IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS
PARA CIMENTACIONES SUPERFICIALES DEL PROYECTO
“BLANCO”
Por:
STEVEN PINEDA LÓPEZ ESTUDIANTE
WILMAR LEANDRO ARISTIZÁBAL NIETO ESTUDIANTE
ALAIN AGUDELO ROJAS ESTUDIANTE
JUAN PABLO OSORIO SALAS DOCENTE
JUAN CAMILO VIVIESCAS R. DOCENTE
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
CIMENTACIONES
MEDELLÍN
2015
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1
2. OBJETIVOS. .................................................................................................................................. 2
2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 2
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.................................................................................................... 2
3. GENERALIDADES DEL PROYECTO “EDIFICIO BLANCO” .................................................. 3
4. RECONOCIMIENTO DEL SUBSUELO ...................................................................................... 4
4.1 ENSAYOS DE CAMPO........................................................................................................... 4
4.2 ESTRATIGRAFÍA ................................................................................................................... 4
4.3 PRESENCIA DEL NIVEL FREÁTICO................................................................................... 5
5. CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACIÓN DEL SUELO (CHEQUEO DE PROPIEDADES) ...... 6
6. PARÁMETROS DE RESISTENCIA. ............................................................................................ 7
6.1 CORRELACIONES A PARTIR DE LOS N DE CAMPO ...................................................... 7
6.2 PARAMETROS DE RESISTENCIA DRENADOS .............................................................. 11
6.3 PARÁMETROS DE RESISTENCIA NO DRENADA: ........................................................ 12
7. PARÁMETROS DE COMPRESIBILIDAD – ELÁSTICOS Y EDOMÉTRICOS ...................... 13
8. PERFIL DE SUELO DE ACUERDO A LA NSR-10 .................................................................. 16
9. CIMENTACIONES SUPERFICIALES ....................................................................................... 18
9.1 CAPACIDAD DE CARGA .................................................................................................... 18
9.2 ASENTAMIENTOS ............................................................................................................... 20
10 ANEXOS ...................................................................................................................................... 23
10.1 SONDEOS REALIZADOS MEDIANTE PRUEBA SPT .................................................... 23
10.2 CHEQUEO DE PROPIEDADES ÍNDICE Y CLASIFICACIÓN DEL SUELO ................. 24
10.3 CORRECCIONES PARA N60 ............................................................................................. 25
10.4 CORRELACIONES DE PARÁMETROS DRENADOS SIN CONSIDERAR REDUCCIÓN
DEL Φ ........................................................................................................................................... 28
10.5 CORRELACIONES DE PARÁMETROS DRENADOS CONSIDERANDO LA
REDUCCIÓN DE Φ ..................................................................................................................... 31
10.6 CORRELACIONES DE PARÁMETROS NO DRENADOS .............................................. 34
10.7 DETERMINACIÓN MÓDULO DE ELASTICIDAD Y RELACIÓN DE POISSON. ....... 37
10.8 DETERMINACÍON DE LOS PARAMETROS DE COMPRESIBILIDAD
ENDOMETRICOS ....................................................................................................................... 40
10.9 DETERMIACIÓN DEL TIPO DE PEERFIL DE SUELO A PARTIR DEL 𝐍 ................... 41
10.10 PERFIL DE SUELO A PARTIR DE LA VELOCIDAD DE ONDA CORTANTE .......... 43
11. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 43
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CIMENTACIONES
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1. INTRODUCCIÓN
Antes de la ejecución de un proyecto de construcción es necesario llevar a cabo un estudio
detallado con el fin de identificar las propiedades físico-mecánicas del subsuelo donde será
cimentada la obra, este estudio debe tener en cuenta el reconocimiento de campo, una
caracterización del subsuelo y un análisis adecuado que permitan establecer en bases
fundamentadas una serie de recomendaciones tanto para el diseño como para la construcción,
con el fin de garantizar el buen comportamiento de la estructura ante la presencia de cargas
inducidas; todo esto en base a los criterios que exige la norma colombiana sismo resistente
(NSR-10), la cual tiene como principal objetivo la protección de vidas humanas ante algún
fenómeno especifico.
A continuación se presenta un estudio geotécnico basado en la investigación del suelo,
teniendo en cuenta los aspectos geológicos, las diferentes exploraciones realizadas y los
adecuados ensayos de laboratorio utilizados para identificación de parámetros propios del
suelo y su respectiva clasificación de acuerdo al tipo de material, encontrando las diferentes
características físico-mecánicas del subsuelo con el fin de realizar el análisis pertinente tanto
a las estructuras como a las cargas que la afectaran. Con toda la información obtenida
anteriormente se evalúan las posibles alternativas de cimentación de acuerdo a cargas últimas
y asentamientos o condiciones de servicio con el fin de elegir la opción más adecuada que
garantice seguridad, funcionalidad y economía.
Todo lo anterior basado en el capítulo H de la Norma Colombiana Sismo Resistente de 2010
(NSR-10)
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2. OBJETIVOS.
2.1 OBJETIVO GENERAL
Presentar tanto los resultados de investigaciones del suelo, como su comportamiento
y capacidad de carga ante la construcción de una estructura específica en cuanto al
análisis de las cimentaciones superficiales, para determinar el tipo de cimentación
adecuada. El proyecto se realiza con fines netamente académicos.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Identificar y definir a partir de ensayos, mediciones directas o correlaciones cuál es
el tipo de suelo donde se ubicará la edificación.
Evaluar para una cimentación superficial la capacidad de carga y los asentamientos
que se pueden producir tanto en estado límite de falla como de servicio según lo
estipulado en el titulo H de la NSR-10
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3. GENERALIDADES DEL PROYECTO “EDIFICIO BLANCO”
El proyecto presenta de forma general las siguientes características
Se tiene proyectada la construcción de una edificación de 25 pisos destinados para
vivienda (incluye un nivel de sótanos) los cuales implican cortes de altura promedio
de 2.0 m sobre el costado norte.
Una distribución de sondeos a lo largo del proyecto, presentada en la siguiente
imagen.
FIGURA 1. Distribución de los ensayos SPT en el lugar del proyecto
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4. RECONOCIMIENTO DEL SUBSUELO
4.1 ENSAYOS DE CAMPO
Con el objetivo de entregar recomendaciones de diseño y construcción de las cimentaciones
para el proyecto de interés se realizan los estudios geotécnicos respectivos, para esto, se
realizó una exploración de campo, compuesta por un ensayo dinámico y 4 sondeos con
ensayos SPT distribuidos como se muestra en la figura 1, para diferentes profundidades,
además, de las descripciones geológicas de cada uno de los estratos encontrados en las
perforaciones, obteniendo muestras alteradas en cada uno de los sondeos realizados.
A partir de los sondeos realizados a profundidades aproximadas de 23 y 25 metros; se verifica
el cumplimiento de estos de acuerdo a lo estipulado en el titulo H de la NSR-10, donde se
especifica que el número mínimo de sondeos es 5 a una profundidad mínima de 30 metros
para este tipo de edificación lo cual cumple dichas condiciones teniendo en cuenta que las
profundidades varían cuando la exploración determina que el mismo tipo de suelo se podría
seguir encontrando a mayores profundidades y conservará las mismas propiedades (ver
anexo 10.1).
Se concluye entonces que este tipo de ensayos son importantes permitiendo conocer las
características del suelo in situ proporcionando una mejor claridad apoyada con otro tipo de
ensayos realizados.
4.2 ESTRATIGRAFÍA
Es de suma importancia determinar el origen del suelo sobre todo a la hora de la proyección
de una cimentación puesto que dicha determinación permite establecer las condiciones
mecánicas a la que tiende la zona donde se realizará el proyecto.
El suelo presente en la zona es resultado del transporte de materiales posiblemente derivado
de antiguos deslizamientos y condiciones propias de la topografía de la zona; se presentan
flujos de lodos y escombros donde los materiales presentan plasticidad alta y media, lo que
nos da un indicio de las condiciones de humedad natural que se tienen para el sector
estudiado.
A continuación se describen en detalle, los tipos de suelo que se presentan de acuerdo a las
perforaciones realizadas en el lugar.
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ESTRATO 1: Ceniza volcánica, limo arcilloso café amarillento, plasticidad media y
consistencia blanda.
ESTRATO 2: Flujo de lodos maduro, limo arenoso a arcilloso color café amarillento
a rojizo con vetas blancas, negras y violetas, contiene fragmentos milimétricos a
centimétricos de rocas meteorizadas; presenta plasticidad media y consistencia
media.
ESTRATO 3: Flujo de escombros, matriz limo arenosa color café amarillento a gris
con motas blancas y rojas, contiene fragmentos centimétricos a decimétricos de rocas
sanas a meteorizadas; presenta plasticidad media a baja y consistencia dura. A partir
de los 22.2m se presenta el depósito altamente cementado.
Para fines prácticos se presenta la siguiente convención para la diferenciación de los estratos
se suelo que se presentan en el proyecto
TABLA 1. Convenció para los estratos de suelos identificados en el lugar del proyecto.
Ceniza volcánica
Flujo de lodos maduro.
Flujo de escombros.
4.3 PRESENCIA DEL NIVEL FREÁTICO.
La realización de las respectivas perforaciones y los ensayos de campo permitió establecer
la presencia de nivel freático en cada uno de los sondeos realizados de manera independiente,
las diferentes profundidades se muestran a continuación:
TABLA 2. Ubicación del nivel freático a partir de cada sondeo realizado
Nivel Freático
Sondeo Profundidad (m)
1 12,75
2 12,75
3 12,5
4 12
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5. CLASIFICACIÓN E IDENTIFICACIÓN DEL SUELO (CHEQUEO DE
PROPIEDADES)
Para la respectiva clasificación del suelo de estudio, se cuenta con un análisis granulométrico,
Límites de Atterberg (LL, LP, IP) y los contenidos de humedad W (%) de las diferentes
muestras a distintas profundidades, estas muestras fueron obtenidas a partir de las 4
perforaciones por SPT (ver anexo 10.2).
Por medio del análisis granulométrico obtenido se determina entonces la presencia en la
composición del suelo de material fino en su gran mayoría, alta presencia de limos arenosos
a arcillosos que contienen algunas mezclas de otros materiales pero que no sobrepasan más
del 50%, por ende, se asume que su comportamiento seguirá siendo el indicado para un
material fino, en este caso limo.
A partir de esto se hace entonces la verificación de la granulometría y los índices de
plasticidad para cada uno de las muestras obtenidas, lo que determina que se cuenta con
suelo conformado por limos de alta plasticidad; cabe anotar que en el proceso de verificación
se determinó que para dos muestras obtenidas en el sondeo 2 a una profundidad de 18 y 27
metros, el índice de plasticidad (IP) no correspondía al entregado en los ensayos, sin embargo
esta propiedad difiere en una unidad solamente, por lo que no significa un cambio brusco de
las propiedades
Mediante este estudio se puede observar entonces cuáles de las muestras obtenidas presentan
plasticidad media o alta, características que van relacionadas con la resistencia al corte que
tendrá el suelo, se puede ver entonces que la mayoría de los sondeos presentan muestras de
alta plasticidad a diferencia del sondeo 2 que tiene una muestra con baja plasticidad con un
límite líquido = 49.
Partiendo entonces de la relación entre la información geológica y los resultados obtenidos
se indica entonces que en los 4 sondeos realizados, la parte superficial del suelo está
compuesta por ceniza volcánica de poco espesor, 1 metro aproximadamente, con plasticidad
alta, espesor presente en los 4 sondeos; seguido de estos se obtienen estratos limos arcillosos
a arenosos de plasticidad alta, estrato dominante en los 4 sondeos realizados y finalmente se
obtiene un estrato más rígido compuesto por matriz limo arenosa con plasticidad variante de
alta a media. Con todo esto cabe destacar que el comportamiento de los sondeos 1 y 2 es muy
similar a lo largo de las perforaciones, comportamiento que difiere al arrojado por los sondeos
3 y 4 donde no hay presencia del estrato físicamente más rígido debido a la variación de las
profundidades realizadas para dichos sondeos.
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6. PARÁMETROS DE RESISTENCIA.
6.1 CORRELACIONES A PARTIR DE LOS N DE CAMPO
Antes de calcular los parámetros de resistencia del suelo en condiciones drenadas se deben
especificar algunas características propias de cada estrato de suelo al variar la profundidad,
como los esfuerzos totales, la presión higroscópica y los esfuerzos efectivos, ya que son
parámetros importantes para determinar su resistencia.
Para el cálculo de estos parámetros se utilizaron las siguientes ecuaciones:
Esfuerzos totales:
𝜎𝑇 = ℎ ∗ 𝛾
Donde:
h: profundidad del estrato.
𝛄: Peso específico húmedo o natural del suelo
Presión de poros:
𝜇 = ℎ𝑤 ∗ 𝛾𝑤
Donde:
hw: Profundidad del estrato medida desde el nivel freático.
𝛄𝐰: Peso especifico del agua (9,81KN/m3)
Esfuerzos efectivos:
𝜎′ = 𝜎𝑇 − 𝜇
Donde:
𝛔𝐓: Esfuerzos totales
𝛍 : Presión de poros
Para el cálculo de dichos esfuerzos es necesario emplear los pesos específicos para cada tipo
de suelo en estado húmedo y saturado que fueron proporcionados por el docente asesor y a
su vez, fueron verificados a partir del ensayo de corte dado para este proyecto.
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TABLA 3. Pesos específicos para cada uno de los estratos en condiciones húmedas y saturadas
Ceniza volcánica ƳHumedo (KN/m³) 14
Flujo de lodos maduro.
ƳHumedo (KN/m³) 16,2
Ƴsaturado (KN/m³) 16,5
Flujo de escombros.
ƳHumedo (KN/m³) 17,5
Ƴsaturado (KN/m³) 18,2
Dado que para el proyecto fue suministrado un solo ensayo de corte directo específicamente
para el sondeo 2, este no es suficiente para determinar la totalidad de los parámetros, por lo
que se utilizarán los resultados de la prueba SPT y el N (número de golpes) obtenidos en
campo para diferentes profundidades a partir de correlaciones.
Para obtener dichas correlaciones es necesario corregir el número de golpes obtenidos
mediante la prueba SPT a una energía del 60%
𝑁𝑋 =𝑁𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 ∗ 𝜂1 ∗ 𝜂2 ∗ 𝜂3 ∗ 𝜂4
𝑥%
Donde:
η1 : Corrección por pandeo de la varilla
η2 : Corrección por eficiencia del martillo.
η3 : Corrección del muestreador.
η4 : Corrección del diámetro de la perforación.
Teniendo en cuenta que para los ensayos SPT realizados, se utilizó martillo tipo dona y
muestreador estándar.
Los resultados de dichas correcciones y los cálculos de los respectivos esfuerzos para las
diferentes profundidades en cada uno de los sondeos se presentan en anexo 10.3
Aunque se determinan los parámetros para cada uno de los estratos encontrados en los
diferentes sondeos, el análisis se basará en el tipo de suelo que más predomina y en el que se
pueda presentar más variabilidad para el estudio de cimentaciones superficiales, en este caso
El flujo de lodos maduro cuyo espesor es el más grande encontrado en los 4 sondeos
realizados, como el estrato superior es una ceniza volcánica el cual será removido en los
procesos constructivos no se considera fundamental para el análisis. Por otra parte se tiene el
estrato final que aunque presenta variabilidades en algunas características, posee una buena
consistencia que de ser pertinente su análisis se podría cimentar en él.
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A continuación se presenta la variación del N de campo con relación a la profundidad para
cada una de las pruebas SPT realizadas.
GRÁFICA 1. N de campo del estrato de flujo de lodos con respecto a la profundidad.
GRÁFICA 2. N de campo del estrato de flujo de escombros con respecto a la profundidad.
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Las siguientes gráficas presentan la variación del N corregido al 60% con relación a la
profundidad para cada una de las pruebas SPT realizadas.
GRÁFICA 3. N corregido al 60% del estrato de flujo de lodos con respecto a la profundidad
GRÁFICA 4. N corregido al 60% del estrato de flujo de escombros con respecto a la profundidad
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De las anteriores gráficas se observa que a medida que aumenta la profundidad aumenta la
resistencia, representado con el incremento del número de golpes para la perforación. Lo
anterior puede ser fundamentado en el hecho de que el número de golpes aumenta a medida
que se acerca a una zona de transición que va de un suelo de consistencia media en este caso
a uno de consistencia un poco más densa como es el flujo de escombros que precede del
estrato de flujo de lodos, donde a partir de la prueba SPT se observa que para la perforación
del estrato más denso fue necesario implementar rotación (NQ) para seguir el avance en la
exploración, esto exclusivamente para los sondeos 1 y 2 donde se evidencian este tipo de
estrato.
De forma general se puede ver que el del flujo de lodos, limo arenoso presenta un
comportamiento similar en torno a los 4 sondeos, a excepción del primer sondeo donde se
contempla una variación en las primeras profundidades debido al exceso de golpes en una de
éstas; por último, se determina que la resistencia de este estrato aumenta según la profundidad
y que alcanza una resistencia máxima en la zona de transición con el estrato de consistencia
más denso.
Dado que para este estrato se realizaron pruebas de rotación empleando extracción de
diámetro NQ para avance se determina que posee una resistencia medianamente alta a
comparación de los otros estratos y que solo estuvo presente en los sondeos 1 y 2, lo cual
indica que no necesariamente pueda estar alrededor de todo el lote o área y que es necesario
su estudio.
6.2 PARAMETROS DE RESISTENCIA DRENADOS
Se presentan a continuación todas las correlaciones utilizadas para determinar el Angulo de
fricción en condiciones drenadas a partir de diferentes correcciones por energía.
Para estimar del φeq se consideraron 4 autores con el fin de generar veracidad en el valor
final
Peck: φeq = 28,5 + 0,25N45
Kishida: φeq = 15 + √12,5𝑁45
Hansen: φeq = 26,25(2 − exp (𝑁45
62))
Shioi & Fukui: φeq = 15 + √18𝑁70
Se determina el ángulo de fricción equivalente y su respectiva resistencia al corte ( 𝛕)
mediante los 4 métodos propuestos (ver anexo 10.4), una vez obtenidos los resultados, se
realiza la gráfica del esfuerzo de corte versus el esfuerzo efectivo.
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GRAFICA 5: Esfuerzo de corte vs Esfuerzo efectivo
En esta grafica se puede evidenciar un alto valor de φeq, representado en la alta pendiente de
las líneas de tendencia, por lo que se decide realizar una reducción del ángulo de fricción y
así mismo un recalculo de la cohesión, partiendo de que la cohesión para una condición no
drenada es igual a 0.
A partir de la experiencia documentada y de las recomendaciones del docente asesor, se
define los rangos típicos para un flujo de lodos MH para los siguientes parámetros:
Φ’ : [17°-26°]
C’(KPa) : [4-21]
Teniendo en cuenta estos intervalos se realiza una reducción del ángulo de fricción
equivalente, con el fin de obtener parámetros dentro de estos rangos como se muestra en el
anexo 10.5.
Mediante esta reducción realizada a partir de un delta de φ y teniendo en cuenta los rangos
anteriormente mencionados, se obtuvo los siguientes datos y en base a estos se realizó el
estudio geotécnico de cimentaciones superficiales:
Φ’ = 24°
C’ = 21 kPa
6.3 PARÁMETROS DE RESISTENCIA NO DRENADOS:
Se emplearon correlaciones para determinar los parámetros de resistencia no drenados, se
busca conocer la cohesión no drenada del suelo Cu, la cual es la resistencia a los esfuerzos
cortantes (Su).
Para esto se utiliza las correlaciones dadas por Stroud, Hara y una correlación anónima, las
tres dadas a continuación:
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𝐻𝑎𝑟𝑎: 𝐶𝑢 = 29 ∗ 𝑁60^(0,72)
𝑆𝑡𝑟𝑜𝑢𝑑: 𝐶𝑢 = 4,4 ∗ 𝑁60
𝐴𝑛𝑜𝑛𝑖𝑚𝑜: 0,12 ∗ 𝑁60 ∗ 47,8803
A partir de estas correlaciones se determinan los parámetros no drenados correspondientes a
cada estrato, mostrados a continuación:
TABLA 4: Parámetros no drenados – Ceniza Volcánica
Parámetros no drenados
Ceniza Volcánica
Anónimo Stroud
30 23
Cu (Kpa) 26
TABLA 5: Parámetros no drenados – Flujo de Lodos
Flujo de Lodos
Anónimo Stroud
70 54
Cu (Kpa) 62
TABLA 6: Parámetros no drenados – Flujo de Escombros.
Flujo de Escombros
Anónimo Stroud
235 173
Cu (Kpa) 204
Dichos parámetros no drenados se especifican claramente en el anexo: 10.6
7. PARÁMETROS DE COMPRESIBILIDAD – ELÁSTICOS Y EDOMÉTRICOS
Los parámetros elásticos del suelo describen el comportamiento elástico ante cargas que
pueden ser aplicadas. Se determinar el módulo de elasticidad (Es) y la relación de poisson(μ)
del estrado de flujo de lodos, ya que en este quedará situado la cimentación superficial.
La relación de poisson posee unos rangos típicos dependiendo del estrato de suelo. Para
suelos limosos se tiene una relación de que varía entre 0,3<μ< 0,33; para arenas con altos
contenidos de material fino se tiene 0,2<μ<0,3. Para determinar la relación de poisson para
los estratos de ceniza volcánica, flujo de lodos y flujo de escombros, se utilizó la tabla 2.7 y
2.8 de Bowles. Se consideran los valores medios para cada estrato ya que no hay suficiente
información para hallar dichos valores de manera más puntual.
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FIGURA 2: Valores de la relación de Poisson
FIGURA 3: Valores del módulo de Elasticidad.
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Para determinar el módulo de elasticidad(Es), se emplea la correlación principalmente
aplicada en arenas, pero que se utilizara para los estratos limosos.
𝑬𝒔 (𝐾𝑃𝑎) =300*(N55+6)
La anterior correlación depende del número de golpes registrados en campo a partir de la
prueba SPT, permitiendo definir este parámetro a diferentes profundidades realizando en
general un promedio ponderado para definir finalmente el módulo de elasticidad en cada
estrato de suelo.
La siguiente tabla muestra los valores promedio del módulo de elasticidad y la relación de
poisson:
TABLA 7: Valores del módulo de elasticidad y relación de Poisson.
Módulo de elasticidad
Relación de Poisson
Ceniza Volcánica 3 MPa 0,35
Flujo de Lodos 6 MPa 0,33
Flujo de Escombros 15 MPa 0,33
Los resultados de los módulos de elasticidad y la relación de Poisson correspondiente para
cada estrato se presente en el anexo 10.7
Por otra parte se tiene que como los asentamientos generados por la consolidación son un de
las características importantes, es necesario valorar el potencial de consolidación del suelo y
su deformación ante una carga, por esta razón se determinan los parámetros endometrios del
suelo que describen el comportamiento viscoelastoplástico del mismo.
La compresión Cc determina la rata de deformación del suelo al experimentar una sobrecarga
nunca antes presenciada y que corresponde a la zona de consolidación primaria donde hay
disminución de vacíos por eliminación de agua, ahora bien, el índice Ca determina la
deformación secundaria que es un reajuste plástico de la estructura debido a una
reacomodación de la partículas del suelo y por último el índice Cr, corresponde a la expansión
que depende del límite liquido del suelo y que se da en términos de otro factor (Cc)
Se utilizaron las siguientes correlaciones:
𝑇𝑒𝑟𝑧𝑎𝑔ℎ𝑖 𝑎𝑛𝑑 𝑃𝑒𝑐𝑘: 𝐶𝑐 = 0,009 ∗ (𝐿𝐿 − 10)
𝐾𝑜𝑝𝑢𝑙𝑎: 𝐶𝑐 = 0,0093 ∗ 𝑊
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𝑁𝑎𝑘𝑎𝑠𝑒: 𝐶𝑐 = 0,046 + 0,0104 ∗ (𝐼𝑃)
𝑁𝑎𝑘𝑎𝑠𝑒: 𝐶𝑟 = 0,0194 ∗ (𝐼𝑃 − 4,6)
𝑁𝑎𝑘𝑎𝑠𝑒: 𝐶𝑎 = 0,00168 + 0,00033 (𝐼𝑃)
𝑁𝐴𝐹𝐴𝐶: 𝐶𝑎 = 0,0001 ∗ 𝑊
A continuación se presentan los valores medios encontrados para los estratos de flujo de
lodos y flujo de escombros en cada uno de estos parámetros:
Tabla 8: Parámetros de compresibilidad endometrios
Cc Cr Cα Cs
0,474 0,024 0,006 0,078 Flujo de Lodos
0,402 0,018 0,005 0,067 Flujo de Escombros
A partir de los valores arrojados se determinan estratos altamente compresibles dado que los
valores de Cc son altos sobretodo en el estrato de flujo de lodos, limo arenoso. Estos
parámetros son parte fundamental en el análisis de los asentamientos de cada estrato en el
diseño de la cimentación.
El cálculo de los anteriores parámetros se especifica en el anexo 10.8
8. PERFIL DE SUELO DE ACUERDO A LA NSR-10
El tipo de perfil de perfil de suelo es una clasificación que permite determinar qué tan
competente es el suelo en términos de su resistencia al corte, esto con el fin de tener
herramientas suficientes para la determinación del tipo de cimentación, según la norma NSR-
10 en su título A, capitulo A.2.4 existen 6 tipos de perfil de suelo los cuales se pueden definir
de acuerdo al número medio de golpes dados por la prueba SPT, siempre que se haga una
corrección por energía al 60%, el título mencionado muestra el método a emplear para
determinar el tipo de perfil y la tabla de clasificación, tomando como referencia la siguiente
expresión:
𝑵 =∑ 𝒅𝒊
𝒏𝒊=𝟏
∑𝒅𝒊
𝑵𝒊
𝒏𝒊=𝟏
𝒅𝒊= Espesor entre los N consecutivos para cada estrato.
𝑵𝒊= Número de golpes de campo para cada estrato.
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A partir de lo anterior se determina el perfil por cada estrato con el propósito de encontrar la
clasificación total para todo el suelo que estará en contacto con la estructura de cimentación.
Para los 4 sondeos que se tienen, el suelo se cataloga como un perfil tipo E, es decir que para
estos estratos de suelo se tienen valores de N promedio que inferiores a 15.
Los procedimientos para determinar el perfil del suelo por medio de N̅ se encuentran
explícitos en los 10.9
TABLA 9: Perfil de suelo a partir del Ñ
Ñ total 13,5528067
Perfil de suelo: Tipo E ( 15 < Ñ)
Debido a que se cuenta con un ensayo dinámico REMI en el cual se puede determinar la
velocidad media de onda cortante (Vs), el cual para la NRS-10 es un factor de gran
importancia para clasificar suelos y rocas ya que con él se pueden describir las características
elásticas y dinámicas de los materiales que presenta el suelo a estudiar.
Ahora bien, este factor se determina utilizando los resultados del ensayo dinámico obtenido
y la ecuación (A.2.4-1) presentada en la NSR-10:
𝑉𝑠̅̅ ̅ = ∑ 𝑑𝑖
𝑛𝑖=1
∑𝑑𝑖
𝑉𝑠𝑖
𝑛𝑖=1
TABLA 10 (clasificación de los tipos de perfil)
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A partir de la ecuación y los resultados del ensayo se determina que para este suelo la
velocidad media de onda cortante es de 233,210 m/s², lo cual para la NSR-10 corresponde a
un perfil de suelo tipo D ya que la velocidad media de onda cortante esta entre valores de
180m/s² y 360m/s².
Los resultados de la obtención del perfil por medio de la velocidad media de onda cortante
se encuentran en el anexo 11.0
TABLA 11: Perfil de suelo a partir de Vs
Vs (total) (m/s²) 233,210
Perfil de suelo según Vs : Tipo D (180m/s² < Vs < 340m/s²)
Dado que por ambos métodos se determinan tipos de perfil diferente se considera pertinente
considerar la clasificación obtenida determinando la velocidad media de onda cortante, ósea
perfil tipo D, ya que aunque ambos partieron de datos obtenidos en campo, el ensayo REMI
resulta ser más confiable en comparación con el ensayo SPT ya que se pueden considerar
algunos posibles errores en la manipulación del equipo que requiere el SPT a la hora de
realizar los sondeos, influyendo así en los valores de N tomados para las diferentes
profundidades y que afectan directamente el N̅ requerido.
9. CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Con el fin de identificar la cimentación más adecuada para la edificación, es necesario
comenzar por el estudio de las cimentaciones superficiales, y así mismo, de la respuesta
geotécnica de los estratos de suelo portantes de dichas cimentaciones, garantizando
funcionalidad de la estructura, es decir, asegurando seguridad
9.1 CAPACIDAD DE CARGA
“El esfuerzo límite básico de falla de cimentaciones superficiales se calculará por métodos
analíticos o empíricos, debidamente apoyados en experiencias documentadas” [1]; Teniendo
en cuenta lo anterior, Para el cálculo de la capacidad de carga admisible se utilizó las teorías
propuestas por Meyerhof, Hansen y Vesic, basadas en la teoría de Terzaghi; y así mismo,
una reducción de la capacidad de carga última determinada mediante estos métodos mediante
un factor de seguridad(FS) igual a 4, debido a la gran envergadura del proyecto el cual se
clasifica como categoría especial. 1
La ecuación general para la capacidad de carga está dada por:
𝑞𝑢𝑙𝑡 = 𝐶𝑁𝑐𝑆𝑐𝑑𝑐𝑖𝑐 + 𝑞′𝑁𝑞𝑆𝑞𝑑𝑞𝑖𝑞 +1
2𝛾𝐵𝑁𝛾𝑆𝛾𝑑𝛾𝑖𝛾
[1] Norma Sismo Resistente – 2010 (NRS 10), título H.4.2.1
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
19
Donde:
𝑞′: Esfuerzo efectivo 𝐶: Cohesión efectiva
𝐵: Ancho de la cimentación 𝑁𝑐𝑁𝑞𝑁𝛾: Factores de Capacidad de carga
𝑆𝑐𝑆𝑞𝑆𝛾: Factores de Forma
𝑑𝑐𝑑𝑞𝑑𝛾: Factores de Profundidad
𝑖𝑐𝑖𝑞𝑖𝛾: Factores de Inclinación
El primer término de la ecuación relaciona la resistencia al corte que aporta la cohesión, el
segundo, el incremento de la capacidad de sobrecarga y el tercer término, la resistencia al
corte que aporta la fricción.
En el tipo de cimentación a trabajar, las cargas serán verticales y el suelo es horizontal, por
tanto no hay factores de inclinación, a su vez el nivel freático no afecta la capacidad de carga
última, o en su defecto el factor de seguridad concibe la posibilidad de que la cimentación se
vea afectada por el ascenso del nivel freático.
Para el cálculo por el método de Meyerhof, Hansen y Vesic se utilizó las siguientes
ecuaciones:
TABLA 12: Factores de capacidad de carga, forma y profundidad usados
MEYERHOF
𝑁𝑞 = 𝑒𝜋 tan 𝜑 ∗ tan (45 +𝜑
2)
𝑁𝑐 = (𝑁𝑞 − 1) ∗1
tan 𝜑
𝑁𝑐 = (𝑁𝑞 − 1) ∗ tan(1,4𝜑)
𝑆𝐶 = 1 + 0,2𝐾𝑃
𝐵
𝐿 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝜑
𝑆𝑞 = 𝑆𝛾 = 1 + 0,1𝐾𝑃
𝐵
𝐿 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝜑 > 10°
𝑑𝐶 = 1 + 0,2√𝐾𝑃
𝐷
𝐵 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝜑
𝑑𝑞 = 𝑑𝛾 = 1 + 0,1√𝐾𝑃
𝐷
𝐵 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝜑 > 10°
𝑖𝑐 , 𝑖𝑞𝑖𝛾 𝑁𝑜 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑠𝑜
𝑦𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑛𝑜 ℎ𝑎𝑦 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠. 𝐷: Profundidad de desplante.
𝐾𝑃: Empuje pasivo.
𝜑: Ángulo de resistencia la corte.
𝐿: Espesor de la cimentación.
HANSEN
𝑁𝑞 = 𝑀𝐸𝑌𝐸𝑅𝐻𝑂𝐹
𝑆𝑐 = 1 +𝑁𝑞 ∗ 𝐵′
𝑁𝑐 ∗ 𝐿′
𝑆𝑞 = 1 +𝐵′
𝐿′sin 𝜑
𝑆𝛾 = 1 − 0,4 𝐵′
𝐿′ ≥ 0,6
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
20
𝑁𝑐 = 𝑀𝐸𝑌𝐸𝑅𝐻𝑂𝐹
𝑁𝑐 = 1,5(𝑁𝑞 − 1) ∗ tan 𝜑
𝑑𝑐 = 1 + 0,4𝑘
𝑘 =𝐷
𝐵
𝐷
𝐵≤ 1
𝑘 = tan−1𝐷
𝐵
𝐷
𝐵> 1
𝑘 = 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑒𝑠
𝑑𝑞 = 1 + 2 tan 𝜑 ∗ (1 − sin 𝜑)2 ∗ 𝑘
𝑑𝛾 = 1 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝜑
VESIC
𝑁𝑞 = 𝑀𝐸𝑌𝐸𝑅𝐻𝑂𝐹
𝑁𝑐 = 𝑀𝐸𝑌𝐸𝑅𝐻𝑂𝐹
𝑁𝑐 = 2(𝑁𝑞 − 1) ∗ tan 𝜑
𝑆𝑐 = 1 +𝑁𝑞 ∗ 𝐵
𝑁𝑐 ∗ 𝐿
𝑆𝑞 = 1 +𝐵
𝐿tan 𝜑
𝑆𝛾 = 1 − 0,4 𝐵
𝐿 ≥ 0,6
𝑑𝑐 = 𝐻𝐴𝑁𝑆𝐸𝑁
𝑑𝑞 = 𝐻𝐴𝑁𝑆𝐸𝑁
𝑑𝛾 = 𝐻𝐴𝑁𝑆𝐸𝑁
Una vez definidos los métodos a usar, se analizó diferentes niveles desplante (Df), para los
cuales se considera una cimentación superficial, teniendo en cuenta que, a partir de los 5
metros de profundidad con respecto al nivel inferior de la estructura, la cimentación se
clasificará como profunda; luego se suponen diferentes dimensiones para las zapatas para
cada uno de los niveles de desplante analizados como se muestra en el anexo 6, con el fin de
observar la fluctuación de la capacidad de carga, y así mismo, poder definir la capacidad de
carga admisible para cada profundidad analizada. Posteriormente se definió la capacidad de
carga admisible para cada profundidad de desplante estudiada.
Teniendo en cuenta la carga que transmite cada columna de la edificación, se procede a
definir las dimensiones mínimas que tendría cada una de las zapatas para los diferentes
niveles de desplante.
9.2 ASENTAMIENTOS
Los asentamientos permiten evaluar el estado límite de servicio para el cual trabajara la
cimentación, teniendo en cuenta la normativa de la NSR-10, la cual define unos valores
permitidos dependiendo del tipo de edificación y otras consideraciones, para la edificación
de estudio el asentamiento permitido es de 30cm.
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
21
El asentamiento elástico, ocurre durante o inmediatamente después de la construcción de la
estructura. Para la determinación de este, se utiliza el método propuesto por Steinbrenner
and Fox, el cual se puede calcular como:
𝑆𝑒 = 𝑞0(𝛼𝐵′)1 − 𝜇𝑠
2
𝐸𝑠𝐼𝑠𝐼𝑓
𝑞0: Presión neta aplicada sobre la cimentación.
𝜇𝑠: Relación de Poisson del suelo.
𝐸𝑠: Modulo de elasticidad promedio del suelo debajo de la cimentación medido desde z=0
hasta aproximadamente z=5B
𝐼𝑠 = 𝐹1 +1 − 2𝜇𝑠
1 − 𝜇𝑠∗ 𝐹2
𝐹1 =1
𝜋(𝐴0 + 𝐴1)
𝐹2 =𝑛′
2𝜋tan−1 𝐴2
𝐴0 = 𝑚′ln (1 + √𝑚′2 + 1) ∗ √𝑚′2 + 𝑛′2
𝑚′ (1 + √𝑚′2 + 𝑛′2 + 1)
𝐴1 = ln (𝑚′ + √𝑚′2 + 1) ∗ √1 + 𝑛′2
(𝑚′ + √𝑚′2 + 𝑛′2 + 1)
𝐴2 =𝑚′
(𝑛′ ∗ √𝑚′2 + 𝑛′2 + 1)
Para calcular el asentamiento en el centro de la cimentación:
𝛼 = 4 𝑚′ =𝐿
𝐵 𝑛′ =
𝐻𝐵
2
𝐵′ : 𝐵
2 Para el centro de la cimentación, B para una esquina de la cimentación.
𝐼𝑠: Factor de forma. Este se calculó por medio de la tabla 5.10 del libro fundamentos de
ingeniería. Cimentaciones de Brajan M. Das.
Se procede a calcular los asentamientos producidos por la columna más cargada de la
edificación y de la zona de parqueaderos, analizando cada uno de las profundidades
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
22
estudiadas anteriormente en la determinación de capacidad de carga admisible y las
dimensiones mínimas asociadas a dichas capacidades.
Una vez estudiada la capacidad de carga para el estado límite de falla y el estado límite de
servicio, se define la capacidad de carga admisible que se recomendará para el diseño
estructural de las cimentaciones superficiales, para cada una de las profundidades
propuestas, si se da el caso de que este tipo de cimentación sea la más óptima.
A partir de lo estipulado en la NSR-10; “la capacidad admisible de diseño para la cimentación
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, esta capacidad debe ser
claramente establecida en los informes geotécnicos” [1].
Teniendo en cuenta lo anterior, y verificando que los asentamientos generados por las cargas
más altas de la edificación y del parqueadero sean menores a los permitidos se define que la
capacidad de carga admisible para cada uno de las profundidades analizadas con respecto a
la superficie es:
TABLA 11: Capacidad de carga admisible de acuerdo a la profundidad.
capacidad de carga admisible(KN/m2) con Df= 3m 300
capacidad de carga admisible(KN/m2) con Df= 4m 350
capacidad de carga admisible(KN/m2) con Df= 5m 400
capac2idad de carga admisible(KN/m2) con Df= 6m 450
[1] Norma Sismo Resistente – 2010 (NRS 10), título H.4.2.3
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
23
10 ANEXOS
10.1 SONDEOS REALIZADOS MEDIANTE PRUEBA SPT
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
24
10.2 CHEQUEO DE PROPIEDADES ÍNDICE Y CLASIFICACIÓN DEL SUELO
PARA CADA UNA DE LAS MUESTRAS, MÁS DEL 50% PASA EL TAMIZ #200, ES DECIR QUE LOS SUELOS ESTÁN COMPUESTOS PRINCIPAL MENTE POR FINOS
TODAS LAS MUESTRAS TIENEN LL>50, A EXCEPCIÓN DE LA MUESTRA 18 DEL SONDEO S-2, POR ESTA RAZÓN, ESTA MUESTRA ES LA ÚNICA QUE TIENE BAJA PLASTICIDAD
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
25
10.3 CORRECCIONES PARA N60
Prof (m) N (campo) δ (KN/m²) μ (KN/m²) δ' (KN/m²) Cn ηR ηH ηB ηS N60
0,6 9 8 0 8 1 1 45 1 1 5
1,0 14 0 14
1,6 6 23 0 23 1 1 45 1 1 3
2,6 58 39 0 39 1 1 45 1 1 33
3,0 22 46 0 46 1 1 45 1 1 12
4,0 19 63 0 63 1 1 45 1 1 11
4,6 22 72 0 72 1 1 45 1 1 14
5,7 11 90 0 90 1 1 45 1 1 7
6,8 8 107 0 107 1 1 45 1 1 6
8,0 12 127 0 127 1 1 45 1 1 9
9,2 20 146 0 146 1 1 45 1 1 14
10,3 23 165 0 165 1 1 45 1 1 17
11,2 16 179 0 179 1 1 45 1 1 12
12,2 24 195 0 195 1 1 45 1 1 18
12,8 204 0
13,2 20 212 4 207 1 1 45 1 1 15
13,7 23 219 9 210 1 1 45 1 1 17
14,7 28 237 20 217 1 1 45 1 1 21
15,2 33 244 24 220 1 1 45 1 1 25
15,6 251 28 223
17,0 59 277 43 234 1 1 45 1 1 44
18,8 66 309 60 249 1 1 45 1 1 50
20,5 38 341 78 263 1 1 45 1 1 29
21,0 43 349 82 267 1 1 45 1 1 32
23,4 70 393 107 287 1 1 45 1 1 53
SONDEO 1
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
26
Prof (m) N (campo) δ (KN/m²) μ (KN/m²) δ' (KN/m²) Cn ηR ηH ηB ηS N60
0,6 9 8 0 8 1 1 45 1 1 5
1,0 14 0 14
1,6 17 23 0 23 1 1 45 1 1 10
2,6 34 39 0 39 1 1 45 1 1 19
3,6 24 55 0 55 1 1 45 1 1 14
5,0 19 79 0 79 1 1 45 1 1 12
6,1 10 97 0 97 1 1 45 1 1 7
7,1 5 113 0 113 1 1 45 1 1 4
8,1 11 129 0 129 1 1 45 1 1 8
9,5 12 152 0 152 1 1 45 1 1 9
10,6 14 169 0 169 1 1 45 1 1 11
12,8 204
13,0 14 208 3 206 1 1 45 1 1 11
14,0 29 225 13 212 1 1 45 1 1 22
14,5 233 18 216
15,5 30 251 27 224 1 1 45 1 1 23
17,5 46 288 48 240 1 1 45 1 1 35
18,0 57 296 52 244 1 1 45 1 1 43
19,0 42 315 63 253 1 1 45 1 1 32
20,5 56 342 78 265 1 1 45 1 1 42
21,0 66 351 82 269 1 1 45 1 1 50
23,3 60 393 106 288 1 1 45 1 1 45
23,8 75 402 110 292 1 1 45 1 1 56
SONDEO 2
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
27
Prof (m) N (campo) δ (KN/m²) μ (KN/m²) δ' (KN/m²) Cn ηR ηH ηB ηS N60
0,6 10 8 0 8 1 1 45 1 1 6
1,0 14 0 14
1,7 12 25 0 25 1 1 45 1 1 7
2,7 24 42 0 42 1 1 45 1 1 14
3,7 8 58 0 58 1 1 45 1 1 5
4,2 11 65 0 65 1 1 45 1 1 7
5,2 19 81 0 81 1 1 45 1 1 12
6,2 12 97 0 97 1 1 45 1 1 9
8,4 13 134 0 134 1 1 45 1 1 9
9,6 8 153 0 153 1 1 45 1 1 6
10,6 10 170 0 170 1 1 45 1 1 8
11,6 12 186 0 186 1 1 45 1 1 9
12,5 200
12,7 10 204 2 202 1 1 45 1 1 8
14,5 26 233 20 213 1 1 45 1 1 20
15,6 30 251 31 220 1 1 45 1 1 23
16,6 33 267 41 227 1 1 45 1 1 25
SONDEO 3
Prof (m) N (campo) δ (KN/m²) μ (KN/m²) δ' (KN/m²) Cn ηR ηH ηB ηS N60
1,0 9 14 0 14 1 1 45 1 1 5
1,5 21 0 21
2,0 27 29 0 29 1 1 45 1 1 15
3,0 33 45 0 45 1 1 45 1 1 19
4,0 25 62 0 62 1 1 45 1 1 14
5,0 11 78 0 78 1 1 45 1 1 7
6,0 10 94 0 94 1 1 45 1 1 6
7,0 13 110 0 110 1 1 45 1 1 9
8,0 9 126 0 126 1 1 45 1 1 6
9,0 8 143 0 143 1 1 45 1 1 6
10,0 9 159 0 159 1 1 45 1 1 6
11,0 16 175 0 175 1 1 45 1 1 12
12,0 9 191 0 191 1 1 45 1 1 7
13,0 13 208 10 198 1 1 45 1 1 10
14,0 21 224 20 204 1 1 45 1 1 16
15,0 31 241 30 211 1 1 45 1 1 23
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
28
10.4 CORRELACIONES DE PARÁMETROS DRENADOS SIN CONSIDERAR
REDUCCIÓN DEL Φ
φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa)
30 4 24 3 29 4 24 3
30 13 23 9 28 12 22 9
39 32 38 31 39 32 37 30
33 30 29 26 32 29 29 26
32 39 28 34 32 39 28 33
33 47 30 42 33 47 30 41
31 54 26 44 30 52 25 43
30 63 25 49 29 60 24 49
31 78 27 65 31 76 26 63
33 96 30 86 33 95 30 84
34 112 32 103 34 113 31 100
33 114 29 100 32 113 29 98
35 134 32 124 35 135 32 121
34 137 31 124 33 137 30 121
34 143 32 131 34 144 31 128
36 155 34 145 36 156 33 141
37 164 35 156 37 166 35 151
43 221 42 212 42 214 41 205
45 249 44 238 43 236 43 229
38 206 37 197 38 208 36 191
39 218 38 210 39 219 37 203
46 297 45 283 44 277 43 272
PECK kishida HANSEN SHIOI & FUKUI
SONDEO 1
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
29
φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa)
30 4 24 3 29 4 24 3
32 14 28 12 31 14 27 12
35 27 33 25 35 27 32 25
33 36 30 32 33 36 29 31
33 50 29 44 32 50 29 43
31 58 26 47 30 56 25 46
30 64 23 47 28 60 22 47
31 78 26 64 30 75 26 63
31 92 27 77 31 90 26 76
32 105 28 91 32 104 28 89
32 129 28 111 32 126 28 108
36 153 34 144 36 155 33 140
36 162 34 153 36 164 34 149
40 202 39 194 40 202 38 188
43 226 42 217 42 220 41 210
39 205 38 197 39 206 37 191
43 243 41 234 42 237 40 226
45 269 44 257 43 254 43 247
44 273 42 263 43 264 41 253
47 315 46 298 45 288 44 286
PECK kishida HANSEN SHIOI & FUKUI
SONDEO 2
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
30
φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa)
30 5 25 4 29 5 24 4
31 15 26 12 30 15 25 12
33 27 30 24 33 27 29 23
30 33 24 25 29 32 23 25
31 39 26 31 30 37 25 31
33 52 29 45 32 51 29 44
31 59 27 50 31 58 26 49
32 82 27 69 31 80 27 68
30 90 25 71 29 86 24 69
31 102 26 83 30 99 26 82
32 114 27 96 31 111 27 94
31 121 26 99 30 117 26 97
35 149 33 139 35 151 32 135
36 160 34 151 36 162 34 146
37 169 35 161 37 171 35 156
SONDEO 3
PECK kishida HANSEN SHIOI & FUKUI
φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa) φeq τ (Kpa)
30 8 24 6 29 8 24 6
34 19 31 17 34 19 30 17
35 31 33 29 35 32 32 28
33 40 30 36 33 40 30 35
31 46 26 38 30 45 25 37
31 56 25 44 30 53 25 44
32 68 27 57 31 66 27 56
31 75 25 60 30 72 25 59
30 84 25 66 29 80 24 65
31 94 25 75 30 90 25 74
33 111 29 98 32 110 29 95
31 114 26 92 30 109 25 90
32 122 28 104 31 120 27 102
34 136 31 124 34 137 31 121
36 154 35 146 37 156 34 142
SONDEO 4
PECK kishida HANSEN SHIOI & FUKUI
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
31
10.5 CORRELACIONES DE PARÁMETROS DRENADOS CONSIDERANDO LA
REDUCCIÓN DE Φ
21 15 20 15 1 1 1 1
23 16 21 15 3 3 3 3
32 31 32 30 7 7 7 7
26 22 25 22 7 7 7 7
25 21 25 21 10 9 10 9
26 23 26 23 12 11 12 11
24 19 23 18 14 13 14 13
23 18 22 17 16 15 16 15
24 20 24 19 20 19 20 18
26 23 26 23 24 22 24 22
27 25 27 24 27 26 27 26
26 22 25 22 29 27 29 27
28 25 28 25 33 31 33 31
27 24 26 23 34 32 34 32
27 25 27 24 35 33 35 33
29 27 29 26 37 36 37 35
30 28 30 28 39 37 39 37
40 39 39 38 22 21 21 21
42 41 40 40 25 24 24 23
35 34 35 33 21 21 21 20
36 35 36 34 22 22 22 21
43 42 41 40 30 28 28 27
C'
(Kishida)
C'
(Hansen)
C' (shioi
& fukui)
PARÁMETROS CON φ REDUCIDO SONDEO 1
φred
(Peck)
φred
(Kishida)
φred
(Hansen)
φred (Shioi
& Fukui)
C'
(Peck)
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
32
21 15 20 15 1 1 1 1
25 21 24 20 4 3 4 3
28 26 28 25 7 6 7 6
26 23 26 22 9 8 9 8
26 22 25 22 13 12 13 12
24 19 23 18 15 14 15 14
23 16 21 15 17 15 17 15
24 19 23 19 20 19 20 19
24 20 24 19 24 22 23 22
25 21 25 21 27 25 27 25
25 21 25 21 33 31 32 30
29 27 29 26 36 35 37 35
33 31 33 31 17 17 17 16
37 36 37 35 21 20 21 20
40 39 39 38 23 22 22 21
36 35 36 34 21 20 21 20
40 38 39 37 24 24 24 23
42 41 40 40 27 26 25 25
41 39 40 38 27 26 27 26
44 43 42 41 31 30 29 29
C' (shioi
& fukui)
φred
(Peck)
φred
(Kishida)
φred
(Hansen)
φred (Shioi
& Fukui)
C'
(Peck)
C'
(Kishida)
C'
(Hansen)
PARÁMETROS CON φ REDUCIDO SONDEO 2
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
33
21 16 20 15 2 2 2 1
24 19 23 18 4 4 4 4
26 23 26 22 7 6 7 6
23 17 22 16 9 8 9 8
24 19 23 18 10 9 10 9
26 22 25 22 13 12 13 12
24 20 24 19 15 14 15 14
25 20 24 20 21 20 21 19
23 18 22 17 24 22 23 21
24 19 23 19 26 24 26 24
25 20 24 20 29 27 29 27
24 19 23 19 31 29 31 29
28 26 28 25 36 35 36 34
29 27 29 27 38 37 38 36
30 28 30 28 40 38 40 38
φred
(Peck)
φred
(Kishida)
φred
(Hansen)
φred (Shioi
& Fukui)
C'
(Peck)
C'
(Kishida)
C'
(Hansen)
C' (shioi
& fukui)
PARÁMETROS CON φ REDUCIDO SONDEO 3
21 15 20 15 3 2 3 2
27 24 27 23 5 5 5 4
28 26 28 25 8 7 8 7
26 23 26 23 10 9 10 9
24 19 23 18 12 11 12 11
24 18 23 18 15 13 14 13
25 20 24 20 17 16 17 16
24 18 23 18 20 18 19 18
23 18 22 17 22 20 22 20
24 18 23 18 25 23 24 22
26 22 25 22 28 26 28 26
24 19 23 18 30 27 29 27
25 21 24 20 31 29 31 29
27 24 27 24 34 32 34 32
29 28 30 27 36 35 37 35
C'
(Hansen)
C' (shioi
& fukui)
φred
(Peck)
φred
(Kishida)
φred
(Hansen)
φred (Shioi
& Fukui)
C'
(Peck)
C'
(Kishida)
PARÁMETROS CON φ REDUCIDO SONDEO 4
φreducido C'
PROMEDIO 24 20
Δφ = 7
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
34
10.6 CORRELACIONES DE PARÁMETROS NO DRENADOS
PARÁMETROS NO DRENADOS SONDEO 1
Hara Anónimo Stroud
Cu(Kpa) Cu(Kpa) Cu(Kpa)
93 29 22
70 19 15
357 187 144
177 71 54
160 61 47
194 81 62
118 40 31
102 33 25
136 49 38
196 82 63
225 99 76
174 69 53
232 103 79
204 86 66
225 99 76
260 121 92
292 142 109
444 254 195
481 284 218
324 164 125
354 185 142
502 302 231
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
35
PARÁMETROS NO DRENADOS SONDEO 2
Hara Anónimo Stroud
Cu(Kpa) Cu(Kpa) Cu(Kpa)
93 29 22
147 55 42
243 110 84
189 78 59
175 70 53
119 41 31
72 20 16
128 45 34
136 49 38
158 60 46
158 60 46
266 125 96
273 129 99
371 198 152
433 246 188
348 181 139
428 241 185
481 284 218
449 259 198
528 323 248
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
36
PARÁMETROS NO DRENADOS SONDEO 3
Hara Anónimo Stroud
Cu(Kpa) Cu(Kpa) Cu(Kpa)
101 32 25
115 39 30
189 78 59
86 26 20
118 40 31
175 70 53
136 49 38
144 53 41
102 33 25
124 43 33
141 52 40
124 43 33
246 112 86
273 129 99
292 142 109
PARÁMETROS NO DRENADOS SONDEO 4
Hara Anónimo Stroud
Cu(Kpa) Cu(Kpa) Cu(Kpa)
93 29 22
206 87 67
238 107 82
195 81 62
118 40 31
110 37 28
144 53 41
111 37 28
102 33 25
111 37 28
174 69 53
115 39 30
149 56 43
211 90 69
279 134 102
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
37
10.7 DETERMINACIÓN MÓDULO DE ELASTICIDAD Y RELACIÓN DE
POISSON.
Sondeo Prof (m) N (campo) N55 E(Kpa) Poisson
1
0,6 9,0 5,5 3457 0,4
1,6 6,0 3,7 2905 0,3
2,6 58,0 35,6 12477 0,3
3,0 22,0 13,5 5850 0,3
4,0 19,0 11,7 5298 0,3
4,6 22,0 15,3 6390 0,3
5,7 11,0 7,7 4095 0,3
6,8 8,0 6,2 3665 0,3
8,0 12,0 9,3 4598 0,3
9,2 20,0 15,5 6464 0,3
10,3 23,0 18,8 7445 0,3
11,2 16,0 13,1 5727 0,3
12,2 24,0 19,6 7691 0,3
13,2 20,0 16,4 6709 0,3
13,7 23,0 18,8 7445 0,3
14,7 28,0 22,9 8673 0,3
15,2 33,0 27,0 9900 0,3
17,0 59,0 48,3 16282 0,3
18,8 66,0 54,0 18000 0,3
20,5 38,0 31,1 11127 0,3
21,0 43,0 35,2 12355 0,3
23,4 70,0 57,3 18982 0,3
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
38
Sondeo Prof (m) N (campo) N55 E(Kpa) Poisson
2
0,6 9,0 5,5 3457 0,4
1,6 17,0 10,4 4930 0,3
2,6 34,0 20,9 8059 0,3
3,6 24,0 14,7 6218 0,3
5,0 19,0 13,2 5764 0,3
6,1 10,0 7,8 4132 0,3
7,1 5,0 3,9 2966 0,3
8,1 11,0 8,6 4365 0,3
9,5 12,0 9,3 4598 0,3
10,6 14,0 11,5 5236 0,3
13,0 14,0 11,5 5236 0,3
14,0 29,0 23,7 8918 0,3
15,5 30,0 24,5 9164 0,3
17,5 46,0 37,6 13091 0,3
18,0 57,0 46,6 15791 0,3
19,0 42,0 34,4 12109 0,3
20,5 56,0 45,8 15545 0,3
21,0 66,0 54,0 18000 0,3
23,3 60,0 49,1 16527 0,3
23,8 75,0 61,4 20209 0,3
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
39
Sondeo Prof (m) N (campo) N55 E(Kpa) Poisson
3
0,6 10,0 6,1 3641 0,4
1,7 12,0 7,4 4009 0,3
2,7 24,0 14,7 6218 0,3
3,7 8,0 4,9 3273 0,3
4,2 11,0 7,7 4095 0,3
5,2 19,0 13,2 5764 0,3
6,2 12,0 9,3 4598 0,3
8,4 13,0 10,1 4831 0,3
9,6 8,0 6,2 3665 0,3
10,6 10,0 8,2 4255 0,3
11,6 12,0 9,8 4745 0,3
12,7 10,0 8,2 4255 0,3
14,5 26,0 21,3 8182 0,3
15,6 30,0 24,5 9164 0,3
16,6 33,0 27,0 9900 0,3
Sondeo Prof (m) N (campo) N55 E(Kpa) Poisson
4
1,0 9,0 5,5 3457 0,4
2,0 27,0 16,6 6770 0,3
3,0 33,0 20,3 7875 0,3
4,0 25,0 15,3 6402 0,3
5,0 11,0 7,7 4095 0,3
6,0 10,0 7,0 3886 0,3
7,0 13,0 10,1 4831 0,3
8,0 9,0 7,0 3899 0,3
9,0 8,0 6,2 3665 0,3
10,0 9,0 7,0 3899 0,3
11,0 16,0 13,1 5727 0,3
12,0 9,0 7,4 4009 0,3
13,0 13,0 10,6 4991 0,3
14,0 21,0 17,2 6955 0,3
15,0 31,0 25,4 9409 0,3
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
40
10.8 DETERMINACÍON DE LOS PARAMETROS DE COMPRESIBILIDAD
ENDOMETRICOS
SONDEO PROFUNDIDAD
(m)
LÍMITES DE ATTERBERG W%
LL LP IP
S-1 17,00 51 36 15 43
S-1 21,40 56 43 13 63
S-2 8,10 67 47 20 55
S-2 12,30 55 41 14 62
S-2 17,50 49 37 13 38
S-2 23,30 55 39 15 34
S-3 9,60 59 41 18 46
S-4 9,00 62 46 16 48
correlaciones compresibilidad del suelo
Cc Cr Cα
Terzaghi and peck Koppula Nakase Nakase Nakase NAFAC
0,37 0,40 0,20 0,02 0,01 0,00
0,41 0,59 0,18 0,02 0,01 0,01
0,51 0,51 0,25 0,03 0,01 0,01
0,41 0,58 0,19 0,02 0,01 0,01
0,35 0,35 0,18 0,02 0,01 0,00
0,41 0,32 0,20 0,02 0,01 0,00
0,44 0,43 0,23 0,03 0,01 0,00
0,47 0,45 0,21 0,02 0,01 0,00
Valores promedio de las correlaciones compresible
0,457 0,491 0,223 0,024 0,007 0,005
0,385 0,419 0,207 0,018 0,006 0,004
Cc Cr Cα Cs
0,474 0,024 0,006 0,07894375
0,402 0,018 0,005 0,0669375
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
41
10.9 DETERMIACIÓN DEL TIPO DE PEERFIL DE SUELO A PARTIR DEL �̅�
Ceniza Volcánica
Profundidad (m) N60 di bi
0,55 5,06 0,55 0,108641975
0,6 5,63 0,05 0,008888889
1 5,06 0,4 0,079012346
Total 0,6 0,19654321
Ñ 3,052763819
Flujo de Escombros
Profundidad (m) N60 di bi
15,45 22,50 15,45 0,686666667
17 44,25 1,55 0,035028249
17,5 34,50 0,5 0,014492754
17,95 42,75 0,45 0,010526316
18,75 49,50 0,8 0,016161616
19 31,50 0,25 0,007936508
20,5 28,50 1,5 0,052631579
20,5 42,00 0 0
20,95 32,25 0,45 0,013953488
20,95 49,50 0 0
23,3 45,00 2,35 0,052222222
23,4 52,50 0,1 0,001904762
23,75 56,25 0,35 0,006222222
Total 23,75 0,897746382
Ñ 26,45513306
Flujo de Lodos
Profundidad (m) N60 di bi
1,55 3,38 1,55 0,459259259
1,55 9,56 0 0
1,7 6,75 0,15 0,022222222
2 15,19 0,3 0,019753086
2,55 32,63 0,55 0,016858238
2,55 19,13 0 0
2,7 13,50 0,15 0,011111111
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
42
3 12,38 0,3 0,024242424
3 18,56 0 0
3,55 13,50 0,55 0,040740741
3,7 4,50 0,15 0,033333333
4 10,69 0,3 0,028070175
4 14,06 0 0
4,15 7,01 0,15 0,021390374
4,55 14,03 0,4 0,028520499
5 12,11 0,45 0,037151703
5 7,01 0 0
5,15 12,11 0,15 0,012383901
5,7 7,01 0,55 0,078431373
6 6,38 0,3 0,047058824
6,1 7,13 0,1 0,014035088
6,15 8,55 0,05 0,005847953
6,75 5,70 0,6 0,105263158
7 9,26 0,25 0,026990553
7,1 3,56 0,1 0,028070175
8 8,55 0,9 0,105263158
8 6,41 0 0
8,1 7,84 0,1 0,012759171
8,4 9,26 0,3 0,032388664
9 5,70 0,6 0,105263158
9,15 14,25 0,15 0,010526316
9,5 8,55 0,35 0,040935673
9,6 5,70 0,1 0,01754386
10 6,41 0,4 0,062378168
10,3 17,25 0,3 0,017391304
10,55 10,50 0,25 0,023809524
10,6 7,50 0,05 0,006666667
11 12,00 0,4 0,033333333
11,2 12,00 0,2 0,016666667
11,6 9,00 0,4 0,044444444
12 6,75 0,4 0,059259259
12,2 18,00 0,2 0,011111111
12,7 7,50 0,5 0,066666667
13 10,50 0,3 0,028571429
13 9,75 0 0
13,2 15,00 0,2 0,013333333
13,65 17,25 0,45 0,026086957
14 21,75 0,35 0,016091954
IDENTIFICACIÓN DE PARÁMETROS Y AVANCE DE CÁLCULOS,
CIMENTACIONES
43
14 15,75 0 0
14,5 19,50 0,5 0,025641026
14,7 21,00 0,2 0,00952381
15 23,25 0,3 0,012903226
15,15 24,75 0,15 0,006060606
15,55 22,50 0,4 0,017777778
16,55 24,75 1 0,04040404
Total 16,55 1,923535491
Ñ 8,603948342
10.10 PERFIL DE SUELO A PARTIR DE LA VELOCIDAD DE ONDA
CORTANTE
Velocidad de onda cortante a una profundidad de 18m (Ensayo REMI)
Profundidad (m) di Vs (m/s²) di/Vs
4,05 4,05 143,46 0,028230866
7,88 3,83 163,38 0,023442282
11,34 3,46 238,46 0,014509771
18 6,66 605,41 0,011000809
Vs (total) 233,210
11. BIBLIOGRAFÍA
DAS, MB (2001). Principios de Ingeniería de Cimentaciones. 4ta Ed.
BOWLES, PE, SE (1997). Fundation Analysis and design. 5ta Ed.
Norma NSR-10. Título H. Estudios geotécnicos.
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