C I M E N T A C I O N E S

EN LA CIUDAD DE MÉXICO:CAMBIOS DE REGLAMENTACIÓN Y

PRÁCTICA TRAS LOS SISMOS DE

1985

DANIEL RESÉNDIZ NÚÑEZ *

* Investigador, Instituto de Ingeniería, UNAM

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

PRÁCTICA PREVIA

NUEVOS CONOCIMIENTOS

MODIFICACIONES AL REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES

CONCLUSIÓN

REFERENCIAS

TABLAS Y FIGURA

2

3

4

7

12

14

16

21

ABSTRACT

The 1985 earthquakes in Mexico City led to an extensive re-search program including a critica1 review of the local build-

ing code and practice of foundation engineering. This paper

discusses the main areas where- research results gave rise to

new code provisions and to changes in design and constructionpractice. The folLowing topics are discussed: 1) dynamic

properties of the subsoil, 2) local amplification, 3) modes

of foundation damage and failure, 4) dynamic soil-structure

interaction, and 5) seismic behavior of friction piles. For

each topic, referentes are given in which specific informa-

tion is available.

RESUMEN

Los sismos que afectaron a la ciudad de M&ico en 1985 motiva-ron un amplio programa de investigacih que incluy6 la revisi&crítica de la prktica y reglamentacih del disefio de cimen-taciones. En este articulo se exponen los aspectos principa-les en los que se han generado nuevos conocimientos y, comoconsecuencia, cambios en las disposiciones reglamentarias y lapráctica de la ingeniería de cimentaciones, Los temas quese tratan son: 1) caracterización dinbmica del subsuelo, 2)amplificaci6n local, 3) modos de daño y falla de cimentacio-nes, 4) interacción dinAmica suelo-estructura y 5) comporta-miento sísmico de pilotes de friccibn. En cada caso se danlas referencias que contienen la informaci6n detallada.

INTRODUCCIÓN

Pasada la sorpresa que los sismos de septiembre de 1985 causa-ron por la intensidad de sus efectos en la ciudad de México,

la ingeniería civil procuró analizar las evidencias y empren-

der investigaciones para profundizar en la relación causa-

efecto.

Las autoridades capitalinas integraron de inmediato un comité

para revisar las normas y procedimientos de construcción re-

lacionados con la seguridad estructural, y las sociedades

académicas y profesionales organizaron discusiones para cla-

rificar lo acontecido. La Academia Mexicana de Ingeniería,

la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, la Ameritan So-

ciety of Civil Engineers, así como el Consejo Nacional de

Ciencia y Tecnología (CONACyT) en colaboración con la Natio-

nal Academy of Sciences de Estados Unidos, propiciaron reu-

niones técnicas cuyas memorias son fuente de información de

primera mano sobre lo ocurrido a las cimentaciones, entre

otros aspectos (refs 1 a 4). El Subcomité de Normas y Proce

dimientos de Construcción (hoy Comité Asesor en Seguridad ES

tructural del DDF), por su parte, preparó las Normas de emer-

4

gencia para d iseño y construcc ión en e l Distr i to Federal ( re f

5) > vigentes de octubre de 1985 al mismo mes de 1987, y el

nuevo Reglamento de construcciones para el Distrito Federal

(ref 6) que sustituyó a dichas normas y a la versión de 1976

del propio Reglamento; también puso en marcha un programa de

investigación que aún opera bajo su orientación y supervisión,

con financiamiento tanto del Departamento del Distrito Federal

como del CONACyT, en el cual participan, además, Petróleos Me-

xicanos, Comisión Federal de Electricidad y diversas institu-

c iones de educac ión super ior e invest igac ión .

La información inicial y este programa de reglamentación e

investigación han generado nuevos conocimientos que, al di-

fundirse , están produciendo modificaciones en la práctica de

la ingenier ía c iv i l en la c iudad de México . En este trabajo

se revisan los cambios correspondientes a la ingeniería de

cimentaciones, tanto los -de naturaleza reglamentaria como los

de concepto y procedimiento originados en el aprendizaje em-

p ír i co y la invest igac ión . Para e l lo , se evalúa en ‘primer

término la práct ica previa a los s ismos , espec ia lmente sus

desviac iones respecto a cr i ter ios y procedimientos b ien es -

tablec idos .

PRÁCTICA PREVIA

Los sismos de 1985 constituyeron una forma de valoración em-pírica de la ingeniería de cimentaciones practicada durante

los años anter iores a e l los . Los resultados pr inc ipales de

tal evaluación pueden expresarse como sigue (ref 7):

1. En la intens idad de las so l i c i tac iones y daños en la c iu-dad influyeron, además de las peculiaridades del temblor,

dos factores : uno geotécnico muy notable, el periodo fun-damental de l subsuelo en cada s i t io , y otro estructural ,

el periodo fundamental de las edificaciones predominan-

tes en cada zona.

5

2. De los edi f i c ios a fectados s igni f i cat ivamente , cerca de

diez por ciento sufrieron daños en la cimentación que

pueden c las i f i carse como fa l las , y lo más frecuente en

estos casos fue un hundimiento exces ivo , d i ferenc ia l o

generalizado, debido a la deformación de l suelo por la

combinac ión de carga sostenida y c í c l i ca .

3. Las cimentaciones que habían sido diseñadas con apego al

Reglamento de 1976 y a conocimientos bien establecidos

de la mecánica de suelos se comportaron bien, en general,

a pesar de haber sufr ido so l i c i tac iones muy super iores a.

las de su diseño.

4. Las c imentac iones con p i lotes de f r i cc ión sufr ieron da-

ños en mayor proporción que las de otros tipos. In i c ia l-mente, este hecho se atr ibuyó a pérdida de res istenc ia de

los p i lotes bajo carga c íc l i ca , pero los anál is is poste -

r iores de jaron c laro que en todos los casos de este t ipo

había defectos conceptuales de diseño.

5. La exper ienc ia de los s i smos indujo a reanal izar las ru-

tinas de la ingeniería en la ciudad de México desde di-

versos puntos de v is ta . De e l lo se conc luyó que , s i

bien existen una teoría y una práctica bien probadas que

permiten hacer diseños y construcción de cimentaciones

sat is factor ios , d iversos factores han contr ibuido a que

la calidad de esta última sea muy heterogénea. Entre

las más graves o frecuentes desviaciones de la buena

práctica en ingeniería de cimentaciones que se pusieron

en evidencia por los sismos cabe apuntar las siguientes:

a ) Div is ión demasiado ta jante de la atenc ión y las res -

ponsabi l idades de d iseño entre estructur istas y geo-

tecnistas, lo que impide identificar y tomar en cuen-

ta los efectos mutuos de cimentación y superestructu-

ra .

6

b) Sesgo de la atención del geotecnista hacia problemas

de estabi l idad (estados l ímite de fa l la ) con menos-

precio de los de asentamientos y emersiones (esta-

dos l ímite de servic io ) .

c ) Sos layo de heterogeneidades en e l per f i l de l subsue-lo , en la h istor ia de sobrecargas de l s i t io o en ladistribución de cargas que pueden producir asenta-

mientos medios o d i ferencia les exces ivos , en los

sue los de t rans ic ión y lacustre ( zonas I I y I I I ) .

d) Escasa itención a la búsqueda de compatibilidad en-

tre cimentaciones de estructuras colindantes y en-

tre las de diversas porciones de una misma estruc-

tura i rregular 0 con var ios cuerpos .

e ) Menosprec io de las impl icac iones pecul iares de la

consolidación regional en el comportamiento a lar-

go plazo de cada tipo de cimentación, así como de

los conflictos que por la misma causa suelen pre-

sentarse en el comportamiento de cada cimentación

entre e l corto y largo p lazos y entre las condicio-nes estát ica y de s ismo. Dos ejemplos: 1) En edi-ficaciones de la zona III con un cuerpo muy alto

y otro subterráneo , la solución obvia en ausenciade conso l idac ión reg ional es apoyar e l pr imero so -

bre p i lo tes f i j os de punta y de jar e l segundo como

un cajón con sobrecompensación tal que su expan-

s ión a p lazos corto y medio sea to lerable . No obs-tante, la consolidación regional puede hacer que a

largo p lazo , aunque la porción sobrecompensada

tienda a emerger respecto al terreno circundante,

sobresalga menos que el cuerpo sobre pilotes de

punta; por e l lo , se tiene que balancear cuidadosa-mente la magnitud de la sobrecompensación para que

la emersión a plazo medio y el asentamiento a largo

7

plazo del cuerpo subterráneo respecto al alto sean

aceptables desde los puntos de vista funcional y

estructural. 2) En la cimentación por compensación

de una estructura de grandes claros con uno o más

muros de rigidez*, la solución que primero se ocurre

es tomar la concentración de carga sísmica mediante

pilotes de fricción concentrados bajo los muros;

sin embargo, esto provocaría, debido a la consoli-

dación regional, asentamientos diferenciales bajo

condiciones estáticas a largo plazo; por tanto, es

mejor recurrir a una fuerte rigidización de la sub-

estructura para redistribuir en ella las cargas sís-

micas prescindiendo de pilotes, o bien combinar .esta

solución con pilotes distribuidos más o menos uni-

formemente bajo toda la estructura.

f) Hipótesis arbitrarias sobre la distribución de car-

gas entre losa y pilotes de fricción o de control,

en condiciones estáticas y bajo sismo.

g) Uso de procedimientosdemasiado simplistas para es-

timar los asentamientos de cimentaciones con pilotes

de fricción.

NUEVOS CONOCIMIENTOS

Aparte de lo revelado por la observación directa del compor-

tamiento de las cimentaciones durante los sismos, que se sin-

* Después de los sismos y con motivo del incremento sustan-cial de las solicitaciones de diseño especificado por lasNormas de Emergencia (1985-1987) y por el nuevo Reglamentode Construcciones de 1987, se ha hecho más frecuente eluso de muros de,rigidez como sistema estructural para car-gas sísmicas en estructuras ubicadas en las zonas II .y III.

8

tet izó en e l apartado anter ior , el programa de investigación

promovido por el Comité Asesor en Seguridad Estructural del

Departamento del Distrito Federal ha generado nuevos conoci-

mientos sobre los s iguientes tópicos de la ingenier ía de c i -

mentaciones en la ciudad de México:

1 . Caracter izac ión de l subsuelo de l va l le de México desde e l

punto de vista de sus propiedades dinámicas. Las propie-dades mecánicas del subsuelo de este valle para fines de

ingeniería comenzaron a estudiarse sistemáticamente a fi-

nes de la década de los cuarenta. Los resultados del am-plio programa de investigación que entonces se emprendió

están contenidos principalmente en la ref 8, publicada en

1959. Después se realizaron otras numerosas investigacio-

nes (por e jemplo , re fs 9 a 13) . No obstante , e l estudio

de las propiedades dinámicas de los suelos apenas había

sido tocado puntualmente (refs 14 y 15). El nuevo progra-ma de investigación permitió ampliar los conocimientos

prexistentes para cubrir los s iguientes aspectos del com-

portamiento de los suelos arc i l losos de la c iudad bajo

cargas c íc l i cas ( re fs 16 y 17) : intervalo ; de comporta-miento cas i l ineal , magnitud del amortiguamiento intrínse-

co > l eyes es fuerzo -deformación en e l intervalo no l ineal ,

correlaciones aproximadas entre parámetros dinámicos y pro-piedades índice y , como coro lar io , zonificación del sub-

suelo lacustre en func ión de propiedades d inámicas . En

c i e r t o s s i t i o s , se extendió la invest igac ión a la l lamada

capa dura y a los depósitos profundos, cuyas propiedades

mecánicas eran escasamente conocidas a pesar de su impor-

tancia como apoyo muy usual de cimentaciones profundas,

esto es , p i las y p i lotes (re f 18) .

2 . Apl icabi l idad de d iversos .modelos matemáticos a la inter -

pretac ión y predicc ión de e fectos de ampl i f i cac ión local .

Los registros obtenidos del movimiento del terreno durante

9

los sismos de 1985 en estaciones del valle de México con

subsuelo de diversa estratigrafía han sido información muy

val iosa para probar la apl i cabi l idad a d icho va l le de mo-

delos matemáticos con diverso grado de complejidad. La

amplia .investigación de las propiedades dinámicas del sub-suelo reseñada en el punto anterior dio la información

complementaria que se requería para ese fin. De acuerdo

con las invest igac iones que a l respecto se h ic ieron, pa-

rece c laro que :

a> En virtud de la gran extensión horizontal de los depó-

s i tos lacustres de l va l le y de la cuas i l inear idad de

su comportamiento dinámico hasta niveles de esfuerzo

re lat ivamente a l tos , el modelo unidimensional lineal

de propagación de las ondas sísmicas en dichos depósi-

tos predice los e fectos locales con mayor f ide l idadque en otras condiciones geométricas o en otros sue-

l o s , especialmente el periodo fundamental y la máxima

ampl i f i cac ión en s i t ios no muy próximos a las f ronte-

ras (ref 19) .

b ) Los e fectos b id imensionales y tr id imensionales t ienen

importancia en los acelerogramas de respuesta super-

f i c ia l de los depósi tos lacustres pr inc ipalmente poralargamiento de la duración de las vibraciones super-

f i c i a l e s ( r e f 2 0 )

c ) Los e fectos no l ineales son importantes so lo s i los

niveles de es fuerzo máximos (sostenido más c íc l i co )

son superiores a más o menos ochenta por ciento de

l o s d e f a l l a ( r e f 1 6 ) .

3 . Estudio de casos de c imentac iones con daños s igni f i cat i -

vos 0 fa l las . El anál is is detal lado de c iertos casos

específicos de cimentaciones que sufrieron daño impor-

tante durante los sismos de 1985 confirmó, en general,

10

que el factor más importante en tales efectos fue la vio-

lación de normas o la desviación de la buena práctica fun-dada en la experiencia (ref 21).

4. Importancia de la interacción dinámica suelo-estructura.

Considerar la interacción dinámica suelo-estructura, esto

es, el efecto de la deformabilidad del suelo de cimenta-

ción en la respuesta sísmica, produce principalmente un

alargamiento del periodo fundamental de vibración de los

edificios. El sentido y la magnitud de este efecto en la

respuesta estructural es función no solo de la deformabi-

lidad del suelo, sino del periodo fundamental de la misma

estructura si estuviese apoyada en base rígida, así como

del tipo de cimentación. Se han hecho comparaciones de

los efectos típicos de la interacción suelo-estructura en

diversas clases de estructuras, cimentaciones y suelos ca-

racterísticos de la ciudad de México (ref 22). Tanto de

esosestudios como de otros análisis más generales (ref 23)

se infiere que es muy deseable considerar explícitamente

este efecto en estructuras de siete a quince niveles ubi-

cadas en la zona III del subsuelo de la ciudad, en vista

de que en tales casos la deformabilidad de la cimentación

puede incrementar la respuesta estructural a los sismos

intensos más frecuentes en la capital de México. También

es importante la interacción suelo-estructura en edificios

de quince a veinte niveles de la misma zona y en cualquier

cimentación desplantada a 3 m o más de profundidad, pues

puede repercutir en disminución de la respuesta y conse-

cuente beneficio econ6mico (ref 28). Este filtimo caso es

especialmente importante despues del considerable incremen-

to de las solicitaciones de diseño sísmico que introdujo el

Reglamento de 1987.

En este tema, sin embargo, hay mucho que investigar para

mejorar los métodos de anblisis actuales, sobre todo en

cuanto a los efectos de la interacci6n suelo-estructura en

l l

el amortiguamiento de la respuesta.

Comportamiento de pilotes de fricción bajo carga sísmica.

Un número considerable de cimentaciones de este tipo su-

fr ió asentamientosexces ivos y , en a lgunos casos , vo l teo .

En pruebas de campo realizadas en pilotes aislados se ob-

servó que la falla se presenta cuando la combinación de

carga sostenida más carga cíclica excede la capacidad de

carga convencional Pu de los p i lotes durante más de d iez

c i c l o s . S i la carga tota l es mayor que 1 .2 Pu, la capa-

cidad de carga sostenida después de ello pasa a ser entre

0.5 y 0.8 de la capacidad convencional y la penetración

del p i lote , de 10 cm o más (ref 24). Los resultados de

esta invest igac ión estuvieron d isponib les c ierto t iempo

después de que se emitiera el nuevo Reglamento; por ello,

en las NTC* de este se especifica un factor de reducción

de res istenc ia para p i lotes de f r i cc ión conservador , que

quizá proceda modificar en una próxima versión de dichas

normas. En e fecto , el apartado 3.2 de las NTC especifica

que para p i lotes de f r i cc ión d icho factor debe ser

FR = 0 . 7 (l-s/2); siendo s la re lac ión entre los máximos

de la so l i c i tac ión s ísmica y la so l i c i tac ión tota l que

actúan sobre el pilote. Tal factor reduct ivo es , por tan-

t o , menor cuanto mayor es la solicitación sísmica en re-

lac ión con la tota l , no obstante que - como se d i jo - la

pérdida de resistencia depende más bien del nivel que al-

cance la so l i c i tac ión tota l , al menos cuando los pilotes

no sufren invers ión de es fuerzos de compesión a tens ión

durante la carga c í c l i ca . En consecuencia, procede que

el factor de reducc ión sea constante .

Otros aspectos del comportamiento de pilotes bajo carga

cíclica que se averiguaron mediante esta investigación

* En adelante la abreviación NTC denotará las Normas Téc-nicas Complementarias para Diseño de Cimentaciones, asociadas al Reglamento de 1987.

-

l.2

fueron: los efectos de la velocidad de carga en la capaci-

dad de los pilotes cargados monotónicamente en compresión

0 en tensión, los mismos efectos en el módulo de rigidezbajo carga vertical, las curvas carga-deformación típicaspara la gama de deformaciones de interés práctico en com-

presión, las mismas curvas bajo cargas cíclicas de diversonivel, y el intervalo de comportamiento cuasi lineal bajocarga cíclica (ref 24).

MODIFICACIONES AL REGLAMENTO DE CONSTRUCCIONES

Las partes pertinentes de los conocimientos arriba descritos

se incorporaron a la nueva versión del Reglamento de cons-

trucciones para el Distrito Federal, expedida en 1987, o asus Normas Técnicas Complementarias. En el capítulo sobrecimentaciones de esta nueva versión se hicieron, respecto a

la de 1976, modificaciones en los siguientes temas: zonifica-

ción, exploración, determinación de propiedades mecánicas del

suelo, atención a construcciones colindantes y obras subte-

rráneas, consideración del hundimiento regional, seguridad de

cimentaciones, pruebas de carga en pilotes, diseño estructu-

ral de la cimentación, excavaciones y muros de contención.En la tabla 1 se da la relación de modificaciones y se compa-

ra, para cada uno de los temas indicados, lo que especifican

las versiones 1976 y 1987 (el número precedido de la letra R

indica el artículo del Reglamento 1987; el precedido de NTC,

el apartado de las Normas Técnicas Complementarias de Cimen-

taciones, 1987.

La mayor parte de las modificaciones se justifican en función

de lo discutido antes o del sentido común. En cambio, es per-tinente una explicación más amplia de aquellas que las NTC

introducen en su apartado 3.5, relativo a diseño de cimenta-

ciones sobre pilotes de fricción.

En la nueva redacción los conceptos básicos de diseño no cam-

bian; sin embargo, se tiene en cuenta el uso inadecuado que

de dicho tipo de cimentación se estaba haciendo. Los sismos

de 1985 revelaron que , con f recuencia , los p i lotes de f r i c -

ción se diseñaban enfatizando excesivamente su efecto en la

capacidad de carga e ignorando, tanto en ella como en los

asentamientos, la compleja interacción pilotes-suelo. Ejemplo

de esto es la práctica de sumar indiscriminadamente la capa-

c idad de carga de losa o zapatas a la de l conjunto de los pl

lotes , a pesar de que, en general, la capacidad última del

sistema es inferior a dicha suma y más cercana al mayor deambos componentes, como se verá adelante. Otro ejemplo de

práctica inadecuada es suponer que, en cimentaciones compen-

sadas, los pilotes de fricción toman precisamente una carga

igual a la d i ferenc ia entre e l peso de l ed i f i c io y la com-

pensación; la d i ferente deformabi l idad de p i lotes y suelo ,

as í como las defqrmaciones por conso l idac ión loca l y reg io -

nal de este ú l t imo, hacen que la d is tr ibuc ión de cargas entre

la cabeza de los p i lotes y e l terreno de contacto losa-suelo

0 zapatas-suelo sea no solo más compleja que eso, sino que

evolucione con el tiempo. La mecánica del comportamiento

de c imentac iones sobre p i lotes de f r i cc ión desde e l punto de

vista de sus asentamientos está descr i ta en las re fs 25 y 26

para el caso general de la ciudad de México, teniendo en

cuenta los e fectos de la conso l idac ión reg ional . En ambas

referencias se proporcionan también métodos para calcular

asentamientos en esos casos, y en la ref 27 se presenta un

método simplificado para el mismo fin.

Como consecuencia de lo anterior, en las NTC se enfatiza el

hecho de que los p i lotes de f r i cc ión en las condic iones de l

subsuelo de la zona III de la ciudad de México son esencial-

mente un complemento a la compensación para reducir la magni-tud de los asentamientos. Por ese hecho, las cimentaciones

de este tipo no pueden diseñarse sino mediante un análisis

expreso de tales asentamientos siguiendo algún método como

l os indicados en las re fs 25 a 27 .

Con la excepc ión de edi f i c ios esbel tos , en e l d iseño de time;

taciones sobre p i lotes de fr icc ión no r igen los estados l ími -

te de fa l la , s ino los de servic io (asentamientos di fer idos) .

Por otra parte , en v is ta de que la contr ibuc ión de los p i lo -

tes de f r i cc ión a la capac idad de carga de un s i t io en la

zona III no es muy grande, este t ipo de c imentac ión no es ge -

neralmente e l más apropiado para edi f i c ios a l tos o esbel tos .En e fecto , si se adopta una densidad de pilotes muy alta, de

modo que la capacidad de carga del conjunto de estos sea ma-

yor que el peso de la estructura, esta tenderá a emerger y,

por tanto,no se puede contar con la trasmisión de carga losa-

suelo 0 zapatas-suelo . E n tales condic iones , los p i lotes por

sí mismos deberfangarantizar la estabi l idad de la c imentac ión ,

y por e l lo , esta opción suele ser antieconómica cuando es via-ble . Si , por e l contrar io , la dens idad de p i lo tes es ba ja y

la capacidad de carga del conjunto de estos es menor que el

peso del edi f ic io , la estabilidad de la cimentación depende-

rá esencia lmente de la trasmis ión ,de carga losa-suelo de c i -

mentac ión ( f ig 1 ) . Los p i lo tes contr ibuirán poco a la resi?

tencia a l cortante Rl de l segmento Ll de la super f i c ie de

des l izamiento , pues fa l larán por f lex ión y no por cortante ;

esto impl ica que Rl = c Ll , s iendo c la res istenc ia a l corte

del suelo . Son estos hechos los que just i f i can lo espec i f i -

cado en e l inc iso 3 .5 .1 de las NTC. Nótese , por otra parte ,

que no hay contradicc ión entre la h ipótes is Rl = c L l y la

trasmisión de cargas de la superestructura al suelo simultá-neamente por la losa (Wl) y los p i lotes (W,), pues d icha

trasmisi6n so lo a fecta a las fuerzas internas de l cuerpo

desl izante .

CONCLUSIÓN

Los efectos de los sismos de 1985 en sí mismos, unidos a la

invest igac ión , intensi f i cada después de e l los , acerca de las

15

propiedades dinámicas del subsuelo de la ciudad de México y

el comportamiento de las cimentaciones en él, han producido

nuevos conocimientos sobre diversos temas de la ingeniería

de cimentaciones. Parte de e l los se ha incorporado ya a la

versión 1987 del Reglamento de Construcciones para el DF, y

otra porción está difundiéndose por diversos medios en la

práct ica profes ional . Las normas y conocimientos recientemen

te generados están obligando a analizar y diseñar más refina-

damente las cimentaciones en la ciudad de México, a la vez

que lo hacen posible. Esto, por otra parte, es también un

imperativo económico, dado el considerable incremento de so-

licitaciones para diseño sísmico que la nueva reglamentación

impone, especialmente en la zona III. Todo e l lo está ten,ien-do impacto práct ico , pr inc ipalmente en los s iguientes tres

aspectos :

1 . La correcc ión de desv iac iones de la buena práct i ca . Esta

necesidad es notable en cuanto a establecer firmemente el

concepto de que los p i lo tes de f r i cc ión contr ibuyen sobre

todo a reducir asentamientos en cimentaciones con compen-

sac ión parc ia l . Ello reduce la gama de problemas en los

que este t ipo de c imentac ión es apl icable .

2. La conveniencia de considerar explícitamente en las zonas

II y I I I la interacc ión d inámica sue lo -estructura , a pesar

de que el Reglamento la propone solo como opción.

3. La necesidad de que a las subestructuras de muchas edifi-

cac iones se les ex i ja más e f i cac ia en su func ión de redis-tribuir las cargas , por lo cual d ichas subestructuras d e -

ben ser más rígidas. Para lograr este propósi to , e l d i -

seño de las cimentaciones debe basarse en un análisis de

la d istr ibuc ión de pres iones suelo -c imentac ión más re f ina-do que el usual.

16

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19

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TABLA 1. NUEVAS DISPOSICIONES DEL CAPÍTULO DE CIMENTACIONES DEL REGLAMENTO

1987 Y SUS NORMAS ThNICAS COMPLEMENTARIAS

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987

Zoni f i cac iónR 219, NTC 2.1

- Zoni f i cac ión de cada s i t io me- - Zonificación mediante mapa o estudiodiante estudio geotécnico geotécnico . En caso de contradic-8

ción prevalece e l Isegundo- Def in ic ión de tres zonas geo-

técnicas en func ión de la - Def in ic ión de tres zonas geotécnicasprofundidad de los depósitos en función de espesores compresiblespoco compresibles y otras caracter ís t i cas

- Cerca de las f ronteras entre zonas ,adopción de la opción más desfavora-b le

ExploraciónR 220, NTC 2.2

- Para pres iones de contacto yprofundidades de desplantepequeñas puede omitirse explgrac ión

- En caso de explorac ión , t resgrupos de requisitos mínimospor zona, en función de car-gas medias y profundidad dedesplante

- Requis i tos de explorac iónuniformes en cada zona

- Profundidad mínima de explo-ración medida a partir de lasuperf ic ie

- Para presiones de contacto y profun-didades de desplante pequefias, pue-den omit irse sondeos , pero no ins-pección y exploración somera

- Dos grupos de requisitos mínimos deexploración por zona, en función decargas medias, profundidad de exca-vaciones y extensión de planta

- Requisitos de exploración en zona 1d is t intos para sue los vo l cánicos yr o c a b a s á l t i c a

- Profundidad mínima de exploraciónmedida a partir de la profundidadde desplante

TABLA 1. (CONTINUACIdN)

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987 NN

Determinación de pro- - Enumera propiedades de interés -piedades geotécnicas y métodos para determinarlasR 220, NTC 2.3

- Número mínimo de determina-ciones : una cada cuatro me-tros en estratos uni formes;una de w por m de sondeo

- No se exigen propiedades di-námicas

Exige determinación de propiedadesque se requieran para diseño de ci-mentación y excavaciones. Especifi-ca determinarlas con procedimientosaceptados

Número mínimo de determinaciones:dos por estrato ident i f i cable ; tresde w por m de sondeo en zona III

Pide determinar propiedades mecáni-cas estáticas y dinámicas

Construcciones colin- - Solo demanda investigar - So l i c i ta invest igar también obrash;;e;,y o b r a s subte- construcc iones co l indantes subterráneas próximas existentes y

planes de futurasR 221

bdiriento regionalll 222, NTC 2.4

- Pide invest igac ión d irectao mediante datos de la-.b CAVM

Para acciones de diseño remite a o t ro canitulo. Nosenala explícitamente fricción negativa como acciónd e disello. Ignora la ate-leración de la masa de suelo des l izante

-

Requiere se considere evolución fu-tura y prever e fectos a corto y l,argo p lazos en edi f i cac iones de grupõsA y Bl mediante observaciones direc-tas

Señala exD1ícitamente acciones deI

diseiío y sus combinac iones , inc lu -yendo. entre otras , f r i cc ión negati-Ga y áceleración dé la masa de suelodes l izante . Enfatiza considerar ex-centr ic idades estát icas y vo l teo d i -námico

TABLA 1. (CONTINUACIdN)

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987

- No se especi f i ca Fc para

fr i c c ión negat iva y o t ras

acciones

- Se espec i f i ca Fc = 1 .1 para fric-

ción negat iva y o tras acc iones ori-

ginadas en la cimentación

- Los FR se llaman factores

de reducc ión de la capaci-

dad de carga.

Pos ib i l idad de confus ión

con (FS) -1

- Espec i f i ca FR = 0 .7 para

- Los FR se l laman factores de resis-

tencia re lat ivos a la capac idad de

carga

- E s p e c i f i c a FR = 0 .7 (l-s/Z) para pi -

lotes de fr icc ión

pi lotes de fr icc ión

- Límite máximo de asenta-miento 0 emersión igualpara construcc iones a is -ladas y colindantes

- Ignora periodos dominan-tes de l terreno e in -teracc ión d inámica suelo-estructura

Límite máximo de asentamiento o emers ión para construcc iones a is ladas -mayor que para colindantes .

Permite tomar en cuenta periodos do-minantes de l terreno e interacc ióndinámica suelo -estructura , y da mé:todos para e l lo (capítulo de disefiosísmico)

Cimentaciones some- - Contra fa l la l oca l en sue- - Só lo se reduce 0 contra fa l la loca lmeras los pobres se reduce c y 0NTC 3.3

en suelos granulares con Dr < 70%

- Especific,. método para ana .wl i z a r falIa p o r extrusión-

- Exige verificar todo mecanismo defa l la compat ib le con e l per f i l es-

de estratos b landos confi- trat igráf ico , pero no se espec i f i cannados mecanismos ni métodos

TABLA 1. (CONTINUACIÓN)

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987P

- Espec i f i ca método para ve-rificar capacidad de cargabajo carga excéntrica enla d irecc ión corta

- Espec i f i ca método para ver i f i car capacidad de carga ba jo cargas excén-tricas en d i recc iones t rasversa l ylongitudinal .

Criterios y métodos paracá l cu los de es tab i l idad yasentamientos, entremezclados. Ayudas de diseño parãalgunos métodos

- Separa espec i f i cac iones para verifLcación de es tados l ími te de fa l la yde servicio. Omite ayudas de disefio

- Pide determinar deformaciones tran-sitorias y permanentes bajo carga

Ignora deformaciones bajocargas accidentales

sísmica

Cimentaciones compen- - Ignora movimientos transi- - Espec i f i ca determinación de deforma-sadas tor ios ciones vert ica les y de g iro , t ransi -NTC 3.4 torias y permanentes, bajo acciones

sísmicas

- Espec i f i ca considerar subpres ión so -lo s i se usa e l ca jón

- Enfat iza rev is ión de fa l la loca l ogeneral bajo combinaciones de cargaque incluyen sismo

- Permite tomar fuerzas laterales me-diante empuje pasivo con FR = 0.35

Cimentaciones sobre - Def ine los PF en func ión de l - Define los PF como complemento de ci-pi lotes de fr icc ión valor re lat ivo de sus capa- mentaciones parc ia lmente compensa-NTC 3.5 cidades de carga por fric- das

ción y por punta

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987

- Para calcular capacidad porf r i cc ión permite es t imar ccon pruebas q, o UU

- Ignora deformaciones bajocargas acc identales . Soloconsidera movimientos ver-ticales

- Para ca lcular capac idad por f r i cc iónespecifica estimar c con prueba UU

- Especifica considerar movimientos,transi tor ios hor izontales y de g iro ,y movimientos verticales y de giropermanentes bajo carga que incluyasismo.

- Acepta sumar capacidadesde carga de losa ( o z a p a -tas ) y -p i lotes cuando seacomnatible con las condi -ciones de traba-jo de la ci-mentacion

- Desprecia la capacidad depunta de los PF

Adopta como capacidad de carga lama or,+

considerando los valoresde :a la de l s is tema losa-suelo o zapa-ta -suelo ignorando p i lo tes , o b ien ,b) la del s istema pi lotes-suelo

Considera la capacidad de punta delos PF

Desprecia la capacidad de carga depi lotes sometidos a tensión, salvodiseño ex profeso

Cimentaciones sobre - Ignora e fectos de esca la enpi lo tes de punta o

- Introduce correcc ión empír ica paracálculo de capac idad de pun- efecto de escala en capacidad de

p i las ta carga de elementos con D > 50 cmNTC 3.6

- Ignora deformaciones bajo - Especifica considerar movimientoscargas accidentales trans i tor ios hor izontales y de g iro

bajo carga sísmica

- Espec i f i ca ignorar e fecto de losa ozapatas en capacidad de carga N

WI

- Espec i f i ca ver i f i car capac idad de lsuelo para soportar los es fuerzoshor izontales de los p i lotes ba jo car -ga sísmica

TABLA 1. (CONTINUACIÓN)

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987

Q:Pruebas de carga en - Prec isa cómo interpretar resul- - Prec isa en qué casos ver i f i car esti-pi lotes tados de n pruebas maciones anal í t i cas con pruebas deNTC 3.7 carga (ed i f i cac iones de grupos A o

Bl con grandes incertidumbres en pro-

piedades de los suelos) .

Disello estructural de - Solo considera aspectos rela- - Espec i f i ca ca lcular pres iones verti-la cimentación c ionados con d istr ibuc ión de cales y hor izonta les de contacto ba-R 227, NTC 4 pres iones vert ica les de con- jo cada combinación de acciones de

tacto subestructura-suelo disefio

- Senala r e q u i s i t o s p a r a disello estru2tural de p i lo tes ba jo acc iones ver -t i ca les y hor izonta les

ExcavacionesR 228, NTC 5

- Especifica sobrecarga mínima - D e f i n e Fc = 1.1 y agrega peso de

d e 1 . 5 ton/m’ con Fc = 1.0 equipo de construcc ión, tráf ico , e tc

en excavaciones ademadas

- No indica cr i ter ios pararevisar estados l ímite dediseño

- Da cr i ter ios para revis ión sistemática de estados l ímite de fa l la y ser-vicio separadamente

- Inc luye fa l la por inestabi l idad de lfondo por flujo de agua

- Incluye asentamientos y movimientoshorizontales por cedencia de ademes

TABLA 1. (CONTINUACIdN)

Tema y ubicación Reglamento 1976 Reglamento 1987

Muros de contenciónR 229, NTC 6

- Ampl ía y espec i f i ca más explícita-mente estados l ímite de fa l la y ser -v i c i o , requis i tos para re l lenos , ycondiciones para empuje activo y deresposo

Procedimientos de cons-trucción

Tratamiento escueto y solo en - Introduce en NTC lineamientos paraReglamento e jecutar :

R 230, NTC 7. h inca de p i lotes. co lado in situ de p i lotes o p i las. pruebas de carga en pilotes. excavaciones. contro l de f lu jo de agua. tab lestacas. muros co lados in situ

t

Hipótesis simplificatoria

Rl - C L ,

1

w=w, +w*W

L

F i g 1 . Conth.íbucidn d e pi¿loteb d e ~~icc.L¿brz c o n b a j a denbidad

a &a c a p a c i d a d d e carrga