UDES CIMENTACIONES - Tomo 1.pptx

Especialización en Geotecnia Ambiental
Módulo Fundaciones
Álvaro Orlando Pedroza Rojas
Profesor Titular

Compilación ampliada de conceptos básicos de Ingeniería de
cimentaciones adaptado de diferentes fuentes
Tomo 1: Fundaciones superficiales
Álvaro Orlando Pedroza Rojas

FUNDACIONES
Cimentaciones
Soporte
Base de apoyo
Anclaje

CAPACIDAD
PORTANTE
EXISTENCIA DE SUELOS
NO COLAPSABLES
ESTIMACIÓN DE
ASENTAMIENTOS
ANÁLISIS DE
COMPACIDAD Y
CONSISTENCIA
EVALUACIÓN DE
AMENAZAS
NATURALES
DESCRIPCIÓN DEL
ENTORNO URBANO
POSICIÓN
DEL
NIVEL FREÁTICO
Buena capacidad
portante
Bajos asentamientos
Verificación de no
degradabilidad tiempo
dependiente
Conceptos sobre la
susceptibilidad o no a
colapso por amenazas
naturales
[inundación, sismos, etc]
REQUERIMIENTOS TÉCNICOS BÁSICOS DE PREDIOS DE CIMENTACIÓN
Los estudios geotécnicos
previos deben conducir a
evaluar

Ante la existencia de edificaciones antiguas
emplazadas superficialmente, próximas a la nueva
construcción, se recomienda :
1. La protección de las paredes de la excavación que se realice. En
suelos blandos es recomendable el empleo de pantallas in situ,
pantallas de pilotes poco deformables.
2. No usar pilotes hincados o de desplazamientos
3. Controlar la fluencia plástica del material de las paredes de la
excavación hacia el fondo y/o el rebote elástico del material de
fondo.
4. Recalzar el edificio antiguo
5. Densificar el área del edificio nuevo
6. Levantar (reconstruir?) posible continuidad de instalaciones
internas
7. Tener en cuenta la presencia del edificio ya existente en la
proximidad del área a construir en la elección de la cimentación de
la nueva edificación. Las losas y las zapatas conllevan
asentamientos en los edificios pre-existentes.
8. Evaluar la fluctuación del nivel freático y la forma de controlarlo.
[La reducción de acuíferos pueden ocasionar asentamientos]
Consultar: USO DE PILOTES DE RAIZ como solución
para la construcción apropiada en áreas de acceso
difícil y terrenos con edificaciones contiguas

Edificaciones ligeras apoyadas en
pilotes
Edificaciones adyacentes con fuerte
diferencia de cargas
• Las cargas de la edificación nueva pueden generar flexiones
laterales o rozamientos negativos.
• Estudiar la opción de la cimentación profunda para evitar
influenciar las construcciones adyacentes
• Influencia de un edificio sobre el otro [Menor grado en
construcciones cimentadas en pilotes de punta]
• Efecto de choque inter-edificios en condiciones sísmicas

La cimentación de una obra civil es adecuada si la estructura presenta un buen comportamiento, es
estable y segura para ser ocupada o puesta en servicio.
Los asentamientos y deformaciones en general, deben ser tolerables.
Las exigencias de estabilidad y seguridad en materia de cimentaciones
son más estrictas para:
- Obras que serán ocupadas por seres humanos [y en estas, las que concentran en un momento dado,
el mayor número de personas: hospitales, centros educativos, iglesias, estadios…etc]
- Plantas Nucleares
- Turbinas para generación de energía hidráulica
- Equipos de comunicación [Torres-antenas]
Daños en funcionamiento,
arquitectónicos, estructurales
tolerables

Vías
Pavimentos
Obras
hidráulicas
Obras de
arte
Oleoductos
Gasoductos
Edificaciones Túneles
Campos y
obras
deportivas
Puentes
Obras
especiales
TODA OBRA CIVIL SE FUNDA EN UN SISTEMA DE CIMENTACIÓN, LA CUAL REQUIERE
Diseño geotécnico
Diseño estructural
Diseño geotécnico, se apoya en un estudio
de suelos o estudio geotécnico
Define:
- Tipo de cimentación
- Profundidad de emplazamiento
- Determinación de capacidad portante
- Estimación de asentamientos
(inmediatos y de consolidación)
- Predimensionamiento
- Recomendaciones constructivas
- Espectro sísmico
Diseño estructural, se basa en análisis
estructural y en el diseño geotécnico
- Dimensionamiento definitivo
- Determinación de cuantías (refuerzo y
concreto)
- Distribución del refuerzo
- Recomendaciones estructurales
- Evaluación dinámica

Tiempo de ejecución
Diseños geotécnico -
estructural
Localización – Adecuación
del sitio
Profundidad
Materiales de construcción
Mano de obra
Solución de cimentación
escogida
Costo del dinero
Herramientas y equipos
Interacción con
construcciones
Pre-existentes
Control de calidad
FACTORES QUE DETERMINAN
EL COSTO DE LA
CIMENTACIÓN

Entendimiento de los principios de la Mecánica de Suelos y de la Mecánica de Rocas en términos de:
• Estabilidad
• Comportamiento Esfuerzo - Deformación
• Flujo del agua
Comprensión de procesos geológicos asociados con:
• Formación de masas térreas
• Estabilidad y Deformación de suelos y su relación con la Historia de esfuerzos
• Procesos de remoción en masa
Análisis de la variabilidad – Evaluación de las incertidumbres geotécnicas
• Amenazas – Vulnerabilidad- Riesgo
• Condiciones reales del predio – Especificaciones técnicas del proyecto – Alternativas de
mejoramiento
Ingeniería de Cimentaciones:
Ciencia – Sentido común – Iniciativa – Arte y Creatividad
Medición - Criterio

Estabilidad del
sistema suelo-
estructura
Diseño
geotécnico
Deformación
estimada tolerable
El rol del geotecnista concierne con:
Evidencia geológica - Caracterización geomecánica
Programa de exploración – Plan de Laboratorio
Propuesta, análisis y diseño geotécnico de los elementos estructurales de soporte
Proceso constructivo – consideraciones ambientales – mantenimiento a futuro

Análisis de fallas por
cortante de los suelos de
soporte
Df apropiada
- Df ≥HA regolítico
- Df ≥ Da por Δ volumétrico
- Df orientado por la
profundidad de
exploración y, la
posición del Nf
- Df =f(profundidad a
la cual se registra el
estrato competente)
qa≥ qc
Asentamientos
tolerables
Δhreales ≤ Δhestimados ≤ΔHtolerables
Requerimientos
Eco ambientales y
constructivos
Presencia de sustancias
agresivas
Fenómenos naturales de
riesgo
Elementos para diseñar una buena cimentación
La capacidad admisible de diseño
para la cimentación (debe ser
claramente establecida en los
informes geotécnicos) y, deberá
ser el menor valor entre el
esfuerzo límite de falla, reducido
por el factor de seguridad, y el
que produzca asentamientos
iguales a los máximos
permitidos.
𝑞𝑎 =
𝑞𝑢𝑙𝑡
𝐹𝑆
≥ 𝑞𝑐 =
𝑄𝑒𝑠𝑡
𝐴𝑐
1
2
3
4
5
Estudio geotécnico

1. Condiciones del predio (aislado, área urbanizada, terreno en pendiente, lote esquinero, lote interno, condiciones de
borde, etc.)
2. Edificación (categoría, existencia de sótano, etc.)
Tipo de edificación
existente
Naturaleza del suelo y
presencia del NF
Instalaciones
internas existentes
Localización relativa de
las dos obras
Tipo y profundidad
de los cimientos de
edificio existente
Existencia de sótano en
la edificación existente
Tipo y profundidad de
los cimientos del nuevo
edificio
Existencia de sótano en
la edificación nueva
En análisis de los factores
indicados predetermina el proceso
constructivo del nuevo cimiento
y la necesidad de fortificación
durante el proceso
2
Df apropiada
Suelos granulares (Espesor, compacidad, naturaleza,
clasificación, confinamiento, posición del NF, etc.)
Suelos finos (Naturaleza, consistencia, espesor, posición
dentro del perfil litostático, relieve
Edificación en áreas
urbanizadas

Sistema de cimentación: un problema de
interacción suelo-estructura, integrado por:
Geomedio de soporte
Elemento estructural de
soporte

Sistema de cimentación = Elemento estructural de soporte + Geomedio de apoyo
(Cimiento propiamente dicho):
conjunto de elementos
estructurales pertenecientes a
una edificación, cuya misión es
la de transmitir las cargas al
geomedio
Depósitos de suelo
Macizos rocosos
Depósito de conglomerado
Cimentaciones superficiales
Cimentaciones profundas
Naturaleza
Composición
Historia geológica
Disposición topográfica
Textura
Condiciones climáticas
Posición del nivel
freático
Características de
resistencia
Intervención antrópica
Entorno
Ingeniería estructural Ingeniería geotécnica
Proyectista
Cargas
Naturaleza
Concepción del proyecto
CONCEPTO GENERAL

SE: Super – estructura
sE Sub – Estructura
Elemento estructural de soporte (EES)
Geomaterial de cimentación (gmC): suelo y/o roca
rSc Relleno de sobrecarga
NT Nivel del terreno
NC Nivel de cimentación
NF Nivel freático (fluctuante)
NPS Nivel de piso de sótano
NEIN Nivel de esfuerzos inducidos nulos
Df Profundidad de cimentación
SE
sE
rSc
gmC
EES
NT
NC
NF
NEIN
SISTEMA DE CIMENTACIÓN - Definición y propósito
Soporte
Trasmisión segura de cargas al terreno de cimentación
Estabilidad de la estructura en el sitio
NPS Df
FUNDACIÓN =

Niveles de referencia
NT: nivel del terreno
NE: nivel de emplazamiento
NEIN: nivel de esfuerzos inducidos nulos
SUPER
ESTRUCTURA
SUB
ESTRUCTURA
Zona activa
Df Zona de sobrecarga
Ha
B
Edificación categoría
(NSR10-TA_TH_TE)
Baja
Media
Alta
Especial
Geomedio
Suelo
Conglomerado
Roca
EDIFICACIÓN VERTICAL
Df: Depth of Foundation (profundidad de emplazamiento)

ΣQe1 ΣQe2
Mx1 My1 Mx2 My2
EES1
EES2
Cálculos estructurales
Calculista Estructural
Parámetros geotécnicos de diseño
Exploración geológica . geotécnica
Caracterización geotécnica : propiedades geomecánicas
Estudio geotécnico
Ingeniero geotecnista
Profundidad de emplazamiento
Capacidad admisible de soporte
Asentamientos estimados y tolerables
Empujes de tierra (K: coeficientes de presión lateral de tierras)
CBR – K (coeficiente de balasto – Módulo de reacción, para diseñar
zonas duras: parqueaderos, pavimentos)
Tipo de cimiento
Proceso constructivo de la cimentación
Evaluación de amenazas naturales
(K: permeabilidad)
Cargas: c muerta, c. viva, c. accidental
Momentos
Deformaciones tolerables
Materiales constructivos
DIMENSIONAMIENTO
Reparto de refuerzos
Existe correlación entre
variables (qa, K: cb)

M
q
Qv
Qh
Aporte de la ingeniería geotécnica
Aporte de la ingeniería estructural
CIMENTACIÓN:
Problema de interfase [Interacción medio-
estructura]
Lugar de encuentro SE-sE
Trabajo interdisciplinario
- Arquitecto
- Ingeniero Civil [ Estructural-Geotécnico-Hidráulico-Electricista……]
- Geólogo
- Economistas-Administradores….
Las cargas proceden de elementos
estructurales (Ejemplo, tipo columna) con
intensidad de esfuerzo variando de 140 MPa
(para el acero) a 10 MPa (para el concreto)
Capacidad de soporte del suelo
[Rara vez supera los 500 KPa]
NSR10 Título B
Q= Qv + Qm + Qa

suelo estructura
Problema de interfase
Problema de interacción suelo - estructura
La comprensión de la interacción S-E define la estabilidad geotécnica y estructural del proyecto
Reglamentaciones locales
NSR10
Necesidades del proyecto
ESTUDIO GEOTÉCNICO
Llave: conocimiento
Documento base para el diseño de cimentaciones
Requisito para trámite de permisos de construcción
Texto guía para la elaboración de proyectos y construcción de obras
Referencia para movimientos de tierra, diseño y construcción de estructuras de contención, vialidad, pavimentos, etc. Con
orientación sismogeoténica
Comprensión de amenazas geotécnicas, geológicas, hidrológicas y/o hidráulicas
Relación suelo-estructura

NIVEL DEL TERRENO
NIVEL DE CIMENTACIÓN
Cálculo estructural
Estudio geotécnico
Propiedades geotécnicas básicas
Parámetros geotécnicos de diseño
Cargas, Momentos,
deformaciones
Dimensionamiento
Cuantías
Distribución de refuerzo
Tipo de cimiento
Capacidad de soporte
Asentamientos
Empujes de tierra
Etc

GEOMEDIO DE SOPORTE
CONDICIONES DEL TERRENO
FRENTE A LOS
REQUERIMIENTOS DE LA OBRA

1m 12” 7.6 cm 4.75mm 0.075mm 0.002 mm
Macizo Grandes Sobre Grava Arena Limo Arcilla
Rocoso bloques tamaños
rocosos [bolos, cantos]
SUELO GRUESO SUELO FINO
SUELO
LAMINAR
SUELO CON PLASTICIDAD
SUELO GRANULAR
SUELO FRICCIONANTE
SUELO
3” PT4 PT200
SUELOS: CLASIFICACIÓN TEXTURAL
Mano VISTA
UÑA LENGUA (no)

RELACIONES ENTRE LAS FASES DEL SUELO
Relaciones Volumétricas, [Relación de volúmenes]: Porosidad – Relación de Vacíos- Grado de Saturación
Relaciones Gravimétricas, [Relación de pesos o Relación de Masas]: Contenido de humedad
Relaciones Gravimétricas-Volumétricas, [Relación de Peso a Volumen]: Densidad - Peso Unitario – Gravedad Específica
2. REVISIÓN DE CONCEPTOS: DIAGRAMA DE FASES
Minerales y/o sólidos orgánicos

V
W
V
V
W
W
V
W s
w
S
w
h
W







 
e
G
e
V
V
V
G
V
V
W
V
V
W
W
V
W s
w
s
v
w
s
s
w
v
s
v
S
w
sat
W











1





e
G
V
V
V
G
V
V
G
V
W w
s
s
v
w
s
s
w
S
s
s
d






1




w
w
w
V
W


s
s
s
V
W


w
s
s
w
s
s
V
W
G





100


V
V
n v
100


v
W
V
V
S
S
v
V
V
e 
e
e
n


1
n
n
n
r
e
e
e
e
D





 max
min
max
min
min
max
min







100


s
w
W
W
w
V
M


g

 
w
sat 

 

'
Porosidad
Relación de vacíos
Grado de Saturación
Contenido de humedad
Densidad Relativa
Densidad
Peso Unitario
V
W


Peso Unitario de sólidos
Peso Unitario del agua
Peso Unitario Seco
Peso Unitario Húmedo
Peso Unitario Saturado
Peso Unitario Sumergido

EXIGENCIAS DEL PROYECTO
CONDICIONES DEL TERRENO
[Estudio geotécnico]
CARÁCTER DE LA CIMENTACIÓN
[Directa ó Indirecta]
ANTEPROYECTO
PREDIMENSIONAMIENTO
CÁLCULO Y PROYECTO DEFINITIVO
SOPORTES Y PROCESO CONSTRUCTIVO
1
2
Normatividad
Reglamentaciones
Revisión de Proyecto
Compatibilidad
Estructura-Cimiento
ETAPAS DEL PROYECTO DE UNA CIMENTACIÓN

Escenarios
de Trabajo
Actividades
de
Oficina
Labores de campo
Desarrollo de
Laboratorio
PRELIMINARES
1. Recopilación, análisis y
selección de información
existente, básica para el
proyecto.
2. Diseño de instrumentos de
captación de información.
3. Discusión e interpretación de
resultados de laboratorio y de
campo.
4. Elaboración de documentos
(esquemas, planos, mapas,
tablas, etc.)
5. Diseños
6. Estructuración del informe de
la Consultoría.
1. Levantamiento geológico-
geomorfológico.
2. Exploración del subsuelo.
3. Reconocimiento y valoración
del entorno socio geográfico
del inmueble proyectado para
la Institución.
4. Levantamiento de líneas
sísmicas
5. Pruebas de campo
Preparación de muestras
Ejecución de ensayos
Control de pruebas
Diálogo del consultor con la Ingeniera Yaneth Vergel
Visita técnica de reconocimiento del lugar
Reunión conjunta entre Arquitecta, Ingenieros y Consultor
Entrega y socialización
del informe
Fin de
la
Consultoría
ESQUEMA 1
Tomado de Proyecto No. 43-2008 Alvaro O. Pedroza R
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS NSR10 –TA, TH, TE

Reconocimiento del sitio
Diseño conceptual
Investigación del subsuelo
Estudios de alternativas
Diseño preliminar
Investigación adicional del suelo
Ingeniería del detalle
Construcción y verificación del diseño

Conocimientos disponibles
(estudios previos, experiencia local, etc.)
Geología, Hidrología e Historia del sitio
Datos de investigación del suelo
(Alcance y confiabilidad)
Restricciones críticas del sitio Geo riesgo
Historia de casos y calibración
Base de datos empírica
Características clave del suelo
Comportamiento suelo-estructura
¿Qué se construirá?
Selección de parámetros de diseño
para análisis de mecanismos de falla y
deformación
Conceptos de diseño
Métodos analíticos sencillos
Investigación adicional del suelo
Métodos analíticos y sofisticación
Estabilidad y deformación aceptables?
Idealización vs realidad (De acuerdo?
Interpretación de salidas- Errores?
Limitaciones inherentes
Costo, riesgo y
constructividad
Idealización vs realidad (De acuerdo?
Interpretación de salidas- Errores?
Limitaciones inherentes
Gestión de riesgo
Nuevos conceptos de diseño Observaciones clave, pruebas
de campo e instrumentación
NO SI

Estimar el
asentamiento
probable de una
estructura
2. PROPÓSITO DE LA EXPLORACIÓN
Selección del
tipo
y profundidad de
la cimentación
apropiada a la
estructura objeto
del proyecto
Evaluar la
capacidad de
carga de la
cimentación
Detectar
problemas
potenciales de la
cimentación
Ubicar la posición
del nivel freático

Predecir empujes laterales de tierras de estructuras con
muros de retención, tablestacados y cortes arriostrados
Señalar métodos constructivos para condiciones
cambiantes del subsuelo

Códigos de construcción
Normas locales
Información hidrogeológica
Datos climáticos
Estudios de amenazas naturales
Mapas y Proyectos de zonificación
Topografía – Cartografía - Fotogrametría
Reportes de suelos
Estudios específicos previos – Historia -
Antecedentes
Información geológica
Información sísmica
3. INFORMACIÓN
PRELIMINAR BÁSICA PARA
CONSULTA EN ESTUDIOS
GEOTÉCNICOS

Topografía General
Uso actual del terreno
Condiciones erosivas y/o de meteorización
visibles
Evidencia de flujo plástico en taludes, de
grietas superficiales y profundas y /o rebote
elástico.
Servidumbre-servicios
Edificaciones adyacentes al lote de proyecto
(estado actual)
Servicios públicos
Condiciones de la infraestructura
Disponibilidad de materiales y sitios de
préstamo
Estructura comercial
Disponibilidad de recurso humano
Geología superficial [Geomorfología,
Litología, Estructuras geológicas, etc]
-Observación de cortes existentes
-Niveles de agua freática por observación de pozos
próximos
Tipo de vegetación existente
Agua superficial visible
Tipo de geomaterial superficial
Huellas de niveles altos de agua en edificios y en
estribos de puentes cercanos
4. DATOS FACTIBLES DE OBTENER DURANTE LA VISITA DE RECONOCIMIENTO DEL LUGAR DE PROYECTO –
ASPECTOS QUE CONDICIONAN EL CARÁCTER Y PLAN DE EXPLORACIÓN Y MUESTREO

Realidad
Geológica
Componente
Geomecánica
Ejercicio de
Discusión-
Solución
5.ESPACIOS DE UN ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

Objetivos de los estudios geológicos-geotécnicos en términos de las etapas de un
proyectó (Adaptado por PROA-2009 de González Vallejo, 2003)
ETAPA DEL PROYECTO PROPÓSITO Y ALCANCE DE LOS ESTUDIOS
Estudios previos y de viabilidad
[Definición conceptual del proyecto-
Estudios informativos-Viabilidad]
-Viabilidad geológica [Soporte técnico]
- Estudio de vulnerabilidad geológica [Identificación de la
Amenaza geológica (si existe) – Evaluación del riesgo]
-Condiciones geológicas-geotécnicas generales
Anteproyecto
Definición de alternativas de
emplazamientos y prediseños, estudio
de posibles soluciones, estimación de
costos
-Selección de emplazamientos y trazados
-Clasificación geotécnica de materiales
-Soluciones geotécnicas aproximada
Proyecto
Nivel detallado de soluciones, diseño,
presupuesto, plazos y pliegos de
condiciones
-Caracterización geotécnica detallada
-Obtención de parámetros geotécnicos de
diseño[estructuras, cimentaciones, excavaciones, refuerzos,
control, etc]
Fase constructiva
Verificación del proyecto, control en
obra del terreno, tratamientos de
mejora del mismo
-Control geotécnico e instrumentación [Ingeniería
preventiva: obras de control-prevención-mantenimiento]
-Verificación y adaptación de proyectos
Proceso de explotación
Seguimiento-control proactivo
-Control de la interacción medio térreo-estructura
--Observación y seguimiento

Desarrollos de las investigaciones in situ (Adaptado por PROA -2009 de González Vallejo 2003)
Etapa del
proyecto
Campo característico Actividad geológica-geotécnica
Estudios
previos-
Viabilidad
Revisión de Información
Cartografía – Geomorfología - Hidrología-Hidrogeología - Historia
geotécnica - Amenazas naturales
Fotoidentificación
Fotografías aéreas – Teledetección - Geomorfología de detalle
Litologías – Estructuras geológicas - Modelo geológico
Reconocimiento del terreno
Reconocimiento de geomateriales - Fallas- Pliegues- Otras estructuras
Datos hidrogeológicos-Condiciones de drenaje - Geomorfología-Estabilidad
de laderas-Subsidencia- Hundimientos-Inundaciones,etc
Realidad geoambiental –Accesos -Situaciones de investigación en campo
Anteproyecto
Cartografía geológica-geotécnica
[Escalas: 1:5000-1:10000]
-Litología y Estructura --Geomorfología e Hidrogeología- Clasificación y
propiedades de los materiales
Datos hidrológicos-hidrogeológicos -Identificación de zonas inundables, Kársticas, de encharcamiento, de
escorrentía, de filtración, etc -Regionales y locales
Investigación geotécnica básica Prospección geológica -Sondeos -Pruebas de laboratorio
Proyecto
Investigaciones geotécnicas
detalladas
Prospección geológica - Sondeos – Excavaciones -Pruebas de laboratorio-
Ensayos in situ
Cartografía geotécnica detallada
[Escalas 1:500-1:2000]
Mapas geológicos-geotécnicos de detalle - Sectorización y propiedades
geomecánicas
Construcción
Seguimiento geotécnico Planos geotécnicos de obra - Estabilidad de excavaciones y túneles
Control de parámetros geotécnicos - Cimentación de estructuras
Instrumentación Instalación y lectura instrumental - Ensayos in situ - Control de calidad
Seguimiento obra-terreno

FUENTES DE INFORMACIÓN PARA CONSULTA
Campo Documentación Fuente-Colombia
Topografía
Usos del suelo
Mapas - Fotografía aérea – Informes
Planes de ordenamiento
IGAC - CAR [Corporaciones autónomas regionales] -
Oficinas de Infraestructura municipal - Entidades privadas –
Universidades – Internet-POT-Oficinas de Planeación.
Fotoidentificación y
Teledetección
Fotografías aéreas - Imágenes de satélite IGAC – INGEOMINAS – Universidades - Entidades privadas
- Internet
Geología
Mapas geológicos - Informes específicos -
Fotografías aéreas
Mapas edafológicos - Informes de prensa
IGAC – INGEOMINAS - Ministerio de Infraestructura
Universidades – CAR - Centros de investigación
Entidades privadas – Internet - Prensa escrita
Problemas
geotécnicos
Publicaciones geotécnicas - Informes
geotécnicos - Mapas geotécnicos
IGAC – INGEOMINAS – Universidades - Ministerios [
Infraestructura-Ambiente-Ideam – CAR - Centros de
investigación -Entidades privadas – Internet - Prensa escrita
Hidrogeología-
Hidrología
Mapas hidrogeológicos-topográficos-
Fotografías aéreas-Datos de pozos y
sondeos Informes Hidrogeológicos-Mapas
de inundaciones-Informes de prensa
IDEAM – ICA - Ministerio del Ambiente -CAR
Universidades y Centros de Investigación
Datos meteorológicos
y Medio ambientales
(Recursos naturales)
Registros pluviométricos y de
temperaturas
Registros mineros- Mapas
medioambientales-Estudios previos
IDEAM
Aeronáutica Civil
Datos sísmicos Datos de terremotos
Normas sismoresistentes
INGEOMINAS, Universidades y Centros de Investigación
geofísica
Minería y canteras Mapa de recursos minerales
Registro de minas y canteras
Mapas e inventarios
Pasivos mineros
Informes técnicos
Ingeominas - Universidades y Centros de Investigación-
Ministerio de Minas y del Ambiente - Sociedades mineras
Prensa escrita - Internet
Construcciones y
servicios existentes
Datos catastrales – Líneas vitales de
servicios
CAR-Oficinas de Servicios Públicos-POT

5-1-1 PLANEACIÓN
- Tipo de sondeos
- Número de sondeos
- Profundidad mínima de sondeos
- La profundidad de exploración puede ser modificada durante las operaciones de sondeo.
5-1-2 SONDEOS
- Perforación – Túnel - Pozos
- Apiques-Trincheras-Calicatas
- Métodos geofísicos
Ejecución de pruebas
5-1-3 MUESTREO
- Muestra intacta
- Muestra remoldeada
5-1. ESTUDIOS GEOTÉCNICOS – REALIDAD GEOLÓGICA
Un desarrollo “in situ” NSR10 TA,H, E

5-1-1 Planeación [Organización de los trabajos].
Organización técnica-administrativa
- Evaluación de datos disponibles – Definición de datos por obtener
- Programación – ruta crítica
-Conformación del equipo humano
- Asignación de responsabilidades
- Aprontamiento de logística
- Permisos - Aspectos jurídicos –situaciones administrativas
- Definición de tipos de sondeos – espaciamiento – profundidad
- Muestreo [Tipo – cantidad – preparación]
-Plan de pruebas de campo y de laboratorio [Cuáles – Normas – Requerimientos –
Cuantas/por unidad]
- Desarrollo de Oficina
-Discusión de resultados
-Traza conclusiones
- Presentación de soluciones
- Diseños
- Organización del informe
- Entrega –paz

Sondeos
1. Excavaciones a cielo abierto
Calicatas
Pozos
Apiques
Trincheras
Manuales
Por presión
Por rotación
Por percusión
2. Sondeos - Perforaciones
3. Pruebas geofísicas
Geoléctrica
Georadar
Sísmica: Reflexión –Refracción-Downhole-Crosshole
Gravimétrica

MÉTODOS DIRECTOS RESULTADOS
INMEDIATOS PRUEBAS IN SITU
5. Veleta de corte
Manual
Estático
Dinámico: CPT-SPT
7. Ensayo presiométrico
8. Permeabilidad
4. Ensayos de penetración
6. Placa de carga
MÉTODOS DE EXPLORACIÓN

1. EXCAVACIONES A CIELO ABIERTO: Su propósito es obtener directamente del sitio la
leyenda litológica y las muestras necesarias para caracterización en el laboratorio.
Es posible medir directamente en sus paredes y fondo humedad, consistencia,
densidad, peso específico.
Las muestras son tomadas [intactas o re - moldeadas] dependiendo de la naturaleza y
condiciones del suelo in situ.
2. SONDEOS: Perforaciones de pequeño diámetro y gran profundidad. Las muestras o
núcleos obtenidas son parafinadas en el sitio para su traslado al laboratorio.
Los sondeos por rotación permiten obtener testigos no perturbados y pueden
aplicarse en suelos duros y rocas
Los sondeos por percusión permite avance rápido; son útiles en gravas y materiales
cementados.
Los sondeos por presión [inalterados] son viables en suelos blandos
3. PRUEBAS GEOFÍSICAS: Procedimientos de mayor cobertura, mayor profundidad y más
económicos para explorar el subsuelo. Permite establecer límite de los estratos del
suelo, niveles de roca y freáticos

RESISTIVIDAD ELÉCTRICA: Se basa en la presencia de aguas subterráneas que contienen
sales, las que conducen corrientes apreciables a corta distancia. Consiste en hincar cuatro
(4) eléctrodos separados entre sí que permite registrar, a medida que cada uno cruza una
interfase, los cambios en la resistividad.
SÍSMICA (refracción-reflexión): Se basa en la diferencia de velocidad de las ondas
sísmicas al atravesar diferentes materiales. Las propiedades de las ondas (velocidad,
atenuación) son influenciadas por las propiedades geotécnicas del macizo rocoso o
medio térreo. El método consiste en generar una onda sónica que es recepcionada por
geófonos, después de cruzar el medio térreo. La REFLEXIÓN SÍSMICA es utilizada en
exploraciones profundas ( > 300 m ) y para exploraciones bajo agua a poca profundidad.

Prueba (excavaciones a cielo abierto): apertura manual - mecánica
APIQUES: h > L, a
TRINCHERAS: L >>>> h, a
POZOS : h >= a (L~a)
CALICATAS: h <<(L,a)
Perforaciones barrenadas manualmente
MÉTODOS DE EXPLORACIÓN
h
L
a
Los sondeos por presión se usan para perforaciones en
suelos blandos
• Profundidad máx. 5 - 6 m
•Para la extracción de la muestra, el barreno se
reemplaza por un tubo de muestreo

Perforaciones por percusión con cables ligeros
Es un método alternativo de perforar a través de roca y suelo
duro. Este método es eficiente en suelos granulares medios a
finos y menos en suelos blandos libres de piedras o rocas. El
método consiste en hincar mediante un martinete, un conjunto
de barras con un saca muestras en la punta; se obtienen
muestras o testigos alterados y muestras inalteradas cuando se
emplean muestreadores cilíndricos del tipo Shelby [tubo de
pared delgada, biselado en su extremo]. Un trépano pesado de
perforación se sube y baja para cortar el suelo duro. Los
fragmentos cortados de geomaterial pueden ser traídos a
superficie por circulación de agua.
Perforaciones por el Método de "lavado" permite determinar
la profundidad de una interfase entre materiales de diferente
consistencia, densidad o dureza. No posibilita la identificación del
suelo debido a que el agua usualmente no regresa.

Perforación rotatoria: Apropiado en rocas y suelos duros. Es un
procedimiento de corte y molida del geomaterial como
mecanismo de avance mediante trépanos rotatorios de
perforación unidos al fondo de las varillas perforadoras. Se
pueden obtener muestras inalteradas mediante rotación, empuje
vertical y lavado. El geomaterial cortado es traído a superficie a
través del agua o lodo bentonítico de perforación que regresa
despupes de haber sido inyectado a presión hacia abajo a través
de las barras de conexión hasta los trépanos. Se puede medir el
RQD.
Pruebas de penetración de cono [Estático – Dinámico].
Este sistema [CPT - Cone Penetration Test] consiste en introducir
en el suelo una pieza de forma cónica vinculada a una célula de
carga que mide en forma continua la resistencia del suelo a la
penetración de la puntera cónica (qc). También mide en forma
simultánea la resistencia a la fricción lateral (fs) que ofrece el suelo
al paso de una pieza cilíndrica ubicada inmediatamente arriba de la
punta cónica. La prueba de penetración con cono penetración
estática consiste en empujar dentro del suelo, de forma lo
suficientemente lenta, una serie de varillas cilíndricas con un cono
en la base.

100
10
1





tp
n
i
i
L
cm
L
RQD

SPT (STANDARD PENETRATION TEST). El sondeo SPT es uno de los de mayor uso y su
ejecución se soporta en la norma ASTM D1586. El muestreador es hincado en el suelo
mediante un martinete de 65kg de masa, que cae desde 0,76 m de altura. Debe registrarse
el número de golpes N para los últimos 30 cm de penetración. El diámetro de perforación
varía entre 150 y 300 mm y pueden alcanzarse profundidades máximas variando de 50 - 60
m. El ensayo arroja un índice de resistencia a la penetración N y permite estimar la densidad
relativa y otros parámetros de resistencia y deformación.
FVT (FIELD VANE TEST). El ensayo FVT [Ensayo de veleta] aplicado
con base en la Norma ASTM D2573, permite evaluar la resistencia al
esfuerzo cortante del geomaterial cohesivo.

Prueba del presurímetro-Menard,1956. [ASTM_4719]. Se practica en campo en un
barreno abierto previamente y permite, mediante tres celdas [dos de guarda y una
de medición] obtener la resistencia y deformabilidad del suelo.
Dilatómetro Plano de Marchetti (DMT) – 1980 es una paleta plana
provista de membrana metálica circular fina, expandible
horizontalmente, que se hinca en el terreno en el suelo mediante gas a
presión. Se determinan la presión P0 requerida para iniciar el
movimiento de la membrana y la P1 presión para un desplazamiento
de 1,1 mm en el centro de la misma a intervalos regulares, usualmente
de 20 cm.

MUESTREO
BASES
A. La GEOTECNIA es Ciencia experimental-descriptiva-predictiva
B. El Muestreo es parte esencial del proceso de estudio geotécnico que implica la
necesidad de:
 Conocer los puntos de partida y de llegada en el estudio [Referencia-
Objetivo].
 Determinar las condiciones óptimas de los puntos de muestreo [máxima
información-mínimo tiempo y costos]
 Evitar incertidumbres
ELEMENTOS PARA UN PROGRAMA DE MUESTREO
A. OBJETIVOS
B. ALCANCES
C. PROPIEDADES QUE SE DESEA MUESTREAR – CARACTERÍSTICAS
D. DENSIDAD DEL MUESTREO
E. PATRON O CONFIGURACIÓN DEL MUESTREO
F. NÚMERO DE MUESTRAS
ENFOQUE:
 F=[Diseño] – Teoría clásica de muestreo
 F=[Modelo] - Geoestadística

Muestreo = F[Diseño]
􀀽 Concepto básico: población a muestrear [ Muestra – Universo – Población]
􀀽 Asume población “fija” [cada punto posee un valor fijo a priori].
􀀽Muestreo: selección de un subconjunto de puntos de la población
EJEMPLO:
Muestreo Aleatorio Simple (MAS): Las coordenadas de la región son tomadas como
variables aleatorias con una distribución uniforme.
Muestreo Aleatorio Estratificado (MAE): La región es subdividida en partes, cada una según
características específicas y se le aplica el método de Muestreo Aleatorio Simple.
Muestreo = G[ Geoestadística]
Concepto esencial: existencia de una “super” población
Teoría aleatoria [ No se tiene valores fijos] .
Se parte de un modelo geoestadístico que toma en consideración la estructura espacial de la
propiedad a medir.
Se aplican conceptos estadísticos descriptivos: media, moda, varianza, covarianza
(variograma)

MUESTREO (Pensamiento racional)
RECURSOS FINANCIEROS DISPONIBLES
VS
CRITERIO TÉCNICO
CREATIVIDAD
ADECUADO USO DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE
Dimensiones de muestras para ensayos de laboratorio [Delgado Vargas,1996]
ENSAYO N. de muestras Diámetro Longitud o lado
Compresión inconfinada 2 3.55-7.10 7.60-15.20
Ensayo triaxial 4-6 3.55-7.10 7.60-15.20
Corte directo 4-6 2.54x10.16x10.16
Consolidación 1 6.35-10.80 2.54

Normas
• INVÍAS
• ICONTEC
• ASTM
• ISRM
• NSR-10 (D1444/84, NSR98)
• Códigos locales de construcción

1. Oficio de presentación
2. Proyecto [título]
3. Base de la propuesta [Antecedentes – Visita previa al sitio]
4. Referencia de la consultoría [Datos del consultor-Sede]
5. Soportes de la propuesta [Créditos – Experiencia – Equipo de trabajo]
6. Términos de referencia
1. Objetivos [Carácter y destino que se dará al estudio geotécnico]
2. Alcance – Exigencias básicas – Desarrollos en campo y laboratorio a realizar [Descripción del trabajo a ejecutar]
3. Metodología
7. Tiempo
8. Valor de la propuesta
9. Forma de Pago
10. Observaciones
11. Anexos
PROPUESTA PARA LA REALIZACIÓN DE ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

¿Cuál es el contenido de un Estudio Geotécnico útil y funcional en un proyecto?
1. Introducción
Indica el alcance del informe geotécnico y a cual tipo de obra está orientado. Se sugiere dar claridad sobre el
nombre del proyecto para el cual se realizó el informe e indicar el ente que lo requiere, evitando que pueda ser
empleado para otros propósitos.
2. Descripción del Proyecto:
Se debe indicar el uso de la edificación, naturaleza de los materiales constructivos (acero, concreto, madera,
etc.), carácter y magnitud de las cargas consideradas, altura de la edificación, extensión en planta, descripción
de características arquitectónicas y estructurales (altura total de la edificación, presencia de sótanos, alturas de
entrepiso, entre otras).
3. Objetivos:
General del informe geotécnico y específicos para lograrlo. Los objetivos son dependientes del proyecto
cuyo diseño y construcción hará uso del informe geotécnico.
4. Metodología:
Descripción de procedimientos que se siguen para realizar la investigación de campo, laboratorio, fuentes
de información, procesamiento de datos y métodos de análisis.
5. Ensayos de Campo:
Especificar procedimientos empleados para la investigación de campo, equipos utilizados, normativa aplicable
(ASTM, ICONTEC, NSR10, etc.), número y profundidad de sondeos realizados, cantidad de muestras
obtenidas Justificar la razón por la cual se emplean los procedimientos descritos

6. Ensayos de Laboratorio:
Relacionar el laboratorio en el cual se caracterizan las muestras. Describir la técnica de preparación de las
muestras, las normas de ensayos normalizados o variaciones de estos. Condensar resultados y detallar
cálculos (anexos)
7. Geología:
Describir el contexto geológico del proyecto. Identificar las amenazas geológicas que pudieran afectar la
estabilidad del proyecto.
Geología regional – Énfasis en la geología local y, la forma como impacta el proyecto (potencial sismicidad
localizada o inducida por presencia de depósito de agua próximo, fallas geológicas cuya actividad generan
condiciones de licuación, presencia de suelos colapsables o expansivos.
8. Aspectos Sísmicos:
Amenaza sísmica – Aceleración y velocidades pico – Perfil geotécnico de suelo - Clasificación en función de la
amenaza sísmica existente (nulas, bajas, intermedia y elevada) y asignación del coeficiente de aceleración
horizontal y vertical del terreno, que al ser multiplicado por la masa sísmica de la edificación permite estimar su
respuesta y efectuar su diseño estructural. Criterio de clasificación universal para estimar una respuesta
realista de la edificación ante un evento sísmico: la forma espectral del terreno depende de la condición
geotécnica del sitio (suelos densos o duros Vs suelos duros o compactos).
Se puede caracterizar la forma espectral del terreno, mediante correlación con ensayos de campo (SPT, CPT
RQD). El Informe Geotécnico debe permitir estimar la repuesta sísmica real de la edificación, con base en la
identificación del comportamiento esperado del sitio de proyecto, de acuerdo con los lineamientos de la
NSR10.

9. Presencia de Nivel Freático y/o Aguas Subterráneas:
Informar sobre la profundidad del NF, detectada en durante la exploración de campo. Se debe relacionar , la fecha y
condición meteorológica reinante al momento de identificar la posición del nivel freático. Esta información es útil al ingeniero
geotécnico para presentar recomendaciones de diseño y construcción de los sistemas de fundación, orientar medidas
preventivas al efectuar excavaciones a cielo abierto, identificar posibles patrones de licuación y determinar el grado de
afectación de la capacidad portante del suelo.
10. Análisis de Resultados de Campo y Laboratorio:
Resumen y, análisis cuantitativo y cualitativo de los resultados y datos de campo y laboratorio para describir el
comportamiento geotécnico del sitio. CONCEPTO CLARO SOBRE CALIDAD Y DEFICIENCIAS DEL PREDIO COMO SITIO
DE PROYECTO
11. Evaluación de la Capacidad Portante del Terreno en función del Sistema de Fundación Seleccionado (Diseño por
Resistencia):
La capacidad portante admisible es dependiente de la naturaleza del geomedio, de sus parámetros de resistencia, del
sistema de cimiento adoptado, de su geometría, de la profundidad de emplazamiento, de las solicitaciones de carga, de las
condiciones de compacidad o consistencia del geomedio, de la posición del nivel freático, de la topografía del terreno del
proyecto, entre otros factores. No es apropiado indicar que un suelo posee una capacidad portante de 2 kgf/cm2; una
descripción más apropiada sería decir: “el terreno registra una capacidad portante de 2 kgf/cm2 para un sistema de
cimentación conformado por con zapatas individuales de 1.4 m x 1.4 m y para una profundidad de emplazamiento (Df) de 1
m”. El ingeniero geotécnico debe tener un estimado de las cargas de la edificación, que le permita adoptar el EES más
adecuado y pueda proponer varias alternativas geométricas y de profundidad para el rango de cargas actuantes.

A manera de ejemplo, si el sistema de elemento estructural de soporte fueran zapatas, es recomendable
elaborar una tabla con diferentes tamaños de cimientos y profundidades de emplazamiento que cubra el
rango de cargas actuantes, de manera tal que el calculista estructural pueda tener diferentes alternativas de
solución conforme a los requerimientos del proyecto. Bajo el mismo esquema, si se trata de un sistema de
fundación con pilotes se deberá disponer de una tabla con diferentes diámetros y longitudes, con la finalidad
de seleccionar la mejor solución en función del nivel de carga actuante.
12. Cálculo de Asentamientos Esperados (Diseño por Rigidez):
Debe hacerse referencia a los asentamientos estimados y tolerables para el tipo de edificación y de
conformidad con las características de los geomateriales evaluados. Ningún geomedio tiene rigidez infinita.
Contrariamente, todos los sistemas de cimentación sufrirán algún nivel de asentamiento (inmediato o por
consolidación o ambos); esto hace necesario que se reporte el nivel de asentamiento o deformación
esperada del terreno, en función del esfuerzo actuante y la geometría del sistema de fundación seleccionado.
La distorsión angular se define como la relación entre el asentamiento diferencial que se origina entre dos
apoyos y la distancia que los separa.
Si se dispone de información relacionada con la magnitud de los asentamientos esperados y luces promedio
del proyecto, se podrán estimar las distorsiones esperadas y se podrán fijar límites máximos de distorsión en
función de la arquitectura del proyecto, tipo de acabados y configuración de miembros estructurales. No es lo
mismo fijar una distorsión angular máxima para un proyecto donde predominan las fachadas de vidrio que
para una edificación donde predomina la mampostería.

13. Conclusiones:
SIRVE O NO EL PREDIO. Si no sirve o no cumple con las condiciones vigentes para ser empleado como
geomedio de cimentación, es posible mejorarlo? ¿Cómo?.
Las conclusiones deben ser claras y precisas, sin lugar a ambigüedades. Se debe dar relevancia a las
prohibiciones y restricciones que apliquen y que puedan estar referidas al uso de un sistema de cimentación en
particular o una profundidad límite para algún tipo de excavación. Se debe concluir en función de los aspectos
geológicos, geotécnicos, estructurales, sísmicos, hidráulicos, hidrológicos, y cualquier otro que sea
determinante en la solución que deba adoptarse en el proyecto.
14. Recomendaciones:
De tipo geotécnico y estructural para las diferentes propuestas de cimentación suministradas en el informe,
recomendaciones de excavaciones, métodos constructivos, control de deformaciones y distorsión angular,
medidas de protección en los procesos constructivos, técnicas para el mejoramiento o estabilización de suelos
que pudiesen estar sometidos a algún tipo de amenaza de tipo geológica o geotécnica, tales como presencia
de suelos colapsables, licuables o expansivos.
En razón a la importancia de las recomendaciones y a lo extensas que pudiesen ser, se sugiere presentarlas
por bloques para las diferentes especialidades involucradas en el proyecto, de manera que el informe
geotécnico resulte práctico y funcional.

15. Anexos:
- Esquemas de localización de sondeos
- Perfil probable del terreno
- Perfil de suelos (o de meteorización, o litostático, o estratigráfico) empleado en el análisis y diseño
geotécnico de las cimentaciones.
- Relación de registros de campo de los sondeos efectuados
- Planta y/o cortes de tipo de cimiento seleccionado
- Formatos diligenciados de los ensayos de laboratorio,
- Otra información que complemente los aspectos reportados en el informe.
- Es opcional incluir resumen de publicación donde se indiquen técnicas, sugerencias o consejos para
desarrollar alguno de los procesos contemplados en el proyecto.
El informe geotécnico debe ser una guía de ejecución, de la misma forma como lo son los planos de detalles,
la memoria descriptiva o incluso el cómputo métrico de obras.
El sistema “suelo-fundación” debe ser analizado como un todo, donde los aspectos geotécnicos y estructural
se convergen en los puntos de apoyo de las edificaciones.
La investigación geotécnica es una actividad de ejecución obligatoria cuyo producto es el Estudio Geotécnico,
que será empleado en las fases de concepción y construcción del proyecto, por los profesionales involucrados
en el proyecto.

Amenaza sísmica
Falla del Suárez [Cerro de Palonegro]
Falla de Bucaramanga
Se esperan sismos de Magnitud 8 [Pie de Monte Llanero ]y Magnitud 6 en las fallas citadas y se deben esperar
aceleraciones en roca de 0,25 horizontal y 0,20 vertical
Amplificación por efecto topográfico y pos naturaleza de suelos: ALTAS PARA PERÍODOS BAJOS DE VIBRACIÓN
Amenaza por licuación [Presencia de sedimento granular fino – Estado suelto – Área inconfinada -
Nivel freático superficial]
Valle de Río Frío
Valle de Río de Oro
Erosión y Procesos de remoción de tierra
Zona de Morrorico y cercanías
Cerro de La Cumbre y Floridablanca
Cerro de Palonegro
Mesa de Ruitoque
REALIDAD GEOTÉCNICA BUCARAMANGA

Título A - B
CASAS DE UNO Y DOS PISOS
Resolución 001831, por la cual se establecen las determinantes ambientales para la elaboración, ajuste o
modificación de los planes, planes básicos y esquemas de ordenamiento territorial municipal del área de jurisdicción
de la Corporación Autónoma Regional para la Defensa de la Meseta de Bucaramanga, en sus etapas de adopción,
Este Título establece los requisitos para la construcción sismo resistente de viviendas de
uno y dos pisos de mampostería confinada y de bahareque encementado. Son requisitos
de índole general y están dirigidos a todos los profesionales de la ingeniería y la
arquitectura que trabajan en construcción de vivienda, así no sean especialistas en cálculo
estructural. En este Título se establecen las condiciones estructurales que permitan un
funcionamiento adecuado de las viviendas de uno y dos pisos ante cargas laterales y
verticales en las diferentes zonas de amenaza sísmica.
Establecer criterios básicos para realizar estudios geotécnicos de edificaciones,
basados en la investigación del subsuelo y las características arquitectónicas y
estructurales de las edificaciones con el fin de proveer las recomendaciones
geotécnicas de diseño y construcción de excavaciones y rellenos, estructuras de
contención, cimentaciones, rehabilitación o reforzamiento de edificaciones
existentes y la definición de espectros de diseño sismorresistente, para soportar los
efectos por sismos y por otras amenazas geotécnicas desfavorables.
Título E
Casas de 1 y 2 pisos
Título H
EDIFICACIONES CATEGORIZADAS

— ESTUDIO GEOTÉCNICO —
Para efectos de obtener una licencia de construcción debe presentarse
 un estudio geotécnico realizado de acuerdo con los requisitos del Título H de la NSR10.
 El estudio geotécnico debe ir firmado por un ingeniero civil facultado para ese fin, y debe hacer referencia a:
(a) Lo exigido en A.1.3.2,
(b) A la obtención de los parámetros del suelo para efectos de la evaluación de la interacción suelo estructura tal
como la define el Capítulo A.7, cuando esta es requerida por el Capítulo A.3,
(c) A la definición del los efectos locales exigida en A.2.4, incluyendo el caso en el que se realice un estudio sísmico
particular de sitio según lo indicado en A.2.10,
(d) A las demás que exija el Título H.
Estudio geotécnico – 1.3.2
Exploración, en profundidad y de entorno. Alcance y programa de laboratorio (TH NSR10)
Informe
Exploración y resultados. Recomendaciones para el I. estructural útiles para
dimensionar cimentación y obras de contención
Definición de efectos sísmicos locales
Procedimientos constructivos
Variables de diseño: ( Capacidad portante, Asentamiento, Df, Medidas para no
afectar construcciones aledañas)

NSR10 –TÍTULO H - ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

1. Calcular la distribución del esfuerzo inducido neto [σ] bajo la cimentación
2. Estimar la variación del esfuerzo efectivo vertical, σ’v , con la profundidad
3. Determinar la posición del NEIN [Nivel de esfuerzo inducido nulo], ubicado a la
profundidad H1, a la cual, el incremento de esfuerzo inducido, [σ] , es igual a
0.10q, siendo q el esfuerzo neto estimado sobre la cimentación.
4. Determinar la profundidad H2, a la cual la relación [σ / σ’v ] = 0.05
5. Salvo condición de hallazgo de un lecho rocoso superficial, el menor de los
valores H1, H2, será tomado como profundidad mínima de exploración
Cálculo de la profundidad mínima de exploración [ ASCE, 1972]
Análisis de los Datos de entrada [deseable tenerlos a disposición antes del estudio
geotécnico] :
Tipo de obra
 Diseño arquitectónico [áreas de carga-espaciamiento de columna
Cálculo estructural [cargas aproximadas]
Reglamento local de edificaciones
Requisitos de sótano

Para un edificio de 30.5 m
de ancho
Sowers and Sowers, 1970
Número
de pisos
Profundidad,
m
1 3.5
2 6
3 10
4 16
5 20
Para Hospitales y Edificios de Oficinas, Sowers y
Sowers estiman la profundidad de exploración (D), en
metros, como:
D = 3.5 N0.7 para edificios ligeros de acero o edificios
estrechos de concreto
D = 6 N0.7 Para edificios pesados de acero o edificios
anchos de concreto
Siendo N el Número de pisos
Espaciamiento aproximado de los sondeos
Tipo de proyecto Espaciamiento, m
Edificios de varios pisos 10-30
Plantas industriales de un piso 20-60
Carreteras 800-1600
Unidades residenciales 800-1600
Presas y Diques 130-260

1. Determinar la complejidad del proyecto = F[variabilidad del subsuelo, categoría de la edificación];
m = pendiente transversal del terreno del proyecto.
CATEGORIA DE LA
EDIFICACIÓN
EDIFICIOS CASAS
Lote, m2 Número de
pisos
Lote de proyecto,
m2
Número de
unidades
Normal 100-250 <4 <1000 0-10
Intermedia 250-1000 4-7 1000-5000 10-100
Alta 1000-1500 8-14 5000-10000 100-500
Especial >1500 >15 >10000 >500
CATEGORIA DE LA
EDIFICACIÓN
VARIABILIDAD DEL SUBSUELO
BAJA
m <= 10 %
Geología uniforme
Homogeneidad
MEDIA
10% < m < 50%
ALTA
m > 50%
Geología compleja
Heterogeneidad
Normal I I II
Intermedia II II III
Alta III III III
Especial III IV IV

Número mínimo de sondeos y profundidad sugerida de exploración por unidad básica de
construcción
Actualizado, Decreto 094 de 1999
Por lo menos el 50% de los sondeos debe alcanzar la profundidad máxima, de acuerdo a los siguientes lineamientos:
1. Criterio de la ASCE-1972
2. 1.5 B [B:ancho de la losa corrida de cimentación]
3. 2.5 b [b: ancho de la zapata de mayor dimensión]
4. 1.25 L [L: longitud del pilote más largo]
5. 2.5 A [A: ancho del cabezal de mayor dimensión para el grupo de pilotes]
6. 1.5 E [E: profundidad de la excavación, en el caso de estas] o 2 veces si los suelos son tipo S3 ó S4
según el Título A del Reglamento]
7. Si se encuentra geomaterial firme a profundidades menores a las establecidas en proyectos de
complejidad baja a media, los sondeos pueden suspenderse al encontrar la roca. Para proyectos con complejidad alta
o especial, los sondeos deben penetrar entre 2 y 4 m la roca 2.5 t, siendo t: el diámetro de los pilotes apoyados en
estos.

Algunas ideas sobre profundidad de exploración en obras diferentes a Edificios
Obra Consideraciones Orientación Nomenclatura
Muros de
contención
Fallas por resistencia al corte
Asentamientos Estrato normal : D = 0,75 - 1,5 H
Estrato ancho : D = 2H
D: Profundidad de
exploración desde el NE
(nivel de emplazamiento).
H: Altura del muro
Excavaciones
profundas
Estabilidad de los taludes en
la altura de la excavación
Material estable : D = 1,8 - 3,0 m
B <<< H : D = H
B: Ancho de la excavación
(fondo)
H: Altura de la excavación
(promedio)
D: Profundidad de la
exploración (desde el fondo
máximo proyectado).
Embalses y
Diques
H = Debe permitir estimar:
- Estabilidad
- Permeabilidad
- Presiones hidrostáticas
D > (L+H)
H: Altura del dique
L: Ancho del dique
D: profundidad desde el NE
(nivel de emplazamiento).
Terrazas y
terraplenes
Cruzar zona meteorizada
Definir condiciones de
drenaje
Definir riesgo de heladas
Cargas livianas : D = 1,0 - 1,5 m
Cargas pesadas : D = 2,0 - 3,0 m
L: ancho del terraplén (mayor
dimensión)
H: altura del terraplén
D: profundidad mínima de
exploración (bajo NE)
Túneles Estabilidad del suelo y
Presión del suelo en las
paredes
D=B

RESPECTO AL AGUA FREÁTICA, investigar
Influencia del tiempo en el escurrimiento en suelos saturados
Fuerzas de percolación en taludes
Depresión de la Napa
Estanqueidad y protección de la contaminación
El agua debe controlarse durante el proceso constructivo para:
Facilitar desarrollar los procesos constructivos en “ ambiente seco “ de forma que se
facilite compactar, rellenar, vaciar el concreto, etc.
 Incrementar la estabilidad de los taludes de las excavaciones (en arenas podría
excavarse cerca de la vertical, siempre y cuando el geomaterial exhiba cohesión
aparente, debido a su condición de saturación parcial )
 Reducir solicitación al sistema de entibación
Evitar riesgos de situaciones artesianas en sello de fundación

MOVIMIENTOS SÍSMICOS PRESCRITOS
A.2.1.1— — El diseño sísmico de la estructura requiere que ésta esté localizada dentro de una de las zonas
de amenaza sísmica, baja, intermedia o alta, y requiere que deben utilizarse los movimientos sísmicos de
diseño definidos en el presente Capítulo, los cuales se pueden expresar por medio del espectro elástico de
diseño definido en A.2.6, o por medio de familias de acelerogramas que cumplan los requisitos de A.2.7
A.2.1.2 — EFECTOS LOCALES DIFERENTES
— En A.2.4 el Reglamento prescribe un procedimiento para determinar los efectos en los movimientos
sísmicos de diseño de la transmisión de las ondas sísmicas en el suelo existente debajo de la edificación.
Pueden utilizarse movimientos sísmicos de diseño diferentes a los definidos en A.2.4, si se demuestra que
fueron obtenidos utilizando mejor información proveniente de un estudio detallado de propagación de la onda
sísmica a través del suelo existente debajo del sitio, o de la incidencia de la topografía del lugar, en los
siguientes casos:
A.2.1.2.1 — Estudios de microzonificación sísmica
A.2.1.2.2 — Estudios sísmicos particulares de sitio
A.2.1.3 — MOVIMIENTOS SÍSMICOS DIFERENTES los valores de aceleración pico no contemplados en el
Reglamento, deben ser aprobados por la oficina o dependencia distrital o municipal encargada de expedirlas
licencias de construcción, previo concepto de la Comisión Asesora Permanente para el Régimen de
Construcciones Sismo Resistentes

ESPECTROS
DATO Ir a Buscar Obtener
Localización NSR10 –T A Mapas de zonificación de amenaza, Aa, Av
Estudio geotécnico NSR10 – TA Perfil de suelo – para análisis sísmico
PSS, Aa, Av Factores de amplificación Fa y Fv
Destino o uso Grupo de uso, G
Grupo de uso Coeficiente de importancia Espectro de
diseño

A.2.2 — MOVIMIENTOS SÍSMICOS DE DISEÑO
A.2.2.1 — Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de la aceleración pico efectiva,
representada por el parámetro Aa y de la velocidad pico efectiva, representada por el parámetro Av,
para una probabilidad del diez por ciento de ser excedidos en un lapso de cincuenta años. Los valores
de estos coeficientes, para efectos de este Reglamento, deben determinarse de acuerdo con :
A.2.2.2 — Se determina el número de la región en donde está localizada la edificación usando para
Aa el mapa de la figura A.2.3-2 y el número de la región donde está localizada la edificación para Av,
en el mapa de la figura A.2.3-3.
A.2.2.3 — Los valores de Aa y Av se obtienen de la tabla A.2.2-1, en función del número de la región
determinado en A.2.2.2. Para las ciudades capitales de departamento del país los valores se
presentan en la tabla A.2.3-2 y para todos los municipios del país en el Apéndice A-4 incluido al final
del Título H

• EES: CIMIENTO PROPIAMENTE DICHO: Elemento
estructural que tiene la función de recibir y transmitir las
cargas que proceden de la superestructura al suelo,
distribuyéndola de forma que no superen su esfuerzo
admisible ni produzcan concentraciones de cargas
diferenciales

Elementos estructurales de soportes
CIMIENTOS PROPIAMENTE DICHO
Cimientos superficiales
(Directos)
Cimientos profundos
(No directos)
Cimientos intermedios
Cimientos especiales

𝑞𝑐 =
𝑄𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙
𝐴𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑞𝑎 =
𝑞𝑢𝑙𝑡
𝐹𝑆

ELEMENTO ESTRUCTURAL DE SOPORTE
C. Superficial
(C Directa)
C. Intermedias-
C. Especiales
C. Profunda
(C. Indirecta)
B
Df
[Df / B] > 4
Zapata
C. Continuo
C.
Combinado
Emparrillado Pozo
C. Losa
Zapatas
medianeras
Vigas de
riostra
Cepa
C.
Compensada
Pilote
Minipilote
Micropilote Pantallas
Caisson
Pila
Sistemas
combinados
Cimentación de un
semáforo
Cimentación de un
poste de luz
Cimentación de un
gavión
Cimentación de
una presa
Etc
Carga estructural
Esbeltez de la edificación
Perfil del subsuelo
Competencia mecánica de los suelo
NF
[Df / B] < 4

CIMENTAR (Ciencia y Arte): obtener , a partir de las
características (del terreno y de la estructura ) las
condiciones más favorables de apoyo, de modo que
los asentamientos no resulten perjudiciales
Un buen cimiento debe transmitir (eficiente, eficaz y
económicamente) cargas estructurales al terreno, de
forma que no se produzcan asentamientos excesivos
Cuando una estructura transmite sus cargas al
terreno a través de la cimentación, se producen
inevitablemente deformaciones (asentamientos).
CIMIENTO
C. SUPERFICIAL
C. INTERMEDIO
C. PROFUNDO
C. ESPECIAL
En función de la profundidad
Por la forma de fabricación
Concreto simple
Concreto armado
Mampostería
In situ
In situ

Zapata flexible
Zapata rígida
Pozo de cimentación
Emparrillados / Vigas Flotantes
Placas o Losas de cimentación
Pilotes hincados
Pilotes de barrena
Pilas – Pilotes robustos
ORDEN DEL COSTO

Berasategui,
Espuga &
Gilbert
A Jaramillo Otra fuente
Superficial z/B <4 Z/B <1
Intermedia 4<Z/B<10 1<Z/B<4
Profunda Z/B>10 Z/B >5 Z/B>8
La subjetividad de la definición de una cimentación profunda o superficial

C. Superficiales
[Directas]
C. Profundas
[Indirectas]
ZAPATAS LOSAS PILOTES PANTALLAS
Las cargas de la estructura son llevadas a un plano de
apoyo horizontal
Soportan
Columnas – Pilares (uno o más)
Muros [de carga, de mampostería, de sótano
Forjados
Toda la estructura
CIMIENTOS Df > B
PILAS/ CAISSONS
Df < = B

Zapata aislada
[Pilar aislado, interior, medianero, esquinero]
Zapata combinada
[Dos o más pilares contiguos]
Cimiento corrido
[Alineaciones de tres o más pilares o muros]
Pozo de cimentación
[Pilar aislado]
Emparrillado
[Conjunto de pilares y muros, dispuestos en retícula]
Losas
[Conjunto de pilares y muros

Pilotes
prefabricados
Pilotes in situ barrenados con hélice
continua. El pilote de hélice continua
es un pilote hormigonado in situ. Se
perfora el terreno con el auxilio de
un barreno helicoidal continuo y se
bombea el hormigón a través del
tubo central del barreno, mientras
este último es retirado del terreno
Pilotes hormigonados
in situ

Uso de ZAPATAS AISLADAS
• Por condiciones de servicios [columnas, pilares]
•EL geomaterial en el sitio de emplazamiento presenta alta capacidad de soporte.
•El terreno es firme [en términos de densidad, compresibilidad, expansividad, degradación]
• Es posible cimentar con tensión media alta
•Los asentamientos esperados son tolerables
[A]: Ventaja constructiva
[B]: En juntas de dilatación – Existencia de Momentos predominantes en una dirección – Existencia de columnas /pilares
con sección rectangular
Zapatas
aisladas
Según
geometría
Recta
Abovedada
Escalonada
Cuadrada [A]
Rectangular [B]
Otra geometría
Según
transmisión de
la carga
Carga
Concéntrica
Carga
Excéntrica
Según
comportamiento
estructural
Rígida Flexible
D1444
NSR98
NSR10
NSR20

Zapatas Combinadas y Corridas
[Geometría en planta: rectangular-trapezoidal]
1. Cuando
Los terrenos presentan capacidad portante baja a media
 Existen pilares-columnas próximas entre.
Las cargas [por columna] son muy elevadas.
Entonces, el dimensionamiento de la cimentación da lugar a zapatas aisladas muy próximas entre sí que
sus bulbos de presión llegan a solaparse. La solución alterna es cimiento combinado [recoge dos o más
columnas] o cimiento corrido [recoge tres o más pilares alineados]
2. Si
 En la base del pilar-columna se generan momentos flectores de importancia, pueden presentarse
excentricidades inmanejables. Una solución podría ser el empleo de un cimiento combinado o de uno
corrido, por cuanto, en este tipo de fundación, la carga total se situará relativamente centrada con el
centro de gravedad de la zapata
3. Este tipo de cimentación también puede ser útil para evitar la ocurrencia de asentamientos
diferenciales excesivos entre columnas próximas, generados por diferencia de cargas entre ellas o por
marcada variabilidad del suelo de soporte.
4. Los cimientos corridos típicos: los que transmiten las cargas de muros [de carga, divisorios, muros de
sótano, etc]

Pozos de cimentación
1. Pozo para el emplazamiento del cimiento.
En función de la calidad geotécnica del sitio:
 Excavación – con material de reemplazo [ geomaterial de mejor calidad, debidamente
compactado ó concreto ciclópeo]. La zapata se sitúa sobre el material de reemplazo.
 Excavación sin material de reemplazo [ Aumentar Df hasta terreno competente]. La zapata se
sitúa sobre el suelo natural, protegido por un solado. En este caso, se requiere pedestal.
Debe comprobarse las condiciones de estado límite último y de servicio respecto del plano de
soporte seleccionado, de manera similar al de zapatas aisladas, adicionando a las cargas de la
superestructura, el correspondiente peso del pozo lleno del material de reemplazo].
Comprobar el estado límite último contra hundimiento, considerando la profundidad de
emplazamiento, y el uso del concepto de presión neta.
¿Qué diferencia y/o similitud tiene el concepto de Pozo de cimentación descrito respecto del
Sistema Caisson, usualmente calificado en el marco de la cimentación profunda?.

Parrillas
Terrenos con baja capacidad portante y alto grado de deformabilidad
Terrenos con marcada variación horizontal y vertical que hace prever la ocurrencia
de elevados asentamientos totales .
La parrilla da unidad monolítica al conjunto e incrementa la rigidez del sistema,
pues todas las columnas quedarán empotradas en una única cimentación
consistente de zapatas corridas entrecruzadas en malla ortogonal.

Aplicables en:
 Suelos con baja capacidad portante y alto grado de deformabilidad.
 Terrenos con alta heterogeneidad que posibilitan la ocurrencia de
elevados asentamientos totales .
 Cuando al dimensionar otros tipos de cimentación, el área total de
cimentación ocupa un alto porcentaje del área total del predio, de forma
que por razones de costos resulta más económico optar por una losa.
Losas

CAPACIDAD ADMISIBLE DE SOPORTE

La capacidad última de carga de un suelo NO ES
UNA CIFRA ÚNICA Y CONSTANTE, depende de la
Profundidad de emplazamiento, de la dimensión del
cimiento y de las características del suelo

Fuente: Wilfredo Gutiérrez Lazares, LMS-FIC-UNI-Perú
Esfuerzo
Cortante

(1)Falla por cortante de una
base apoyada sobre un manto
de arena . Ensayo de
modelación a nivel de
laboratorio
Fuente (1) : https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Capitulo%203_Resistencia%20al%20corte.pdf
Fuente (2): Adaptado de Wilfredo Gutiérrez Lazares, LMS-FIC-UNI-Perú
(
2
)
Esfuerzo Cortante

qc
NT
NE
qc presión total de contacto o total bruta
qc´ presión efectiva de contacto
qc
NT
NE
NF
c
n
i
c
A
Q
q

 1 a
m
v
n
i Q
Q
Q
Q 



1
w
wh
u 

u
q
q c
c 

'
qn presión total neta de contacto
qn´ presión efectiva neta de contacto
o
c
n q
q
q 
 f
sc
o D
q 

u
q
q n
n 

'
Df=0
Df#0
Cimentación compensada
Peso del suelo excavado = Peso de la estructura: compensación total…reduce asentamientos
Peso del suelo excavado < Peso de la estructura: compensación parcial..reduce asentamientos
Peso del suelo excavado > Peso de la estructura: sobreexcavación (expansión elevación)
o
c
n q
q
q 

qn=0
o
c
n q
q
q 


qh
NT
NE
NF
Presión de hundimiento [total, efectiva, bruta, neta] es la presión vertical para la cual el terreno
agota su resistencia al corte.
Presión admisible contra hundimiento: qadm, q’adm [valor de presión vertical que incluye un factor
de seguridad contra hundimiento y expresable como total, efectiva, bruta o neta]. No incluye
limitaciones contra asentamientos (la estructura potencialmente puede deformarse sin hundirse).
Presión admisible de trabajo: qadmt, q’admt es la presión vertical admisible para una determinada
estructura, considerando factor de seguridad contra hundimiento y asentamiento y expresable
como total, efectiva, bruta o neta.

Presión de hundimiento
Capacidad última de carga
Componente cohesiva
Componente friccionante
Componente Relación Base - 
Factores de capacidad portante= f(φ)
Factores de corrección: por geometría, por
profundidad y, por inclinación de la carga

N
N
N q
c 
 : Factores de capacidad de carga = F[]
F: Factores de corrección = F[profundidad, forma del cimiento, inclinación de la carga, etc]


 F
BN
F
N
q
F
cN
q q
q
o
c
c
h
2
1



qa= qh/FS
qh=qult
B: dimensión menor del cimiento
Hipótesis de la ecuación
Carga vertical
Cimiento continuo
Df=0
Terzaghi, Meyerhof, Hansen,
Vesic y otros, determinatron
sus ecuaciones particulares
para encontrar Nc, Nq, Nγ,
Fc, Fq, Fγ

'
1
1 


 Tan
q e
Sen
Sen
N



  '
1 
Cot
N
N q
c 

  '
1
5
.
1 
 Tan
N
N q 

FACTORES DE CAPACIDAD PORTANTE DE TERZAGHI


 F
BN
F
N
q
F
cN
q q
q
o
c
c
h
2
1


 Falla general
Para falla local, en el
primer término de la
ecuación general lo
afecta por 2/3
C=2/3c: c, hallado en
laboratorio
Φ= 2/3φ: φ, encontrado
por pruebas

Rankine
(1859) propone evaluar la capacidad de carga de los suelos granulares en función del ángulo de fricción
interna.
Prandtl
1920. Aplicación de la teoría de la plasticidad para evaluar la falla por hundimiento o corte de suelos
cargados
Karl Terzaghi
(1925) –teoría para evaluar la capacidad de carga de cimentaciones directas.
(1943) - da al problema de capacidad portante una solución racional aplicando los resultados de Prandtl.
Meyerhof
(1951) “The ultimate bearing capacity of foundations”, Geotechnique, vol.2, pp.301-332
Hansen
(1961) “A general formula for bearing capacity”. Danish Geoteknisk Institut, Bulletin nº 11

qa < qult
qa= qult/FS
Para cimentaciones superficiales, según NSR10 FS: 1 a 3, frecuentemente FS=3
qult: Capacidad última de carga: máxima carga, al cuál el suelo falla
qa: Capacidad admisible de soporte o apoyo (parámetro de diseño para dimensionamiento de
cimentaciones)

Balla
(1962) “Bearing capacity of foundations”. Geotechnique, vol.2, pp.301-332
Vesic
(1973) “Analysis of ultimate loads of shallow foundations”. JSMFD, ASCE, vol.99, SM1 (january
pp.13-34)
Hansen
(1970) “A revised and extended formula for bearing capacity”. anish Geoteknisk Institut,
Bulletin nº 28.
De Beer
(1970) “Experimental determination of the shape factors and the bearing capacity factors of
sand”. Geotechnique, vol.20, nº4
La mayoría de las teorías asociadas con el dimensionamiento
de cimientos asumen el suelo en su estado plástico, o estado límite
de resistencia

Modelo de Prandtl
Hipótesis: suelo ideal; caga vertical;
cimiento continuo; Df =0
Evaluación de la falla por cortante de un
suelo (Falla en suelo por capacidad de carga)
CONCEPTO GENERAL

MODELO DE CAPACIDAD DE SOPORTE

1.7 TÍTULO H – NSR10 – REFERENCIA AL DISEÑO GEOTÉCNICO DE CIMENTACIONES

H-4-2 DISEÑO GEOTÉCNICO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
H-4-2-1 ESTADOS LÍMITES DE FALLA
1. “El esfuerzo límite básico de falla de cimentaciones superficiales se calculará por métodos analíticos o empíricos,
debidamente apoyados en experiencias documentadas, recurriendo a los métodos de la teoría de plasticidad y/o
análisis de equilibrio límite que consideren los diversos mecanismos de falla compatibles con el perfil estratigráfico”.
2. “Además de la falla por cortante general, se estudiarán las posibles fallas por cortante local, es decir aquellas que
puedan afectar solamente una parte del suelo que soporta el cimiento, así como la falla por punzonamiento en
suelos blandos.
3. En el cálculo se deberá considerar lo siguiente:
(a) Posición del nivel freático más desfavorable durante la vida útil de la edificación,
(b) Excentricidades que haya entre el punto de aplicación de las cargas y resultantes y el centroide geométrico
de la cimentación,
(c) Influencia de estratos de suelos blandos bajo los cimientos,
(d) Influencia de taludes próximos a los cimientos,
(e) Suelos susceptibles a la pérdida parcial o total de su resistencia, por generación de presión de poros o
deformaciones volumétricas importantes, bajo solicitaciones sísmicas
(f) Existencia de galerías, cavernas, grietas u otras oquedades.

H.4.2.2 — ESTADOS LÍMITES DE SERVICIO
1. La seguridad en estados límite de servicio resulta del cálculo de asentamientos (inmediatos, por consolidación, secundarios y generados por sismo).
2. La evaluación de los asentamientos debe realizarse mediante modelos de aceptación generalizada empleando parámetros de deformación obtenidos a partir de
ensayos de laboratorio o correlaciones de campo suficientemente apoyadas en la experiencia.
3. Puede usarse relaciones entre el módulo de elasticidad - valor de penetración estándar y penetración con cono, con el soporte experimental adecuado.
4. Los asentamientos inmediatos bajo cargas estáticas se calcularán utilizando la teoría de la elasticidad.
5. En suelos granulares se tomará en cuenta el incremento de la rigidez del suelo con la presión de confinamiento.
6. La magnitud de las deformaciones permanentes presentables bajo cargas sísmicas se estimarán con procedimientos de equilibrio límite para condiciones
dinámicas.
7. Los asentamientos por consolidación se producen por la migración gradual del agua hacia afuera de los suelos saturados, como respuesta a una sobre carga
externa. Su cálculo se realizará con los parámetros determinados de las pruebas de consolidación unidimensional o triaxial realizadas con muestras inalteradas
representativas del material existente bajo los cimientos. Los incrementos de presión a las diferentes profundidades, inducidos por la presión que los cimientos
transmiten al suelo, se calcularán con la teoría de la elasticidad.
8. La presión de contacto en los cimientos se estimará considerando hipótesis extremas de repartición de carga, o a partir de un análisis de interacción estática suelo-
estructura.
9. Para evaluar los asentamientos diferenciales de la cimentación y los inducidos en construcciones vecinas, los asentamientos se calcularán en un número de sitios
ubicados dentro y fuera del área cargada.
10. Para determinar los asentamientos por sismo hay que considerar las cargas verticales de los apoyos y las cargas resultantes de los momentos, especialmente en
muros pantalla.
11. El ingeniero estructural le suministrará al ingeniero geotecnista la información relativa al sismo para que el evalúe los asentamientos por este tipo de cargas
(instantáneas) y los integre con los de rebotes, consolidaciones, etc.

Considerar una cimentación continua de ancho
B, apoyada sobre la superficie de una arena
densa o de un suelo cohesivo firme. A medida
que la carga se aplica gradualmente , el
asentamiento se incrementará

FALLA GENERAL POR CORTE. La superficie de deslizamiento es continua desde
un borde de la cimentación hasta la superficie del terreno en el lado opuesto. Es
una falla súbita y catastrófica, con una inclinación substancial del cimiento y una
expansión del suelo a los lados del cimiento. Es característica de las arenas
compactas
FALLA POR CORTE PUNZONADO
Se produce movimiento vertical de la cimentación, mediante la compresión del suelo
debajo de ella. La rotura del suelo ocurre por cortante alrededor de la cimentación. La
superficie del suelo en torno al cimiento casi no se altera por lo que no se observan
movimientos previos a la rotura.
Ocurre cuando la cimentación descansa sobre arenas o arcillas medianamente
compactadas, en los que un incremento de carga se acompañará de un
incremento en el asentamiento. En este caso, la superficie de falla se
extenderá gradualmente hacia afuera desde la cimentación, como se muestra
con las líneas continuas de la figura b.

𝑞𝑐𝑒𝑑𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜
𝑞𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒
Tangente
𝜀𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑏𝑙𝑒
𝑍𝑜𝑛𝑎𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎
𝑍𝑜𝑛𝑎
𝑝𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑎
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜
𝑞𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙
𝑞𝑎 =
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜
𝐹𝑆
𝐹𝑆 = 3 𝑁𝑆𝑅10

Si FS es bajo es 𝑞𝑎 𝑒𝑠 alto y 𝐴𝑐 es pequeña
Solución económica, pero la seguridad es dudosa
Si FS es alto 𝑞𝑎 𝑒𝑠 bajo y 𝐴𝑐 es grande
Es una solución costosa (más refuerzo, mas conceto, mas excavaciones, mas mano de obra) , pero de alta seguridad

ARCILLA BLANDA ARENA SUELTA
(RCI ≤ 0.5 kg/cm2) (Dr ≤ 40%)
ARCILLA DE CONSISTENCIA MEDIA ARENA DE DENSIDAD MEDIA
(0.5 kg/cm2 < RCI ≤ 1 kg/cm2) ( 40 < Dr ≤ 70%)
ARCILLA DURA ARENA DENSA
RCI > 1 kg/cm2 Dr > 70%)

Cimentaciones de Braja Das, capítulo 3

Figura 3.2 Variación de capacidad última de carga con la
compacidad, para placas circular o rectangular apoyadas a nivel
de superficie del terreno. Referencia: Braja Das
Vesic, 1963, realizó varias pruebas de laboratorio de capacidad
de carga sobre placas circulares y rectangulares soportadas por
una arena con diversas compacidades relativas de
compactación, Cr.
Las variaciones de
𝑞𝑢𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜
0.5𝛾𝐵
y
𝑞𝑢
0.5𝛾𝐵
obtenidas se muestran en la
figura 3.2 (B: diámetro de la placa circular o ancho de la placa
rectangular y 𝛾 es el peso unitario de la arena.. Para CR≥70%
ocurrirá la falla general

Terzaghi, pionero en teoría de capacidad de carga, para
cimentaciones superficiales. Cimentación superficial, si
𝐷𝑓 𝑒𝑠 ≤ 𝐵
Otros investigadores, cimentación superficial, si
𝐷𝑓 𝑒𝑠 ≤ 3 𝑎 4𝐵
Terzaghi modificó las hipótesis de Prandtl, en el análisis
de falla por corte de suelos…..modificó:
TEORÍA DE CAPACIDAD DE CARGA DE TERZAGHI
Inclinación de carga
Geometría de cimiento
Consideró el efecto de la
sobrecarga situado arriba del NE

 Protección de la cimentación contra factores externos que afecten negativamente su comportamiento y las condiciones tomadas para su
diseño. Este requisito exige adecuada localización profundidad de cimentación,
 El sistema de cimentación [medio de emplazamiento y elemento estructural de soporte] debe ser estable y seguro en relación a fallas
causadas por las cargas aplicadas. Esta condición está asociada a la capacidad admisible de soporte
 Los asentamientos y deformaciones estimadas de la cimentación deben ser tolerables respecto al comportamiento estructural,
arquitectónico y de servicios de la estructura.
 El proceso constructivo y la propia cimentación no debe afectar negativamente el medio térreo ni producir daños en construcciones
vecinas.
 Los movimientos y vibraciones deben de limitarse para que no desfigure o dañe la estructura o instalaciones.
REQUERIMIENTOS GENERALES DE ESTABILIDAD QUE DEBE SATISFACER LA CIMENTACIÓN A LO LARGO DE SU VIDA ÚTIL
Df adecuada: por debajo de la zona de cambios estacionales causados por cambios de humedad y
desarrollo de plantas
El sistema debe ser seguro contra:
volcamiento, rotación, deslizamiento o ruptura
del suelo [falla por cortante]
El sistema debe se seguro contra corrosión,
deterioro debido a materiales dañinos
presentes en el medio térreo [Rellenos
sanitarios-Fundaciones marinas]
El sistema debe ser capaz de asimilar los
cambios que pudieran resultar por
condiciones del sitio o durante el proceso
constructivo
El proceso de construcción de la
cimentación debe ser económica
Los movimientos del suelo [hinchamiento-
asentamiento] deben ser tolerables, para la
cimentación y para la estructura
Tanto la cimentación como su proceso
constructivo debe cumplir las normas
ambientales

PROFUNDIDAD DE EMPLAZAMIENTO
https://www.youtube.com/watch?v=fyYIDhgJNBM

1. Profundidad de emplazamiento (Df) de los cimientos
 En suelos cohesivos, recomendable Df ≥ Hza ( Hza es la profundidad, desde el nivel del terreno,
susceptible de experimentar cambios volumétricos o afectar apreciablemente su consistencia o
propiedades geomecánicas con los cambios de humedad).
h
w% (contenido de humedad)
1 2 3 4
Las curvas 1,2,3,4 son tendencias de variación w vs h.
Se parte de la premisa, que en proximidad al NF o una
vez encontrado éste, tales curvas de tendencia
tienden a ser constante con la profundidad. Esta
observación, hace suponer que existe una zona desde
el nivel del terreno hasta Hza que se activa o varía con
las variaciones de humedad. Por consiguiente, es
recomendable cimentar por debajo de esta
profundidad
HZa
Zona
activa
Df
Algunos autores han asociado esa zona activa con la profundidad de las
grietas de tracción (generadas por desecación) en las arcillas

CH
CL
Grietas de contracción
Hg: profundidad de la grieta
σv
σh
𝜎ℎ = 𝜎𝑣𝑘𝑎 − 2𝑐√𝑘𝑎
A la profundidad (Hg), la presión activa
se vuelve igual a cero
Por lo tanto
0 = 𝜎𝑣𝑘𝑎 − 2𝑐√𝑘𝑎
Si 𝜎𝑣 = 𝛾𝐻𝑔
Entonces 𝐻𝑔 =
2𝐶
𝛾√𝑘𝑎
Para condición no drenada (es decir, para φ =0), 𝑘𝐴 =1 y, C=Cu (cohesión no drenada):
𝑘𝐴 = 𝑇𝑎𝑛2 45 −
𝜑
2
𝐻𝑔 =
2𝐶𝑢
𝛾

GRIETAS DE DESECACIÓN EN ARCILLAS
Criterio
Emplazar a una profundidad
superior a la profundidad de
la grieta ( hg ), la cual puede
determinarse mediante la
expresión
ℎ𝑔 =
𝑐 𝑘𝐴
𝛾 ∗ 𝑘𝐴

PARÁMETROS DE RESISTENCIA PARA EL CÁLCULO DE CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA EN
SISTEMA ESTRATIFICADO
NT
NE
NEIN
ℎ10
ℎ2
ℎ3
ℎ4
ℎ5
𝑐10 𝛾10 𝜑10
𝑐6 𝛾6 𝜑6
𝑐2 𝛾2 𝜑2
𝑐3 𝛾3 𝜑3
𝑐4 𝛾4 𝜑4
𝑐5 𝛾5 𝜑5
ℎ6
Criterios
Suelos en la franja NT-NE interesan para calcular la
presión efectiva de sobrecarga….En este caso, el
parámetro de interés es el peso unitario
Suelos en la franja NE - NEIN aportarán la cohesión
para el primer término, el ángulo de fricción para
hallar los factores de capacidad portante y el peso
unitario para determinar dicha variable requerida
en el tercer término de la ecuación.
Para el cálculo de q’ (franja NT-NE)
𝑞′= 𝑖=1
𝑛
𝛾𝑖ℎ𝑖 =𝛾10ℎ10 +𝛾11 ℎ11 +𝛾12 ℎ12
ℎ11
ℎ12
𝑐11 𝛾11 𝜑11
𝑐12 𝛾12 𝜑12
Para la adopción de c, ϒ, φ (Franja NE-NEIN)
1. Adopción de los parámetros
correspondientes al estrato que embebe
o apoya el cimiento-----Capa de espesor ℎ2

2. Adoptar los parámetros de la capa de mayor espesor (entre los estratos que estén comprendidos entre NE y
NEIN) ; en este caso, el estrato de espesor
3. Adopción de los parámetros más bajos (solución conservativa no económica)
4. Adopción de los parámetros promediados aritméticamente
𝑐𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝑐1 +𝑐2 +𝑐3
3
ℎ3
𝜑𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝜑1 +𝜑2 +𝜑3
3
𝛾𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =
𝛾1 +𝛾2 +𝛾3
3
5. Adopción de los parámetros promedio ponderados, en términos de los espesores
𝑐𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜=
𝑐2ℎ2+𝑐3ℎ3+⋯..+𝑐4ℎ4
ℎ2´+ℎ3+ℎ4
𝛾𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜=
𝛾2ℎ2+𝛾3ℎ3+⋯..+𝛾4ℎ4
ℎ2´+ℎ3+ℎ4
∅𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜= Arcotan
ℎ2𝑇𝑎𝑛 ∅2+ℎ3𝑇𝑎𝑛 ∅3+⋯..+ℎ4𝑇𝑎𝑛 ∅4
ℎ2´+ℎ3+ℎ4

Ejercicio
Estimar la profundidad a la cual es recomendable emplazar un cimiento en una arcilla blanda saturada (γ=15.7 KN/m3 ,
φ =0, Cu=17 KN/m2 ), para que la variación de humedad no afecte el elemento estructural de soporte.
Dadas las condiciones del geomaterial de apoyo, la profundidad de la grieta de tensión es igual a 𝐻𝑔 =
2𝐶𝑢
𝛾
𝐻𝑔 =
2𝐶𝑢
𝛾
=
2∗17
𝐾𝑁
𝑚2
15.7
𝐾𝑁
𝑚3
= 2.17m
Por consiguiente, Df > 2.17m






































2
45
1
.
0
1
1
.
0
1
10
,
1
1
1
0
,
90
1
2
.
0
1
2
.
0
1
2
2











Tan
k
B
D
k
d
d
L
B
k
s
s
Para
i
d
d
s
s
Para
i
i
B
D
k
d
L
B
k
s
p
f
p
q
p
q
q
q
q
c
f
p
c
p
c
Factores de corrección de Meyerhof, por forma del
cimiento, profundidad de emplazamiento e inclinación de la carga
α= ángulo de la resultante medido desde el eje vertical.
Si  es obtenido de pruebas triaxiales, entonces ps para
deformación plana, puede ajustarse, según la siguiente
ecuación
triaxial
ps
L
B

 






 1
.
0
1
.
1
NOTA:
sc *dc *ic = Fc
sq *dq * iq= Fq
sγ *dγ * iγ= Fγ
S: shape (geometría)
Df: depth (profundidad de emplazamiento)
i: load inclination

𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 𝑐𝑁𝑐 + 𝑞′𝑁𝑞 + 0.5𝛾𝐵𝑁𝛾
C: cohesión
Φ : ángulo de fricción interna
ϒ : peso unitario del suelo
𝑁𝑐, 𝑁𝑞, 𝑁𝛾 son los Factores de capacidad portante dependientes del ángulo de fricción interna
Los parámetros de resistencia y el peso unitario del tercer término de la ecuación general de capacidad última de carga
corresponden al suelo comprendido entre el Nivel de emplazamiento y, el Nivel de esfuerzos inducidos nulos. El peso
unitario para calcular la presión efectiva de sobrecarga (q’) es el que corresponde al suelo comprendido entre el NT y el NE
𝑁𝑞 =
𝑒
2
3𝜋
4 −
𝜑
2 𝑇𝑎𝑛𝜑
2𝐶𝑜𝑠2 𝜋
4
+
𝜑
2
𝑁𝑐 = 𝐶𝑜𝑡𝜑
𝑒
2
3𝜋
4 −
𝜑
2 𝑇𝑎𝑛𝜑
2𝐶𝑜𝑠2 𝜋
4
+
𝜑
2
− 1 =𝐶𝑜𝑡𝜑 𝑁𝑞 − 1
𝑁𝛾 =
1
2
𝐾𝑝𝛾
𝐶𝑜𝑠2𝜑
− 1 𝑇𝑎𝑛𝜑
𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎
𝐾𝑝𝛾= 𝑇𝑎𝑛2
45 +
∅
2
coeficiente de presión lateral de tierras pasivo
Aplicable a cimientos continuos, cuadrados, circulares. Restringidos (no aplicable) para cimentaciones rectangulares, con
0 <
𝐵
𝐿
< 1. Estas ecuaciones no toman en cuenta la resistencia a lo largo de la superficie de falla en el suelo, arriba del
fondo de la cimentación (GI, HJ de la figura 3.5)

FACTORES DE CAPACIDAD PORTANTE DE TERZAGHI
, grados NC Nq Nγ kpγ
0 5.7 1.0 0.0 10.8
5 7.3 1.6 0.5 12.2
10 9.6 2.7 1.2 14.7
15 12.9 4.4 2.5 18.6
20 17.7 7.4 5.0 25.0
25 25.1 12.7 9.7 35.0
30 37.2 22.5 19.7 52.0
34 52.6 36.5 36.0
35 57.8 41.4 42.4 82.0
40 95.7 81.3 100.4 141.0
45 172.3 173.3 297.5 298.0
48 258.3 287.9 780.1
50 347.5 415.1 1153.2 800.0
kpγ Coeficiente de presión de tierras pasivo =Tan**2(45+Fi/2)

𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 1.3𝑐𝑁𝑐 + 𝑞′𝑁𝑞 + 0.4𝛾𝐵𝑁𝛾
𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟
B: dimensión menor del cimiento (
𝐿
𝐵
≤ 5). Si L=B, cimiento cuadrado
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 1.3𝑐𝑁𝑐 + 𝑞′𝑁𝑞 + 0.3𝛾𝐵𝑁𝛾 𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑙 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟
B: diámetro del cimiento
Expresiones de Terzaghi para cimentaciones no continuas – modelo de falla general
Expresiones de Terzaghi para cimentaciones– modelo de falla local
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 =
2
3
𝑐𝑁′𝑐 + 𝑞′𝑁′𝑞 + 0.4𝛾𝐵𝑁′𝛾
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 0.867𝑐𝑁′𝑐 + 𝑞′𝑁′𝑞 + 0.4𝛾𝐵𝑁′𝛾
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 0.867 𝑐𝑁′𝑐 + 𝑞′
𝑁′𝑞 + 0.4𝛾𝐵𝑁′𝛾
Cimentación corrida
Cimentación rectangular
Cimentación circular
𝑁′𝑐, 𝑁′𝑞, 𝑁′𝛾 : factores de capacidad de carga modificados, con 𝜑′
= 𝐴𝑟𝑐𝑜𝑡𝑎𝑛(
2
3
Tan 𝜑)



 F
BN
F
N
q
F
cN
q q
q
o
c
c
h
2
1



Suelo eminentemente friccionante (cohesión cero)…..ecuaciones de Terzaghi
Cimiento continuo
Cimiento cuadrado qult= 1.3cNc + q’Nq + 0.4&BN&
Cimiento circular qult= 1.3cNc + q’Nq + 0.3&BN&
Ecuación general de qult (qh)de cimentaciones sobre suelos friccionante cohesivo
qult= q’Nq + 0.4&BN&
Cimiento continuo
Cimiento cuadrado
Cimiento circular
Recordar que en el diseño de cimentaciones se debe cumplir que
qa ≥ qc
qa= qult/FS
qc= ΣQestr/Ac
qa= qc
Para Terzaghi:

Para suelo eminentemente cohesivo, ejemplo: la arcilla pura (el ángulo de fricción interna =0)…..ecuaciones de
Terzaghi. El valor Nc= 5.7 de Terzaghi, corresponde a una arcilla en condición no drenada (no se obtiene de
las ecuaciones formuladas en función de φ; por consiguiente, el ángulo de fricción interna es nulo y el ángulo
del plano de falla de la arcilla es 45°…en este caso, C (cohesión) = =0.5*RCI (siendo RCI: resistencia a la
compresión inconfinada). Para condición drenada, los valores de Nc =f(φ) y se calculan con las ecuaciones
formuladas por Terzaghi.
Para arcillas cuya cohesión se obtiene en pruebas no drenadas , φ=0 Nc= 5,7 Nq= 1 Nγ =0


 F
BN
F
N
q
F
cN
q q
q
o
c
c
h
2
1



Terzaghi dedujo sus expresiones para cimiento continuo (corrido) y para Df =0 y, Carga aplicada verticalmente
Si el cimiento es cuadrado, según Terzaghi,
Fc= 1.3 Fq =1 F& =0.8 qult=1.3*5.7*C+q’
Si el cimiento es circular
Fc= 1.3 Fq=1 F&= 0.6

𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 𝑐𝑁𝑐𝐹𝑐 + 𝑞′𝑁𝑞𝐹𝑞 + 0.4𝛾𝐵𝑁𝛾 𝐹𝛾
ECUACIÓN GENERAL DE CAPACIDAD ÚLTIMA DE CARGA
Propuesta por Meyerhof
𝐹𝑖 : factores de capacidad de carga : 𝐹𝑐 𝐹𝑞𝐹𝛾
𝐹𝑐 = 𝐹𝑐𝑠 𝐹𝑐𝑑 𝐹𝑐𝑖
𝐹𝑞 = 𝐹𝑞𝑠 𝐹𝑞𝑑 𝐹𝑞𝑖
𝐹𝑐 = 𝐹𝛾𝑠 𝐹𝛾𝑑 𝐹𝛾𝑖
𝑞ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 = 𝑐𝑁𝑐 = 𝐹𝑐𝑠 𝐹𝑐𝑑 𝐹𝑐𝑖 + 𝑞′𝑁𝑞𝐹𝑞𝑠𝐹𝑞𝑑 𝐹𝑞𝑖 + 0.4𝛾𝐵𝑁𝛾 𝐹𝛾𝑠𝐹𝛾𝑑 𝐹𝛾𝑖

𝑃𝑎𝑟𝑎, 𝜑 >= 0°
𝐹𝑞𝑠 = 𝑠𝑞 = 𝐹𝛾𝑠 = 𝑠𝛾 = 1 + 0.1𝑘𝑝
𝐵
𝐿
𝐹𝑞𝑑 = 1 + 0.1 𝑘𝑝
𝐷𝑓
𝐵
𝐹𝑞𝑖 = 1 −
𝛼
90°
𝑘𝑝 = 𝑇𝑎𝑛2 45 +
𝜑
2
SOLUCIÓN DE MEYERHOF PARA CAPACIDAD ÚLTIMA DE CARGA
𝐹𝑐𝑠 = 1 + 0.2𝑘𝑝
𝐵
𝐿
𝐹𝑐𝑑 = 1 + 0.2 𝑘𝑝
𝐷𝑓
𝐵
𝐹𝑐𝑖 = 1 −
𝛼
90°
𝑃𝑎𝑟𝑎, 𝜑 = 0
𝐹𝑞𝑠 = 𝐹𝛾𝑠 = 1
𝐹𝑞𝑑 = 𝐹𝛾𝑑 = 1
𝐹𝛾𝑖 = 1 −
𝛼
𝜑
2
Factores de corrección – según Meyerhof
𝐹𝛾𝑠 = 1 + 0.1𝑘𝑝
𝐵
𝐿
𝐹𝛾𝑑 = 1 + 0.1 𝑘𝑝
𝐷𝑓
𝐵
𝐹𝛾𝑖 = 1 −
𝛼
𝜑
2

SOLUCIÓN DE MEYERHOF PARA CAPACIDAD ÚLTIMA DE CARGA
𝑁𝑞 = 𝑒π𝑇𝑎𝑛𝜑𝑇𝑎𝑛2 45 +
∅
2
𝑁𝑐 = 𝑁𝑞 − 1 𝐶𝑜𝑡∅
𝑁𝛾 = 𝑁𝑞 − 1 𝑇𝑎𝑛 1.4𝜑
𝑁𝛾 = 2 𝑁𝑞 + 1 𝑇𝑎𝑛∅ Ecuación de Caquot, Kerisel, Vesic
Ecuación de Prandtl
Ecuación de Reisnel
Ecuación de Meyerhof

 
 
  













Tan
N
N
Cot
N
N
Tan
e
N
q
g
b
i
d
s
S
q
Cuando
b
g
i
d
s
BN
b
g
i
d
s
N
q
b
g
i
d
s
cN
q
General
HANSEN
ECUACIONES
q
q
c
Tan
q
c
c
c
c
c
u
ult
q
q
q
q
q
q
c
c
c
c
c
c
ult
1
5
.
1
1
2
45
1
14
.
5
0
5
.
0
__
2
'
'
'
'
'
'























OTRAS SOLUCIONES : HANSEN






































2
45
1
.
0
1
1
.
0
1
10
,
1
1
1
0
,
90
1
2
.
0
1
2
.
0
1
2
2











Tan
k
B
D
k
d
d
L
B
k
s
s
Para
i
d
d
s
s
Para
i
i
B
D
k
d
L
B
k
s
p
f
p
q
p
q
q
q
q
c
f
p
c
p
c

Factores de corrección
de Hansen y Beer 1970
𝑑𝑐 = 1 + 0.4
𝐷𝑓
𝐵
Si Df ≤ B
𝑑𝑞 = 1 + 2𝑇𝑎𝑛𝜑 1 − 𝑆𝑒𝑛𝜑 2 𝐷𝑓
𝐵
Si Df ≤ B
𝑑𝑐 = 1 + 0.4𝑇𝑎𝑛−1 𝐷𝑓
𝐵
Si Df ≤ B 𝑑𝑞 = 1 + 2𝑇𝑎𝑛𝜑 1 − 𝑆𝑒𝑛𝜑 2 Tanφ-1 (
𝐷𝑓
𝐵
) Si Df > B
𝑠𝑐 = 1 +
𝐵
𝐿
𝑁𝑞
𝑁𝑐
𝑠𝑞 = 1 +
𝐵
𝐿𝑇𝑎𝑛𝜑 𝑠𝛾 = 1 − 0.4
𝐵
𝐿
𝑑𝛾 = 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 φ
𝑖𝑐 = 𝑖𝑞 −
1 − 𝑖𝑞
𝑁𝑞 − 1
𝑖𝛾 = 1 −
0.7𝐻
𝑉+𝐴𝑓𝑐𝑎𝐶𝑜𝑡𝜑
5
…terreno horizontal
𝑖𝛾 = 1 −
0.7−𝜂°
450°
𝐻
𝑉+𝐴𝑓𝑐𝑎𝐶𝑜𝑡𝜑
5
… terreno e ladera
𝑖𝑞 = 1 −
0.5𝐻
𝑉 + 𝐴𝑓𝑐𝑎𝐶𝑜𝑡𝜑
5
𝑠′
𝑐 = 0.2
𝐵
𝐿
𝑑′
𝑐 = 0.4
𝐷𝑓
𝐵
𝑠𝑖 𝐷𝑓 ≤ 𝐵 𝑖′
𝑐 = 0.5 − 0.5√ 1 −
𝐻
𝐴𝑓𝑐𝑎
𝑑′
𝑐 = 0.4𝑇𝑎𝑛−1 𝐷𝑓
𝐵
….si Df > B Utilizar los parámetros con prima (‘) para
condición no drenada y φ =0

Af área efectiva de contacto
Df: profundidad de emplazamiento
H, V: componentes normal y paralela de la carga
𝜂: ángulo indicado en la figura
C: cohesión base del suelo
V
H
𝜂
ϒ, φ, c
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝐻 ≤ 𝑉𝑇𝑎𝑛𝛿 + 𝑐𝑎𝐴𝑓
𝑖𝑞, 𝑖𝛾 > 0 𝛹 ≤ 𝜑
𝜂 + 𝛹 ≤ 90
𝛹

Caso simple: aplicable a suelos cohesivos “puros”
Condición más desfavorable: inmediatamente tras la carga [antes de que los excesos de
presión intersticial generados se hayan disipado]
Cálculo sin drenaje [corto plazo] Esfuerzos totales
Adopción:  = 0 ; c = Su [Resistencia no drenada]
Factores de capacidad portante [Para =0] – Meyerhof.
0
.
0
0
.
1
14
.
5




N
N
N
q
c
f
sc
u
o
c
h D
S
q
cN
q 



 14
.
5
3.3 CAPACIDAD DE CARGA EN CONDICIONES SIN DRENAJE [Carga continua]

3.4 Factores de corrección
Hipótesis de los modelos originales
a. Cimiento continuo [L>>>B]
b. Nivel de emplazamiento coincidente con el Nivel del
Terreno [Profundidad de emplazamiento=cero]
c. Carga en faja [L>>>B]
d. Carga concentrada
e. Carga vertical
f. Terreno seco o nivel freático por debajo del área activa
de la cimentación [NF por debajo del NEIN]
g. Medio homogéneo – un solo estrato
h. Cimiento sobre un terreno horizontal
Condiciones reales
a. Corrección por geometría para otras formas en planta del
cimiento.
b. El cimiento puede emplazarse embebido en el terreno [Df
>0]
c. El cimiento puede recibir carga puntual. lineal, uniformemente
distribuida, trapezoidal, etc.
d. Los cimientos pueden diseñarse o funcionar con carga
excéntrica. Un cimiento construido con carga concéntrica puede
[garantizado los estudios de estabilidad] modificarse hacia carga
excéntrica
e. La presencia de cargas horizontales combinadas con las cargas
verticales da como resultado resultantes inclinadas
f. El Nivel freático es fluctuante. El emplazamiento puede estar
ubicado abajo del nivel freático
g. Medio heterogéneo- Varios estratos-Presencia de capas rígidas
superficiales
h. El cimiento puede estar ubicado cerca a la corona, al pie o en el
cuerpo de un talud.

3.5 PROPUESTA DE SKEMPTON PARA CORREGIR POR PROFUNDIDAD, GEOMETRÍA E INCLINACIÓN DE CARGA, LA ECUACIÓN DE
TERZAGHI
f
sc
c
u
o
c
h D
d
S
q
cN
q 



 14
.
5
1.3
1.2
1.1
1.0
1.4
1.5
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Este factor de corrección es aplicable
en suelos granulares o con poca a
ninguna susceptibilidad de
agrietamiento por modificaciones de
humedad.
Para zapatas poco profundas en
suelos arcillosos altamente plásticos
no es recomendable usar el factor de
corrección por profundidad, debido al
desarrollo potencia de grietas de
contracción en época seca. En tal
situación, la superficie teórica de
deslizamiento con tendencia a
levantar el terreno, no movilizará la
resistencia cortante, debido a la
presencia de tales grietas
ocasionalmente abiertas.
El término de sobrecarga debe dejarse si se garantiza su permanencia a futuro. Cuando se hacen excavaciones
para alojar servicios, próximas a la cimentación, se reduce la sobrecarga.

FACTOR DE CORRECCIÓN POR GEOMETRÍA
qh ]cimiento cuadrado o circular > qh ]cimiento continuo
Los cimientos, de ancho B y longitud indefinida, con carga continua, al alcanzar el
hundimiento, exhiben una superficie de falla predominantemente bidimensional.
Los cimientos aislados cuadrados de igual anchura B, revelan una superficie de rotura
eminentemente tridimensional, al alcanzar el hundimiento. Esto significa que la cuña de rotura
se expande o sobrepasa los linderos geométricos del cimiento.
En conclusión, los cimientos corridos [o de longitud indefinida] movilizan la resistencia de un
volumen menor de suelo por unidad de superficie de área de cimiento que las cimentaciones
con dimensiones definidas.
Factores
sc = 1.20 [cimiento circular]
sc = 1 + 0.2 B/L [cimiento rectangular con dimensiones en planta BxL
Ecuación general de presión de hundimiento total bruta en condiciones sin drenaje:
f
sc
c
c
u
o
c
h D
s
d
S
q
cN
q 



 14
.
5

FACTORES DE CORRECCIÓN
1. Afectación de la capacidad de carga por la profundidad del nivel de emplazamiento
d c = F[Df/B] Emplear curva de Skempton
d q = 1
d γ= 1
2. Influencia de la geometría del cimiento en la capacidad de carga [condiciones drenadas]
sc = previamente definido
sq = 1 + 1.5[B/L’]tan
sγ = 1 – 0.1[B/L’
Otros factores de corrección: Consultar Jiménez Salas et al (1976]; Brinch Hansen (1970); Bowles [1984)

Si el NF está
relativamente
superficial ..debe
ajustarse el peso
unitario y la presión
de sobrecarga
NT
NE
NEIN
NF1
NF2
NF3
NF4
NF5
NF6
Fluctuaciones del NF
𝑄𝑒
ℎ𝑤
𝐷𝑓
B
𝐻𝑎

Posición del NF----1
Posición del NF2 y NF3
Posición NF4 – El peso unitario del tercer término corresponde al valor sumergido
Posición NF5: Se debe calcular el 𝛾𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 el cual corresponderá al peso unitario del tercer término de la ecuación
general de capacidad ultima de carga
Posición NF6 – Chequear altura de ascenso capilar (ℎ𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟).
Si ℎ𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 sobrepasa el NEIN,
la situación del NF se trata como si se fuera el caso NF5.
S𝑖 𝑒𝑙 𝑎𝑠𝑐𝑒𝑛𝑠𝑜 𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 𝑛𝑜𝑐𝑟𝑢𝑧𝑎 𝑒𝑙 𝑁𝐸𝐼𝑁 se considera que no afecta el cálculo de capacidad ultima de carga
Para la posición del nivel freático (1 a 5) la ecuación general debe analizarse en términos de esfuerzos efectivos

Si 0 ≤ 𝐷1 ≤ 𝐷𝑓
El factor q en las ecuaciones de la capacidad de
carga toma la forma
𝑞 = 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎 = 𝐷1ϒ + 𝐷2 𝛾𝑠𝑎𝑡 − 𝛾𝑤
El valor de ϒ en el último término de las ecuaciones
tiene que ser reemplazado por 𝛾′
= 𝛾𝑠𝑎𝑡- 𝛾𝑤

Para un nivel freático localizado en la posición indicada en la figura, tal que 0 ≤ 𝑑 ≤ 𝐵
𝑞 =ϒ𝐷𝑓
El factor ϒ en el último término de las ecuaciones de capacidad de apoyo debe reemplazarse por el factor
𝛾𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝛾′
+
𝑑
𝐵
𝛾 − 𝛾′
Alternativamente puede usarse la propuesta de Bowles.
𝛾𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 = 2𝐻 − 𝑑𝑤
𝑑𝑤
𝐻2 𝛾ℎ+
𝛾′
𝐻2 𝐻 − 𝑑𝑤
2
𝐻 = 𝑜. 5𝐵𝑇𝑎𝑛 45 +
𝜑
2
𝑑𝑤 : profundidad del nivel freático por debajo del NE (base del cimiento)
𝛾ℎ: peso unitario del suelo en la profundidad dw
𝛾′
: peso unitario sumergido del suelo bajo el nivel freático

Fluctuación del nivel freático
El nivel freático es fluctuante. Es altamente probable que el NF se registre,
durante la exploración, a una determinada profundidad y, sea encontrada a otro
nivel, durante la construcción de la obra
NT
NE
NEIN
1
2
3
4
Diagrama Sistema de Cimentación

En el diagrama (Sistema de Cimentación), los números 1 a 4 representan posiciones del NF.
La posición 1 sugiere lámina de agua libre arriba del NT
El geomaterial situado bajo el NF se considera en condición de saturación total. El
geomaterial situado arriba del NF puede estar en condición seca, húmeda o saturada.
El NF influencia la capacidad última de carga, porque el agua afecta las características de
resistencia de los materiales y determina el tipo de peso unitario que debe ser empleado en
el segundo y tercer término de la ecuación de capacidad última de carga.


 F
BN
F
N
q
F
cN
q q
q
o
c
c
h
2
1



Si la posición del NF es la No.1 , (lámina de agua libre, arriba del NT), todo el material
desde el NT hacia abajo, estará saturado. En este caso, qo es efectivo
1
Diagrama Sistema de Cimentación
NT
NE
NEIN
Df
h
𝜎𝑣 = 𝐷𝑓𝛾𝑠𝑎𝑡 + ℎ − 𝐷𝑓 𝛾𝑤
u=𝛾𝑤ℎ
Por su parte, el ϒ del tercer término es el sumergido (ϒ’ = ϒsat -ϒw ) y corresponde al peso unitario sumergido del
geomaterial comprendido entre el NE y, el NEIN
El peso unitario saturado, 𝛾𝑠𝑎𝑡 , en este caso,
corresponde al geomaterial comprendido entre el NT y, el NE
𝑞𝑜 = 𝜎𝑣
′ = 𝜎𝑣 − 𝑢
NF
B

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