garantizando la inmovilidad de los pilotes
bajo toda solicitación de carga y sin costo adicional para el
propietario. La inmovilidad se aprovecha en casos específicos
para controlar los esfuerzos y las deformaciones del conjunto
“suelo-edificio-pilote”, instalando mecanismos modernos a prueba
de sismos muy enérgicos, tanto en obras nuevas donde han
originado el concepto "Construya Antes Hinque Después", o en
edificios que ya estando en funcionamiento requieren ser
recimentados sin dejar de funcionar, para recuperar la verticalidad
perdida porque es riesgoso que se hayan reducido los factores de
seguridad de la estructura consumidos por la inclinación, la que
pone en riesgo la seguridad de los usuarios, la del propio edificio
y la de las edificaciones adyacentes, asi como las instalaciones
públicas bajo las banquetas y también para recuperar los niveles
correctos cuando aparentemente los edificios han “emergido”
respecto del nivel de las banquetas en la vía pública.
Cuando en las edificaciones se presentan problemas generados
por un comportamiento distinto del subsuelo al esperado por
nosotros, como sucede en las zonas lacustres sujetas a proceso
de consolidación por pérdida de humedad, por sobrecarga o por
el efecto nocivo de sismos de alta energía, la excentricidad de los
pilotes permite en todo momento si fuere necesario o conveniente,
cambiar su tipo de funcionamiento diseñado de origen.

28
2.2.6. ¿Qué es una zapata?
Una zapata es un tipo de cimentación superficial (normalmente
aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente
homogéneos y de resistencias a compresión medias o altas. Consisten
en un ancho prisma de hormigón (concreto) situado bajo los pilares de
la estructura. Su función es transmitir al terreno las tensiones a que
está sometida el resto de la estructura y anclarla.
Cuando no es posible emplear zapatas debe recurrirse a
cimentación por pilotaje o losas de cimentación.
Tipos de zapatas
Existen varios tipos de zapatas en función de si servirán de apoyo a
uno o varios pilares o bien sean a muros. Para pilares singulares se
usan zapatas aisladas, para dos pilares cercanos zapatas combinadas,
para hileras de pilares o muros zapatas corridas.
B. Zapatas aisladas
Empleadas para pilares aislados en terrenos de buena calidad,
cuando la excentricidad de la carga del pilar es pequeña o
moderada. Esta última condición se cumple mucho mejor en los
pilares no perimetrales de un edificio. Las zapatas aisladas según
su relación entre el canto y el vuelo o largo máximo libre pueden
clasificarse en:
- Zapatas rígidas o poco deformables.
- Zapatas flexibles o deformables.
Y según el esfuerzo vertical esté en el centro geométrico de la
zapata se distingue entre:
- Zapatas centradas.
- Zapatas excéntricas.

29
- Zapatas irregulares.
- Zapatas colindantes
El correcto dimensionado de las zapatas aisladas requiere la
comprobación de la capacidad portante de hundimiento, la
comprobación del estado de equilibrio (deslizamiento, vuelco),
como la comprobación resistente de la misma y su asentamiento
diferencial en relación a las zapatas contiguas.
C. Zapatas Combinadas
A veces, cuando un pilar no puede apoyarse en el centro de la
zapata, sino excéntricamente sobre la misma o cuando se trata de
un pilar perimetral con grandes momentos flectores la presión del
terreno puede ser insuficiente para prevenir el vuelco de la
cimentación. Una forma común de resolverlo es uniendo o
combinando la zapata de cimentación de este pilar con la más
próxima, o mediante vigas de atado, de tal manera que se pueda
evitar el giro de la cimentación.
Un caso frecuente de uso de zapatas combinadas son las zapatas
de medianería o zapatas de lindero, que por limitaciones de
espacio suelen ser zapatas excéntricas. Por su propia forma estas
zapatas requieren para un correcto equilibrio una viga de atado.
Dicha viga de atado junto con otras dos zapatas, constituye un caso
de zapatas combinadas.
D. Zapatas corridas o continuas
Se emplea normalmente este tipo de cimentación para sustentar
muros de carga, o pilares alineados relativamente próximos, en
terrenos de resistencia baja,media o alta. Las zapatas de lindero
conforman la cimentación perimetral, soportando los pilares o
muros excéntricamente; la sección del conjunto muro-zapata tiene
forma de |_ para no invadir la propiedad del vecino. Las zapatas
interiores sustentan muros y pilares según su eje y la sección muro-

30
zapata tiene forma de T invertida _|_; poseen la ventaja de distribuir
mejor el peso del conjunto.
Fig. N° 1 Zapata corrida
2.2.7. Losa de Cimentación
Una losa de cimentación es una placa de hormigón apoyada sobre el
terreno que sirve de cimentación que reparte el peso y las cargas del
edificio sobre toda la superficie de apoyo.
Las losas son un tipo de cimentación superficial que tiene muy buen
comportamiento en terrenos poco homogéneos que con otro tipo de
cimentación podrían sufrir asentamientos diferenciales. También en
terrenos con muy poca capacidadportante. Las losas más sencillas son
las losas de espesor constante, aunque también existen la losas
nervadas que son más gruesas según la dirección de muros o filas
de pilares. Su cálculo es similar al de una losa plana de azotea
invirtiendo las direcciones de los esfuerzos y aplicando las cargas tanto
axiales como uniformes provenientes de todo el edificio. Las trabes de
estas losas se invierten para quedar enterradas en el terreno y evitar
obstáculos al aprovechamiento de la superficie, que queda lista para
ocuparse como un firme aunque su superficie aún es rugosa.

31
2.2.8. ¿Por qué hacemos un estudio de suelos?
Por qué un estudio de suelos, permite dar a conocer las características
físicas y mecánicas del suelo, es decir la composiciónde los elementos
en las capas de profundidad, así como el tipo de cimentación más
acorde con la obra a construir y los asentamientos de la estructura en
relación al peso que va a soportar.
Esta investigación que hace parte de la ingeniería civil es clave en la
realización de una obra para determinar si el terreno es apto para llevar
a cabo la construcción de un inmueble u otro tipo de intervención.
2.2.9. ¿Qué es un suelo?
Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre,
biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de
las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres
vivos (meteorización).
Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de
procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran
variedad de suelos existentes en la tierra.
Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo
particular, algunos de estos son la deposición eólica, sedimentación en
cursos de agua, meteorización, y deposición de material orgánico.
De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en
la formación del suelo son las siguientes:
- Disgregación mecánica de las rocas.
- Meteorización química de los materiales regolíticos, liberados.
- Instalacióndelos seres vivos (microorganismos, líquenes, etc.) sobre
ese sustrato inorgánico. Esta es la fase más significativa, ya que con
sus procesos vitales y metabólicos, continúan la meteorización de
los minerales, iniciada por mecanismos inorgánicos. Además, los

32
restos vegetales y animales a través de la fermentación y la
putrefacción enriquecen ese sustrato.
- Mezcla de todos estos elementos entre sí, y con agua y aire
intersticiales.
2.2.9. Tipos de suelo:
Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su
funcionalidad y otra de acuerdo a sus características físicas.
a) Por funcionalidad:
- Suelos arenosos:
No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son
aptos para la agricultura, ya que por eso son tan coherentes.
- Suelos calizos:
Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco,
secos y áridos, y no son buenos para la agricultura
- Suelos humíferos (tierra negra):
Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color
oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo.
- Suelos arcillosos:
Están formados por granos finos de color amarillento y retienen
el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser
buenos para cultivar.
- Suelos pedregosos:
Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua
y no son buenos para el cultivo.

33
- Suelos mixtos:
Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los
suelos arcillosos.
b) Por características físicas:
- Litosoles:
Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y
afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene
una vegetación baja, se conoce también como leptosales que
viene del griego leptos que significa delgado.
- Cambisoles:
Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de
arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.
- Luvisoles:
Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación
superior al 50%.
- Acrisoles:
Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y
bajo saturación de bases al 50%.
- Gleysoles:
Presentan agua en forma permanente o semipermanente con
fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm.
- Fluvisoles:
Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría
son ricos en calcio.
- Rendzina:
Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de
profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca
caliza.

34
- Vertisoles:
Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de
contracción y expansión, se localizan en superficies de poca
pendiente y cercanos escurrimientos superficiales
c) Clasificación de los suelos
El suelo se puede clasificar según su textura: fina o gruesa, y por
su estructura: floculada, agregada o dispersa, lo que define su
porosidad que permite una mayor o menor circulación del agua, y
por lo tanto la existencia de especies vegetales que necesitan
concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases.
El suelo también se puede clasificar por sus características
químicas, por su poder de absorción de coloides y por su grado de
acidez (pH), que permite la existencia de una vegetación más o
menos necesitada de ciertos compuestos.
Los suelos no evolucionados son suelos brutos, muy próximos a la
roca madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son
resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de
aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares y los
desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas.
Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la
naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: ránker,
rendzina y los suelos de estepa. Los suelos ránker son más o
menos ácidos, como los suelos de tundra y los alpinos. Los suelos
rendzina se forman sobre una roca madre carbonatada, como
la caliza, suelen ser fruto de la erosión y son suelos básicos. Los
suelos de estepa se desarrollan en climas continentales y
mediterráneo subárido. El aporte de materia orgánica es muy alto.
Según sea la aridez del clima pueden ser desde castaños hasta
rojos.

35
En los suelos evolucionados encontramos todo tipo de humus, y
cierta independencia de la roca madre. Hay una gran variedad y
entre ellos se incluyen los suelos de los bosques templados, los de
regiones con gran abundancia de precipitaciones, los de climas
templados y el suelo rojo mediterráneo. En general, si el clima es
propicio y el lugar accesible, la mayoría de estos suelos están hoy
ocupados por explotaciones agrícolas.
2.2.10. Suelo como sistema ecológico
Constituye un conjunto complejo de elementos físicos, químicos y
biológicos que compone el sustrato natural en el cual se desarrolla la
vida en la superficie de los continentes. El suelo es el hábitat de una
biota específica de microorganismos y pequeños animales que
constituyen eledafón. El suelo es propio de las tierras emergidas, no
existiendo apenas contrapartida equivalente en los ecosistemas
acuáticos. Es importante subrayar que el suelo así entendido no se
extiende sobre todos los terrenos, sino que en muchos espacios lo que
se pisa es roca fresca, o una roca alterada sólo por meteorización,
un regolito, que no merece el nombre de suelo.
Desde el punto de vista biológico, las características del suelo más
importantes son supermeabilidad, relacionada con la porosidad,
su estructura y su composición química. Los suelos retienen las
sustancias minerales que las plantas necesitan para su nutrición y que
se liberan por la degradación de los restos orgánicos. Un buen suelo
es condición primera para la productividad agrícola.
En el medio natural los suelos más complejos y potentes (gruesos)
acompañan a los ecosistemas de mayor biomasa y diversidad, de los
que son a la vez producto y condición. En este sentido, desde el punto
de vista de la organización jerárquica de los ecosistemas, el suelo es
un ecosistema en sí y un subsistema del sistema ecológico del que
forma parte.

36
2.2.12. Suelo orgánico
El estudio de la dinámica del suelo muestra que sigue un proceso
evolutivo al que son aplicables por completo los conceptos de
la sucesión ecológica. La formación de un suelo profundo y complejo
requiere, en condiciones naturales, largos períodos de tiempo y el
mínimo de perturbaciones. Donde las circunstancias ambientales son
más favorables, el desarrollo de un suelo a partir de un sustrato
geológico bruto requiere cientos de años, que pueden ser millares en
climas, topografías y litologías menos favorables.
Los procesos que forman el suelo arrancan con la meteorización física
y química de la roca bruta. Continúa con el primer establecimiento de
una biota, en la que frecuentemente ocupan un lugar prominente
los líquenes, y el desarrollo de una primera vegetación. El aporte de
materia orgánica pone en marcha la constitución del edafon. Éste está
formado por una comunidad de descomponedores, bacterias y hongos
sobre todo y detritívoros, como los colémbolos o losdiplópodos, e
incluye también a las raíces de las plantas, con sus micorrizas. El
sistema así formado recicla los nutrientes que circulan por la cadena
trófica. Los suelos evolucionados, profundos, húmedos y permeables
suelen contar con las lombrices de tierra, anélidosoligoguetos
comedores de suelo, en su edafón, lo que a su vez favorece una mejor
mezcla de las fracciones orgánica y mineral y la fertilidad del suelo.
2.2.13. Causas de la degradación de los suelos
- Meteorización:
Consiste en la alteración que experimentan las rocas en contacto
con el agua, el aire y los seres vivos.
- Meteorización física o mecánica
Es aquella que se produce cuando, al bajar las temperaturas, el agua
que se encuentra en las grietas de las rocas se congela. Así aumenta
su volumen y provoca la fractura de las rocas.

37
- Meteorización química
Es aquella que se produce cuando los materiales
rocosos reaccionan con el agua o con las sustancias disueltas en
ella.
- Erosión:
Consiste en el desgaste y fragmentación de los materiales de la
superficie terrestre por acción del agua, el viento, etc. Los
fragmentos que se desprenden reciben el nombre de detritos.
- Transporte:
Consiste en el traslado de los detritos de un lugar a otro.
- Sedimentación:
Consiste en el depósito de los materiales transportados, reciben el
nombre de sedimentos, y cuando estos sedimentos se cementan,
originan las rocas sedimentarias.
Los suelos se pueden destruir por las lluvias. Estas van lavando el
suelo, quitándole todos los nutrientes que necesita para poder ser fértil,
los árboles no pueden crecer ahí y se produce una deforestación que
conlleva como consecuencia la desertificación.
2.2.14. Destrucción de los suelos
- La tala de bosques y la erosión
Las cifras indican que la destrucción de bosques llega en nuestro
país a niveles abrumadores. Hace 10 años se hablaba de 400.000
hectáreas anuales. Hoy, los más optimistas se sitúan en 600.000
hectáreas en tanto que otros consideran que se están destrozando
800.000.

38
Datos muy serios afirman que en el término de doce o trece años se
habrán agotado nuestros árboles y será necesario importar toda la
madera de consumo.
Con las selvas y los montes, se habrá extinguido también una
inmensa variedad de especies animales y vegetales, que
constituyen parte fundamental de nuestro patrimonio natural y del
mundo.
Y con la destrucción de la vegetación, se agotarán también las aguas
y los suelos. En la actualidad cada año sepultamos en el fondo mar
cerca de 500 millones de toneladas de tierra fértil arrastradas por
los torrentes que, sin obstáculos, desmoronan las laderas
desprovistas de la protección de la vegetación.
Y los ríos, destruido el equilibrio de sus cuencas, y deteriorados sus
cursos por el exceso de sedimentación, no tienen ya capacidad de
navegación ni de contención de aguas. En consecuencia, cada año
aumentan las miles de hectáreas inundadas con pérdidas
incalculables, tanto en vidas humanas como en recursos materiales.
- Conservación
La conservación de los suelos se logrará con la educación de las
personas. Debemos tener en cuenta que un suelo se forma durante
un lapso de miles y miles de años, gracias a la acción de factores
como el viento, la temperatura y el agua. Estos, lentamente van
desmenuzando las rocas, hasta reducirlas a pequeñas partículas,
que al unirse con los restos de plantas y animales conforman el
suelo.
Una vez formado, el suelo es protegido y conservado por la
vegetación que crece sobre su superficie. Cuando el hombre corta
los árboles y deja expuestas las partículas del suelo a la acción del
sol, el viento y el agua, se produce la temida erosión. La capa vegetal
es arrastrada hacia el fondo de los océanos, y aquellos terrenos
fértiles quedan transformados en desiertos. Dicho empobrecimiento

39
del suelo también es causado por desyerbar con azadón, por las
quemas, por el uso exagerado de herbicidas y fertilizantes, entre
otros.
Para detener la destrucción de este recurso, se hace urgente iniciar
la siembra de árboles y la defensa de los bosques nativos. El
agricultor debe adquirir la sana costumbre de rotar los cultivos, de
trazar los surcos en sentido diferente a la pendiente del terreno, de
sembrar barreras vivas para evitar el rodamiento de las partículas.
De todos es el compromiso de proteger las fuentes de agua, como
ríos y quebradas, conservando toda la vegetación de la cuenca.
2.2.15. Formación del suelo
El suelo puede formarse y evolucionar a partir de la mayor parte de los
materiales rocosos, siempre que permanezcan en una determinada
posición el tiempo suficiente para permitir las anteriores etapas. Se
pueden diferenciar:
- Suelos autóctonos, formados a partir de la alteración de la roca que
tienen debajo.
- Suelos alóctonos, formados con materiales provenientes de lugares
separados. Son principalmente suelos de fondos de valle cuya matriz
mineral procede de la erosión de las laderas.
La formación del suelo es un proceso en el que las rocas se dividen en
partículas menores mezclándose con materia orgánica en
descomposición. El lecho rocoso empieza a deshacerse por los ciclos
de hielo-deshielo, por la lluvia y por otras fuerzas del entorno:
1. El lecho de roca madre se descompone cada vez en partículas
menores.
2. Los organismos de la zona contribuyen a la formación del suelo
desintegrándolo cuando viven en él y añadiendo materia orgánica

40
tras su muerte. Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas
horizontes.
3. El horizonte A, más próximo a la superficie, suele ser más rico en
materia orgánica, mientras que el horizonte C contiene más
minerales y sigue pareciéndose a la roca madre. Con el tiempo, el
suelo puede llegar a sustentar una cobertura gruesa de vegetación
reciclando sus recursos de forma efectiva.
4. Cuando el suelo es maduro suele contener un horizonte B, donde se
almacenan los minerales lixiviados.
2.2.16. Composición del Suelo
a) Sólidos:
Este conjunto de componentes representa lo que podría
denominarse el esqueleto mineral del suelo y entre estos,
componentes sólidos, del suelo destacan:
Silicatos, tanto residuales o no completamente meteorizados,
(micas, feldespatos, y cuarzo).
Como productos no plenamente formados, singularmente los
minerales de arcilla, (caolinita, illita, etc.).
Óxidos e hidróxidos de Fe (hematites, limonita, goethita) y
de Al (gibbsita, boehmita), liberados por el mismo procedimiento
que las arcillas.
Clastos y granos poliminerales como materiales residuales de la
alteración mecánica y química incompleta de la roca originaria.
Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y
abundancia condicionan el tipo de suelo y su ebebeón. Carbonatos
(calcita, dolomita).

41
Sólidos de naturaleza orgánica o complejos órgano-minerales, la
materia orgánica muerta existente sobre la superficie, el humus o
mantillo:
Humus joven o bruto formado por restos distinguibles de hojas,
ramas y restos de animales.
Humus elaborado formado por sustancias orgánicas resultantes de
la total descomposición del humus bruto, de un color negro, con
mezcla de derivados nitrogenados (amoníaco,
nitratos), hidrocarburos, celulosa, etc. Según el tipo de
reacción ácido-baseque predomine en el suelo, éste puede ser
ácido, neutro o alcalino, lo que viene determinado también por la
roca madre y condiciona estrechamente las especiesvegetales que
pueden vivir sobre el mismo.
b) Líquidos:
Esta fracción está formada por una disolución acuosa de las sales
y los iones más comunes como Na+, K+, Ca2+, Cl-,NO3-,… así como
por una amplia serie de sustancias orgánicas. La importancia de
esta fase líquida en el suelo estriba en que éste es el vehículo de
las sustancias químicas en el seno del sistema.
El agua en el suelo puede estar relacionada en tres formas
diferentes con el esqueleto sólido:.
La primera, está constituida por una película muy delgada, en la
que la fuerza dominante que une el agua a la partícula sólida es de
carácter molecular, y tan sólida que esta agua solamente puede
eliminarse del suelo en hornos de alta temperatura. Esta parte del
agua no es aprovechable por el sistema radicular de las plantas.
La segunda es retenida entre las partículas por las fuerzas
capilares, las cuales, en función de la textura pueden ser mayores

42
que la fuerza de la gravedad. Esta porción del agua no percola,
pero puede ser utilizada por las plantas.
Finalmente, el agua que excede al agua capilar, que en ocasiones
puede llenar todos los espacios intersticiales en las capas
superiores del suelo, con el tiempo percola y va a alimentar los
acuíferos más profundos. Cuando todos los espacios intersticiales
están llenos de agua, el suelo se dice saturado.
c) Gases:
La fracción de gases está constituida fundamentalmente por
los gases atmosféricos y tiene gran variabilidad en su composición,
por el consumo de O2, y la producción de CO2 dióxido de carbono.
El primero siempre menos abundante que en el aire libre y el
segundo más, como consecuencia del metabolismo respiratorio de
los seres vivos del suelo, incluidas las raíces y los hongos. Otros
gases comunes en suelos con mal drenaje son el metano (CH4 ) y
el óxido nitroso (N2O).
2.2.17. Estructuras del suelo
Se entiende la estructura de un suelo como la distribución o diferentes
proporciones que presentan los distintos tamaños de las partículas
sólidas que lo conforman, y son:
 Materiales finos, (arcillas y limos), de gran abundancia en relación a
su volumen, lo que los confiere una serie de propiedades
específicas, como:
 Cohesión.
 Adherencia.
 Absorción de agua.
 Retención de agua.

43
 Materiales medios, formados por tamaños arena.
 Materiales gruesos, entre los que se encuentran fragmentos de la
roca madre, aún sin degradar, de tamaño variable.
Los componentes sólidos, no quedan sueltos y dispersos, sino más o
menos aglutinados por el humus y los complejos órgano-minerales,
creando unas divisiones horizontales denominadas horizontes del
suelo.
La evolución natural del suelo produce una estructura vertical
“estratificada” (no en el sentido que el término tiene en Geología) a la
que se conoce como perfil. Las capas que se observan se llaman
horizontes y su diferenciación se debe tanto a su dinámica interna como
al transporte vertical.
El transporte vertical tiene dos dimensiones con distinta influencia
según los suelos. La lixiviación, o lavado, la produce el agua que se
infiltra y penetra verticalmente desde la superficie, arrastrando
sustancias que se depositan sobre todo por adsorción. La otra
dimensión es el ascenso vertical, por capilaridad, importante sobre todo
en los climas donde alternan estaciones húmedas con estaciones
secas.
Se llama roca madre a la que proporciona su matriz mineral al suelo.
Se distinguen suelos autóctonos, que se asientan sobre su roca madre,
lo que representa la situación más común, y suelos alóctonos,
formados con una matriz mineral aportada desde otro lugar por los
procesos geológicos de transporte.

44
Fig. N° 2 Estructura del suelo
A. Horizontes
Se llama horizontes del suelo a una serie de niveles horizontales que
se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes
caracteres de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del
suelo es la organización vertical de todos estos horizontes.
Clásicamente, se distingue en los suelos completos o evolucionados
tres horizontes fundamentales que desde la superficie hacia abajo
son:
- Horizonte O, "Capa superficial del horizonte A"
- Horizonte A, o zona de lavado vertical: Es el más superficial y en
él enraíza la vegetación herbácea. Su color es generalmente
oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o
humus elaborado, determinando el paso del agua arrastrándola
hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos
solubles.

45
- Horizonte B o zona de Precipitado: Carece prácticamente de
humus, por lo que su color es más claro (pardo o rojo), en él se
depositan los materiales arrastrados desde arriba, principalmente,
materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, etc.,
situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las
corazas lateríticas tropicales.
- Horizonte C o subsuelo: Está constituido por la parte más alta del
material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o
menos fragmentado por la alteración mecánica y la química (la
alteración química es casi inexistente ya que en las primeras
etapas de formación de un suelo no suele existir colonización
orgánica), pero en él aún puede reconocerse las características
originales del mismo.
- Horizonte D, horizonte R, roca madre o material rocoso: es el
material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración
química o física significativa. Algunos distinguen entre D, cuando el
suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R,
cuando el suelo es alóctono y la roca representa sólo una base
física sin una relación especial con la composición mineral del suelo
que tiene encima.
Los caracteres, textura y estructura de los horizontes pueden variar
ampliamente, pudiendo llegar de un horizonte A de centímetros a
metros. Otra explicación mas corta es la siguiente
a. Horizontes del suelo
El suelo forma una serie de capas. Su secuencia se llama perfil del
suelo.
Las capas, también llamadas horizontes, muestran todo lo que
interviene en la configuración de un suelo, desde la
descomposición de las rocas al aumento de la materia orgánica.
- Horizonte 0, capa de humus: depósitos de material vegetal

46
- Horizonte A, capa superficial del suelo: orgánicamente rica, pero
algunos minerales son arrastrados por el agua subterránea.
- Horizonte B el subsuelo: es menos orgánico, pero rico en
minerales que descienden de la capa superficial
- Horizonte C, la roca madre: se rompe y disgrega en trozos suelto
y no contiene material orgánico.
- Horizonte D, el lecho rocoso subyacente: el contenido mineral
del suelo procede de aquí.
La profundidad del suelo depende de factores como la inclinación,
que permite el arrastre de la tierra por las aguas, y la naturaleza del
lecho rocoso. La piedra caliza, por ejemplo, se erosiona más que
la arenisca, por lo que produce más productos de descomposición.
Pero el factor más importante es el clima y el efecto erosivo de los
agentes atmosféricos.
Figura N°3 Horizonte del suelo

47
2.2.18. Clasificación del suelo
Para denominar los diferentes tipos de suelo que podemos encontrar
en el mundo, se han desarrollado diversos tipos de clasificaciones que,
mediante distintos criterios, establecen diferentes tipologías de suelo.
De entre estas clasificaciones, las más utilizadas son:
- Clasificación climática o zonal, que se ajustan o no, a las
características de la zona bioclimática donde se haya desarrollado
un tipo concreto de suelo, teniendo así en cuenta diversos factores
como son los climáticos y los biológicos, sobre todo los referentes a
la vegetación. Esta clasificación ha sido la tradicionalmente usada
por la llamada Escuela Rusa.
- Clasificación genética, en la que se tiene en cuenta la forma y
condiciones en las que se ha desarrollado la génesis de un suelo,
teniendo en cuenta por tanto, muchas más variables y criterios para
la clasificación.
- Clasificación analítica (conocida como soil taxonomy), en la que se
definen unos horizontes de diagnóstico y una serie de caracteres de
referencia de los mismos. Es la establecida por la Escuela
Americana.
Hoy día, las clasificaciones más utilizadas se basan fundamentalmente
en el perfil del suelo, condicionado por el clima. Se atiende a una doble
división: zona climática y, dentro de cada zona, el grado de evolución.
Dentro de ésta, se pueden referir tres principales modelos edáficos que
responderían a las siguientes denominaciones:
- Podzol: es un suelo típico de climas húmedos y fríos.
- Chernozem: es un suelo característico de las regiones de climas
húmedos con veranos cálidos.

48
- Latosol o suelo laterítico: es frecuente en regiones tropicales de
climas cálidos y húmedos, como Venezuela y en Argentina (Noreste,
Provincia de Misiones, frontera con Brasil).
2.2.19. Textura del suelo
La textura del suelo está determinada por la proporción de los tamaños
de las partículas que lo conforman. Para los suelos en los que todas
las partículas tienen una granulometría similar, internacionalmente se
usan varias clasificaciones, diferenciándose unas de otras
principalmente en los límites entre las diferentes clases. En un orden
creciente de granulometría pueden clasificarse los tipos de suelos
en arcilla, limo, arena, grava, guijarros, barro o bloques.
En función de cómo se encuentren mezclados los materiales de
granulometrías diferentes, además de su grado de compactación, el
suelo presentará características diferentes como su permeabilidad o su
capacidad de retención de agua y su capacidad de usar desechos
como abono para el crecimiento de las plantas.
2.2.20. Importancias del suelo
El suelo tiene gran importancia porque interviene en el ciclo del agua y
los ciclos de los elementos y en él tienen lugar gran parte de las
transformaciones de la energía y de la materia de todos los
ecosistemas.
Además, como su regeneración es muy lenta, el suelo debe
considerarse como un recurso no renovable y cada vez más escaso,
debido a que está sometido a constantes procesos de degradación y
destrucción de origen natural o antropológico.

49
2.3 Toma de muestras
2.3.1. Generalidades
Lo primero que hay que consignar en la obtención de una muestra es
que ésta sea representativa del terreno. Un muestreo adecuado y
representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor
que el de los ensayes en sí. A menos que la muestra obtenida sea
verdaderamente representativa de los materiales que se pretende usar,
cualquier análisis de la muestra solo será aplicable a la propia muestra
y no al material del cual procede, de ahí la necesidad de que el
muestreo sea efectuado por personal conocedor de su trabajo.
Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas. Se dice
que una muestra es alterada cuando no guarda las mismas condiciones
que cuando se encontraba en el terreno de donde procede,
e inalterada en caso contrario.
La muestra deberá ser identificada fácilmente en laboratorio, por este
motivo deberá indicar: nombre del proyecto, ubicación, N° de pozo,
horizonte, profundidad, N° de muestra, fecha de obtención, ítem a que
pertenece, nombre de la persona que la tomó y si esta contenida en
uno o más envases.
2.3.2. Obtención de muestras
B. Reconocimiento
Todo estudio geotécnico debe iniciarse con un reconocimiento
detallado del terreno a cargo de personal experimentado. El objetivo
de este reconocimiento es contar con antecedentes geotécnicos
previos para programar la exploración.
Mediante la observación de cortes naturales y/o artificiales producto
de la erosión o deslizamiento será posible, en general, definir las
principales unidades o estratos de suelos superficiales.

50
Especial importancia debe darse en esta etapa a la delimitación de
zonas en las cuales los suelos presentan características similares y
a la identificación de zonas vedadas o poco recomendables
para emplazar construcciones, tales como zonas de deslizamiento
activo, laderas rocosas con fracturamiento según planos paralelos a
la superficie de los cortes, zonas pantanosas difíciles de drenar, etc.
Este reconocimiento se puede efectuar por vía terrestre o por vía
aérea depensiendo de la transitividad del terreno.
El programa de exploración que se elija debe tener suficiente
flexibilidad para adaptarse a los imprevistos geotécnicos que se
presenten. No existen un método de reconocimiento o exploración
que sea de uso universal, para todos los tipos de suelos existentes
y para todas las estructuras u obras que se estudian.
Generalmente se ejecutan pozos distanciados entre 300 a 600
metros, aparte de los que deban ejecutarse en puntos singulares.
Pueden realizarse pozos más próximos si lo exige la topografía del
área, naturaleza de la depositación o cuando los suelos se presentan
en forma errática. Asímismo deben delimitarse las zonas en que se
detecten suelos que se consideren inadecuados.
En todo caso, al programar una exploración se deben considerar las
siguientes pautas generales:
1.Ubicar puntos de prospección a distancias aproximadamente
iguales, para luego densificar la exploración si se estima
pertinente.
2.Prospectar aquellos sectores que soportarán rellenos o
terraplenes de importancia y aquellos en que la rasante se ubica
muy próxima al terreno natural (h < 0.6 m).

51
3.Inspeccionar aquellas zonas en que se tienen cortes de
importancia, ubicando los puntos de cambio de cortes a terraplén
para conocer el material al nivel de la subrasante.
4.Inspeccionar el subsuelo en aquellos puntos en que se ubican
obras de arte y estructuras importantes.
Los métodos más usados para los estudios de superficie que
conducen al reconocimiento del perfil estratigráfico son:
C.1 Calicatas
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se
desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que
normalmente entrega la información más confiable y completa.
En suelos con grava, la calicata es el único medio de
exploración que puede entregar información confiable, y es un
medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de
fundación y materiales de construcción a un costo
relativamente bajo.
Es necesario registrar la ubicación y elevación de cada pozo,
los que son numerados según la ubicación. Si un pozo
programado no se ejecuta, es preferible mantener el número
del pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a
usar el número en otro lugar, para eliminar confusiones.
La profundidad está determinada por las exigencias de la
investigación pero es dada, generalmente, por el nivel freático.
La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a
fin de permitir una adecuada inspección de las paredes. El

52
material excavado deberá depositarse en la superficie en forma
ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte
correspondiente. Debe desecharse todo el material
contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán
plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de
estrato, reduciéndose la excavación. Esto permite una
superficie para efectuar la determinación de la densidad del
terreno. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos
remoldeada y contaminada posible, de modo que representen
fielmente el perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se
deberá realizar una descripción visual o registro de
estratigrafía comprometida.
A cada calicata se le deberá realizar un registro adecuado que
pasará a formar parte del informe respectivo. La descripción
visual de los diferentes estratos se presentará en el formato de
la figura 4. y deberá contener, como mínimo, toda la
información que allí se solicita.
Figura N°4 Presentación de la estratigrafía según
descripción visual en pozos de reconocimiento.

53
La estratigrafía gráfica debe presentarse mediante la
simbología que se muestra en la
Figura N°5 Símbolos gráficos para suelos

54
El laboratorista deberá registrar claramente el espesor de cada
estrato y efectuar una descripción del mismo mediante
identificación visual basado en la pauta que se indica.
Los suelos es posible agruparlos en tres grupos primarios, sin
embargo, en la naturaleza se encuentran compuestos, pero es
posible discernir el componente predominante y asimilar la
muestra a ese grupo.
La principal distinción se hace sobre la base del tamaño. Las
partículas individuales visibles forman la fracción gruesa y las
demasiadas pequeñas para ser individualizadas componen la
fracción fina. Los componentes orgánicos del suelo consisten
en materia vegetal descompuesta o en proceso de
descomposición, lo que le impone al suelo una
estructura fibrosa. Pueden ser identificados por sus colores
oscuros y el olor distintivo.
- Tamaño: Los suelos gruesos son aquellos en que más de la
mitad de las partículas son visibles. En esta estimación se
excluyen las partículas gruesas mayores a 80 mm (3"); sin
embargo, tal fracción debe ser estimada visualmente y el
porcentaje indicado independientemente del material inferior a
80 mm. La fracción gruesa comprende los tamaños de gravas
y arenas, y la fracción fina los limos y arcillas.
En caso de suelos mixtos, la muestra se identificará sobre la
base de la fracción predominante usando los siguientes
adjetivos, según la proporción de la fracción menos
representativa; indicios: 0-10%, poco: 10-20%, algo: 20-35%; y
abundante: 35-50%.
- Color: Se debe indicar el color predominante.

55
- Olor: Las muestras recientes de suelos orgánicos tienen un
olor distintivo que ayuda a su identificación. El olor puede
hacerse manifiesto calentando una muestra húmeda.
- Humedad: En las muestras recientes deberá registrarse la
humedad. Los materiales secos necesitan una cantidad
considerable de agua para obtener un óptimo de
compactación. Los materiales húmedos están cerca del
contenido óptimo. Los mojados necesitan secarse para llegar
al óptimo, y los saturados son los suelos ubicados bajo un nivel
freático.
- Estructura: Si los materiales presentan capas alternadas de
varios tipos o colores se denominará estratificado; si las capas
o colores son delgados, inferior a 6 mm, será descrito como
laminado; fisurado si presenta grietas definidas; lenticular si
presenta inclusión de suelos de textura diferente.
- Cementación: Algunos suelos muestran definida evidencia de
cementación en estado inalterado. Esto debe destacarse e
indicar el grado de cementación, descrito como débil o fuerte.
Verificando con ácido clorhídrico si es debida a carbonatos y
su intensidad como ninguna, débil o fuerte.
- Densificación: La compacidad o densidad relativa de suelos
sin cohesión puede ser descrita como suelta o densa,
dependiendo de la dificultad que oponga a la penetración de
una cuña de madera.
La consistencia de suelos cohesivos puede ser determinada
en sitio o sobre muestras inalteradas de acuerdo con el criterio
indicado en Tabla V.1. Los valores de resistencia al corte están

Estudio de suelos y diseño de cimentaciones para viviendas en Huayucachi

Estudio de suelos y diseño de cimentaciones para viviendas en Huayucachi

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Estudio de suelos y diseño de cimentaciones para viviendas en Huayucachi

Similar a Estudio de suelos y diseño de cimentaciones para viviendas en Huayucachi (20)

Último

Último (20)

Estudio de suelos y diseño de cimentaciones para viviendas en Huayucachi