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GACETA OFICIAL DELDISTRITO FEDERAL

rgano del Gobierno del Distrito Federal

DCIMA CUARTA POCA 6 DE OCTUBRE DE 2004 TOMO II No. 103-BIS

NDICE

ADMINISTRACIN PBLICA DEL DISTRITO FEDERAL

JEFATURA DE GOBIERNO

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS SOBRE CRITERIOS Y ACCIONES PARA EL DISEOESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES 2

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEO Y CONSTRUCCIN DECIMENTACIONES 11

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEO POR VIENTO 40 NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA DISEO POR SISMO 55 NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA EL DISEO Y EJECUCIN DE OBRAS E

INSTALACIONES HIDRULICAS 78

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS PARA EL PROYECTO ARQUITECTNICO 234 AVISO 303

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GACETA OFICIAL DEL DISTRITO FEDERAL 6 de octubre de 20042

NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS

SOBRE CRITERIOS Y ACCIONES PARA EL DISEO

ESTRUCTURAL DE LAS EDIFICACIONES

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6 de octubre de 2004 GACETA OFICIAL DEL DISTRITO FEDERAL 3

NDICE

Normas Tcnicas Complementarias sobreCriterios y Acciones para el Diseo Estructural delas Edificaciones...................................................................

NOTACIN.........................................................................

1. CONSIDERACIONES GENERALES......................1.1 Alcance .........................................................................1.2 Unidades.......................................................................

2. ACCIONES DE DISEO...........................................2.1 Tipos de acciones, segn su duracin ........................2.2 Intensidades de diseo ................................................2.3 Combinaciones de acciones.........................................

3. CRITERIOS DE DISEO ESTRUCTURAL...........

3.1 Estados lmite...............................................................3.2 Resistencias de diseo .................................................3.2.1 Definicin...................................................................3.2.2 Determinacin de resistencias de diseo ....................3.3 Condiciones de diseo .................................................

3.4 Factores de carga.......................................................

4. ESTADOS LMITE DE SERVICIO .......................4.1 Desplazamientos ........................................................4.2 Vibraciones ................................................................

4.3 Otros estados lmite...................................................5. ACCIONES PERMANENTES ................................5.1 Cargas muertas..........................................................5.1.1 Definicin y evaluacin............................................5.1.2 Peso muerto de losas de concreto .............................5.2 Empujes estticos de tierras y lquidos....................

6. CARGAS VARIABLES............................................6.1 Cargas vivas...............................................................6.1.1 Definiciones .............................................................6.1.2 Disposiciones generales............................................6.1.3 Cargas vivas transitorias...........................................

6.1.4 Cambios de uso ........................................................6.2 Cambios de temperatura ..........................................6.3 Deformaciones impuestas .........................................6.4 Vibraciones de maquinaria.......................................

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Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el DiseoEstructural de las Edificaciones

NOTACIN

A rea tributaria, m

ct coeficiente de dilatacin trmica

E mdulo de elasticidad, MPa (kg/cm)

FC factor de carga

W carga viva unitaria media, kN/m (kg/m)

Wa carga viva unitaria instantnea, kN/m (kg/m)

Wm carga viva unitaria mxima, kN/m (kg/m)

t incremento de temperatura, grados Kelvin ( C)

relacin de Poisson

1. CONSIDERACIONES GENERALES

1.1 Alcance

Este documento tiene los siguientes objetivos:

a) Definir las acciones que pueden obrar sobre lasconstrucciones, as como sus posibles efectos sobreellas y la forma de tomarlos en cuenta para fines dediseo estructural.

b) Establecer las condiciones de seguridad y de servicio

que debern revisarse al realizar el diseo estructuralde una construccin, as como los criterios deaceptacin relativos a cada una de dichas condiciones,de manera de satisfacer lo estipulado en el artculo 147del Reglamento.

c) Establecer las combinaciones de acciones que debernsuponerse aplicadas simultneamente para revisarcada una de las condiciones de seguridad y servicioestablecidas de acuerdo con lo que se menciona en elinciso anterior.

1.2 Unidades

Slo se especifican las unidades en las ecuaciones nohomogneas, cuyos resultados dependen de las unidades enque se expresen. En cada uno de esos casos, se presenta, en

primer lugar, la ecuacin en trminos de unidades delsistema internacional (SI), y en segundo lugar, entre

parntesis, en trminos de unidades del sistema mtricodecimal usual.

Los valores correspondientes a los dos sistemas no sonexactamente equivalentes, por lo que cada sistema debe

utilizarse con independencia del otro, sin hacer

combinaciones entre los dos.

2. ACCIONES DE DISEO

2.1 Tipos de acciones, segn su duracin

Se considerarn tres categoras de acciones, de acuerdo conla duracin en que obran sobre las estructuras con suintensidad mxima:

a) Las acciones permanentes son las que obran en formacontinua sobre la estructura y cuya intensidad vara

poco con el tiempo. Las principales acciones quepertenecen a esta categora son: la carga muerta; el

empuje esttico de suelos y de lquidos y lasdeformaciones y desplazamientos impuestos a laestructura que varan poco con el tiempo, como losdebidos a presfuerzo o a movimientos diferenciales

permanentes de los apoyos;

b) Las acciones variables son las que obran sobre laestructura con una intensidad que vara significativa-mente con el tiempo. Las principales acciones queentran en esta categora son: la carga viva; los efectosde temperatura; las deformaciones impuestas y loshundimientos diferenciales que tengan una intensidadvariable con el tiempo, y las acciones debidas alfuncionamiento de maquinaria y equipo, incluyendolos efectos dinmicos que pueden presentarse debido avibraciones, impacto o frenado; y

c) Las acciones accidentales son las que no se deben alfuncionamiento normal de la edificacin y que puedenalcanzar intensidades significativas slo durantelapsos breves. Pertenecen a esta categora: las accionesssmicas; los efectos del viento; las cargas de granizo;los efectos de explosiones, incendios y otrosfenmenos que pueden presentarse en casosextraordinarios. Ser necesario tomar precauciones enlas estructuras, en su cimentacin y en los detallesconstructivos, para evitar un comportamiento

catastrfico de la estructura para el caso de queocurran estas acciones.

2.2 Intensidades de diseo

Cuando deba considerarse en el diseo el efecto deacciones cuyas intensidades no estn especificadas en esteReglamento ni en sus Normas Tcnicas Complementarias,estas intensidades debern establecerse siguiendo

procedimientos aprobados por la Administracin y conbase en los criterios generales siguientes:

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a) Para acciones permanentes se tomar en cuenta lavariabilidad de las dimensiones de los elementos, delos pesos volumtricos y de las otras propiedadesrelevantes de los materiales, para determinar un valor

mximo probable de la intensidad. Cuando el efectode la accin permanente sea favorable a la estabilidadde la estructura, se determinar un valor mnimo

probable de la intensidad;

b) Para acciones variables se determinarn lasintensidades siguientes que correspondan a lascombinaciones de acciones para las que deba revisarsela estructura:

1) La intensidad mxima se determinar como elvalor mximo probable durante la vidaesperada de la edificacin. Se emplear paracombinacin con los efectos de acciones

permanentes;2) La intensidad instantnea se determinar como

el valor mximo probable en el lapso en quepueda presentarse una accin accidental, comoel sismo, y se emplear para combinacionesque incluyan acciones accidentales o ms deuna accin variable;

3) La intensidad media se estimar como el valormedio que puede tomar la accin en un lapsode varios aos y se emplear para estimarefectos a largo plazo; y

4) La intensidad mnima se emplear cuando elefecto de la accin sea favorable a laestabilidad de la estructura y se tomar, en

general, igual a cero.

c) Para las acciones accidentales se considerar comointensidad de diseo el valor que corresponde a un

periodo de retorno de cincuenta aos.

Las intensidades supuestas para las acciones noespecificadas debern justificarse en la memoria de clculoy consignarse en los planos estructurales.

2.3 Combinaciones de acciones

La seguridad de una estructura deber verificarse para el

efecto combinado de todas las acciones que tengan unaprobabilidad no despreciable de ocurrir simultneamente,considerndose dos categoras de combinaciones:

a) Para las combinaciones que incluyan accionespermanentes y acciones variables, se considerarntodas las acciones permanentes que acten sobre laestructura y las distintas acciones variables, de lascuales la ms desfavorable se tomar con su intensidadmxima y el resto con su intensidad instantnea, o

bien todas ellas con su intensidad media cuando setrate de evaluar efectos a largo plazo.

Para la combinacin de carga muerta ms carga viva,se emplear la intensidad mxima de la carga viva dela seccin 6.1, considerndola uniformemente

repartida sobre toda el rea. Cuando se tomen encuenta distribuciones de la carga viva msdesfavorables que la uniformemente repartida, deberntomarse los valores de la intensidad instantneaespecificada en la mencionada seccin; y

b) Para las combinaciones que incluyan accionespermanentes, variables y accidentales, se considerarntodas las acciones permanentes, las acciones variablescon sus valores instantneos y nicamente una accinaccidental en cada combinacin.

En ambos tipos de combinacin los efectos de todas las

acciones debern multiplicarse por los factores de cargaapropiados de acuerdo con la seccin 3.4.

c) Los criterios de diseo para cargas de viento y sismo,as como para el de cimentaciones, se presentan en lasnormas tcnicas correspondientes. Se aplicarn losfactores de carga que se presentan en la seccin 3.4.

3. CRITERIOS DE DISEO ESTRUCTURAL

3.1 Estados lmite

Para fines de aplicacin de estas Normas, se alcanza un

estado lmite de comportamiento en una construccincuando se presenta una combinacin de fuerzas,desplazamientos, niveles de fatiga, o varios de ellos, quedetermina el inicio o la ocurrencia de un modo decomportamiento inaceptable de dicha construccin. Deacuerdo con los artculos 148 y 149 del Reglamento, talesestados lmite se clasifican en dos grupos: estados lmite defalla y estados lmite de servicio. Los primeros se refierena modos de comportamiento que ponen en peligro laestabilidad de la construccin o de una parte de ella, o sucapacidad para resistir nuevas aplicaciones de carga. Lossegundos incluyen la ocurrencia de daos econmicos o la

presentacin de condiciones que impiden el desarrollo

adecuado de las funciones para las que se haya proyectadola construccin.

3.2 Resistencias de diseo

3.2.1 Definicin

Se entender por resistencia la magnitud de una accin, ode una combinacin de acciones, que provocara laaparicin de un estado lmite de falla de la estructura ocualesquiera de sus componentes.

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6 GACETA OFICIAL DEL DISTRITO FEDERAL 6 de octubre de 2004

En general, la resistencia se expresar en trminos de lafuerza interna, o combinacin de fuerzas internas, quecorresponden a la capacidad mxima de las seccionescrticas de la estructura. Se entender por fuerzas internas

las fuerzas axiales y cortantes y los momentos de flexin ytorsin que actan en una seccin de la estructura.

3.2.2 Determinacin de resistencias de diseo

La determinacin de la resistencia podr llevarse a cabopor medio de ensayes diseados para simular, en modelosfsicos de la estructura o de porciones de ella, el efecto delas combinaciones de acciones que deban considerarse deacuerdo con las secciones 3.3 y 3.4.

Cuando se trate de estructuras o elementos estructuralesque se produzcan en forma industrializada, los ensayes seharn sobre muestras de la produccin o de prototipos. Enotros casos, los ensayes podrn efectuarse sobre modelosde la estructura en cuestin.

La seleccin de las partes de la estructura que se ensayen ydel sistema de carga que se aplique deber hacerse demanera que se obtengan las condiciones ms desfavorablesque puedan presentarse en la prctica, tomando en cuentala interaccin con otros elementos estructurales.

Con base en los resultados de los ensayes, se deducir unaresistencia de diseo, tomando en cuenta las posiblesdiferencias entre las propiedades mecnicas y geomtricasmedidas en los especmenes ensayados y las que puedan

esperarse en las estructuras reales.

El tipo de ensaye, el nmero de especmenes y el criteriopara la determinacin de la resistencia de diseo se fijarcon base en criterios probabilsticos y debern seraprobados por la Administracin, la cual podr exigir unacomprobacin de la resistencia de la estructura medianteuna prueba de carga de acuerdo con el Captulo XII delTtulo Sexto del Reglamento.

3.3 Condiciones de diseo

Se revisar que para las distintas combinaciones de

acciones especificadas en la seccin 2.3 y para cualquierestado lmite de falla posible, la resistencia de diseo seamayor o igual al efecto de las acciones que intervengan enla combinacin de cargas en estudio, multiplicado por losfactores de carga correspondientes, segn lo especificadoen la seccin 3.4.

Tambin se revisar que no se rebase ningn estado lmitede servicio bajo el efecto de las posibles combinaciones deacciones, sin multiplicar por factores de carga.

3.4 Factores de carga

Para determinar el factor de carga, FC, se aplicarn lasreglas siguientes:

a) Para combinaciones de acciones clasificadas en elinciso 2.3.a, se aplicar un factor de carga de 1.4.

Cuando se trate de edificaciones del Grupo A, el factorde carga para este tipo de combinacin se tomar iguala 1.5;

b) Para combinaciones de acciones clasificadas en elinciso 2.3.b, se tomar un factor de carga de 1.1aplicado a los efectos de todas las acciones queintervengan en la combinacin;

c) Para acciones o fuerzas internas cuyo efecto seafavorable a la resistencia o estabilidad de la estructura,el factor de carga se tomar igual a 0.9; adems, setomar como intensidad de la accin el valor mnimo

probable de acuerdo con la seccin 2.2; y

d) Para revisin de estados lmite de servicio se tomaren todos los casos un factor de carga unitario.

4. ESTADOS LMITE DE SERVICIO

4.1 Desplazamientos

En las edificaciones comunes sujetas a accionespermanentes o variables, la revisin del estado lmite dedesplazamientos se cumplir si se verifica que no exceden

los valores siguientes:

a) Un desplazamiento vertical en el centro de trabes en elque se incluyen efectos a largo plazo, igual al claroentre 240 ms 5 mm; adems, en miembros en loscuales sus desplazamientos afecten a elementos noestructurales, como muros de mampostera, que nosean capaces de soportar desplazamientos apreciables,se considerar como estado lmite a un desplazamientovertical, medido despus de colocar los elementos noestructurales, igual al claro de la trabe entre 480ms3 mm. Para elementos en voladizo los lmitesanteriores se duplicarn.

b) Un desplazamiento horizontal relativo entre dosniveles sucesivos de la estructura, igual a la altura delentrepiso dividido entre 500, para edificaciones en lascuales se hayan unido los elementos no estructuralescapaces de sufrir daos bajo pequeosdesplazamientos; en otros casos, el lmite ser igual ala altura del entrepiso dividido entre 250. Para diseossmico o por viento se observar lo dispuesto en las

Normas correspondientes.

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4.2 Vibraciones

Las amplitudes tolerables de los desplazamientos debidos avibraciones no podrn exceder los valores establecidos enla seccin 4.1. Adems, debern imponerse lmites a las

amplitudes mximas de lasvibraciones, de acuerdo con sufrecuencia, de manera de evitar condiciones que afectenseriamente la comodidad de los ocupantes o que puedancausar daos a equipo sensible a las excitaciones citadas.

4.3 Otros estados lmite

Adems de lo estipulado en las secciones 4.1 y 4.2, seobservar lo que dispongan las Normas TcnicasComplementarias relativas a los distintos tipos deestructuras y a los estados lmite de servicio de lacimentacin.

5. ACCIONES PERMANENTES

5.1 Cargas muertas

5.1.1 Definicin y evaluacin

Se considerarn como cargas muertas los pesos de todoslos elementos constructivos, de los acabados y de todos loselementos que ocupan una posicin permanente y tienenun peso que no cambia sustancialmente con el tiempo.

Para la evaluacin de las cargas muertas se emplearn lasdimensiones especificadas de los elementos constructivosy los pesos unitarios de los materiales. Para estos ltimosse utilizarn valores mnimos probables cuando sea msdesfavorable para la estabilidad de la estructura consideraruna carga muerta menor, como en el caso de volteo,flotacin, lastre y succin producida por viento. En otroscasos se emplearn valores mximos probables.

5.1.2 Peso muerto de losas de concreto

El peso muerto calculado de losas de concreto de pesonormal coladas en el lugar se incrementar en 0.2kN/m(20 kg/m). Cuando sobre una losa colada en el lugar o

precolada, se coloque una capa de mortero de peso normal,el peso calculado de esta capa se incrementar tambin en0.2kN/m (20kg/m)de manera que el incremento totalser de 0.4 kN/m (40 kg/m). Tratndose de losas ymorteros que posean pesos volumtricos diferentes delnormal, estos valores se modificarn en proporcin a los

pesos volumtricos.

Estos aumentos no se aplicarn cuando el efecto de lacarga muerta sea favorable a la estabilidad de la estructura.

5.2 Empujes estticos de tierras y lquidos

Las fuerzas debidas al empuje esttico de suelos sedeterminarn de acuerdo con lo establecido en las NormasTcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de

Cimentaciones.Para valuar el empuje de un lquido sobre la superficie decontacto con el recipiente que lo contiene se supondr quela presin normal por unidad de rea sobre un puntocualquiera de dicha superficie es igual al producto de la

profundidad de dicho punto con respecto a la superficielibre del lquido por su peso volumtrico.

6. CARGAS VARIABLES

6.1 Cargas vivas

6.1.1 Definiciones

Se considerarn cargas vivas las fuerzas que se producenpor el uso y ocupacin de las edificaciones y que no tienencarcter permanente. A menos que se justifiquenracionalmente otros valores, estas cargas se tomarniguales a las especificadas en la seccin 6.1.2.

Las cargas especificadas no incluyen el peso de murosdivisorios de mampostera o de otros materiales, ni el demuebles, equipos u objetos de peso fuera de lo comn,como cajas fuertes de gran tamao, archivos importantes,libreros pesados o cortinajes en salas de espectculos.

Cuando se prevean tales cargas debern cuantificarse ytomarse en cuenta en el diseo en forma independiente dela carga viva especificada. Los valores adoptados debern

justificarse en la memoria de clculo e indicarse en losplanos estructurales.

6.1.2 Disposiciones generales

Para la aplicacin de las cargas vivas unitarias se debertomar en consideracin las siguientes disposiciones:

a) La carga viva mxima Wm se deber emplear paradiseo estructural por fuerzas gravitacionales y paracalcular asentamientos inmediatos en suelos, as como

para el diseo estructural de los cimientos ante cargasgravitacionales;

b) La carga instantnea Wa se deber usar para diseossmico y por viento y cuando se revisendistribuciones de carga ms desfavorables que launiformemente repartida sobre toda el rea;

c) La carga media Wse deber emplear en el clculo deasentamientos diferidos y para el clculo de flechasdiferidas; y

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d) Cuando el efecto de la carga viva sea favorable para laestabilidad de la estructura, como en el caso de

problemas de flotacin, volteo y de succin por viento,su intensidad se considerar nula sobre toda el rea, amenos que pueda justificarse otro valor acorde con la

definicin de la seccin 2.2.

Las cargas uniformes de la tabla 6.1 se considerarndistribuidas sobre el rea tributaria de cada elemento.

6.1.3 Cargas vivas transitorias

Durante el proceso de edificacin debern considerarse lascargas vivas transitorias que puedan producirse. stasincluirn el peso de los materiales que se almacenentemporalmente, el de los vehculos y equipo, el de coladode plantas superiores que se apoyen en la planta que seanaliza y del personal necesario, no siendo este ltimo

peso menor de 1.5 kN/m (150 kg/m). Se considerar,adems, una concentracin de 1.5kN (150kg)en el lugarms desfavorable.

6.1.4 Cambios de uso

El propietario o poseedor ser responsable de los perjuiciosque ocasione el cambio de uso de una edificacin, cuando

produzca cargas muertas o vivas mayores o con unadistribucin ms desfavorable que las del diseo aprobado.

6.2 Cambios de temperatura

En los casos en que uno o ms componentes o grupos deellos en una construccin estn sujetos a variaciones detemperatura que puedan introducir esfuerzos significativosen los miembros de la estructura, estos esfuerzos debernconsiderarse al revisar las condiciones de seguridad antelos estados lmite de falla y de servicio de la misma, encombinacin con los debidos a los efectos de las acciones

permanentes.

Los esfuerzos debidos a variaciones de temperatura secalcularn como la superposicin de dos estados deesfuerzo:

a) Un estado inicial, el que se obtendr suponiendo los

esfuerzos internos que resultan de considerarimpedidos los desplazamientos asociados a todos losgrados de libertad del sistema. En un miembroestructural tipo barra, es decir, que tenga dosdimensiones pequeas en comparacin con sulongitud, este estado inicial consistir en un esfuerzoaxial igual al producto

E ct t

donde Ees el mdulo de elasticidad del material, ctessu coeficiente de dilatacin trmica y t el valor delincremento de temperatura. Este esfuerzo ser decompresin si la variacin de temperatura es positiva,y de tensin en caso contrario. En un miembro

estructural tipo placa, caracterizado por una dimensinpequea en comparacin con las otras dos, el estadoinicial de esfuerzos corresponder a un estado deesfuerzo plano isotrpico, caracterizado por unamagnitud idntica en cualquier direccin contenida enel plano medio del elemento considerado. Dichamagnitud es igual a

E ct t /(E+ )

donde es la relacin de Poisson del material y lasdems variables se definieron antes. Estos esfuerzosson de compresin si se trata de un incremento detemperatura y de tensin en caso contrario.

b) Una configuracin correctiva, que resulte de suponerque sobre la estructura acta un conjunto de fuerzasiguales en magnitud a las que se requiere aplicarexternamente a la misma para impedir losdesplazamientos debidos a los esfuerzos internos delestado inicial, pero con signo contrario.

6.3 Deformaciones impuestas

Los efectos de las deformaciones impuestas sobre unaestructura, tales como las causadas por asentamientosdiferenciales de los apoyos o alguna accin similar, se

obtendrn mediante un anlisis estructural que permitadeterminar los estados de esfuerzos y deformaciones quese generan en los miembros de dicha estructura cuando seaplican sobre sus apoyos las fuerzas necesarias paramantener las deformaciones impuestas, mientras los demsgrados de libertad del sistema pueden desplazarselibremente. Para fines de realizar este anlisis, el mdulode elasticidad de cualquier miembro de la estructura podrtomarse igual al que corresponde a cargas de largaduracin. Los efectos de esta accin debern combinarsecon los de las acciones permanentes, variables yaccidentales establecidas en otras secciones de estas

Normas.

6.4 Vibraciones de maquinaria

En el diseo de toda estructura que pueda verse sujeta aefectos significativos por la accin de vibracin demaquinaria, sea que esta se encuentre directamenteapoyada sobre la primera, o que pueda actuar sobre ella atravs de su cimentacin, se determinarn los esfuerzos ydeformaciones causados por dichas vibraciones empleandolos principios de la dinmica estructural. Las amplitudes

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tolerables de tales respuestas no podrn tomarse mayoresque las establecidas en la seccin 4.2.

Tabla 6.1 Cargas vivas unitarias, kN/m (kg/m)

Destino de piso o cubierta W Wa WmObservacio-

nes

a) Habitacin (casahabitacin, departa-mentos, viviendas,dormitorios, cuartos dehotel, internados deescuelas, cuarteles,crceles,correccionales,hospitales y similares)

0.7(70)

0.9(90)

1.7(170)

1

b) Oficinas, despachos ylaboratorios

1.0(100)

1.8(180)

2.5(250)

2

c) Aulas 1.0(100)

1.8(180)

2.5(250)

d) Comunicacin parapeatones (pasillos,escaleras, rampas,vestbulos y pasajes deacceso libre al pblico)

0.4(40)

1.5(150)

3.5(350)

3 y 4

e) Estadios y lugares dereunin sin asientosindividuales

0.4(40)

3.5(350)

4.5(450)

5

f) Otros lugares dereunin (bibliotecas,

templos, cines, teatros,gimnasios, salones debaile, restaurantes,salasde juego y similares)

0.4(40)

2.5(250)

3.5(350)

5

g) Comercios, fbricas ybodegas

0.8Wm 0.9Wm Wm 6

h) Azoteas con pendienteno mayor de 5 %

0.15(15)

0.7(70)

1.0(100)

4 y 7

i) Azoteas con pendientemayor de 5 %; otrascubiertas, cualquier

pendiente.

0.05(5)

0.2(20)

0.4(40)

4, 7, 8y 9

j) Volados en va pblica(marquesinas, balconesy similares)

0.15(15)

0.7(70)

3(300)

k) Garajes yestacionamientos(exclusivamente paraautomviles)

0.4(40)

1.0(100)

2.5(250)

10

1Para elementos con rea tributaria mayor de 36m, Wmpodr reducirse, tomando su valor en kN/m igual a

A

2.40.1 +

+

A

420100 ; en kg/m

donde A es el rea tributaria en m. Cuando sea msdesfavorable se considerar en lugar de Wm , una carga de5 kN (500kg)aplicada sobre un rea de 500500mm enla posicin ms crtica.

Para sistemas de piso ligeros con cubiertarigidizante, se considerar en lugar de Wm , cuando seams desfavorable, una carga concentrada de 2.5kN (250kg)para el diseo de los elementos de soporte y de 1kN(100 kg) para el diseo de la cubierta, en ambos casosubicadas en la posicin ms desfavorable.

Se considerarn sistemas de piso ligero aqullos

formados por tres o ms miembros aproximadamenteparalelos y separados entre s no ms de 800mm y unidoscon una cubierta de madera contrachapada, de duelas demadera bien clavadas u otro material que proporcione unarigidez equivalente.2Para elementos con rea tributaria mayor de 36m, Wm

podr reducirse, tomando su valor en kN/m igual a

A

5.81.1 +

+A

850110 ; en kg/m

donde A es el rea tributaria en m. Cuando sea msdesfavorable se considerar en lugar de Wm , una carga de10kN (1000kg)aplicada sobre un rea de 500500 mmen la posicin ms crtica.

Para sistemas de piso ligero con cubiertarigidizante, definidos como en la nota 1, se considerar enlugar de Wm , cuando sea ms desfavorable, una cargaconcentrada de 5 kN (500 kg) para el diseo de loselementos de soporte y de 1.5 kN (150kg)para el diseode la cubierta, ubicadas en la posicin ms desfavorable.3 En reas de comunicacin de casas de habitacin y

edificios de departamentos se considerar la misma cargaviva que en el inciso (a) de la tabla 6.1.4Para el diseo de los pretiles y barandales en escaleras,

rampas, pasillos y balcones, se deber fijar una carga pormetro lineal no menor de 1kN/m (100kg/m)actuando alnivel de pasamanos y en la direccin ms desfavorable.5En estos casos deber prestarse particular atencin a la

revisin de los estados lmite de servicio relativos avibraciones.

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6 Atendiendo al destino del piso se determinar con loscriterios de la seccin 2.2 la carga unitaria, Wm , que noser inferior a 3.5 kN/m2 (350 kg /m) y deberespecificarse en los planos estructurales y en placascolocadas en lugares fcilmente visibles de la edificacin.7Las cargas vivas especificadas para cubiertas y azoteasno incluyen las cargas producidas por tinacos y anuncios,ni las que se deben a equipos u objetos pesados que puedanapoyarse en o colgarse del techo. Estas cargas deben

preverse por separado y especificarse en los planosestructurales.

Adicionalmente, los elementos de las cubiertas yazoteas debern revisarse con una carga concentrada de 1kN (100kg)en la posicin ms crtica.8Adems, en el fondo de los valles de techos inclinados seconsiderar una carga debida al granizo de 0.3kN (30kg)

por cada metro cuadrado de proyeccin horizontal del

techo que desage hacia el valle. Esta carga se considerarcomo una accin accidental para fines de revisin de laseguridad y se le aplicarn los factores de cargacorrespondientes segn la seccin 3.4.

9Para tomar en cuenta el efecto de granizo, Wm se tomarigual a 1.0 kN/m (100 kg/m) y se tratar como una cargaaccidental para fines de calcular los factores de carga deacuerdo con lo establecido en la seccin 3.4. Esta carga noes aditiva a la que se menciona en el inciso (i) de la tabla6.1 y en la nota 8.

10Ms una concentracin de 15kN (1500kg), en el lugar

ms desfavorable del miembro estructural de que se trate.

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NORMAS TCNICAS COMPLEMENTARIAS

PARA DISEO Y CONSTRUCCIN DE

CIMENTACIONES

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NDICE

Normas Tcnicas Complementarias para Diseo yConstruccin de Cimentaciones .........................................

NOTACIN.........................................................................

1. CONSIDERACIONES GENERALES......................1.1 Alcance .........................................................................1.2 Unidades.......................................................................

2. INVESTIGACIN DEL SUBSUELO.......................2.1 Investigacin de las colindancias................................2.2 Reconocimiento del sitio .............................................2.3 Exploraciones...............................................................2.4 Determinacin de las propiedades en el

laboratorio ...................................................................

2.5 Investigacin del hundimiento regional.....................3. VERIFICACIN DE LA SEGURIDAD DE

LAS CIMENTACIONES ...........................................3.1 Acciones de diseo.......................................................3.2 Factores de carga y de resistencia..............................3.3 Cimentaciones someras (zapatas y losas) ..................3.3.1 Estados lmite de falla ................................................3.3.2 Estados lmite de servicio...........................................3.4 Cimentaciones compensadas ......................................3.4.1 Estados lmite de falla ................................................3.4.2 Estados lmite de servicio...........................................3.4.3 Presiones sobre muros exteriores de la

subestructura...............................................................3.5 Cimentaciones con pilotes de friccin........................3.5.1 Estados lmite de falla ................................................3.5.2 Estados lmite de servicio...........................................3.6 Cimentaciones con pilotes de punta o pilas...............3.6.1 Estadoslmite de falla ................................................

3.6.1.1 Capacidad por punta .............................................3.6.1.2 Capacidad por friccin lateral sobre el

fuste de pilotes de punta o pilas. ...........................3.6.2 Estados lmite de servicio...........................................3.7 Pruebas de carga en pilotes ........................................3.8 Cimentaciones especiales ............................................

4. DISEO ESTRUCTURAL DE LA

CIMENTACIN.........................................................

5. ANLISIS Y DISEO DEEXCAVACIONES ....................................................

5.1 Estados lmite de falla ...............................................5.1.1 Taludes .....................................................................

5.1.2 Falla por subpresin en estratos permeables ............5.1.3 Estabilidad de excavaciones ademadas ....................5.1.4 Estabilidad de estructuras vecinas ............................5.2 Estados lmite de servicio..........................................5.2.1 Expansiones instantneas y diferidas por

descarga....................................................................5.2.2 Asentamiento del terreno natural adyacente a

las excavaciones .......................................................

6. MUROS DE CONTENCIN ...................................6.l Estados lmite de falla ...............................................6.1.1 Restricciones del movimiento del muro ...................6.1.2 Tipo de relleno..........................................................6.1.3 Compactacin del relleno.........................................6.1.4 Base del muro...........................................................6.2 Estados lmite de servicio..........................................

7. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO ................7.1 Procedimiento constructivo de cimentaciones ........7.1.1 Cimentaciones someras ............................................7.1.2 Cimentaciones con pilotes o pilas ............................

7.1.2.1 Pilas o pilotes colados en el lugar .......................7.1.2.2 Pilotes hincados a percusin ...............................7.1.2.3 Pruebas de carga en pilotes o pilas......................

7.2 Excavaciones..............................................................7.2.1 Consideraciones generales........................................7.2.2. Control del flujo de agua..........................................7.2.3 Tablaestacas y muros colados en el lugar.................7.2.4 Secuencia de excavacin ..........................................7.2.5 Proteccin de taludes permanentes...........................

8. OBSERVACIN DELCOMPORTAMIENTO DE LACIMENTACIN .......................................................

9. CIMENTACIONES ABANDONADAS ..................

10. CIMENTACIONES SOBRE RELLENOSCONTROLADOS......................................................

11. RECIMENTACIONES.............................................

12. MEMORIA DE DISEO .........................................

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Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin de Cimentaciones

NOTACIN

A rea del cimiento

A rea efectiva del cimiento

AL rea lateral de un pilote

Ap rea transversal de la base de la pila o del pilote

B ancho de la cimentacin o dimetro equivalente de labase de los pilotes de punta o pilas

B ancho efectivo de la cimentacin

Cf capacidad de carga por adherencia lateral de un pilotede friccin

Cp capacidad de carga de un pilote de punta o pilacu cohesin aparente determinada en ensaye triaxial noconsolidado nodrenado, (UU)

D dimetro del pilote

Df profundidad de desplante

Dr compacidad relativa

E mdulo de elasticidad del pilote

e distancia a partir del eje longitudinal del cimiento enla que acta una resultante excntrica

eo relacin de vacos inicial

FC factor de cargaFR factor de resistencia, especificado en la seccin 3.2

Fre factor que toma en cuenta el efecto de escala paracorregir la capacidad por punta de pilotes o pilas dems de 50 cm de dimetro

G mdulo de rigidez al cortante del suelo

f adherencia lateral media pilotesuelo

H espesor de un estrato de suelo

hc altura de la construccin

hi espesor de una capa impermeable

hw altura piezomtrica en el lecho inferior de una capaimpermeable

I momento de inercia del pilote

K coeficiente de reaccin horizontal del suelo

L longitud del pilote

L longitud efectiva de la cimentacin

Le longitud del pilote o pila empotrada en el estratoresistente

N nmero entero determinado por tanteo que genere elmenor valor de Pc

Nc coeficiente de capacidad de carga, dado porNc =5.14(1+0.25Df/B+0.25B/L)

Nc*coeficiente de capacidad de carga, cuyo valordepende de u

Nmx ,Nmn coeficientes para el clculo deNq*

Nq coeficiente de capacidad de carga, dado porNq=e

tan tan (45+/2)Nq*coeficiente de capacidad de carga, cuyo valor

depende de y de la relacin Le / B

N coeficiente de capacidad de carga, dado porN = 2 ( Nq+1)tan n exponente igual a 1 para suelo suelto, 2 para suelo

medianamente denso y 3para suelo denso

P permetro de la construccin

Pc fuerza crtica para revisin por pandeo de pilotes depequeo dimetro

pv presin vertical total a la profundidad de desplantepor peso propio del suelo

vp presin vertical efectiva a la profundidad de desplante

R capacidad de carga de pilotes de friccin o de gruposde pilotes de este tipoVs velocidad de propagacin de onda de corte

w peso unitario medio de la estructura

Z profundidad del nivel fretico bajo el nivel dedesplante de la cimentacin

z profundidad a la que se realiza el clculo de e

coeficiente para el clculo de

peso volumtrico del suelo

peso volumtrico sumergido del suelo

m peso volumtrico total del suelo

w peso volumtrico del agua

e variacin de 1a relacin de vacos bajo el incrementode esfuerzo vertical efectivo p inducido a la

profundidad zpor la carga superficial

H asentamiento de un estrato de espesor H

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p incrementos de presin vertical inducidos por la cargasuperficial

z espesores de subestratos elementales dentro de loscuales los esfuerzos verticales pueden considerarseuniformes

inclinacin de la resultante de las acciones respecto ala vertical

porcentaje de amortiguamiento con respecto al crtico

QFC suma de las acciones verticales a tomar en cuentaen la combinacin considerada en el nivel dedesplante, afectadas por sus respectivos factores decarga

qFC suma de las sobrecargas superficiales afectadaspor sus respectivos factores de carga

ngulo de friccin interna del material

u ngulo de friccin aparente* ngulo con la horizontal de la envolvente de los

crculos de Mohr a la falla en la prueba de resistenciaque se considere ms representativa delcomportamiento del suelo en las condiciones detrabajo

1. CONSIDERACIONES GENERALES

1.1 Alcance

Las presentes Normas no son un manual de diseo y por

tanto no son exhaustivas. Slo tienen por objeto fijarcriterios y mtodos de diseo y construccin decimentaciones que permitan cumplir los requisitosmnimos definidos en el Captulo VIII del Ttulo Sexto delReglamento. Los aspectos no cubiertos por ellas quedan acriterio del Director Responsable de Obra y, en su caso, delCorresponsable en Seguridad Estructural y sern de suresponsabilidad. El uso de criterios o mtodos diferentes delos que aqu se presentan tambin puede ser aceptable,

pero requerir la aprobacin expresa de la Administracin.

1.2 Unidades

En los estudios para el diseo de cimentaciones, se usarun sistema de unidades coherente, de preferencia elSistema Internacional (SI). Sin embargo, en este ltimocaso, respetando la prctica comn en mecnica de suelosen Mxico, ser aceptable usar como unidad de fuerza latonelada mtrica, que se considerar equivalente a 10kN.

2. INVESTIGACIN DEL SUBSUELO

2.1 Investigacin de las colindancias

Debern investigarse el tipo y las condiciones decimentacin de las construcciones colindantes en materiade estabilidad, hundimientos, emersiones, agrietamientosdel suelo y desplomes, y tomarse en cuenta en el diseo yconstruccin de la cimentacin en proyecto.

Asimismo, se investigarn la localizacin y lascaractersticas de las obras subterrneas cercanas,existentes o proyectadas, pertenecientes a la red detransporte colectivo, de drenaje y de otros servicios

pblicos, con objeto de verificar que la construccin nocause daos a tales instalaciones ni sea afectada por ellas.

2.2 Reconocimiento del sitio

Como lo define el artculo 170 del Captulo VIII del TtuloSexto del Reglamento, para fines de las presentes Normas,el Distrito Federal se divide en tres zonas con lassiguientes caractersticas generales:

a) Zona I. Lomas, formadas por rocas o suelosgeneralmente firmes que fueron depositados fuera delambiente lacustre, pero en los que pueden existir,superficialmente o intercalados, depsitos arenosos enestado suelto o cohesivos relativamente blandos. Enesta zona, es frecuente la presencia de oquedades enrocas, de cavernas y tneles excavados en suelos paraexplotar minas de arena y de rellenos no controlados;

b) Zona II. Transicin, en la que los depsitos profundosse encuentran a 20m de profundidad, o menos, y queest constituida predominantemente por estratosarenosos y limo arenosos intercalados con capas dearcilla lacustre; el espesor de stas es variable entredecenas de centmetros y pocos metros; y

c) Zona III. Lacustre, integrada por potentes depsitos dearcilla altamente compresibles, separados por capasarenosas con contenido diverso de limo o arcilla. Estascapas arenosas son generalmente medianamentecompactas a muy compactas y de espesor variable decentmetros a varios metros. Los depsitos lacustressuelen estar cubiertos superficialmente por suelos

aluviales, materiales desecados y rellenos artificiales;el espesor de este conjunto puede ser superior a 50m.

En la fig. 2.1 se muestran las porciones del Distrito Federalcuyo subsuelo se conoce aproximadamente en cuanto a lazonificacin anterior.

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Esta figura solamente podr usarse para definir la zona a laque pertenece un predio dado en el caso de las construccionesligeras o medianas de poca extensin y con excavacionessomeras definidas en el inciso a) de la tabla 2.1. En este caso,los predios ubicados cerca de las fronteras entre dos de laszonas se supondrn ubicados en la ms desfavorable. Encualquier otro caso, la zona se definir a partir deexploraciones directas del subsuelo.

La investigacin del subsuelo del sitio mediante exploracinde campo y pruebas de laboratorio se apoyar en elconocimiento geolgico general y local que se tenga de lazona de inters y deber ser suficiente para definir de maneraconfiable los parmetros de diseo de la cimentacin y lavariacin de los mismos en el predio. Adems, deber

permitir obtener informacin suficiente sobre los aspectossiguientes:

1) En la zona I se averiguar si existen en ubicaciones deinters materiales sueltos superficiales, grietas,oquedades naturales o galeras de minas y, en casoafirmativo, se obtendr la informacin requerida para suapropiado tratamiento.

En la porcin de la zona I no cubierta por derramesbaslticos, los estudios se iniciarn con unreconocimiento detallado del lugar donde se localice el

predio, as como de las barrancas, caadas o cortescercanos al mismo, para investigar la existencia de bocasde antiguas minas o de capas de arena, grava y materiales

pumticos que hubieran podido ser objeto de explotacinsubterrnea en el pasado. El reconocimiento debercomplementarse con los datos que proporcionenhabitantes del lugar y la observacin del comportamientodel terreno y de las construcciones existentes as como elanlisis de fotografas areas antiguas. Se determinar siel predio fue usado en el pasado como depsito dedesechos o fue nivelado con rellenos colocados sincompactacin. Se prestar asimismo atencin a la

posibilidad de que el suelo natural est constituido pordepsitos de arena en estado suelto o por materiales finoscuya estructura sea inestable en presencia de agua o bajocarga. En los suelos firmes se buscarn evidencias degrietas limpias o rellenas con material de baja resistencia,que pudieran dar lugar a inestabilidad del suelo de

cimentacin, principalmente, en laderas abruptas. Seprestar tambin atencin a la posibilidad de erosindiferencial en taludes o cortes, debida a variaciones delgrado de cementacin de los materiales que losconstituyen. En las zonas de derrames baslticos, ademsde localizar los materiales volcnicos sueltos y las grietassuperficiales que suelen estar asociados a estasformaciones, se buscarn evidencias de oquedadessubterrneas dentro de la lava que pudieran afectar laestabilidad de las cimentaciones. Se tomar en cuentaque, en ciertas reas del Distrito Federal, los derrames

baslticos yacen sobre materiales arcillosos compresibles.

2) En las zonas II y III, se averiguar la historia de carga delpredio y la existencia de cimentaciones antiguas, restosarqueolgicos, rellenos superficiales antiguos o recientes,variaciones fuertes de estratigrafa, suelos inestables ocolapsables, o cualquier otro factor que pueda originarasentamientos diferenciales de importancia, de modo quetodo ello pueda tomarse en cuenta en el diseo.Asimismo, en estas zonas se deber investigar laexistencia de grietas en el terreno, principalmente en lasreas de transicin abrupta entre las zonas I y III que se

pueden apreciar en el mapa de la fig. 2.1.

En la zona II, la exploracin del subsuelo se planeartomando en cuenta que suele haber irregularidades en elcontacto entre las diversas formaciones as como mantosde agua colgada y variaciones importantes en el espesorde los suelos compresibles.

2.3 Exploraciones

Las investigaciones mnimas del subsuelo a realizar sern lasque se indican en la tabla 2.1. No obstante, la observancia delnmero y tipo de investigaciones indicados en esta tabla noliberar al Director Responsable de la Obra de la obligacinde realizar todos los estudios adicionales necesarios paradefinir adecuadamente las condiciones del subsuelo. Lasinvestigaciones requeridas en el caso de problemas especiales,y especialmente en terrenos afectados por irregularidades,sern generalmente muy superiores a las indicadas en la tabla2.1.

Para la aplicacin de la tabla 2.1, se tomar en cuenta losiguiente:

a) Se entender por peso unitario medio de una estructura,w, la suma de la carga muerta y de la carga viva conintensidad media al nivel de apoyo de la subestructuradividida entre el rea de la proyeccin en planta de dichasubestructura. En edificios formados por cuerpos conestructuras desligadas, y en particular en unidadeshabitacionales, cada cuerpo deber considerarseseparadamente.

b) El nmero mnimo de exploraciones a realizar (pozos acielo abierto o sondeos segn lo especifica la tabla 2.1)ser de una por cada 80 m o fraccin del permetro oenvolvente de mnima extensin de la superficie cubierta

por la construccin en las zonas I y II, y de una por cada120 m o fraccin de dicho permetro en la zona III. La

profundidad de las exploraciones depender del tipo decimentacin y de las condiciones del subsuelo pero noser inferior a dos metros bajo el nivel de desplante. Lossondeos que se realicen con el propsito de explorar elespesor de los materiales compresibles en las zonas II yIII debern, adems, penetrar en el estrato incompresibleal menos 3 m y, en su caso, en las capas compresiblessubyacentes si se pretende apoyar pilotes o pilas en dicho

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estrato. En edificios formados por cuerpos conestructuras desligadas, y en particular en unidadeshabitacionales, debern realizarse exploracionessuficientemente profundas para poder estimar losasentamientos inducidos por la carga combinada delconjunto de las estructuras individuales.

c) Los procedimientos para localizar rellenos artificiales,galeras de minas y otras oquedades debern ser directos,es decir basados en observaciones y mediciones en lascavidades o en sondeos. Los mtodos indirectos,incluyendo los geofsicos, solamente se emplearn comoapoyo de las investigaciones directas.

d) Los sondeos a realizar podrn ser de los tipos indicados acontinuacin:

1) Sondeos con recuperacin continua de muestrasalteradas mediante la herramienta de penetracinestndar. Servirn para evaluar la consistencia o

compacidad de los materiales superficiales de la zona Iy de los estratos resistentes de las zonas II y III.Tambin se emplearn en las arcillas blandas de laszonas II y III con objeto de obtener un perfil continuodel contenido de agua y otras propiedades ndice. Noser aceptable realizar pruebas mecnicas usandoespecmenes obtenidos en dichos sondeos.

2) Sondeos mixtos con recuperacin alternada demuestras inalteradas y alteradas en las zonas II y III.Slo las primeras sern aceptables para determinar

propiedades mecnicas. Las profundidades demuestreo inalterado se definirn a partir de perfiles decontenido de agua, determinados previamente

mediante sondeos con recuperacin de muestrasalteradas.

3) Sondeos consistentes en realizar, en forma continua oselectiva, una determinada prueba de campo, con o sinrecuperacin de muestras. La prueba podr consistir enmedir:

El nmero de golpes requeridos para lograr,mediante impactos, cierta penetracin de unmuestreador estndar (prueba SPT) o de undispositivo mecnico cnico (prueba dinmica decono).

La resistencia a la penetracin de un cono

mecnico o elctrico u otro dispositivo similar(prueba esttica de cono o prueba penetromtrica).Al ejecutar este tipo de prueba de campo, debernrespetarse los procedimientos aceptados, en

particular en cuanto a la velocidad de penetracin,la cual estar comprendida entre 1 y 2 cm/s.

La respuesta esfuerzodeformacin del suelo y lapresin lmite registradas al provocar en el sondeola expansin de una cavidad cilndrica (prueba

presiomtrica). Este tipo de prueba se considerarprincipalmente aplicable para determinar lascaractersticas de los suelos firmes de la zona I ode los estratos duros de las zonas II y III.

La resistencia al cortante del suelo (prueba develeta o similar). Este tipo de prueba seconsiderar principalmente aplicable a los suelos

blandos de las zonas II y III.

La velocidad de propagacin de ondas en el suelo.Se podr recurrir a ensayes de campo para estimarel valor mximo del mdulo de rigidez al cortante,G, a partir de la velocidad de propagacin de lasondas de corte, Vs , que podr obtenerse de ensayes

geofsicos de campo como los de pozo abajo, pozoarriba, el ensaye de cono ssmico, el de sondasuspendida o el ensaye de pozos cruzados. En estetipo de pruebas es recomendable emplear uninclinmetro para conocer y controlar la posicinde los gefonos para el registro de vibraciones y lade la fuente emisora de vibraciones.

Estos sondeos podrn usarse para fines de verificacinestratigrfica, con objeto de extender los resultados delestudio a un rea mayor. Sus resultados tambin

podrn emplearse para fines de estimacin de laspropiedades mecnicas de los suelos siempre que secuente con una calibracin precisa y reciente del

dispositivo usado y se disponga de correlacionesconfiables con resultados de pruebas de laboratorioestablecidas o verificadas localmente.

4) Sondeos con equipo rotatorio y muestreadores debarril. Se usarn en los materiales firmes y rocas de lazona I a fin de recuperar ncleos para clasificacin y

para ensayes mecnicos, siempre que el dimetro delos mismos sea suficiente. Asimismo, se podrnutilizar para obtener muestras en las capas duras de laszonas II y III.

5) Sondeos de percusin o de avance con equipotricnico o sondeos con variables de perforacin

controladas, es decir sondeos con registros continuosde la presin en las tuberas o mangueras de lamquina de perforar, de la velocidad de avance, de latorsin aplicada, etc. Sern aceptables para identificartipos de material o descubrir oquedades.

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Tabla 2.1 Requisitos mnimos para la investigacin del subsuelo

a) Construcciones ligeras o medianas de poca extensin y con excavaciones someras

Son de esta categora las edificaciones que cumplen con los siguientes tres requisitos:

Peso unitario medio de la estructura w40kPa (4t/m)Permetro de la construccin:P80m en las zonas I y II; oP120m en la zona III

Profundidad de desplante Df 2.5m

ZONA I1) Deteccin por procedimientos directos, eventualmente apoyados en mtodos indirectos, de rellenos sueltos, galeras d

minas, grietas y otras irregularidades.

2) Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad ddesplante.

3) En caso de considerarse en el diseo del cimiento un incremento neto de presin mayor de 80kPa (8 t/m), el valo

recomendado deber justificarse a partir de los resultados de las pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

ZONA II1) Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del predio para deteccin de rellenos sueltos y grietas

2) Pozos a cielo abierto para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad ddesplante.

3) En caso de considerarse en el diseo del cimiento un incremento neto de presin mayor de 50kPa (5t/m), bajo zapatao de 20kPa (2t/m), bajo losa general, el valor recomendado deber justificarse a partir de los resultados de las pruebade laboratorio o de campo realizadas.

ZONA III

1) Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del predio para deteccin de rellenos sueltos y grietas

2) Pozos a cielo abierto complementados con exploraciones ms profundas, por ejemplo con posteadora, para determinala estratigrafa y propiedades de los materiales y definir la profundidad de desplante.

3) En caso de considerarse en el diseo de cimiento un incremento neto de presin mayor de 40kPa (4t/m), bajozapato de 15 kPa (1.5 t/m) bajo losa general, el valor recomendado deber justificarse a partir de los resultados de la

pruebas de laboratorio o de campo realizadas.

b) Construcciones pesadas, extensas o con excavaciones profundas

Son de esta categora las edificaciones que tienen al menos una de las siguientes caractersticas:

Peso unitario medio de la estructura w> 40kPa (4t/m)Permetro de la construccin:

P> 80m en las Zonas I y II; o

P> 120m en la Zona IIIProfundidad de desplante Df> 2.5m

ZONA I

1) Deteccin, por procedimientos directos, eventualmente apoyados en mtodos indirectos, de rellenos sueltos, galeras dminas, grietas y otras oquedades.

2) Sondeos o pozos profundos a cielo abierto para determinar la estratigrafa y propiedades de los materiales y definir lprofundidad de desplante. La profundidad de la exploracin con respecto al nivel de desplante ser al menos igual ancho en planta del elemento de cimentacin, pero deber abarcar todos los estratos sueltos o compresibles que puedaafectar el comportamiento de la cimentacin del edificio.

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ZONA II

1) Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del predio para deteccin de rellenos sueltos y grietas

2) Sondeos para determinar la estratigrafa y propiedades ndice y mecnicas de los materiales del subsuelo y definir lprofundidad de desplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de los sondeos, se obtendun perfil estratigrfico continuo con la clasificacin de los materiales encontrados y su contenido de agua. Adems, sobtendrn muestras inalteradas de los estratos que puedan afectar el comportamiento de la cimentacin. Los sondeodebern realizarse en nmero suficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variacionedentro del rea estudiada.

3) En caso de cimentaciones profundas, investigacin de la tendencia de los movimientos del subsuelo debidos consolidacin regional y determinacin de las condiciones de presin del agua en el subsuelo, incluyendo deteccin dmantos acuferos colgados.

ZONA III

1) Inspeccin superficial detallada despus de limpieza y despalme del medio para deteccin de rellenos sueltos y grietas

2) Sondeos para determinar la estratigrafa y propiedades ndice y mecnicas de los materiales y definir la profundidad ddesplante mediante muestreo y/o pruebas de campo. En por lo menos uno de los sondeos se obtendr un perfestratigrfico continuo con la clasificacin de los materiales encontrados y su contenido de agua. Adems, se obtendrmuestras inalteradas de los estratos que puedan afectar el comportamiento de la cimentacin. Los sondeos deberrealizarse en nmero suficiente para verificar si el subsuelo del predio es uniforme o definir sus variaciones dentro drea estudiada.

3) En caso de cimentaciones profundas, investigacin de la tendencia de los movimientos del subsuelo debidos consolidacin regional y determinacin de las condiciones de presin del agua en el subsuelo, incluyendo deteccin dmantos acuferos colgados.

2.4 Determinacin de las propiedades en ellaboratorio

Las propiedades ndice relevantes de las muestras alteradas

e inalteradas se determinarn siguiendo procedimientosaceptados para este tipo de pruebas. El nmero de ensayesrealizados deber ser suficiente para poder clasificar con

precisin el suelo de cada estrato. En materiales arcillosos,se harn por lo menos dos clasificaciones ydeterminaciones de contenido de agua por cada metro deexploracin y en cada estrato individual identificable.

Las propiedades mecnicas (resistencia y deformabilidad aesfuerzo cortante y compresibilidad) e hidrulicas(permeabilidad) de los suelos se determinarn, en su caso,mediante procedimientos de laboratorio aceptados. Lasmuestras de materiales cohesivos ensayadas sern siemprede tipo inalterado. Para determinar la compresibilidad, serecurrir a pruebas de consolidacin unidimensional y parala resistencia al esfuerzo cortante, a las pruebas que mejorrepresenten las condiciones de drenaje, trayectorias deesfuerzos, y variacin de carga que se desean evaluar.Cuando se requiera, las pruebas se conducirn de modoque permitan determinar la influencia de la saturacin, delas cargas cclicas y de otros factores significativos sobrelas propiedades de los materiales ensayados. Se realizarn

por lo menos dos series de tres pruebas de resistencia y dosde consolidacin en cada estrato identificado de inters

para el anlisis de la estabilidad o de los movimientos de laconstruccin.

Para determinar en el laboratorio las propiedades

dinmicas del suelo, y en particular el mdulo de rigidez alcortante, G, y el porcentaje de amortiguamiento conrespecto al crtico, , a diferentes niveles de deformacin,

podrn emplearse los ensayes de columna resonante o l depndulo de torsin, el ensaye triaxial cclico o cclicotorsionante, o l de corte simple cclico. Los resultados deestos ensayes se interpretarn siguiendo mtodos ycriterios reconocidos, de acuerdo con el principio deoperacin de cada uno de los aparatos. En todos los casos,

se deber tener presente que los valores de G y obtenidos estn asociados a los niveles de deformacinimpuestos en cada aparato y pueden diferir de los

prevalecientes en el campo.

A fin de especificar y controlar la compactacin de losmateriales cohesivos empleados en rellenos, se recurrir ala prueba Proctor estndar. En el caso de materialescompactados con equipo muy pesado, se recurrir a la

prueba Proctor modificada o a otra prueba equivalente. Laespecificacin y el control de compactacin de materialesno cohesivos se basarn en el concepto de compacidadrelativa.

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2.5 Investigacin del hundimiento regional

En las zonas II y III, se tomar en cuenta la informacindisponible respecto a la evolucin del proceso dehundimiento regional que afecta la parte lacustre del

Distrito Federal y se prevern sus efectos a corto y largoplazo sobre el comportamiento de la cimentacin enproyecto.

En edificaciones de los grupos A y B1 (vase artculo 139del Captulo I del Titulo Sexto del Reglamento), lainvestigacin respecto al fenmeno de hundimientoregional deber hacerse por observacin directa de

piezmetros y bancos de nivel colocados con suficienteanticipacin al inicio de la obra, a diferentes profundidadesy hasta los estratos profundos, alejados de cargas,estructuras y excavaciones que alteren el proceso deconsolidacin natural del subsuelo. En el caso de los

bancos de nivel profundos, se deber garantizar que losefectos de la friccin negativa actuando sobre ellos noafectarn las observaciones.

3. VERIFICACIN DE LA SEGURIDAD DE LASCIMENTACIONES

En el diseo de toda cimentacin, se considerarn lossiguientes estados lmite, adems de los correspondientes alos miembros de la estructura:

a) De falla:

1) Flotacin;2) Flujo plstico local o general del suelo bajo la

cimentacin; y3) Falla estructural de pilotes, pilas u otros

elementos de la cimentacin.

La revisin de la seguridad de una cimentacin anteestados lmite de falla consistir en comparar para cadaelemento de la cimentacin, y para sta en su conjunto, lacapacidad de carga del suelo con las acciones de diseo,afectando la capacidad de carga neta con un factor deresistencia y las acciones de diseo con sus respectivosfactores de carga.

La capacidad de carga de los suelos de cimentacin se

calcular por mtodos analticos o empricossuficientemente apoyados en evidencias experimentaleslocales o se determinar con pruebas de carga. Lacapacidad de carga de la base de cualquier cimentacin secalcular a partir de la resistencia media del suelo a lolargo de la superficie potencial de falla correspondiente almecanismo ms crtico. En el clculo se tomar en cuentala interaccin entre las diferentes partes de la cimentaciny entre sta y las cimentaciones vecinas.

Cuando en el subsuelo del sitio o en su vecindad existanrellenos sueltos, galeras, grietas u otras oquedades, stosdebern tratarse apropiadamente o bien considerarse en elanlisis de estabilidad de la cimentacin.

b) De servicio:1) Movimiento vertical medio, asentamiento o

emersin de la cimentacin, con respecto alnivel del terreno circundante;

2) Inclinacin media de la construccin, y3) Deformacin diferencial de la propia estructura

y sus vecinas.

En cada uno de los movimientos, se considerarn elcomponente inmediato bajo carga esttica, el accidental,

principalmente por sismo, y el diferido, por consolidacin,y la combinacin de los tres. El valor esperado de cada unode tales movimientos deber garantizar que no se causarn

daos intolerables a la propia cimentacin, a lasuperestructura y sus instalaciones, a los elementos noestructurales y acabados, a las construcciones vecinas ni alos servicios pblicos.

Se prestar gran atencin a la compatibilidad a corto ylargo plazo del tipo de cimentacin seleccionado con el delas estructuras vecinas.

La revisin de la cimentacin ante estados lmite deservicio se har tomando en cuenta los lmites indicados enla tabla 3.1.

3.1 Acciones de diseoDe acuerdo con lo sealado en la seccin 2.3 de las

Normas Tcnicas Complementarias sobre Criterios yAcciones para el Diseo Estructural de las Edificaciones,las combinaciones de acciones a considerar en el diseo decimentaciones sern las siguientes:

a) Primer tipo de combinacin

Acciones permanentes ms acciones variables, incluyendola carga viva. Con este tipo de combinacin se revisarntanto los estados lmite de servicio como los de falla. Lasacciones variables se considerarn con su intensidad media

para fines de clculos de asentamientos u otrosmovimientos a largo plazo. Para la revisin de estadoslmite de falla, se considerar la accin variable msdesfavorable con su intensidad mxima y las accionesrestantes con intensidad instantnea. Entre las acciones

permanentes se incluirn el peso propio de los elementosestructurales de la cimentacin, los efectos delhundimiento regional sobre la cimentacin, incluyendo lafriccin negativa, el peso de los rellenos y lastres quegraviten sobre los elementos de la subestructura,incluyendo el agua en su caso, los empujes laterales sobre

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dichos elementos y toda otra accin que se genere sobre lapropia cimentacin o en su vecindad.

Tabla 3.1 Lmites mximos para movimientos y deformaciones originados en la cimentacin1

a) Movimientos verticales (hundimiento o emersin)

Concepto Lmite

En la zona I:Valor medio en el rea ocupada por la construccin:

Asentamiento: Construcciones aisladas

Construcciones colindantes5cm (2)2.5cm

En las zonas II y III:Valor medio en el rea ocupada por la construccin:

Asentamiento: Construcciones aisladas

Construcciones colindantes

Emersin: Construcciones aisladasConstrucciones colindantes

Velocidad del componente diferido

30cm (2)15cm

30cm (2)15cm

1cm/semana

b) Inclinacin media de la construccin

Tipo de dao Lmite Observaciones

Inclinacin visible 100/(100+3hc)por ciento hc= altura de la construccin en m

Mal funcionamiento de grasviajeras 0.3por ciento En direccin longitudinal

c) Deformaciones diferenciales en la propia estructura y sus vecinas

Tipo de estructuras Variable que se limita Lmite

Marcos de acero Relacin entre el asentamiento diferencialentre apoyos y el claro 0.006

Marcos de concreto Relacin entre el asentamiento diferencialentre apoyos y el claro 0.004

Muros de carga de tabique de barroo bloque de concreto

Relacin entre el asentamiento diferencialentre extremos y el claro 0.002

Muros con acabados muy sensibles,como yeso, piedra ornamental, etc.

Relacin entre el asentamiento diferencialentre extremos y el claro

0.001Se tolerarn valores mayores en la medid

en que la deformacin ocurra antes dcolocar los acabados o stos se encuentredesligados de los muros.

Paneles mviles o muros conacabados poco sensibles, comomampostera con juntas secas

Relacin entre el asentamiento diferencialentre extremos y el claro 0.004

Tuberas de concreto con juntas Cambios de pendiente en las juntas 0.015

1 Comprende la suma de movimientos debidos a todas las combinaciones de carga que se especifican en elReglamento y las Normas Tcnicas Complementarias. Los valores de la tabla son slo lmites mximos y en cadacaso habr que revisar que no se cause ninguno de los daos mencionados al principio de este Captulo.

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2 En construcciones aisladas ser aceptable un valor mayor si se toma en cuenta explcitamente en el diseoestructural de los pilotes y de sus conexiones con la subestructura.

b) Segundo tipo de combinacin

Acciones permanentes ms acciones variables conintensidad instantnea y acciones accidentales (viento osismo). Con este tipo de combinacin se revisarn losestados lmite de falla y los estados lmite de servicioasociados a deformaciones transitorias y permanentes delsuelo bajo carga accidental.

La magnitud de las acciones sobre la cimentacinprovenientes de la estructura se obtendr como resultadodirecto del anlisis de sta. Para fines de diseo de lacimentacin, la fijacin de la magnitud de todas lasacciones pertinentes y de su distribucin serresponsabilidad conjunta de los diseadores de lasuperestructura y de la cimentacin. Se estimarn conespecial cuidado las concentraciones de carga que puedengenerar en ciertas partes especficas de la cimentacin loselementos ms pesados de la estructura (salientes, murosde fachada, cisternas, etc.) y que son susceptibles deinducir fallas locales o generales del suelo.

Congruentemente con lo especificado en las NormasTcnicas Complementarias para Diseo por Sismorespecto a efectos bidireccionales, para la revisin de losestados lmite de falla de una cimentacin bajo este tipo desolicitacin, se debern considerar las acciones ssmicas dela siguiente forma: 100 por ciento del sismo en unadireccin y 30por ciento en la direccin perpendicular aella, con los signos que para cada concepto resultendesfavorables y se repetir este procedimiento en la otradireccin.

Para una evaluacin ms precisa de las accionesaccidentales por sismo al nivel de la cimentacin, servlido apoyarse en un anlisis de interaccin dinmicasueloestructura recurriendo a mtodos analticos onumricos aceptados para este fin. Se podr usar en

particular el mtodo de la seccin A.6 del Apndice A delas Normas Tcnicas Complementarias para Diseo porSismo.

Adems de las acciones anteriores, se considerarn lasotras sealadas en las Normas Tcnicas Complementariassobre Criterios y Acciones para el Diseo Estructural delas Edificaciones.

En el caso de cimentaciones profundas construidas en laszonas II y III o en rellenos compresibles de la zona I seincluir entre las acciones permanentes la friccin negativaque puede desarrollarse en el fuste de los pilotes o pilas por

consolidacin del terreno circundante. Al estimar estaaccin, se tomar en cuenta que:

1) El esfuerzo cortante que se desarrolla en el contactoentre el suelo y el fuste del pilote (o pila), o en laenvolvente de un grupo de pilotes, por friccinnegativa no puede en principio ser mayor que laresistencia al corte del suelo determinada en pruebatriaxial consolidadano drenada, realizada bajo una

presin de confinamiento representativa de lascondiciones del suelo in situ.

2) El esfuerzo cortante mximo anterior solamente puededesarrollarse si el suelo alcanza la deformacinangular lmite.

3) La friccin negativa desarrollada en un pilote osubgrupo de ellos en el interior de un grupo de pilotesno puede ser mayor que el peso del suelocorrespondiente al rea tributaria del o de loselementos considerados.

4) Los esfuerzos de descarga inducidos en el suelo por lafriccin negativa considerada en determinado anlisisno pueden ser mayores que los que resulten suficientes

para detener el proceso de consolidacin que laorigina.

Cuando se considere que la friccin negativa pueda ser deimportancia, deber realizarse una modelacin explcita,

analtica o numrica, del fenmeno que permita tomar encuenta los factores anteriores y cuantificar sus efectos. Enesta modelacin se adoptarn hiptesis conservadoras encuanto a la evolucin previsible de la consolidacin delsubsuelo.

Se calcularn y tomarn explcitamente en cuenta en eldiseo el cortante en la base de la estructura y losmomentos de volteo debidos tanto a excentricidad decargas verticales respecto al centroide del rea decimentacin como a solicitaciones horizontales.

3.2 Factores de carga y de resistencia

Los factores de carga, FC , que debern aplicarse a lasacciones para el diseo de cimentaciones sern losindicados en la seccin 3.4 de las Normas TcnicasComplementarias sobre Criterios y Acciones para elDiseo de Estructural de las Edificaciones. Para estadoslmite de servicio, el factor de carga ser unitario en todaslas acciones. Para estados lmite de falla se aplicar unfactor de carga de 1.1 al peso propio del suelo y a losempujes laterales de ste. La accin de la subpresin y de

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la friccin negativa se tomar con un factor de cargaunitario.

Los factores de resistencia, FR, relativos a la capacidad decarga de cimentaciones determinada a partir de

estimaciones analticas o de pruebas de campo sern lossiguientes para todos los estados lmite de falla:

a) FR=0.35 para la capacidad de carga ante cualquiercombinacin de acciones en la base de zapatas decualquier tipo en la zona I, zapatas de colindanciadesplantadas a menos de 5 m de profundidad en laszonas II y III y de los pilotes y pilas apoyados en unestrato resistente; y

b) FR=0.70 para los otros casos.

Los factores de resistencia se aplicarn a la capacidad de

carga neta de las cimentaciones.

3.3 Cimentaciones someras (zapatas y losas)

3.3.1 Estados lmite de falla

Para cimentaciones someras desplantadas en suelossensiblemente uniformes se verificar el cumplimiento delas desigualdades siguientes para las distintascombinaciones posibles de acciones verticales.

En esta verificacin, tomando en cuenta la existencia,especialmente en las zonas I y II, de materiales cementados

frgiles que pueden perder su cohesin antes de que sealcance la deformacin requerida para que se movilice suresistencia por friccin, se considerar en formaconservadora que los suelos son de tipo puramentecohesivo o puramente friccionante.

Para cimentaciones desplantadas en suelos cohesivos:

VRcuc pFNc

A

FQ+ 4 tan (45+ /2)

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Tabla 3.3 Valor de Nmxy Nmnpara el clculo deNq*

20 25 30 35 40 45Nmx 12.5 26 55 132 350 1000

Nmn 7 11.5 20 39 78 130

Le es la longitud del pilote o pila empotrada en el estratoresistente;

B es el ancho o dimetro equivalente de los pilotes;

es el ngulo de friccin interna, con la definicin delinciso 3.3.1.a; y

FR se tomar igual a 0.35.

La capacidad de carga considerada no deber rebasar lacapacidad intrnseca del pilote o pila calculada con la

resistencia admisible del material constitutivo delelemento.

En el caso de pilotes o pilas de ms de 50cm de dimetro,la capacidad calculada a partir de resultados de pruebas decampo o mediante las ecs. 3.13 3.14, deber corregirse

para tomar en cuenta el efecto de escala en la formasiguiente:

a) Para suelos friccionantes, multiplicar la capacidadcalculada por el factor

n

reB

BF

+= 2 5.0

(3.17)

dondeB es el dimetro de la base del pilote o pila (B>0.5 m);

y

n es un exponente igual a 0 para suelo suelto, 1 parasuelo medianamente denso y 2para suelo denso.

b) Para pilotes hincados en suelos cohesivos firmesfisurados, multiplicar por el mismo factor de la ec.3.17 con exponente n = l. Para pilas coladas en suelos

cohesivos del mismo tipo, multiplicar por:

12

1

+

+=B

BFre (3.18)

La contribucin del suelo bajo la losa de la subestructura yde la subpresin a la capacidad de carga de un sistema decimentacin con pilotes de punta deber despreciarse entodos los casos.

Cuando exista un estrato blando debajo de la capa deapoyo de un pilote de punta o pila, deber verificarse queel espesor H de suelo resistente es suficiente encomparacin con el ancho o dimetro Bdel elemento decimentacin. Se seguir el criterio siguiente:

1) Si H 3.5Bse ignorar el efecto del estrato blandoen la capacidad de carga;

2) Si 3.5B>H 1.5B se verificar la capacidad decarga del estrato blando suponiendo que el ancho delrea cargada es B+H;y

3) Si H

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3.7 Pruebas de carga en pilotes

Las estimaciones de la capacidad de carga de pilotes defriccin o de punta basadas en pruebas de campo o enclculos analticos se verificarn mediante pruebas de

carga cuando exista incertidumbre excesiva sobre laspropiedades de los suelos involucrados y la edificacin seade los grupos A o B1. Los pilotes ensayados se llevarn ala falla o hasta 1.5veces la capacidad de carga calculada.En las zonas II y III, la prueba se realizar al menos dosmeses despus de la hinca, con el objeto de permitir ladisipacin del exceso de presin de poro que se induce alinstalar los pilotes y la recuperacin de la resistencia delsuelo en su estado natural por efectos tixotrpicos. En

pruebas de pilotes de punta, deber aislarse la punta delfuste para medir en forma separada la friccin o adherencialateral, o bien instrumentarse la punta para medir la cargaen la punta. Podrn hacerse pruebas de campo en pilotes deseccin menor que la del prototipo y extrapolar el resultadomediante las ecs. 3.17 a 3.19.

3.8 Cimentaciones especiales

Cuando se pretenda utilizar dispositivos especiales decimentacin, deber solicitarse la aprobacin expresa de laAdministracin. Para ello se presentarn los resultados delos estudios y ensayes a que se hubieran sometido dichosdispositivos. Los sistemas propuestos debern

proporcionar una seguridad equivalente a la de lascimentaciones tradicionales calculadas de acuerdo con las

presentes Normas, en particular ante solicitacionesssmicas.

4. DISEO ESTRUCTURAL DE LA CIMENTA-CIN

Los elementos mecnicos (presiones de contacto, empujes,etc.) requeridos para el diseo estructural de la cimentacindebern determinarse para cada combinacin de accionessealada en la seccin 3.1.

Los esfuerzos o deformaciones en las fronteras sueloestructura necesarios para el diseo estructural de lacimentacin, incluyendo presiones de contacto y empujeslaterales, debern evaluarse tomando en cuenta la rigidez y

la resistencia de la estructura y de los suelos de apoyo.Las presiones de contacto consideradas debern ser talesque las deformaciones diferenciales del suelo calculadascon ellas coincidan aproximadamente con las del sistemasubestructurasuperestructura. Para determinar distribu-ciones de este tipo, ser aceptable suponer que el medio eselstico y continuo y usar las soluciones analticasexistentes o mtodos numricos. Ser aceptable cualquierdistribucin que satisfaga las condiciones siguientes:

a) Que exista equilibro local y general entre las presionesde contacto y las fuerzas internas en lasubestructura ylas fuerzas y momentos transmitidos a sta por lasuperestructura;

b) Que los hundimientos diferenciales inmediatos ms

diferidos con las presiones de contacto consideradassean aceptables en trminos de las presentes Normas(tabla 3.1); y

c) Que las deformaciones diferenciales instantneas mslas diferidas del sistema subestructurasuperestructurasean aceptables en trminos de las presentes Normas.

La distribucin de esfuerzos de contacto podrdeterminarse para las diferentes combinaciones desolicitaciones a corto y largo plazos, con base ensimplificaciones e hiptesis conservadoras o medianteestudios explcitos de interaccin sueloestructura.

Los pilotes y sus conexiones se disearn para podersoportar los esfuerzos resultantes de las acciones verticalesy horizontales consideradas en el diseo de la cimentaciny los que se presenten durante el proceso de transporte,izaje e hinca. Los pilotes debern poder soportarestructuralmente la carga que corresponde a su capacidadde carga ltima con factor de resistencia unitario.

Los pilotes de concreto debern cumplir con lo estipuladoen el Reglamento y en sus Normas TcnicasComplementarias para Diseo y Construccin deEstructuras de Concreto. Los pilotes de acero debern

protegerse contra corrosin al menos en el tramocomprendido entre la cabeza y la mxima profundidad a laque, se estime, pueda descender el nivel fretico.

En el caso de cimentaciones sobre pilotes de punta en laszonas II y III, se tomar en cuenta que, por laconsolidacin regional, los pilotes pueden perder elconfinamiento lateral en su parte superior en una alturaigual a la magnitud de la consolidacin regional entre la

punta del pilote y su parte superior. La subestructuradeber entonces disearse para trabajar estructuralmentetanto con soporte del suelo como sin l es decir, en esteltimo caso, apoyada solamente en los pilotes.

5. ANLISIS Y DISEO DE EXCAVACIONES

En el diseo de las excavaciones se considerarn lossiguientes estados lmite:

a) De falla: colapso de los taludes o de las paredes de laexcavacin o del sistema de ademado de las mismas,falla de los cimientos de las construcciones adyacentesy falla de fondo de la excavacin por corte o por

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subpresin en estratos subyacentes, y colapso deltecho de cavernas o galeras.

b) De servicio: movimientos verticales y horizontalesinmediatos y diferidos por descarga en el rea deexcavacin y en los alrededores. Los valores

esperados de tales movimientos debern sersuficientemente reducidos para no causar daos a lasconstrucciones e instalaciones adyacentes ni a losservicios pblicos. Adems, la recuperacin porrecarga no deber ocasionar movimientos totales odiferenciales intolerables para las estructuras que sedesplanten en el sitio.

Para realizar la excavacin, se podrn usar pozos debombeo con objeto de reducir las filtraciones y mejorar laestabilidad. Sin embargo, la duracin del bombeo deberser tan corta como sea posible y se tomarn las

precauciones necesarias para que sus efectos quedenprcticamente circunscritos al rea de trabajo. En este caso,para la evaluacin de los estados lmite de servicio aconsiderar en el diseo de la excavacin, se tomarn encuenta los movimientos del terreno debidos al bombeo.

Los anlisis de estabilidad se realizarn con base en lasacciones aplicables sealadas en las Normascorrespondientes, considerndose las sobrecargas que

puedan actuar en la va pblica y otras zonas prximas a laexcavacin.

5.1 Estados lmite de falla

La verificacin de la seguridad respecto a los estadoslmite de falla incluir la revisin de la estabilidad de lostaludes o paredes de la excavacin con o sin ademes y delfondo de la misma. El factor de resistencia ser de 0.6; sinembargo, si la falla de los taludes, ademes o fondo de laexcavacin no implica daos a los servicios pblicos, a lasinstalaciones o a las construcciones adyacentes, el factor deresistencia ser de 0.7. La sobrecarga uniforme mnima aconsiderar en la va publica y zonas prximas aexcavaciones temporales ser de 15 kPa (1.5 t/m) confactor de carga unitario.

5.1.1 Taludes

La seguridad y estabilidad de excavaciones sin soporte serevisar tomando en cuenta la influencia de las condicionesde presin del agua en el subsuelo as como la profundidadde excavacin, la inclinacin de los taludes, el riesgo deagrietamiento en la proximidad de la corona y la presenciade grietas u otras discontinuidades. Se tomar en cuentaque la cohesin de los materiales arcillosos tiende adisminuir con el tiempo, en una proporcin que puedealcanzar 30por ciento en un plazo de un mes.

Para el anlisis de estabilidad de taludes se usar unmtodo de equilibrio lmite considerando superficies defalla cinemticamente posibles tomando en cuenta en sucaso las discontinuidades del suelo. Se incluir la presenciade sobrecargas en la orilla de la excavacin. Tambin se

considerarn mecanismos de extrusin de estratos blandosconfinados verticalmente por capas ms resistentes. Alevaluar estos ltimos mecanismos se tomar en cuenta quela resistencia de la arcilla puede alcanzar su valor residualcorrespondiente a grandes deformaciones.

Se prestar especial atencin a la estabilidad a largo plazode excavaciones o cortes permanentes que se realicen en el

predio de inters, especialmente en la zona I. Se tomarnlas precauciones necesarias para que estos cortes nolimiten las posibilidades de construccin en los prediosvecinos, no presenten peligro de falla local o general ni

puedan sufrir alteraciones en su geometra porintemperizacin y erosin, que puedan afectar a la propiaconstruccin, a las construcciones vecinas o a los servicios

pblicos. Adems del anlisis de estabilidad, el estudiogeotcnico deber incluir en su caso una justificacindetallada de las tcnicas de estabilizacin y proteccin delos cortes propuestas y del procedimiento constructivoespecificado (seccin 7.2.5).

5.1.2 Falla por subpresin en estratos permeables

En el caso de excavaciones en suelos sin cohesin, seanalizar en su caso la estabilidad del fondo de laexcavacin por flujo del agua. Para reducir el peligro defallas de este tipo, el agua fretica deber controlarse y

extraerse de la excavacin por bombeo desde crcamos,pozos punta o pozos de alivio con nivel dinmicosustancialmente inferior al fondo de la excavacin.

Cuando una excavacin se realice en una capaimpermeable, la cual a su vez descanse sobre un estrato

permeable, deber considerarse que la presin del agua eneste estrato puede levantar el fondo de la excavacin, noobstante el bombeo superficial. El espesor mnimo hi delestrato impermeable que debe tenerse para evitarinestabilidad de fondo se considerar igual a:

wm

w

i hh

> (5.1)

dondehw es la altura piezomtrica en el lecho inferior de la

capa impermeable;

w es el peso volumtrico del agua; y

m es el pesovolumtrico total del suelo entre el fondode la excavacin y el estrato permeable.

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Cuando el espesor hi resulte insuficiente para asegurar laestabilidad con un amplio margen de seguridad, sernecesario reducir la carga hidrulica del estrato permeable

por medio de bombeo.

5.1.3 Estabilidad de excavaciones ademadasEn caso de usarse para soportar las paredes de laexcavacin, elementos estructurales como tablaestacas omuros colados en el lugar, se revisar la estabilidad deestos elementos por deslizamiento general de una masa desuelo que incluir el elemento, por falla de fondo, y porfalla estructural de los troqueles o de los elementos questos soportan.

La revisin de la estabilidad general se realizar por unmtodo de anlisis lmite. Se evaluar el empotramiento yel momento resistente mnimo del elemento estructural,requeridos para garantizar la estabilidad.

La posibilidad de falla de fondo por cortante en arcillasblandas a firmes se analizar verificando que:

pv + qFC < cuNc FR (5.2)

dondecu es la cohesin aparente del material bajo el fondo de

la excavacin, en condiciones noconsolidadas nodrenadas (UU);

Nc es el coeficiente de capacidad de carga definido en laseccin 3.3.1 y que depende de la geometra de laexcavacin. En este caso, B ser el ancho de laexcavacin, L su longitud y D su profundidad. Setomar en cuenta adems que este coeficiente puedeser afectado por el procedimiento constructivo;

pv es la presin vertical total actuante en el suelo, a laprofundidad de excavacin;

qFC son las sobrecargas superficiales afectadas de susrespectivos factores de carga; y

FR se tomar igual a 0.7

Los empujes a los que se encuentran sometidos lospuntales se estimarn a partir de una envolvente de

distribucin de presiones determinada a partir demodelaciones analticas o numricas y de la experiencialocal. En a

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