EMS La Molina

7/21/2019 EMS La Molina

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DICIEMBRE

2,007

““VIVIENDA UNIFAMILIARVIVIENDA UNIFAMILIAR””

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

CON FINES DE CIMENTACION

LA MOLINA - LIMA - LIMA

SOLICITA: Sra. VIVIANA DESOLICITA: Sra. VIVIANA DE

URLJEVICURLJEVIC



1

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS CON FINES DECIMENTACIÓN PARA EL PROYECTO VIVIENDA

UNIFAMILIAR

SOLICITADO : VIVIANA DE URLJEVIC

LUGAR : Av. ALAMEDA DEL CORREGIDOR Nº 290

DISTRITO : LA MOLINA

PROVINCIA : LIMA

DEPARTAMENTO : LIMA

DICIEMBRE 2,007



2

INDICE

1.0 Generalidades

1.1 Objetivo del estudio1.2 Normatividad

1.3 Ubicación y acceso a la zona en estudio

1.4 Condición climática y Topografía

1.5 Característ icas del proyecto

2.0 Geología y sismicidad del área en estudio

2.1 Geología

2.1.1 Unidades Lito-estratigráficas

2.1.2 Geología Local

2.2 Parámetros sísmicos de sitio

3.0 Investigaciones realizadas

3.1.1 Excavación de Calicatas

3.1.2 Muestreo de suelo

3.1.3 Registro de excavaciones

3.2 Trabajos de laboratorio

3.2.1 Características físicas (Ensayos estándar)

3.3 Análisis e Interpretación en gabinete

3.3.1 Perfil Estratigráfico

3.3.2 Nivel freático

3.3.3 Características del suelo de cimentación

4.0 Análisis de la cimentación

4.1 Tipo de cimentación



3

4.2 Profundidad de cimentación

4.3 Capacidad admisible

4.4 Asentamiento admisible

4.4.1 Asentamiento inmediato

4.4.2 Asentamiento diferencial

5.0 Agresión química del suelo al concreto de la cimentación

6.0 Conclusiones y recomendaciones

Referencias

Anexo I Planos

Anexo II Registro de Excavaciones

Anexo III Ensayos de Laboratorio

Anexo IV Figuras

Anexo V Panel Fotográf ico



4

1.0 Generalidades

1.1 Objetivo del estudio

El objetivo fundamental del presente informe es determinar de las características físico-

mecánicas y químicas; así como las condiciones naturales del terreno de cimentación, para elproyecto Vivienda Unifamiliar, en un área de terreno de 450.00m².

El programa de trabajo realizado con este propósito ha consistido en:

Ejecución de Calicatas de Exploración

Estudio de Suelos en el área, que involucra a las obras de Cimentación de las

Estructuras proyectadas

Toma de muestras representativas

Registro de excavaciones

Ensayos Estándar de Laboratorio para definir los Parámetros físicos y resistentes delSubsuelo

Perfiles Estratigráficos

Análisis de la Cimentación

Agresión química del suelo al concreto del a cimentación

Conclusiones y Recomendaciones

1.2 Normatividad

La evaluación del suelo está en concordancia con la Norma E-0.50 de suelos ycimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones.

1.3 Ubicación y acceso a la zona en estud io

El área en estudio se ubica en la Av. Alameda del Corregidor, Distrito de La Molina,

Provincia y Departamento de Lima.

El acceso a la zona de estudio desde el Oeste se realiza por la Av. Javier Prado en dirección

Este, hasta llegar a la intersección con la Av. La Molina, donde se gira a la mano derecha

hasta la bifurcación con la ruta que va para la UNALM, en ese punto se toma la Av. ElCorregidor hasta la altura del Nº 290, llegando así al área en estudio. Esta se puede realizar

por medio de transporte particular o público, etc. En el Plano P-01, Anexo I se indica la

localización de la zona en estudio.

1.4 Condición climática y Topografía

Su clima seco que oscila entre los 13°C y los 28°C, su abundante sol y vientos moderados

debido a los cerros de mediana altitud y arboledas que le dan protección, generan un



5

agradable micro-clima que es también factor importante en la elección de La Molina como

lugar de residencia.

La topografía del área en estudio presenta un relieve con ligera pendiente y cerros

aledaños de mediana a baja altura.

El área en estudio se encuentra entre las siguientes coordenadas UTM:

287,142E 8’663,369N y una cota aproximada de 237.00msnm.

1.5 Características del proyecto

El proyecto comprende de las siguientes partes:

- Edificación de 03 niveles con semisótano.

- La estructuración esta conformada por muros de albañilería, columnas, vigas,

losas aligeradas, etc.

2.0 Geología y sismicidad del área en estudio

2.1 Geología

Se ha utilizado la carta geológica nacional editado por el INGEMMET (1992), ubicando

al cuadrángulo de Lurín (hoja 25-j), para el mapeo geológico regional, a escala

1:100,000. Para tener una visión general de todo el desarrollo estratigráfico y surelación litológica.

2.1.1 Unidades Lito-estratigráficas

Las unidades litológicas que afloran en el cuadrángulo, varían de acuerdo a las

edades; siendo los más jóvenes los depósitos aluviales pleistocénicos (Qp-al) del

cuaternario y rocas intrusitas de la Superunidad Santa Rosa tales como las Tonalitas

Dioritas (Ks-tdi-sr) y Granodioritas granito (Ks-gd-g-sr) del cretáceo superior. Ver

Figura N° 01, Anexo IV.Tonalitas - Dioritas (Ks-tdi-sr ). Estas constituyen la parte central de esta

superunidad, con marcado color oscuro. Constituyen el plutón principal en los cerros

que bordean Manchay, La Molina y el Valle del Rimac desde Vitarte hasta Chosica.

Las rocas presentan en muestras de mano un color gris oscuro, textura holocristalina

de grano medio variando a grueso y destacando las plagioclasas blancas dentro de

una masa oscura.



6

Granodioritas - Granitos (Ks-gd-g-sr ). Los cuerpos graníticos que afloran en el

cuadrángulo de Lurín destacan como cuerpos menores, por su coloración rosada

debido a la ortosa, constituyendo stoks que intruyen a las dioritas y tonalita-

granodioritas Santa Rosa y Tiabaya.

2.1.2 Geología Local

En el área de estudio, se realizó un reconocimiento del subsuelo donde se cimentará

las estructuras proyectadas, identificando la formación geológica y posibles efectos por

geodinámica externa; logrando así el conocimiento de la geología y las características

físico-mecánicas del terreno de fundación.

El proyecto se desarrollará muy cerca de la unidad lito-estratigráfica denominada rocas

intrusivas. Constituido por granodioritas, dioritas, granitos, tonalitas. En contacto con

rellenos y depósitos gravosos y limo arcillosos semiconsolidados, sobre las cuales se

cimentara la estructura.

2.2 Parámetros sísmicos de sitio

Dentro de los alcances de la “Norma Técnica de Edificaciones E.030” de “Diseño

sismorresistente”, el área donde se proyecta la Vivienda Unifamiliar se encuentra

ubicada en la Provincia y Departamento de Lima; la cual esta dentro de la denominada

“Zona 3” de la clasificación de “Zonas Sísmicas” del territorio nacional,correspondiéndole un “factor de zona” de Z=0.4 (Figura. N° 02, Anexo V);

interpretándose como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10%

de ser excedida en 50 años. Además, le corresponde una sismicidad alta de

intensidad IX en la Escala Mercalli Modificado (Figura. N° 03, Anexo V).

La descripción litológica hecha precedentemente, indica que la estructura proyectada

se emplazarán sobre suelo gravoso medianamente consolidado e intercalado con

depósitos arcillosos, según la Norma E.030, pertenece a un “Perfil Tipo S 2: Roca o

suelos muy rígidos, teniéndose los siguientes parámetros:

Factor de Zona (Z): Z = 0.4

Factor de Uso (U): U = 1.0 (Edificaciones comunes Categoría C)

Periodo que define la plataforma del espectro para el tipo de suelo (Tp): Tp = 0.60s

Factor de Ampliación Sísmica (C):

T T C

5.1)

6.0(5.2 ==

5.2≤C )(5.2T

T C

p=



7

Siendo, T el periodo fundamental de la estructura para el análisis estático o periodo de

un modo en el análisis dinámico.

Factor de Suelo (S2): S = 1.20

3.0 Investigaciones realizadas

3.1 Trabajos de campo

Se presenta la descripción de los trabajos realizados en campo, desde la ubicación,

excavación manual de las calicatas, muestreo y descripción de los materiales

encontrados.

3.1.1 Excavación de Calicatas

Con la finalidad de determinar el perfil estratigráfico, se realizó un programa de

exploración geotécnica en el área de estudio, que consistió en realizar calicatas o pozos en

las ubicaciones probables de las estructuras proyectadas, realizados manualmente; así se

ejecutaron 03 calicatas o pozos a cielo abierto. En el Plano P-02, Anexo I se indica la

ubicación de las calicatas.

En el Cuadro N° 01, se indica la identificación de las calicatas y la profundidad

alcanzada.

Cuadro Nº 01

Calicata Profundidad (m)

C - 1 3.00

C - 2 3.00

C - 3 1.50

3.1.2 Muestreo de suelo

De las calicatas se tomaron muestras representativas, para ser enviadas al laboratorio

y poder identificar el tipo de material y sus características físicas-mecánicas. En el

Cuadro N° 02 se observa el número de muestras por calicata y la profundidad a la

cual se extrajeron las muestras.



8

Cuadro N° 02

Calicata Muestra Profundidad (m)

M - 1 0.60 – 2.30

C – 1 M - 2 2.30 – 2.80

C - 2 M - 1 1.70 – 2.50

3.1.3 Registro de excavaciones

Conjuntamente con el muestreo se efectuó el registro de cada una de las calicatas

(Ver Anexo II), en las cuales se tomo nota de las principales características de los

tipos de suelos encontrados, tales como: Espesor de los estratos, clasificación manual,

compacidad, consistencia, humedad, color, nivel freático, etc.

3.2 Trabajos de laboratorio

Las muestras obtenidas del subsuelo fueron enviados al Laboratorio de Geotecnia de

SERVIG 2000, para los ensayos estándar.

3.2.1 Característ icas físicas (Ensayos estándar)

Los ensayos estándar para la identificación del tipo del suelo se realizaron según la

norma:

Análisis granulométrico por tamizado ASTM D – 422

Contenido de humedad ASTM D – 2216

Limite liquido y plástico ASTM D – 4318

Gravedad especifica ASTM C – 127

Densidad Mínima y Densidad Máxima ASTM D – 4253 y D - 4254

Las muestras han sido clasificados utilizando el Sistema Unificado de Clasificación de

Suelos (SUCS), en el Cuadro N° 03 se presentan los resultados.



9

Cuadro N° 03

Calicata MuestraProfundidad

(m)

Clasif.

(SUCS)

W

(%)

LL

(%)

IP

(%)

Dmax

(tn/m3)

Dmin

(tn/m3)GS

M - 1 0.60 – 2.30 GP 0.49 N.P. N.P. 1.944 1.672 2.65C – 1

M - 2 2.30 – 2.80 CL 14.99 20.78 8.88 --- --- ---

C - 2 M - 1 1.70 – 2.50 ML 8.06 17.48 N.P. --- --- ---

Luego, aplicando la relación propuesta por el Highway Research Borrad (H.R.B.), para

la corrección de las densidades totales, se obtiene:

Donde:

%G = % de grava mayor de 2”

γm = Densidad obtenido de laboratorio (Dmax y Dmin) (Ton/m3)

γG = Peso especifico relativo de sólidos de la grava (GS) (Ton/m3)

γw = Peso especifico del agua (Ton/m3)

γt = Densidad máxima y mínima corregida (Ton/m3)

De la ecuación anterior obtenemos:

Densidad máxima corregida = 1.981Ton/m3

Densidad mínima corregida = 1.731Ton/m3

3.3 Análisis e Interpretación en gabinete

Esta fase comprende, tanto el análisis e interpretación de los resultados obtenidos en

las dos fases precedentes, como la elaboración de criterios para el análisis de la

cimentación, conociendo los tipos de terreno y sus características, sobre el cual se

cimentará la estructura proyectada y el efecto sobre el mismo.

3.3.1 Perfil Estratigráfico

Sobre la base de los registros de excavaciones inspección superficial del terreno y

ensayos de laboratorio se deduce la siguiente conformación. Ver Plano P-03, Anexo I.

En la Calicata C-1, se registró de 0.00m a 0.40m de profundidad, por un relleno

gravoso anguloso TM=1” y arenoso con finos, compacidad media. Luego de 0.40m a

0.60m, se presenta arcilla poco plástica, consistencia firme, ligera humedad, color

marrón claro, presencia de raíces inertes.

100

%9.0)%100( Gmt

Gx x xG γ γ γ

+−=



10

Subyacente a esta capa de 0.60m a 2.30m, se aprecia gravas mal gradadas de forma

redondeada TM=3” en un 5%, matriz arenosa de grano medio a fino, compacidad

media, baja humedad, la matriz presenta una tonalidad beige claro a gris. Luego de

2.30m a 2.80m, se presenta arcilla poco plástica arenosa, consistencia media, ligera

humedad, color marrón oscuro.

Finalmente, hasta la profundidad explorada, se presentan gravas de forma

redondeada y angulosa TM=8” en un 5%, con matriz arenosa de grano medio a fino,

compacidad media a suelta, poca humedad, la matriz presenta tonalidad beige.

En la Calicata C-2, se registró de 0.00m a 0.60m de profundidad, por un relleno

gravoso anguloso TM=2” en un 10% y arenoso con finos, compacidad media a firme.

Luego de 0.40m a 0.60m, se presenta arcilla poco plástica, consistencia firme, ligera

humedad, color marrón claro, presencia de raíces inertes.

Subyacente a esta capa de 0.60m a 1.30m, se presenta arcilla poco plástica,

consistencia firme, ligera humedad, color marrón claro. De 1.30m a 1.70m se aprecia

una capa de arena de grano fino y limos, compacidad media, ligera humedad, color

beige a gris. Continúa de 1.70m a 2.5m limo poco plástico arenoso, consistencia dura

a firme, ligera humedad, color beige. Presencia de piedras aisladas TM=4” y

angulosas pequeñas hasta la profundidad de 2.20m.

Finalmente, hasta la profundidad explorada se aprecia gravas de forma redondeada yangulosas TM=6” en un 10%, matriz arenosa de grano medio a fino, compacidad

media a suelta, baja humedad, la matriz presenta una tonalidad beige.

3.3.2 Nivel freático

Hasta la profundidad máxima explorada de 3.00m, no se ha determinado nivel freático,

en ninguna de las excavaciones.

3.3.3 Características del suelo de cimentación

El suelo granular encontrado en la zona en estudio, esta conformado por una mezcla

de boleos, gravas, arenas y finos en ligeras proporciones. A continuación se presentan

criterios para determinar el peso unitario del suelo de fundación y el ángulo de fricción

del suelo gravoso a partir de su densidad relativa.

a) Determinación del peso unitario

Se calculará el peso unitario, a partir de los resultados de gravedad específica y

densidad máxima, de las pruebas de laboratorio. Se estimará la relación de vacíos (e)



11

del suelo, para finalmente calcular el peso unitario del suelo de cimentación, según las

siguientes relaciones:

Donde:

GS = Peso especifico relativo de sólidos

Dm = Densidad máxima y/o Densidad mínima

e = Relación de vacíos

γd = Peso especifico seco (Ton/m3)

γs = Peso especifico del suelo (Ton/m3)

γw = Peso especifico del agua (Ton/m3)

γh = Peso especifico húmedo o peso unitario del suelo (Ton/m3)

En el Cuadro Nº 04, se presentan los resultados de relación de vacíos máximos y

mínimos del suelo analizado.

Cuadro Nº 04

De lo anterior, consideramos un valor de relación de vacíos 0.445 en promedio. En el

Cuadro Nº 05 presentamos el calculo del peso unitario para el suelo de fundación.

Cuadro Nº 05

Suelo eprom GS γw

(tn/m3) γs

(tn/m3)γd

(tn/m3)w

(%)P.U

(tn/m3)

Gravoso 0.445 2.65 1.0 2.65 1.834 0.49 1.843

b) Determinación de los parámetros resistentes

Densidad relativa: Se determinará la Densidad Relativa (DR) con los resultados

obtenidos de densidades secas máximas y mínimas; con la siguiente relación:

Suelo Gs Dmax ( tn/m3)

Dmin ( tn/m3)

emin emax

Gravoso 2.65 1.981 1.731 0.338 0.531

)1( w xPU d h +== γ γ ws xGS γ γ =

1−=m D

GS e

1+=

e

sd

γ γ



12

Donde:

γd= Densidad seca in situ

γdmax= Densidad seca del suelo en su estado mas compacto

γdmin= Densidad seca del suelo en su estado mas suelto

Los resultados obtenidos en laboratorio de Dmax y Dmin, y en campo Dnat. Son

mostradas en el cuadro siguiente:

Cuadro N° 06

SueloDnat seca

(g/cm3)

Dmax seca

(g/cm3)

Dmin seca

(g/cm3)

DR

(%)

Gravoso 1.834 1.981 1.731 44.5

El Cuadro N° 07, nos indica las denominaciones de los suelos granulares según su

densidad relativa.

Cuadro N° 07

Según los resultados obtenidos, el material granular que conforma el subsuelo en

ambas zonas, estas presentan una densidad relativa media a suelta de acuerdo alcuadro anterior.

Referencias de publicaciones: Se considerará el grado de compacidad que se registró

en campo y obtenido en el acápite anterior. Como complemento para suelos gravosos,

presentamos el siguiente cuadro.

Densidad relativa (%) Denominación

0 – 15 Muy suelta

15 – 35 Suelta

35 – 65 Media

65 – 85 Compacta

85 - 100 Muy compacta

100(%).minmax

minmax x x R D

d d

d d

d

d

γ γ

γ γ

γ

γ

−

−=



13

Cuadro Nº 08

Description Very loose Loose Medium Dense Very dense

Relative Density Dr 0 – 0.15 0.15 – 0.35 0.35 – 0.65 0.65 – 0.85 > 0.85

Fine 1 – 2 3 – 6 7 – 15 16 – 30 ?

SPT N° 70 Medium 2 – 3 4 – 7 8 – 20 21 – 40 >40

Coarse 3 – 6 5 – 9 10 – 25 26 – 45 >45

Fine 26 – 28 28 – 30 30 – 34 33 – 38

Ф Medium 27 – 28 30 – 32 32 – 36 36 – 42 <50

Coarse 28 – 30 32 – 34 33 – 40 40 – 50

Y 70 – 100 90 – 115 110 – 130 110 – 140 130 - 150

KN/m3 (11-16) (14-18) (17-20) (17-22) 20-23)

Del cuadro anterior obtenemos que el terreno en estudio, según su gradación y la

densidad relativa calculada; presenta ángulos de fricción interna entre los 30º a 34º,

sin cohesión para el suelo gravoso.

Angulo de fricción interna: Se establece las siguientes expresiones practicas que

relaciona el ángulo de fricción interna de un suelo granular y la Densidad relativa.

- Para suelos granulares con más de 5% de arena fina y limo.

φ=25+0.15xDR

- Para suelos granulares con menos de 5% de arena fina y limo.

φ=30+0.15xDR

En el Cuadro N° 09 se presenta el ángulo de fricción interna obtenidos, a partir delensayo de densidad relativa y granulometría del suelo.

Cuadro N° 09

Suelo DR (%) φ (°)

Gravoso 44.5 31.67



15

4.2 Profundidad de cimentación

Sobre la base del estudio del perfil estratigráfico, características físico-mecánicas del

subsuelo y solicitaciones de carga, se recomienda cimentar a una profundidad no

menor de 1.30m por debajo del nivel de falso piso del semisótano y sobre el estrato

gravoso.

4.3 Capacidad admisible

Se ha determinado la capacidad portante del terreno sobre la base de las

características de los suelos subyacentes y solicitaciones de carga. Para lo cual se

utilizarán los parámetros de resistencia presentados en el Cuadro Nº 12.

Luego se calcula la capacidad portante con la siguiente ecuación:

Donde:

qu = Capacidad ultima de carga

qad = Capacidad admisible de carga

Fs = Factor de seguridad = 3

γt = Peso unitario del suelo (kg/m3)

γf = Peso unitario del suelo superficial (Kg/m3)

Df = Profundidad de cimentación (m)

B = Ancho de la cimentación (m)

Nc, Nγ, Nq = Parámetros de capacidad portante en función de ø

Cuadro N° 12

Suelo Nc Nq Nγ

Gravoso 34.53 22.30 20.81

Nø = Tan²(45+ø/2)

Sc, Sγ, Sq = Factores de forma (Meyerhof, 1963)

Cimentación Cuadrada:

Sc = 1 + 0.2Nø

Sq = S γ = 1 (Para ø=0º)

qf f qγtyccu NDγS+BNγ

2

1S+CNS=q

s

uad

F

qq =



16

Sq = S γ = 1 + 0.1Nø (Para ø>0º)

S γ = 1+0.1Nø

Cimentación Corrida: Sc = 1, Sq = 1, S γ = 1

En el Cuadro N° 13 se presenta el Peso Unitario para el estrato analizado.

Cuadro N° 13

Suelo γf (kg/m3) γt (kg/m3)

Gravoso 1,800 1,843

El Cuadro N° 14, presenta el cálculo de capacidad admisible para rangos de anchos y

profundidades de cimentación en el estrato gravoso, considerando cimentaciones

tipo cimiento corrido y opcionalmente zapata cuadrada.Cuadro N° 14

Tipo deCimentación

B

(m)

Df

(m)

Qult

(Kg/cm2)

Qadm

(Kg/cm2)

0.60 1.30 6.38 2.13

0.80 1.30 6.76 2.25

1.00 1.30 7.15 2.38

0.60 1.50 7.19 2.40

0.80 1.50 7.57 2.52

Cimiento

Corrido

1.00 1.50 7.96 2.65

1.00 1.30 8.90 2.97

1.00 1.50 9.64 3.21

1.00 1.80 10.77 3.59

1.50 1.30 11.75 3.92

1.50 1.50 12.80 4.28

1.50 1.80 12.82 4.27

ZapataCuadrada

1.80 1.30 14.14 4.71

De acuerdo al cuadro anterior, se deduce lo siguiente: La capacidad admisible por

corte para la estructura proyectada es igual a 2.13Kg/cm2 (cimiento corrido) y

2.97Kg/cm2 (Zapata cuadrada).



17

En caso de que la cimentación se apoye sobre el estrato arcilloso, para zapatas

superficiales en la zona de la calicata C-2. Entonces los valores de capacidad de carga

admisible se calcularan con los parámetros dados en el Cuadro Nº 11.

A continuación en el Cuadro N° 15 se presenta los cálculos de las capacidades

admisibles para rangos de anchos y profundidades de cimentación en el estrato

arcilloso (con respecto al nivel de terreno natural actual), considerando

cimentaciones tipo cimiento corrido y zapata cuadrada.

Cuadro N° 15

Tipo deCimentación

B

(m)

Df

(m)

Qult

(Kg/cm2)

Qadm

(Kg/cm2)

1.00 1.30 2.87 0.96

0.80 1.30 2.95 0.98

1.00 1.50 2.97 0.99

0.60 1.30 3.05 1.02

0.80 1.50 3.09 1.03

CimientoCorrido

0.60 1.50 3.15 1.05

1.80 1.30 3.19 1.06

1.50 1.30 3.27 1.09

1.50 1.50 3.35 1.12

1.00 1.30 3.39 1.13

1.50 1.80 3.44 1.15

1.00 1.50 3.47 1.16

ZapataCuadrada

1.00 1.80 3.62 1.21

De acuerdo al cuadro anterior, se deduce lo siguiente: La capacidad admisible por

corte para la estructura proyectada es igual a 0.96Kg/cm2 (cimiento corrido) y

1.06Kg/cm2 (Zapata cuadrada).

A continuación estos valores serán verificados por asentamiento con lo que

obtendremos los valores finales de capacidad admisible, para el estrato gravoso y

arcilloso.



18

4.4 Asentamiento admisible

Se realiza la verificación por asentamiento elástico debiendo llegar como máximo, a

una deformación de 1” (2.54cm) como deformación total, para el caso de cimiento

corrido y zapatas cuadradas.

4.4.1 Asentamiento instantáneo

El asentamiento elástico inicial según la Teoría de Elasticidad “Lambe y Witman”, esta

dada por:

Donde:

S = Asentamiento Probable (cm.)

Δqs = Esfuerzo Neto Transmitido (kg/cm2)

B = Ancho de Cimentación

Es = Modulo de Elasticidad (kg/cm2)

µ = Relación de Poisson

lw = Factor de Influencia que depende de la forma y la rigidez de la cimentación

(Bowles, 1977).

Las propiedades elásticas del suelo de cimentación fueron asumidas a partir de tablas

publicadas con valores para el tipo de suelo existente donde ira desplantada la

cimentación.

Para el suelo gravoso conservadoramente se considera un modulo de elasticidad de

E = 6000Tn/m2, y un coeficiente de Poisson de µ = 0.10. Para el suelo arcilloso

conservadoramente se considera un modulo de elasticidad de E = 800Tn/m2, y un

coeficiente de Poisson de µ = 0.25. Los cálculos de asentamiento se han realizado

considerando cimentación rígida y flexible, además los esfuerzos transmitidos soniguales a la capacidad admisible de carga. A continuación se presentan los siguientes

cálculos, con los resultados obtenidos en el presente estudio. En el Cuadro N° 16 se

presentan los siguientes cálculos, con los resultados de asentamiento obtenidos para

el proyecto.

w

s

s l E

BqS

)1( 2μ −

Δ=



19

Cuadro N° 16

Por lo tanto de acuerdo a la verificación por asentamiento máximo, 1” (2.54cm.) para

cimiento corrido y zapatas aisladas, se presenta en el Cuadro Nº 17 el asentamiento

admisible.

Cuadro N° 17

Finalmente, del cuadro anterior obtenemos la capacidad admisible verificada por

asentamiento para la zona en estudio; la cual presentamos a continuación.

Cuadro N° 18

SueloTipo de

cimentaciónQ adm

(kg/cm2)B

(m)Iw

(cm/m)Si

(cm)

Rígida 210 0.44Corrida 2.13 0.60

Flexible 254 0.54Rígida 82 0.40

Gravoso

Cuadrada 2.97 1.00Flexible 112 0.55



ArcillosoCuadrada 1.06 1.00

Flexible 112 1.39

SueloTipo de

cimentaciónQ adm

(kg/cm2)B

(m)Iw

(cm/m)Si

(cm)


Flexible 254 0.53Rígida 82 0.39Gravoso

Cuadrada 2.90 1.00Flexible 112 0.54



ArcillosoCuadrada 1.00 1.00

Flexible 112 1.31

Qadm (kg/cm2)Suelo

Cimientocorrido

Zapatacuadrada

Gravoso 2.10 2.90

Arcilloso 0.90 1.00



20

4.4.2 Asentamiento diferencial

De acuerdo a la normatividad de asentamiento tolerable se tiene:

δ=Distorsión angular x L

Donde:

δ = Asentamiento Admisible

L = Longitud entre ejes de zapatas y/o cimientos.

De acuerdo a la Norma Técnica E - 0.50 Suelos y Cimentaciones en su acápite

Asentamiento Tolerable, para el proyecto en estudio adoptamos una relación de

Distorsión angular de 1/200, Se considera, para una luz de 3.00m.

Distorsión angular = 1/200: Límite en que la pérdida de verticalidad de estructurasesbeltas pueda ser visible.

δ =200

1 x 300 = 1.50cm (Asentamiento diferencial máximo permitido)

5.0 Agresión química del suelo al concreto de la cimentación

Los problemas de durabilidad ocasionada en estructuras que están en contacto con el

suelo, tales como las cimentaciones, son debido al deterioro y destrucción de losmateriales de concreto y acero por agresividad del medio. Por lo que una vez conocido

la zona, se identificó los agentes agresivos probables, en base a las observaciones

realizadas en las construcciones cercanas, para definir las medidas de prevención

mas convenientes. Según el certificado del análisis químico la concentración de

sustancias agresivas son las que se muestran en el siguiente cuadro:

Cuadro N° 19

En el Cuadro N° 20, se muestra los límites permisibles de la agresividad de los

elementos químicos presentes en un suelo en contacto con estructuras de concreto.

Calicata Muestra Prof.(m)

Sulfatos(ppm)

Cloruros(ppm)

SST(ppm)

Ph

C - 1 Única 0.40 – 3.00 68.3 254.42 480.0 7.61



21

Cuadro N° 20

* Comité 318 – 83 ACI** Experiencia Existente

En el Anexo IV se presenta el certificado del ensayo químico.

En resumen se concluye que el estrato de suelo donde ira desplantada la cimentación

contiene concentraciones bajas de sulfatos, cloruros, SST y Ph; por lo que se

recomienda el uso de CEMENTO TIPO I.

6.0 Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones

1) El área de estudio donde se proyecta la Vivienda Unifamiliar, se encuentra ubicada

en la Av. Alameda del Corregidor Nº 290, Distrito de La Molina, Provincia y

Departamento de Lima.

2) En el ámbito regional respecto a la zona en estudio, las formaciones que afloran

son de origen intrusivo (rocas granodioritas, granitos, dioritas, etc.), perteneciente a la

superunidad Santa Rosa, en contacto con rellenos y depósitos gravosos y limo

arcillosos semiconsolidados, sobre el que se cimentara la estructura proyectada.

3) Geológicamente y geomofológicamente, en la zona de estudio no se presentan

estructuras geológicas tales como fallas o problemas potenciales de deslizamiento. Ni

problemas por efectos de Geodinámica externa como son (huaycos, viento excesivo,

etc.).

4) Para la aplicación de las normas de diseño sismo resistente se debe considerar,

los siguientes valores:

Presencia en el Suelo P.P.m. Grado de alteración Observaciones

* Sulfato

0 – 10001000 – 2000

2000 – 20000> 20000

LeveModerado

SeveroMuy Severo

Ocasiona un ataque químicoal concreto de la

cimentación

** Cloruros > 6000 PerjudicialOcasiona Problemas de

corrosión de armaduras oelementos metales.

** Sales Solubles totales > 15000 Perjudicial

Ocasiona problemas deperdida de resistencia

mecánica por problemas delixiviación



22

Zona 3 Z = 0.40

Suelo (S2) S = 1.2

Período Predominal Tp = 0.60seg.

Factor de Uso (U): U = 1.0 (Edificaciones comunes, Categoría C)

Factor de amplificacion sismica C=1.5/T (T: Período fundamental de la estructura)

5) Con el propósito de identificar las características físicas y mecánicas del suelo de

fundación se ubicaron 03 calicatas o excavaciones a cielo abierto, de las cuales 02

calicatas llegaron hasta una profundidad de 3.00m, 01 calicata a la profundidad de

1.50m.

6) Los ensayos estándar de clasificación de suelos se ejecutaron en el Laboratorio de

Geotecnia de SERVIG 2000. De tal manera que nos permiten identificar e interpretar

las características del terreno en la zona en estudio y determinar el perfil estratigráfico.

7) En la Calicata C-1, se registró de 0.00m a 0.40m de profundidad, por un relleno

gravoso anguloso TM=1” y arenoso con finos, compacidad media. Luego de 0.40m a

0.60m, se presenta arcilla poco plástica, consistencia firme, ligera humedad, color

marrón claro, presencia de raíces inertes.

Subyacente a esta capa de 0.60m a 2.30m, se aprecia gravas mal gradadas de forma

redondeada TM=3” en un 5%, matriz arenosa de grano medio a fino, compacidadmedia, baja humedad, la matriz presenta una tonalidad beige claro a gris. Luego de

2.30m a 2.80m, se presenta arcilla poco plástica arenosa, consistencia media, ligera

humedad, color marrón oscuro.

Finalmente, hasta la profundidad explorada, se presentan gravas de forma

redondeada y angulosa TM=8” en un 5%, con matriz arenosa de grano medio a fino,

compacidad media a suelta, poca humedad, la matriz presenta tonalidad beige.

En la Calicata C-2, se registró de 0.00m a 0.60m de profundidad, por un rellenogravoso anguloso TM=2” en un 10% y arenoso con finos, compacidad media a firme.

Luego de 0.40m a 0.60m, se presenta arcilla poco plástica, consistencia firme, ligera

humedad, color marrón claro, presencia de raíces inertes.

Subyacente a esta capa de 0.60m a 1.30m, se presenta arcilla poco plástica,

consistencia firme, ligera humedad, color marrón claro. De 1.30m a 1.70m se aprecia

una capa de arena de grano fino y limos, compacidad media, ligera humedad, color

beige a gris. Continúa de 1.70m a 2.5m limo poco plástico arenoso, consistencia dura



23

a firme, ligera humedad, color beige. Presencia de piedras aisladas TM=4” y

angulosas pequeñas hasta la profundidad de 2.20m.

Finalmente, hasta la profundidad explorada se aprecia gravas de forma redondeada y

angulosas TM=6” en un 10%, matriz arenosa de grano medio a fino, compacidad

media a suelta, baja humedad, la matriz presenta una tonalidad beige..

8) Hasta la profundidad máxima explorada de 3.00m. No se ha determinado el nivel

freático, en ninguna de las excavaciones.

9) Se presenta la capacidad portante para los niveles de cimentación sobre el suelo

gravoso. El valor obtenido para la capacidad admisible puede ser utilizado para toda el

área estudiada.

* Respecto al Nivel de falso piso del semisótano (en el caso de la zona de la Calicata

C-2) y Respecto al Nivel de terreno natural actual (en el caso de la zona de la Calicata

C-1)

** Respecto al Nivel de terreno natural actual

10) Del análisis de asentamiento se determino que la máxima deformación elástica o

asentamiento instantáneo es de 0.54cm para cimentaciones sobre suelo gravoso y de

1.61cm para cimentaciones sobre suelo arcilloso. Y la deformación máxima permitida

o asentamiento diferencial es de 1.50cm.

11) La concentración de agentes químicos agresivos del suelo en la zona de estudioes menor a los valores máximos permisibles dados en el Cuadro Nº 20, por lo que la

agresión química a elementos de concreto se califica como leve.

Recomendaciones

1) El área en estudio no presenta agresividad de elementos químicos, por ataque de

sulfatos, cloruros, SST y Ph; que dañen al concreto de la cimentación en contacto al

suelo, recomendándose el empleo de CEMENTO TIPO I.

Qadm (kg/cm2)Suelo

Profundidad dedesplante

(m) Cimientocorrido

Zapatacuadrada

Gravoso 1.30* 2.10 2.90

Arcilloso 1.30** 0.90 1.00



24

2) En el diseño de la cimentación deben tomar en cuenta las siguientes

recomendaciones:

En cualquier caso, si se desea utilizar otro ancho y profundidad de cimentación se

podrán utilizar los resultados indicados en el Cuadro N° 14 y Cuadro Nº 15.

Se ofrece la alternativa de capacidad portante al Ingeniero Estructural, de tal

manera que analice el aspecto técnico – económico para el diseño de la cimentación

óptima.

Después de terminada las excavaciones para cimientos deben efectuarse una

densificación manual o con pisones mecánicos del fondo de la excavación,

humedeciendo previamente el suelo, y en caso de rellenos con material de afirmado,

compactar en capas no mayores de 0.20m. con el fin de mejorar las características del

suelo, eliminando todo material mayor a 3”.

Para la obra de edificación se recomienda el empleo de cimientos corridos

reforzadas en el sobrecimiento, zapatas armadas conectadas con viga de cimentación;

dejando a criterio del ingeniero estructural el empleo del tipo de cimentación

adecuada, etc.

El ángulo del talud para excavaciones mayores a 3.00m estará basado en las

propiedades mecánicas, Ø=31.67°, c = 0.0Kg/cm2 (Grava mal gradada) y con una

densidad del suelo en estado natural, γ=1.843tn/m3 y Ø=0.0°, c = 0.4Kg/cm2 (Arcillapoco plástica) y con una densidad del suelo en estado natural, γ=1.80tn/m3. Además

se recomienda un talud H:V=1:4 para las excavaciones. De ser necesario para

estabilizar temporalmente los taludes de excavación se recomienda la inyección de

mezcla de agua-cemento, y/o el refuerzo con entibado.

Para las excavaciones cercanas a estructuras vecinas, debe añadirse un sistema

de calzaduras para las estructuras contiguas a la excavación, las cuales deben ser

intercaladas y conforme se gana en profundidad la base debe ser mas ancha de

manera escalonada. Esta calzadura se debe diseñar tomando en cuenta los

parámetros indicados anteriormente.

3) La siguiente información deberá transcribirse en los planos de cimentación. Esta

información no es limitativa y deberá cumplirse con todo lo especificado en el presente

estudio de suelos y en el RNE.



25

Resumen de las condiciones de cimentación

Tipo de Cimentación: Cimiento corrido armado en el sobrecimiento y zapata

armada conectadas con vigas de cimentación

Estrato de apoyo de la cimentación: Grava mal gradada y/o arcilla poco plástica

Parámetros de diseño de la Cimentación:

Grava mal gradada: P.U.=1.843tn/m3, C=0.0kg/cm² y φ=31.67°

Arcilla poco plástica: P.U.=1.80tn/m3, C=0.4kg/cm² y φ=0.0°

Profundidad de cimentación mínima: 1.30m (respecto al nivel de falso piso del

semisótano) y de 1.30m (respecto al nivel de terreno natural)

Presión admisible:

Grava: Cimiento corrido: 2.10kg/cm² Zapata cuadrada: 2.90kg/cm²

Arcilla: Cimiento corrido: 0.90kg/cm² Zapata cuadrada: 1.00kg/cm²

Factor de seguridad: 3

Asentamiento diferencial máximo: 1.50cm

Agresividad del suelo a la cimentación: No detectada (Utilizar cemento Tipo I)

4) Se debe evitar perturbar el suelo debajo de los niveles de Cimentación

recomendados.

5) El fondo de toda excavación para cimentación debe quedar limpio y parejo. Se

deberá retirar todo material suelto, antes del procedimiento de vaciado.

6) Se debe remover y eliminar todo el relleno superficial existente en el terreno, ypara la conformación de pisos y losas sobre el terreno de debe colocar una base de

afirmado de espesor tal que ocupe el espesor eliminado de relleno.

7) El presente estudio es recomendado solo para la zona donde se proyecta la

Vivienda Unifamiliar, Distrito de La Molina, Provincia y Departamento de Lima; y no

respalda ningún otro lugar y tipo de obra diferente a las estudiadas.



REFERENCIAS

1. Alva Hurtado, Jorge, Dinámica de suelos, 1ra edición, Perú – 2002.

2. Braja M. Das, Fundamentos de ingeniería de geotécnica, 1ra edición, México –

2001.

3. Delgado Vargas, Manuel, Ingeniería de cimentaciones-Fundamentos e

introducción al análisis geotécnico, 2da edición, México - 1996.

4. Lambe, T.W. & Whitman, R.V., Mecánica de suelos, 7ma edición, México – 1990.

5. Peck-Hanson-Thornburn, Ingeniería de cimentaciones, 9na edición, México –

1996.

6. Reglamento Nacional de Edificaciones, Norma E.050 Suelos y Cimentaciones.

7. Ruiz Vásquez – González Huesca, Geología aplicada a la ingeniería civil, 3ra

edición, México – 2002.

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