Dec. No. 577-06 que establece el Reglamento para Estudio Geotknicos. LEONEL FERNANDEZ Presidente de la Republica Dominicana NUMERO: 577- 06 CONSIDERANDO: Que es deber del Estado Dominican0 garantizar la seguridad ciudadana mediante el establecimiento de requisitos minimos para el diseiio y construccion de las obras, acordes con nuestra realidad y avances tecnologicos. CONSIDERANDO: La importancia que tiene la realizacion de un diseiio adecuado de 10s sistemas de fundaciones de las edificaciones, para garantizar la estabilidad de las estructuras y su respuesta efectiva ante las diferentes combinaciones de carga a las que estaran sometidas. CONSIDERANDO: Que de acuerdo a la Ley No.687, de fecha 27 de Julio del 1982, la Comision Nacional de Reglamentos Tecnicos de la Ingenieria, la Arquitectura y Ramas Mines es la unica autoridad estatal encargada de definir la politica de reglamentacion tecnica de la Ingenieria, la Arquitectura y Ramas Afines, mediante el sistema establecido en dicha ley. CONSIDERANDO: Que es deber ciudadano colaborar con el ordenamiento urban0 mediante el cumplimiento de las disposiciones emanadas de 10s poderes publicos de la Nacihn; VISTA: La Ley numero 687, del 27 de julio de 1982, que crea un sistema de reglamentacihn para la preparacihn y ejecucihn de proyectos y obras relativas a la ingenieria, la arquitectura y ramas afines; En ejercicio de las atribuciones que me confiere el Articulo 55 de la Constitucihn de la Republica, dicto el siguiente: REGLAMENTO PARA ESTUDIOS GEOTECNICOS ART. 1.- CONSIDERACIONES GENERALES 1.1 OBJETIVO El presente reglamento regula 10s requisitos a cumplir para la realizacihn de 10s estudios geotecnicos minimos requeridos para el diseiio de 10s sistemas de fundaciones en las edificaciones y constituye la Unidad 4 del Reglamento General de Edificaciones. Los lineamientos establecidos para el diseiio de estos sistemas no consideran 10s efectos de socavacihn, ni de fuerzas debidas a la accihn de oleajes. Las fundaciones de estructuras sujetas a estas fuerzas externas deberan protegerse contra estos efectos mediante la implementacihn de defensas apropiadas. 1.2 CAMPO DE APLlCAClON Este reglamento sera de aplicacihn general para todas las edificaciones a ser construidas en el Territorio Nacional cuyo diseiio de fundaciones estara basado en 10s estudios geotecnicos aqui requeridos, para garantizar que cumpla con las caracteristicas propias del suelo donde sera erigida. No se aceptaran calculos estructurales de 10s proyectos que no cumplan con estas disposiciones. Toda edificacihn en proceso de construccihn o construida sin la licencia correspondiente, para la regularizacihn de este tramite debera cumplir con lo establecido en el articulo 2.1.4 de la Unidad 1 de este Reglamento General de Edificaciones. 1.3 UNIDADES Y TITULOS DEL REGLAMENTO GENERAL DE EDlFlCAClONES El Reglamento General de Edificaciones lo conforman las siguientes unidades y titulos, incluida esta unidad, y le serin complernentarios 10s demas reglamentos vigentes, necesarios para la debida concepcihn del proyecto y ejecucihn de la obra en cuestihn. UNIDAD 1. REQUERIMIENTOS GENERALES DE APLICACION Y TRAMITACION DE PLANOS UNIDAD 2. DISPOSICIONES ARQUITECTONICAS UNIDAD 3. SISTEMAS DE SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS UNIDAD 4. ESTUDIOS GEOTECNICOS UNIDAD 5. ESTRUCTURAS T~TULO 1: CARGAS M~NIMAS T~TULO 2: HORMIG~NARMADO TITULO 3: MAMPOSTEMA T~TULO 4: MADERA T~TULO 5: ACERO o TiTULO 6: ANALISIS Y DISENO BASIC0 DE ESTRUCTURAS PREFABRICADAS. T~TULO 7: METODOLOG~A PARA EVALUACI~N DE WLNERABILIDAD Y REDISEN0 DE REFUERZO EN EDIFICA CIONES UNIDAD 6. SISTEMAS ELECTRICOS EN EDIFICACIONES TITULO I : INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICACIONES UNIDAD 7. SISTEMAS SANITARIOS TITULO I : INSTALACIONES SANITXRIAS EN EDIFICACIONES Y PROYECTOS DE URBANIZACIdN UNIDAD 8. SISTEMAS MECANICOS TITULO I : VENTILACI~N Y AIRE ACONDICIONADO TITULO 2: SISTNAS DE REFRIGERACI~N TITULO 3: SISTNASDE SUMINISTRO Y DISTRIBUCI~NDE GAS. UNIDAD 9. ESPECIFICACIONES GENERALES DE CONSTRUCCION 1.4 SANCIONES El no cumplimiento a las disposiciones establecidas en este reglamento, conllevara a la aplicacihn de las sanciones instituidas en 10s capitulos V y VI de la ley 687. 1.5 DISENO Los limites de asentamientos, las presiones admisibles de contact0 en 10s suelos, 10s esfuerzos admisibles en las estructuras y las formulas de diseiio provistas en esta Unidad 4 se usaran con las combinaciones de cargas del Diseiio por Esfuerzo Admisible de este Reglamento. ART. 2- INVESTIGACION DEL SUESUELO 2.1 GENERAL Los estudios geotecnicos serin realizados siguiendo 10s lineamientos de las Secciones 2.2 a 2.5. Solo un ingeniero civil, o profesional a h con grad0 de maestria en ingenieria geotecnica, con exequatur y colegiado ante el Colegio Dominican0 de Ingenieros, Arquitectos y Agrimensores (CODIA), con experiencia y conocimientos en la rama de la ingenieria geotecnica, podra realizar 10s estudios geotecnicos. 2.2 REQUISITOS GENERALES PARA ESTUDIOS GEOTECNICOS El dueiio o responsable tecnico del proyecto debera someter a la Secretaria de Estado de Obras Publicas y Comunicaciones (SEOPC), junto a 10s documentos de solicitud de licencia del proyecto, un estudio geotecnico para toda nueva edificacihn o ampliacihn y para excavaciones, incluyendo aquellas adyacentes a edificaciones existentes, el cual cumplira con 10s requisitos establecidos en las secciones 2.3 a 2.6. 2.3 INVESTIGACION DE CAMPO La clasificacihn de 10s suelos o rocas se realizara a partir de la observacihn de muestras de suelos o rocas y ejecucihn de pruebas necesarias. Las muestras seran recuperadas por sondeos, calicatas u otros metodos de investigacihn del subsuelo efectuado en 10s sitios y a las profundidades pertinentes a cada aplicacihn. Se utilizaran equipos y tecnicas estandarizadas en la ejecucihn de sondeos y en la obtencihn de muestras. El Ensayo de Penetracihn Estandar (SPT) se realizara segun ASTM D1586. No se utilizaran correlaciones para calcular 10s valores de SPT-N a partir de conteos de golpes de equipos que no se ajusten a dicho estandar. Las investigaciones geotecnicas podrin realizarse a partir de Ensayos de Penetracihn Estatica con el Con0 (CPT) siguiendo ASTM D3441 per0 deberan auxiliarse de suficientes sondeos con recuperacihn de muestras para la identificacihn de 10s suelos. El numero de sondeos sera por lo menos un 10% de 10s puntos explorados con el CPT con un minimo de 3 sondeos. En la obtencion de testigos de rocas se seguiran 10s lineamientos del ASTM D2113. Se reportara el porcentaje de roca recuperado en cada tirada y el valor del Indice de Calidad de Roca (RQD) segun ASTM D6032. Los estudios geotecnicos deberan clasificar 10s suelos utilizando el Sistema Unificado de Clasificacion de Suelos (SUCS) segun ASTM D2487. Las descripciones de muestras de suelos podran realizarse utilizando 10s procedimientos visuales-manuales delineados en el ASTM D2488. Se realizaran investigaciones de campo adicionales que segun el juicio del ingeniero geotecnico Sean necesarios para evaluar la presencia de cavernas, la estabilidad de taludes, resistencia de 10s suelos, profundidad de estratos portantes, compresibilidad, licuefaccion, potencial de expansion y efectos de variaciones del contenido de humedad sobre la resistencia. 2.3.1 DEFINICION DEL MANTO ROCOSO Donde las exploraciones geotecnicas indican variabilidad en la profundidad y en las caracteristicas mecanicas del manto rocoso o donde existe la posibilidad de que el manto rocoso detectado no tenga continuidad vertical, se requerira que 10s sondeos exploratorios se extiendan por lo menos 3 metros dentro de la roca. 2.4 ALCANCES MINIMOS DE EXPLORACION El desarrollo del alcance del programa de exploracion, que incluye la cantidad y tipos de sondeos, las profundidades de exploracion, interval0 de muestreo y 10s ensayos de campo y laboratorio a ser realizados, sera responsabilidad del ingeniero geotecnico. El alcance de dichos trabajos debera igualar o exceder 10s siguientes requisitos minimos. 2.4.1 CANTIDAD DE SONDEOS El espaciamiento entre sondeos bajo la estructura no sera mayor que 20 m a menos que 10s sondeos hayan sido ubicados en base a una previa zonificacion desarrollada mediante metodos geofisicos, como imagenes geoelectricas, imagenes topograficas sismicas, imagenes de geo-radal o cualquier otro metodo geofisico aceptado por la SEOPC. Se requeririn a1 menos tres sondeos no alineados bajo la estructura. Para el cas0 particular de grupos de edificaciones de no mas de dos niveles de altura, como urbanizaciones de casas, se requerira como minimo un sondeo cada 5 unidades, siempre que no se trate de una zona cavernosa. En la evaluacion de la estabilidad de futuros cortes y el efecto de estos sobre estructuras adyacentes, 10s sondeos se perforaran desde la superficie original del terreno, con posterioridad a1 perfilado geofisico y previo a1 inicio de excavaciones. Se requerira un minimo de dos sondeos en cada pared de la excavacihn y el espaciamiento entre sondeos sera menor o igual a 20 m. Los sondeos podran retirarse de la pared una distancia horizontal no mayor que la altura del futuro corte. 2.4.2 PROFUNDIDAD DE EXPLORACION PARA CIMENTACIONES SUPERFICIALES Para estructuras que seran soportadas por cimientos superficiales, la profundidad minima de exploracihn (Zx) bajo la cota de cimentacihn sera: a, Dos veces el ancho de la zapata (Zx 2 2 B) para zapatas con relaciones de largo a ancho menor o igual a dos (L/B 5 2). Zx > 4 B para zapatas con L/B > 5. Para zapatas con relaciones L/B intermedias, la profundidad minima de exploracihn se interpolara linealmente entre estos limites. b . . Cuando el espaciamiento entre centros de columnas apoyadas en zapatas sea menor que dos veces el ancho maximo de zapata se supondra que las zapatas son combinadas para fines del calculo de Zx. . Para plateas, la profundidad minima de exploracihn sera la menor de Zx = 1.5 B o la profundidad Zx bajo la cual 10s estratos inferiores aportaran menos de 10 YO de 10s asentamientos totales esperados. . La profundidad minima de exploracihn no tendra que ser mayor que la profundidad del manto rocoso debidamente identificado segun la seccihn 2.3.1 a menos que dicho estrato sea el principal plan0 de fundacihn. 2.4.3 PROFUNDIDAD DE EXPLORACION PARA CIMENTACIONES PROFUNDAS Para pilotes cuyas puntas no terminen en el manto rocoso, la profundidad minima de exploracihn (Zx) sera la mayor de: a. La longitud estimada de pilotes y cabezal (Lp) mas 6 metros adicionales; b. La longitud estimada de pilotes y cabezal mas dos veces el ancho del grupo de pilotes. Para pilotes que se extienden hasta el manto rocoso, 10s sondeos deberan extenderse un minimo de 3 metros o 10 diametros de pilote bajo la punta de 10s pilotes, lo que sea mayor. 2.4.4 PROFUNDIDAD DE EXPLORACION PARA EXCAVACIONES Para excavaciones, la profundidad minima de exploracihn (Zx) sera 1.5 veces la altura prevista del corte desde la superficie original del terreno. 2.5 INFORME GEOTECNICO El informe geotecnico resumira 10s resultados de las investigaciones de campo y laboratorio asi como 10s analisis y recomendaciones del ingeniero geotecnico. Como minimo el informe geotknico presentara la siguiente informacion: 1. Breve descripcihn de la geologia regional y local donde se situa el proyecto 2. Descripcihn del alcance de las investigaciones y metodologias empleadas. 3. Planta de Ubicacihn de Sondeos y perfiles geofisicos con sus designaciones. 4. Bitacoras Finales de 10s sondeos con descripcihn de las muestras de suelos y rocas por un profesional calificado de acuerdo a 10s requisitos de la seccihn 2.3. 5. Descripcihn del perfil estratigrafico del subsuelo encontrado y clasificacihn del sitio en una de las CLASES de SITIO de la Tabla 2.1. 6. Ubicacihn del nivel freatico, si ha sido encontrado en 10s sondeos. 7. Asentamientos totales y diferenciales esperados. 8. Recomendaciones de cimentacihn, incluyendo tipo de cimientos, esfuerzos maximos admisibles sobre terreno natural y rellenos para cimientos superficiales y recomendaciones para mejoramiento del terreno contra 10s efectos de suelos expansivos, zonas cavernosas y suelos granulares propensos a licuefaccihn. 9. Recomendaciones para cimentaciones profundas segun el Capitulo 5. 10. Recomendaciones para excavaciones, estabilidad de taludes, estructuras de retencihn y para mitigar el efecto de excavaciones sobre estructuras adyacentes. 11. Recomendaciones para rellenos compactados. 2.6 REQUISITOS ESPECWLES 2.6.1 CLASIFICACION DEL SITIO PARA FINES SISMICOS El estudio geotecnico debera clasificar la estratigrafia descubierta por la exploracihn en una de las seis categorias definidas en la Tabla 2.1 para fines de su comportamiento ante sismos. Se asignara siempre la categoria mas desfavorable que aplique a1 sitio en cuestion. En la clasificacion del sitio tomaran precedencia las mediciones de velocidad de onda cortante (Vs), luego las mediciones de resistencia a1 cortante no-drenada de muestras de suelos cohesivos (su) y finalmente valores del conteo de golpes del Ensayo de Penetracion Estindar (ASTM D1586) (SPT-N) en suelos granulares. Se dividiran 10s 30 m superiores del perfil en n estratos de suelos cada uno con propiedades similares. Los espesores de dichos estratos se definiran como di. Se utilizarin 10s valores promedios de las mediciones de Vs, S, y/o SPT-N en 10s 30 m superiores del perfil calculados s e g h se indica a continuacion: i + Donde x; representa 10s valores de la propiedad que esta siendo promediada (Vs, S, o SPT-N) en cada uno de 10s estratos del perfil, y X es el valor promediado de dicha propiedad, que se utilizara para la clasificacion en la Tabla 2.1. En las sumatorias de la ecuacion 2.1 se limitara el valor de SPT-N a 100 golpes/pie y se limitara el valor de S, a 240 KPa. 2.6.2 SUELOS EXPANSIVOS En aquellas zonas en donde se sospeche la existencia de suelos expansivos, se requeririn estudios que definiran su capacidad expansiva, su extension superficial y espesores, asi como medidas de rnitigacion de sus efectos. 2.6.3 NIVEL FREATICO Para estructuras con sotanos el estudio geotecnico debera ubicar la posicion del nivel freatico con relacion a la cota del piso soterrado mas bajo y establecer las medidas que se recomiendan para impedir inundaciones del mismo. TABLA 2.1 DEFINICIÓN DE LA CLASE DE SITIO SITIO CLASE | Nombre | Vs [m/s] | su [KPa] | SPT-N [golpes/0.3m] A | Roca Sana | >1,500 | No Aplica | No Aplica B | Roca | 750 a 1,500 | No Aplica | No Aplica C | Roca Blanda o Suelos Muy Densos | 370 a 750 | >100 | >50 D | Suelos Firmes | 190 a 370 | 50 a 100 | 15 a 50 E | Suelos Blandos | < 190 | < 50 | < 15 Se clasificará como SITIO CLASE E a perfiles con más de 3 m de arcillas o limos con todas las siguientes propiedades: Índice de Plasticidad Ip >20, contenido de humedad natural wn>4% y resistencia al cortante no-drenada su <25KPa F | Se clasificará como SITIO CLASE F al perfil de suelos que tenga cualquiera de las siguientes características: 1) Suelos susceptibles a pérdida de resistencia ante cargas sísmicas como suelos licuables, arcillas sensitivas muy blandas 2) perfiles con más de 3 m de Turbas y/o arcillas muy orgánicas 3) perfiles con más de 7 m de arcillas de muy alta plasticidad (Índice de Plasticidad Ip >75) 4) perfiles con más de 35 m de arcillas blandas a medianas 2.6.4 FUNDACIONES PROFUNDAS Las fundaciones profundas se diseñarán e instalarán sobre la base del informe geotécnico según especificado en las Secciones 2.3 a 2.5 y en el Capítulo 5. 2.6.5 ZONAS CÁRSTICAS Los estudios geotécnicos en zonas cársticas deberán auxiliarse de métodos geofísicos para definir la ubicación de cavernas y bolsones de materiales de menor competencia, determinar los espesores de costra superficial del techo de la caverna y sus características mecánicas. En adición deberán determinar las características mecánicas de los suelos o rocas que subyacen dicha costra superficial. 2.6.6 ESTRUCTURAS CON CATEGORÍA SÍSMICA DE DISEÑO C En aquellas estructuras con Categoría Sísmica de Diseño C, según se define en el título 1 de la Unidad 5 del Reglamento General de Edificaciones de la República Dominicana, se requerira un estudio geotecnico de alcance ampliado que incluira una evaluacion de 10s siguientes peligros potenciales que resultan de terremotos: *:* Inestabilidad de taludes, licuefaccion de suelos saturados y rupturas superficiales debido a desplazamientos de fallas o por deformaciones laterales. 2.6.7 ESTRUCTURAS CON CATEGORIA SISMICA DE DISENO D, E y F Cuando la estructura clasifica como con Categoria Sismica de Diseiio D, E o F, el estudio geotecnico debera cumplir con 10s requisitos establecidos en la Seccion 2.6.6 y ademas debera incluir: a, Una determinacion de presiones laterales en sotanos y estructuras de retencion debido a terremotos. b Una evaluacion de las consecuencias potenciales de licuefaccion y perdida de resistencia del suelo, incluyendo estimados de las magnitudes de asentamiento diferenciales, deslizamiento o reduccion de la capacidad portante y discutira medidas para mitigar esta situacion. Estas medidas de mitigacion seran tomadas en cuenta en el diseiio de la estructura y pueden incluir, sin ser limitadas a, la estabilizacion del subsuelo, seleccion de sistemas de fundacion y profundidades adecuados, seleccion de sistemas estructurales adecuados para acomodar 10s desplazamientos anticipados o cualquier cornbinacion de estas medidas. . El Potencial de Licuefaccion y perdida de resistencia seran evaluados para magnitudes de la aceleracion pic0 del terreno y para caracteristicas de la fuente consistentes con el terremoto de diseiio. Las aceleraciones pic0 del terreno se determinaran a partir de un estudio especifico para el sitio tomando en cuenta la arnplificacion del suelo y las mediciones in situ de las velocidades de las ondas sismicas de compresion (p) y de corte (s). . Excepcion: Estudios de amplificacion especificos para un sitio no son requeridos si se utiliza una aceleracion pic0 del terreno igual a SDW2.5, donde SDS es la aceleracion espectral de diseiio para period0 corto, definida en el titulo 1 de la Unidad 5 de este reglamento. 2.6.8 ESTABILIDAD DE CORTES ADYACENTES A ESTRUCTURAS El dueiio o responsable tecnico debera someter a la SEOPC un estudio del efecto que tendrin las excavaciones de sotanos en las estructuras adyacentes, previo a su inicio, en donde se demuestre que se cumplen con 10s requisitos de la Seccion 3.5.2 de este reglamento. ART. 3.- CRlTERlOS DE SEGURlDAD 3.1 GENERAL El tipo de cimentacion debera ser escogido y dimensionado de manera que cumpla con 10s siguientes criterios de seguridad. ClMlENTOS SUPERFlClALES 3.2 . Se tomaran todas las precauciones en el diseiio de zapatas aisladas y combinadas para que bajo cargas de servicio 10s asentamientos absolutos se limiten a 25 milimetros. Los asentamientos diferenciales entre apoyos se limitaran a 6 milimetros para apoyos espaciados a 3 m, o sea p 5 ZX~O.~, donde p es la distorsion angular. . En suelos cohesivos y en rocas debera satisfacerse ademas la condicion de que la presion de contact0 bajo cargas de servicio sea menor a un tercio de la capacidad portante ultima calculada segun 10s metodos propuestos en el Capitulo 4. . En aquellos sitios en donde 10s asentamientos esperados Sean mayores que estos maximos aceptables se estudiarin la viabilidad de mejorar el subsuelo o utilizar plateas o cimentacion profunda. . El ingeniero geotecnico podra defender recomendaciones en que 10s asentamientos calculados excedan 10s maximos admisibles presentados en esta seccion si se demuestra por analisis sustentado por datos y con posterior verificacion con mediciones en obra que no resultan en consecuencias negativas para la estructura, ni para el us0 de la edificacion ni representan peligro alguno para sus ocupantes. PLATEAS 3.3 . Los asentamientos absolutos para plateas se limitaran a 50 milimetros. Las plateas deberan poseer suficiente rigidez para limitar 10s asentamientos diferenciales a 6 milimetros para apoyos espaciados a 3 m o sea p 5 ZX~O.~, donde p es la distorsion angular. . En aquellos sitios en donde 10s asentamientos esperados Sean mayores que estos maximos aceptables se estudiarin la viabilidad de mejorar el subsuelo o utilizar cimentacion profunda. . A1 igual que para zapatas aisladas y combinadas, el juicio del ingeniero geotecnico primara cuando se demuestre por analisis sustentado por datos y con posterior verificacion con mediciones en obra, que asentamientos mayores a estos maximos establecidos no resultan en consecuencias negativas para la estructura, ni para el us0 de la edificacihn ni representan peligro alguno para sus ocupantes. 3.4 FUN DAClON ES PROFU N DAS La Carga Axial de Trabajo (Qtrabajo) de pilotes se calculara como la relacihn entre la Capacidad Geotecnica Ultima (Qult), segun las directrices del Capitulo 5, y el Factor de Seguridad (F.S.). El Factor de Seguridad (F.S.) dependera del nivel de las investigaciones s e g h 10s siguientes criterios: a. Para una investigacihn minima con sondeos segun la seccihn 2.4.3 y analisis de capacidad estaticos s e g h el Capitulo 5, el Factor de Seguridad sera F.S. = 3 b. Si ademas de las actividades seiialadas en a) se realizan pruebas de carga dinamicas s e g h ASTM D4945 el Factor de Seguridad sera F.S. = 2.25 c. Si se realizan pruebas de carga estaticas segun ASTM D1143 o ASTM D3689, s e g h aplique, ademas de las actividades listadas en a), se usara F.S. = 2. En Pilotes Vaciados In-Situ se requerira la realizacihn de pruebas de integridad estructural segun ASTM D5882 en una muestra representativa de por lo menos el 25% de 10s pilotes del proyecto. 3.5 ESTRUCTURAS DE RETENCION Y TALUDES EN CORTE Y RELLENOS 3.5.1 ESTABILIDAD GLOBAL La estabilidad global de muros de contencihn y taludes en corte o relleno sera aceptable solo si 10s factores de seguridad calculados con 10s metodos recomendados en el Capitulo 6 son mayores que 10s minimos especificados en esta seccihn para las siguientes condiciones. a. Construccihn: Corto plazo F.S. >1.2 b. Servicio: Largo Plazo F.S. > 1.5 c. Sismo: F.S. > 1.1 3.5.2 DEFORMACIONES A ESTRUCTURAS ADYACENTES INDUCIDAS POR EXCAVACIONES El ingeniero geotecnico tomara toda precaucihn para que las excavaciones no causen daiios a estructuras adyacentes pre-existentes. Ademas de satisfacer 10s requisitos de la seccihn 3.5.1,los cortes no deberan inducir deformaciones verticales u horizontales que afecten adversamente las estructuras adyacentes existentes. Se limitaran 10s desplazamientos inducidos a zapatas adyacentes a excavaciones de manera que las distorsiones angulares (p) y deformaciones unitarias horizontales (Eh) impuestas a la edificacihn por el corte Sean menores que Eh < 0.15% y p < 0.20%. ART. 4r DlSPOSlClONES PARA CIMENTACIONES SUPERFlClALES GENERAL 4.1.1 ZAPATAS SOBRE RELLENO Las zapatas apoyadas sobre relleno estaran regidas por las mismas consideraciones de capacidad portante, asentamiento y estabilidad ante solicitaciones sismicas que aquellas apoyadas sobre suelos naturales. Debera tomarse en cuenta tanto el comportamiento del relleno como de 10s suelos naturales que lo subyacen. 4.1.2 DISTRIBUCION DE LA PRESION DE APOYO Las zapatas seran dimensionadas para que la presihn de contacto maxima sea menor que la presihn admisible del suelo o la roca. Se diseiiaran las zapatas para que las presiones de contacto Sean lo mas uniforme posible con la finalidad de minimizar asentamientos desiguales en la zapata. 4.1.3 SEPARACION DE ZAPATAS DE TALUDES Los taludes que afecten las edificaciones deberan ser evaluados y estabilizados de ser necesario para que cumplan con 10s requisitos de la seccihn 3.5 de este reglamento. Las zapatas se retirarin del borde de un talud que asciende por lo menos una distancia horizontal igual a % de la altura del talud para proveer espacio para la caida de material por erosion o fallas superficiales. Esta distancia de retiro no tiene que ser mayor que 5 m. Las zapatas adyacentes a un talud que desciende deberan cimentarse con suficiente profundidad para apoyarse sobre material no relajado por el talud. Ademis deberin retirarse una distancia igual a 1/3 de la altura del talud per0 no necesariamente mayor que 12 m. Estas separaciones minimas podran ser modificadas por el ingeniero geotecnico basado en resultados de exploracion y analisis. 4 2 PROPIEDADES DE SUELOS Y ROCA Las propiedades de 10s suelos y rocas que definen la resistencia y compresibilidad de 10s materiales de fundacion son requeridas para el diseiio de zapatas. Los analisis de capacidad portante y de asentamientos se realizaran sobre la base de propiedades derivadas de mediciones en campo o laboratorio. 4 3 PROFUNDIDAD DE DESPLANTE Las zapatas serin desplantadas a la profundidad donde aparezca el estrato competente y donde cesen 10s efectos de cambios de humedad per0 con una profundidad minima de 0.70 m por debajo del nivel final del terreno. Las zapatas apoyadas sobre relleno deberan tener una profundidad minima de 0.85 m. DISENO D, EO F WGAS RlOSTRAS EN EDlFlCAClONES CON CATEGORh SISMICA DE Se utilizaran vigas riostras para conectar todas las zapatas individuales soportadas por suelos definidos con Sitio Clase E o Clase F para las estructuras con Categoria Sismica de Diseiio D, E o F. Las riostras seran capaces de resistir tanto en traccion como en compresion una carga horizontal igual a la maxima carga de las zapatas multiplicada por un decimo de la aceleracion espectral de diseiio para periodos cortos (SDS/10). 4 5 DISENO GEOTECNICO EN SUELOS Las zapatas en suelos deberan ser diseiiadas para soportar las cargas de diseiio con presiones maximas de contact0 que no excedan las admisibles, con suficiente capacidad estructural y con asentamientos tolerables como se indica en el Capitulo 3. El esfuerzo admisible sera el menor de 10s estimados para satisfacer 10s dos criterios siguientes. Se estimara primer0 a partir de la ecuacion de capacidad portante reducida por un factor de seguridad para prevenir una falla general por cortante. En adicion se determinara la presion de contact0 necesaria para que 10s asentamientos inducidos Sean menores que 10s valores especificados en el Capitulo 3. La resultante de fuerzas (R), debido a la presion en la base de la zapata, debera ser mantenida dentro de B/6 del centro de la zapata para evitar el levantamiento de 10s extremos. No se recomienda el us0 de zapatas con bases inclinadas. 4.5.1 CAPACIDAD PORTANTE La capacidad geotecnica ultima (falla general por cortante del suelo) puede ser estimada usando la siguiente relacion: qdt = cN,s,i,d, ++y3N,s,iyd, + qN,s,i,d, (4.1) +Donde: [-I representa unidades adimensionales, [L] son unidades de longitud y [F] representa unidades de fuerza a. N,, Nr N, son factores de capacidad de carga [-I basados en 10s valores de friccion interna ($) del suelo de fundacion que se presentan en la tabla 4.1 b. d , d, d, son factores de profundidad [-I; c. i,, i, i, son factores de cargas inclinadas [-I; d. sc, sy, sq son factores de forma de la zapata; e. B es el ancho de zapata [L], c es la cohesion del suelo [FL.’] y yes el peso unitario efectivo de 10s suelos [FL-3]; q es el esfuerzo efectivo vertical en el plan0 de cimentacion f. El ingeniero geotecnico podra a su discrecion utilizar otros metodos que provean iguales o mejores predicciones. El esfuerzo admisible se determinara a partir de la capacidad portante y el factor de seguridad (F.S.) como: Para todos los tipos de suelos deberán utilizarse parámetros de resistencia drenados (c = c' y φ = φ') en los estimados de capacidad portante. En adición, en suelos cohesivos se deberá calcular la capacidad portante a corto plazo utilizando parámetros de resistencia no-drenados. TABLA 4.1 FACTORES DE CAPACIDAD PORTANTE φ | Nc | Nq | Nγ 0 | 5.14 | 1.00 | 0.00 5 | 6.49 | 1.57 | 0.45 10 | 8.35 | 2.47 | 1.22 15 | 11.0 | 3.94 | 2.65 20 | 14.8 | 6.40 | 5.39 25 | 20.7 | 10.7 | 10.9 30 | 30.1 | 18.4 | 22.4 35 | 46.1 | 33.3 | 48.0 40 | 75.3 | 64.2 | 109 45 | 134 | 135 | 272 50 | 267 | 319 | 763 Si existe la posibilidad de una falla por cortante local o punzonamiento, se estimará qult usando parámetros de resistencia reducidos c* y φ* en la ecuación (4.1) como sigue: c' = (2/3)c (4.3) φ' = tan⁻¹((2/3) tan φ) (4.4) 4.5.1.1 CARGAS EXCÉNTRICAS Las dimensiones de la zapata deberán ser reducidas para tomar en cuenta los efectos de una carga excéntrica a valores efectivos B' y L'. Estas nuevas dimensiones efectivas serán utilizadas para determinar los factores modificadores de la capacidad de carga (forma de la zapata y factores de inclinación de la carga) y para calcular la capacidad última de la zapata. → Las dimensiones reducidas de la zapata deberán determinarse como sigue: B' = B − 2eB (4.5) L' = L − 2eL (4.6) A' = B' L' (4.7) + Donde B es el ancho y L es la dimension mas larga de la zapata, eB y eL son excentricidades en la direccion estrecha y larga de la zapata, respectivamente. El area efectiva de apoyo se calcula en la ecuacion (4.7). El valor de quit obtenido usando la reduccion en dimensiones de la zapata representa una presion de apoyo uniforme equivalente y no la presion real de contacto distribuida debajo de la zapata. Esta presion equivalente puede ser multiplicada por el area reducida para determinar la capacidad de carga ultima de la zapata desde el punto de capacidad de portante. La presion real de contacto que se supone de forma trapezoidal debera usarse para el diseiio estructural de la zapata. Para una excentricidad (eL) en la direccion L, las presiones de contacto minima y maxima pueden ser determinadas a partir de la componente normal de la fuerza en la zapata Q como sigue: + Para eL < Ll6: + Para L16 < eL < Ll2: - 2Q 3B[L/ 2 -e,] qmax - (4.10) (4.11) 4,, = 0 L, =3[(L/2)-eL] (4.12) + Donde L1 es la longitud del triingulo de presion en la base, y sustituyendo L Para una excentricidad (en) en la direccion B, las presiones maxima y minima pueden ser determinadas usando las ecuaciones (4.8) a (4.12) reemplazando e L por por B y B por L. 4.5.1.2 FACTORES DE FORMA DE LA ZAPATA Para zapatas con una relacion L < 5B, 10s siguientes factores de forma deberan ser aplicados a la ecuacion (4.1): (4.13) s, =l+(B/L)(N, /Nc) (4.14) s, =l+(BIL)tanb (4.15) sY = 1-0.4(B/L) Para zapatas continuas, L > 5B, 10s factores de forma pueden ser supuestos igual a 1. Para zapatas circulares se supondra que B = L. Para casos en que la carga sea excentrica, las variables L y B deberan ser reemplazadas por L ’ y B ’, respectivamente, en las ecuaciones anteriores. 4.5.1.3 FACTORES PARA CARGAS INCLINADAS Para cargas inclinadas, 10s siguientes factores deberan ser aplicados a la ecuacion (4.1): (4.16) I P Q + BL ccot 4 (4.17) (4.18) nP BL cNc ic =1- (4.19) I P Q + BL ccot 4 + Donde B es el angulo de la componente tangencial de la fuerza (P) en la zapata con respecto a1 eje longitudinal (direccihn larga) de la zapata. Para casos en que la carga sea excentrica, las variables L y B deberan ser reemplazadas por L ’ y B ’, respectivamente, en las ecuaciones anteriores. 4.5.1.4 DESLIZAMIENTO LOCAL DE LA ZAPATA La falla por deslizamiento en el plan0 de la zapata debera ser considerada comparando la componente de la fuerza tangencial (P) en la zapata a la fuerza resistente maxima (P,,): P, = Q tan 6 + BLc, (4.21) +Donde 6es el angulo de friccihn y c, es la adhesion en el contact0 suelo-zapata, respectivamente. El factor de seguridad disponible debera ser F.S. 2 1.5 FS=P,JP>1.5 (4.22) En la determinacihn de P, se ignorara la contribucihn de la resistencia pasiva provista por 10s suelos frente a la zapata. En cas0 de cargas excentricas, BL se sustituira por el area realmente en compresihn en la zapata. 4.5.1.5AGUAS SUBTERdNEAS La capacidad portante debera ser determinada usando el nivel de agua mas alto anticipado bajo la zapata en cuestion. El efecto del agua subterranea sobre la capacidad portante ultima debera ser considerado usando un peso unitario promedio ponderado de 10s suelos que la subyacen. < 37:. las siguientes ecuaciones pueden ser usadas para determinar el peso unitario Si $ ponderado : + Para una profundidad de las aguas subterraneas, bajo el fondo de zapata zw 2 B: y = ym (sin efecto) (4.23) + Donde ym es el peso unitario humedo del suelo y y' es el peso unitario efectivo + Para zw < B: + Para zw 5 0: use Y=Y' (4.25) Si $ 2 37", las siguientes ecuaciones pueden ser usadas para determinar el peso unitario promedio ponderado: y = ( 2 0 - z, )(z, ym /D') + ( y ' / D')(D - z ~ ) ' (4.26) D = +Btan(45'+4 /2) (4.27) 4.5.2 ASENTAMIENTOS El asentamiento total de la zapata incluye tres componentes: elastico, por consolidacihn y compresihn secundaria. s, = se +sc +ss (4.28) Los asentamientos deberan determinarse usando la carga muerta mis la carga viva reducida sin factorizar. Otros factores que afectan el asentamiento (cargas por terraplen y en suelos granulares, cargas de vibracihn por cargas vivas dinamicas o cargas por terremotos) tambien deberan considerarse, donde sea apropiado. Se distinguiran entre dos grupos principales de suelos: 1) arenas y limos no- plasticos y 2) arcillas y limos plasticos. ASENTAMIENTOS EN ARENAS Y LIMOS NO-PLASTICOS 4.5.3 Los asentamientos instantineos dominan en estos materiales. El calculo de 10s asentamientos se realizara mediante metodos empiricos calibrados basados en mediciones de campo. Proponemos el metodo presentado por Terzaghi, Peck & Mesri (1996) basado en el Ensayo de Penetracihn Estandar (ASTM D1586). El ingeniero geotecnico podra a su discrecihn utilizar otros metodos que provean iguales o mejores predicciones. + La profundidad de influencia (ZI) se calculara segun: z, [m] (4.30) + Donde B es el ancho de zapata. . El conteo de golpes del Ensayo de Penetracihn Estandar (N) se calculara como el promedio ponderado de 10s conteos de golpes en 10s estratos que se encuentran dentro de la profundidad de influencia (ZI) (4.31) + Donde AZ; son 10s espesores de 10s estratos con valores N;. + El asentamiento resultante S, en milimetros para una presihn de contact0 q [KPa] es: (4.32) 4.5.4 ASENTAMIENTO POR CONSOLIDACION El asentamiento por consolidacihn de las zapatas en suelos cohesivos saturados o casi saturados puede estimarse usando las siguientes ecuaciones cuando 10s resultados de pruebas de laboratorio estan expresados en terminos de relacihn de vacio (e): Para suelos inicialmente preconsolidados (oP’ > o,,’): (4.33) Para suelos normalmente consolidados (oP’ = o0’): sc = “kc 1 + eo log$] (4.34) + Donde H, es el espesor del estrato, eo es la relacion de vacios inicial, C,, el indice de recompresion, C, es el indice de compresion durante consolidacion primaria, o ' ~ es la presion de preconsolidacion y o',, es el esfuerzo efectivo inicial. Para tomar en cuenta la disminucion del incremento en esfuerzo efectivo inducido con la profundidad debajo de la zapata, y la variacion de la compresibilidad del suelo con la profundidad, la capa comprimida debera ser subdividida en incrementos verticales (tipicamente de 0.5 a 2 m de espesor) y el asentamiento de consolidacion para cada incremento analizado separadamente. El valor total de S, es la sumatoria de S,i para cada incremento. 4.5.5 ASENTAMIENTOS SECUNDARIOS Los asentamientos secundarios de zapatas en suelos cohesivos pueden ser estimados segun: S, =H,- (4.35) 1 + e, + Donde Cues el indice de compresion secundaria, tp es el tiempo necesario para completar la consolidacion primaria en un 90% y tz es un tiempo arbitrario que representa la vida uti1 de la estructura. 4 6 DISENO GEOTECNICO EN ROCAS Las zapatas en rocas deberin ser diseiiadas para soportar las cargas de diseiio con presiones de contact0 que no excedan a las admisibles, con suficiente capacidad estructural y con asentamientos tolerables como se indica en el Capitulo 3. La resultante de fuerzas debido a la presion (R) en la base de la zapata debera ser mantenida dentro de B/6 del centro de la zapata. La capacidad portante y 10s asentamientos de la zapata en rocas son influenciados por la presencia, orientacion y condicion de discontinuidades, perfiles de meteorizacion, y otras caracteristicas similares. Los metodos usados para el diseiio de zapatas en rocas deberan considerar estos factores como se manifiestan en sitio en particular, y en el grado en que se deberan incorporarse en el diseiio. 4.6.1 CAPACIDAD PORTANTE EN ROCAS FRACTURADAS. El diseño de zapatas en macizos rocosos fracturados deberá tomar en cuenta la condición y el espaciamiento de las juntas, zonas de falla y otras discontinuidades. La capacidad portante última de las zapatas en rocas fracturadas puede ser estimada usando la siguiente relación: q_ult = N_ms C_o (4.36) ➔ Donde C_o es la resistencia uniaxial de testigos de roca obtenidos en la exploración geotécnica y ensayada en el laboratorio y N_ms es un factor multiplicador afectado por la litología del macizo, la frecuencia de discontinuidades y otros factores de calidad del macizo rocoso definido en la Tabla 4.2 El valor de C_o a ser utilizado será de las muestras provenientes de las rocas hasta una profundidad de 2B desde la base de la zapata. Donde los estratos de roca dentro de este intervalo sean variables en resistencia, la roca con la menor capacidad deberá ser usada para determinar q_ult. ➔ El esfuerzo admisible se calculará según: q_adm = q_ult / F.S. (4.37) ➔ Con un factor de seguridad mínimo de 3. TABLA 4.2 FACTOR DE MULTIPLICADOR N_MS RQD [%] | A | B | C | D | E 100-95 | 3.8 | 4.3 | 5.0 | 5.2 | 6.1 95-90 | 1.4 | 1.6 | 1.9 | 2.0 | 2.3 90-75 | 0.28 | 0.32 | 0.38 | 0.40 | 0.46 75-50 | 0.049 | 0.056 | 0.066 | 0.069 | 0.081 50-25 | 0.015 | 0.016 | 0.019 | 0.020 | 0.024 25-0 | Calcular q_ult para masa de suelo equivalente • Rocas A: Carbonatadas; B: Argiláceas; C: Arenáceas; D: Ígneas de grano fino; E: Ígneas de grano grueso y metamórficas. 4.6.2 ASENTAMIENTOS DE ZAPATAS EN ROCA Donde el criterio de roca competente no es alcanzado, la influencia del tipo de roca, condiciones de las discontinuidades y grado de meteorizacion deberan ser considerado en el analisis de asentamientos. El asentamiento elastico de zapatas (S,) en rocas fracturadas puede ser determinado segun las siguientes relaciones: Para zapatas Circulares o Cuadradas (diametro o ancho = B); (4.38) + Donde E, es el modulo elastico de la masa fracturada y v es la relacion de Poisson Para zapatas rectangulares; s, = q(1- LIZ )BI, E, +Donde I , =- d% Pz (4.39) Los valores de I.p pueden ser computados usando 10s valores de PL presentados en la Tabla 4.3 para Zapatas. La determinacion del modulo elastico del macizo rocoso (E,) debera estar basada en 10s resultados de ensayos de refraccion sismica in situ, sondeos y ensayos de laboratorio. Alternativamente, valores de E,,, pueden ser estimados multiplicand0 el modulo de la roca intacta (Eo) obtenido de las pruebas de compresion uniaxial de testigos por un factor de reduccion(aE) que toma en cuenta la frecuencia de discontinuidades en la designacion de la calidad de la roca (RQD), usando las siguientes relaciones: E, = u,Eo (4.40) ~ l , =0.0231(RQD)-1.3220.15 (4.41) :z pz TABLA 4 . 3 FAC 'TOR DE FORMA Y RlGlDE I i Flexible Rigida I Circular I 1.04 I 1.13 I ~ 1.06 1.08 I : 1.09 j 1.10 1.13 1.15 i 1.22 1.24 i n 1 1 4 1 1 1 4 1 I 1 Para analisis preliminares cuando 10s resultados de una prueba in situ no estan disponibles, debera ser usado un valor de CLE = 0.15 para estimar &. ART. 5- DlSPOSlClONES PARA CIMENTACIONES PROFUNDAS REQUlSlTOS GENERALES Se utilizaran cimientos profundos cuando 10s criterios de seguridad para cimentaciones superficiales no puedan ser cumplidos de una manera costo-efectiva. El termino pilote se utiliza de manera generica para significar cualquier elemento estructural capaz de transmitir cargas a estratos mas profundos de manera segura sin importar su metodo constructivo. El ingeniero geotecnico podra recomendar cualquier sistema de cimentacion profunda que se demuestre cumpla con 10s requisitos de seguridad impuestos en esta seccion. 5.1.1 INFORME GEOTECNICO Las fundaciones profundas se diseiiaran sobre la base de un informe geotecnico realizado segun 10s requisitos del Capitulo 2, per0 expandiendo el alcance para incluir 10s siguientes temas: 1. Recomendar 10s tipos de pilotes y presentar estimados de su capacidad axial ultima y de trabajo incluyendo porcentajes estimados de la carga que seran soportados por punta y por friccion en el fuste. 2. Presentar estimados de resistencia a cargas laterales 3. Definir cotas minimas requeridas de la punta de 10s pilotes para las cargas de trabajo recomendadas. 4. Presentar factores de reduccihn de la capacidad individual de pilotes por efecto de accihn de grupos. 5. Estimar 10s asentamientos esperados para pilotes individuales y para grupos de pilotes 6. Describir 10s metodos de instalacihn recomendados 7. En pilotes hincados se especificaran las caracteristicas de hincado esperadas y martillos recomendados. 8. En pilotes hincados se especificara el desarrollo de criterios de hinca a partir de pruebas en campo con pilotes indicadores antes del inicio de la hinca de produccihn. 9. Se especificaran 10s requerimientos de pruebas de cargas de 10s pilotes 5.1.2 CABEZALES DE PILOTES Se construiran 10s cabezales de concreto reforzado. El suelo inmediatamente debajo del cabezal no sera considerado con capacidad para soportar carga vertical. El tope de 10s pilotes sera cortado hasta encontrar material sin daiios y reconstruido para cumplir con la penetracihn requerida dentro del cabezal. El tope de 10s pilotes sera embebido por lo menos 0.15 m dentro del cabezal y el cabezal se extendera en planta por lo menos 0.15 m despues de 10s bordes de 10s pilotes. 5.1.3 ESTABILIDAD. Los pilotes seran arriostrados para proveer estabilidad lateral en todas sus direcciones. Tres o mas pilotes conectados por un cabezal se le consideraran arriostrados si 10s pilotes estin localizados en direccihn radial desde el centro del grupo a no menos de 60". Un grupo de dos pilotes con un cabezal rigido se le considerara arriostrado a lo largo del eje que conecta 10s dos pilotes. EXCEPCION: Se eximira del requisito de arriostramiento a sistemas pilote-suelo capaces de soportar las cargas laterales impuestas por la estructura sin deformaciones horizontales significativas. Los pilotes que soportan muros seran ubicados a1 tresbolillo en dos lineas paralelas cada una localizada a por lo menos 0.30 m del centro de gravedad del peso de la pared, a menos que medidas efectivas Sean tomadas para proveer excentricidad y fuerzas laterales, o 10s pilotes estan adecuadamente arriostrados para brindar estabilidad lateral. 5.1.4 INTEGRIDAD ESTRUCTURAL Los pilotes serin instalados con metodos y en la secuencia adecuados para prevenir distorsion o daiio a 10s pilotes que se instalaran y a 10s que ya han sido instalados. En Pilotes Vaciados In-Situ se requerira la realizacion de pruebas de integridad estructural s e g h ASTM D5882 en una muestra representativa de por lo menos el 25% de 10s pilotes del proyecto. 5.1.5 ESPACIAMIENTO El espaciamiento de centro a centro de 10s pilares o pilotes sera el recomendado en el reporte de suelo. 5.1.6 EMPALMES Los empalmes serin construidos para proporcionar y mantener alineacion y posicion de 10s componentes del pilote durante la instalacion y subsecuentemente deberan de desarrollar suficiente resistencia para transmitir las cargas laterales y verticales y 10s momentos que ocurran en 10s empalmes durante el hincado y las cargas de servicios. Los empalmes que ocurran en 10s 3 m superiores de la parte del pilote bajo la superficie deberan resistir bajo cargas admisibles 10s momentos y cortantes que se generen por una excentricidad de 76 mm de la carga. 5.1.7 CARGAS ADMISIBLES EN PILOTES 5.1.7.1 DETERMINACION DE CARGAS ADMISIBLES La carga axial admisible de 10s pilotes sera estimada por metodos de analisis estaticos o con pruebas de carga, de acuerdo a la buena practica de la ingenieria geotecnica en 10s que se determinara la resistencia ultima de 10s suelos y se aplicara un factor de seguridad segun 10s requisitos de la seccion 3.4. La capacidad geotecnica ultima de un pilote se calculara s e g h (5.1) como la suma de la friccion ultima en el fuste (Qf) y la capacidad ultima de la punta (Q,,). + La carga axial admisible de un pilote sera: TABLA 5.1 FACTORES DE REDUCCIÓN DE CAPACIDAD AXIAL DE PILOTES EN UN GRUPO S/B | ξ 6 | 1 5 | 0.9 4 | 0.8 3 | 0.7 S/B: relación entre el espaciamiento de centro a centro al diámetro de pilotes Cuando el espaciamiento entre centros de pilotes sea menor que 6 diámetros, la capacidad última de los pilotes deberá ser reducida por el factor de interacción ξ de la tabla 5.1. La capacidad última del grupo será la menor de: a) La suma de las capacidades últimas reducidas de los pilotes en el grupo. b) La capacidad última de una pila de dimensiones externas iguales a las del grupo de pilotes. 5.1.7.2 CRITERIOS DE HINCA DE PILOTES. Cuando la instalación de los pilotes sea por hincado deberán desarrollarse criterios de hinca antes del inicio de la hinca de producción. Los criterios de hinca preliminares pueden confeccionarse a partir de la información provista en el estudio geotécnico utilizando el Método de Ecuación de Onda (WEAP) para confirmar la habilidad de hinca del sistema pilote-martillo propuestos, estimar los esfuerzos de hincado y estimar los desplazamientos netos por golpe necesarios para alcanzar la carga última. Los criterios de hinca definitivos deberán desarrollarse a partir de los resultados de pruebas de carga sobre pilotes de prueba según los requisitos de la sección 5.1.7.3. Durante la hinca de pilotes solo se permitirá el uso de extensiones o “seguidores” con la aprobación del ingeniero geotécnico. No se permitirá la introducción de un nuevo amortiguador de martillo o un nuevo material amortiguador en la cabeza del pilote en los momentos finales de la hinca. 5.1.7.3 PRUEBAS DE CARGAS Cuando la carga de trabajo asignada a pilotes sobre la base de análisis estáticos sea mayor que el 30% de la carga estructural admisible de la sección, se requerirá la realización de pruebas de carga estáticas (ASTM D1143) o dinámicas (ASTM D4945) en por lo menos el 3% de 10s pilotes. El numero de pruebas dependera ademis de la variabilidad de 10s suelos en el sitio s e g h el criterio del ingeniero geotecnico. La carga admisible de un pilote de prueba sera la menor entre la mitad de la carga de falla o aquella que produzca un asentamiento net0 no mayor a 19 mm. Para la subsiguiente instalacihn de pilotes de produccihn se podra suponer que 10s pilotes tendrin una carga admisible igual a la del pilote de prueba representativo del sector en cuestihn, siempre y cuando 10s pilotes de produccihn Sean del mismo tipo, hayan sido instalados en suelos comparables y posean las mismas dimensiones y longitudes comparables y hayan sido instalados de igual manera que el pilote de prueba. En pilotes hincados debera utilizarse el mismo martillo utilizado en la hinca del pilote de prueba. 5.1.7.4 CAPACIDAD A LA TRACCION La capacidad a la traccihn de un pilote sera estimada por analisis estatico suponiendo que no se generarin succiones en la punta y contando solo con la friccihn en el fuste. La friccihn en el fuste calculada para cargas de compresihn (Qf compresi6n) debera ser reducida para estimar la friccihn actuante en traccihn (Q tracci6n) como sigue: Se utilizaran 10s factores de seguridad de la seccihn 3.4 para la determinacihn de la carga de trabajo admisible en traccihn. Para aplicaciones en que 10s pilotes seran sometidos a cargas por traccihn sostenidas se realizaran pruebas de cargas estaticas en traccihn s e g h ASTM 3689 o pruebas de carga dinimicas (ASTM D 4945) con interpretacihn de la contribucihn relativa de friccihn en el fuste y en la punta para determinar la resistencia a la traccihn. La carga maxima admisible en traccihn sera la menor de un medio de la carga de falla o la mitad de la carga que produce un movimiento hacia arriba del pilote igual a la extension elistica del pilote mas 3 mm. Para grupos de pilotes sujetos a traccihn, la carga de trabajo admisible por traccihn del grupo sera la menor de: 1. La carga de trabajo individual de un pilote a traccihn multiplicada por el numero de pilotes del grupo. 2. Las dos terceras partes del peso efectivo del grupo de pilotes y el suelo contenido en un bloque definido por el perimetro del grupo de pilotes y la longitud de pilotes. 5.1.7.5 CAPACIDAD ULTIMA REQUERIDA EN COMPRESION Tanto la seccion estructural como 10s suelos deberan desarrollar capacidades de carga ultima de por lo menos el doble de la carga de trabajo de diseiio de 10s pilotes. Se demostrara por analisis que 10s estratos que subyacen la punta de 10s pilotes no influiran para reducir la capacidad ultima a valores menores que el doble de la carga de trabajo. 5.1.7.6 PILOTES DOBLADOS La capacidad soporte de carga de pilotes que se descubran que tengan una curvatura o pequeiia doblez se determinara por un metodo de analisis o por pruebas de cargas a 10s respectivos pilotes. 5.1.7.7 SOBRECARGAS EN PILOTES La sobrecarga maxima en compresion debido a una mala ubicacion de 10s pilotes no debera exceder el 10 por ciento de la carga admisible de diseiio. 5.1.8 SOPORTE LATERAL 5.1.8.1 GENERALES Con la excepcion de suelos sujetos a licuefaccion y turbas, se supondra que todo suelo sera capaz de proveer suficiente soporte lateral a1 pilote para prevenir el pandeo en su zona embebida en el suelo. 5.1.8.2 PILOTES NO RESTRINGIDOS La porcion de 10s pilotes en el aire, a traves de agua o en suelos sujetos a licuefaccion o en turbas, seran diseiiados como columnas de acuerdo con las provisiones de este codigo. Los pilotes en terrenos firmes se considerarin empotrados y lateralmente soportados a 3 diametros por debajo de la superficie del terreno y en materiales blandos a 6 diametros por debajo de la superficie del terreno. 5.1.8.3 CARGA LATERAL ADMISIBLE Donde sea requerida por diseiio, la capacidad de carga lateral de un pilote o grupo de pilotes se determinara por un metodo de analisis aprobado o por pruebas de cargas laterales. La carga admisible no sera mayor que la mitad de la carga de prueba que produce un desplazamiento lateral de 25 mm en la superficie del terreno. Para cargas laterales se deberan aplicar factores de reduccion por efecto de interaccion entre pilotes en el grupo cuando el espaciamiento entre centros de pilotes sea menor que ocho diámetros, según se presenta en la tabla 5.2. Otros factores de reducción podrán ser recomendados por el ingeniero geotécnico basados en mediciones de campo que los sustenten. TABLA 5.2 FACTORES DE REDUCCIÓN DE CAPACIDAD LATERAL DE PILOTES EN UN GRUPO S/B | Fila Frontal | 2da Fila | 3ra & demás Filas 8 | 1 | 1 | 1 6 | 0.95 | 0.8 | 0.6 3 | 0.8 | 0.5 | 0.3 S/B es la relación entre el espaciamiento de centro a centro al diámetro de pilotes. No se permitirán espaciamientos entre centros de pilotes menores que tres veces su diámetro. 5.1.9 SUPERVISIÓN El diseño e instalación de la fundación con pilotes deberá estar bajo la supervisión de un ingeniero geotécnico con experiencia en pilotaje, quien certificará por escrito que la instalación de los pilotes satisface el criterio de diseño. 5.1.10 PILOTES EN ZONAS DE ASENTAMIENTOS Donde los pilotes sean instalados a través de rellenos u otros estratos que se asienten y se apoyen en materiales firmes más profundos, se considerarán las fuerzas por fricción negativa como cargas adicionales al pilote. En pilotes hincados, los criterios de hinca definitivos deberán considerar que la resistencia que estos materiales ofrecen durante la hinca no estará disponible para soportar los pilotes a largo plazo y que estos estratos aplicarán una carga al pilote por fricción negativa. 5.1.11 ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS El asentamiento de pilotes individuales y grupos de pilotes se estimará basado en métodos de análisis. El asentamiento calculado no deberá causar distorsiones dañinas de inestabilidad a la estructura, ni causar esfuerzos que excedan los valores admisibles. 5.1.12 PRE-EXCAVACION EN PILOTES HINCADOS El us0 de chorro de agua, barrenado u otros metodos de pre-excavacihn estarin sujetos a aprobacihn del ingeniero geotecnico. Donde sea permitido, la pre-excavacihn sera realizada de la misma manera que como se ush para instalar 10s pilotes sujetos a pruebas de cargas y en una forma que no daiiara la capacidad portante de 10s pilotes ya instalados ni afectar estructuras adyacentes. La punta del pilote se hincara por debajo de la profundidad de pre- excavacihn hasta alcanzar la resistencia requerida. El ingeniero geotecnico tomara en cuenta la reduccihn en friccihn causada por el proceso de pre-excavacihn. 5.1.13 SECUENCIA DE INSTALACION Los pilotes seran instalados en una secuencia que evite la compactacihn del suelo circundante a1 extremo que otros pilotes no puedan ser instalados correctamente, y previniendo movimientos en el suelo que Sean capaces de daiiar estructuras adyacentes. 5.1.14 EQUIPOS VIBRATORIOS Y OSCILADORES Los equipos vibratorios y osciladores solamente serin utilizados para instalar pilotes donde la capacidad de carga del pilote sera verificada por pruebas de cargas de acuerdo con la seccihn 5.1.7.3. La instalacihn de 10s pilotes de produccihn sera controlada con el consumo de energia, la velocidad de penetracihn u otros medios aprobados que aseguren que la capacidad del pilote sera igual o que excedera la del pilote de prueba representativa. 5.1.15 HABILIDAD DE HINCA DE LA SECCION La seccihn de 10s pilotes hincados debera ser de suficiente tamaiio y resistencia para soportar 10s esfuerzos de hincado sin daiiar el pilote, y poseer la suficiente rigidez para transmitir las fuerzas de hincado requeridas. 5.1.16 PROTECCION PARA LOS MATERIALES DEL PILOTE Deberan protegerse 10s materiales del pilote donde las condiciones del sitio indiquen la existencia de constituyentes en el suelo o en el agua que podrian tener un efecto daiiino sobre 10s materiales de 10s pilotes. La proteccihn debera resistir el proceso de hinca sin perder sus cualidades protectoras. 5.1.17 PLANTA DE LOCALIZACION DE PILOTES Se elaborara un plano de ubicacihn de pilotes y se identificara cada pilote en dicho plano previo a1 inicio de su instalacihn. Todos 10s registros de instalacihn haran referencia a la identificacihn del pilote en dicho plano. 5.1.18 DISENO SISMICO PARA PILOTES 5.1.18.1 ESTRUCTURAS CON CATEGORIA SISMICA DE DISENO C Los cabezales de pilotes deberan ser interconectados con amarres. Los amarres deberan ser capaces de soportar en traccion y compresion la fuerza horizontal Ft definida como: 4 = Q,, [ %] (5.4) + Donde Q,,, es la carga maxima de columna y SDS es la aceleracion espectral de diseiio para periodos cortos. Los cabezales no necesitaran amarres si puede ser demostrado que una restriccion equivalente es alcanzada por vigas de concreto reforzado entre losas de pisos o losas de concreto reforzado sobre el piso o por el confinamiento de roca competente, suelos duros cohesivos, o suelos granulares muy densos. 5.1.18.1.1 CONEXIONES AL CABEZAL DE PILOTES Los pilotes de concreto y tubulares de acero rellenos de concreto deberan ser conectados a1 cabezal empotrando el refuerzo del pilote o barras de traba (dowel) colocadas en campo ancladas dentro del pilote y el cabezal con la longitud de desarrollo de las barras. Se permitiran medidas alternativas para confinar lateralmente y mantener la tenacidad y el comportamiento ductil en el tope del pilote siempre y cuando el diseiio induzca la formacion de la articulacion plastica en la zona confinada. Los zunchos o estribos seran terminados en ganchos de 135” hacia adentro del nucleo de concreto confinado. La relacion de refuerzo transversal minima para confinamiento no debera ser menor a la mitad de la requerida para columnas. Para la resistencia a fuerzas de traccion de tubos de acero huecos, tubos de acero rellenos de concreto o perfiles “H’ deberan proveerse anclajes soldados a1 pilote o conectados con otros dispositivos aprobados y embebidos dentro del cabezal de manera que desarrollen la carga ultima requerida. Los empalmes de pilotes deberan desarrollar la resistencia total del pilote 5.1.18.1.2 DETALLES DE DISENO La distribucihn de momentos, cortante y deflexiones horizontales de 10s pilotes usados para diseiiar la seccihn estructural y las conexiones, deberin ser determinadas considerando la interaccihn no-lineal del pilote y el suelo siguiendo las recomendaciones del ingeniero geotecnico. Si la relacihn de la longitud de penetracihn del pilote a1 diametro, o su ancho minimo, es menor o igual a seis, se supondra que el pilote es rigido. 5.1.18.2 ESTRUCTURAS CON CATEGORIAS SISMICAS DE DISENO D, E 6 F Las estructuras asignadas a una Categoria Sismica de Diseiio D, E o F deberan cumplir 10s requerimientos de la seccihn 5.1.18.1 para las de Categoria C ademas de 10s siguientes requerimientos : Aplicaran 10s requerimientos del ACI 318, Seccihn 21.8.4, cuando no entren en conflict0 con las recomendaciones de las disposiciones para cimientos profundos de este chdigo. El concreto a ser utilizado tendra resistencia a la compresihn uniaxial (f c) no menor a 210 kg/cm2 (20.5 MPa) a 10s 28 dias. 5.1.18.2.1 DETALLES DE DISENO Los pilotes seran diseiiados y construidos para soportar las curvaturas maximas impuestas por 10s movimientos del sismo en adicihn a la respuesta de la estructura. Las curvaturas elasticas maximas (1/R) por estrato impuestas por el terreno debido a las ondas cortantes podran calcularse segun: +Donde V, es la velocidad de propagacihn de ondas transversales y apico es la resultante de aceleracihn horizontal pic0 en el terreno. El incremento de momento flector (M) a1 imponer dicha curvatura maxima se estimara segun; EI M = - R + Donde I es el momento de inercia y E es el modulo elastic0 del pilote . Dicho momento se adicionara a 10s momentos calculados segun la seccihn 5.1.18.1.2. El diseiiador podra justificar mediante analisis no-lineales de interaccihn suelo-pilote el us0 de curvaturas menores por limitaciones en la resistencia de 10s suelos. . En suelos que clasifican como Sitio Clase E o F, se deberin diseiiar y detallar 10s pilotes de acuerdo con 10s requerimientos para marcos especiales de concreto que resisten momentos en 10s 7 diametros por debajo del cabezal y en la interfase de estratos de consistencia blanda y mediana y en 10s estratos sujetos a licuefaccihn. Para pilotes de concreto pretensado aplicaran 10s requerimientos de la seccihn 5.2.3. Las vigas a nivel de terreno se diseiiaran de acuerdo con el ACI 318, Capitulo 21 . 5.1.18.2.2 CONEXION AL CABEZAL DE PILOTE El diseiio del anclaje de pilote a1 cabezal debera considerar el efecto combinado de la resistencia a la traccihn y el empotramiento a1 cabezal. El anclaje debera desarrollar como minimo un 25 por ciento de la capacidad estructural a la traccihn del pilote. Para pilotes que resistan fuerzas de traccihn o que deben proveer restricciones a la rotacihn, el anclaje a1 cabezal debera desarrollar la menor de: a) La resistencia a la traccihn del refuerzo longitudinal en un pilote de concreto o la resistencia a la traccihn de un pilote de acero. b) 1.3 veces la capacidad geotecnica ultima a la traccihn de 10s suelos. 5.1.18.2.3 CAPACIDAD A LA FLEXION Donde 10s elementos de la estructura resistentes a fuerzas laterales son columnas, las vigas riostras o cabezales de pilotes deberin poseer resistencia a la flexion que excedan las de la columna. Los pilotes inclinados deberan ser capaces de resistir las fuerzas de las combinaciones de carga sismicas especiales de la Unidad 1 de este reglamento. 5.2 PILOTES HINCADOS PREFABRICADOS DE CONCRETO 5.2.1 GENEFULIDADES Los materiales, refuerzo y la instalacihn de 10s pilotes prefabricados de concreto deben cumplir con las secciones 5.2.1.1 a