Por el cual se establecen los requisitos de carácter técnico y científico para construcciones sismorresistentes NSR-98

(a) Reclavar los elementos que por la contracción de la madera debido a vibraciones o por cualquier otra razón se hayan desajustado.

• (b) Si se encuentran roturas, deformaciones o podredumbres en las piezas estructurales dar aviso al constructor.

(c) Repintar las superficies deterioradas por efectos del viento y del sol.

• (d) Si la madera ha sido tratada con inmunizantes colocados con brocha, aplicar un nuevo tratamiento con la periodicidad y las precauciones que recomienda el fabricante del producto que se use.

(e) Revisar los sistemas utilizados para evitar las termitas aéreas y subterráneas (véase G. 11.4.6).

• (f) Fumigar por lo menos una vez al año para evitar la presencia de insectos domésticos y ratas.

(g) Mantener las ventilaciones de áticos y sobrecimientos sin obstrucciones.

• (h) Inspeccionar posibles humedades que puedan propiciar la formación de hongos y eliminar sus causas.

• (i) Limpiar y si es necesario, arreglar canales y desagües de los techos.

(j) Verificar la integridad de la instalación eléctrica.

• (k) Donde existan sistemas especiales de protección contra incendios, verificarlos (véase G.1 1.4.7).

• (l) En caso de construcciones sobre pilotes, revisar el apoyo homogéneo de la estructura, su nivelación y estado.

APENDICE G- A

LA MADERA COMOMATERIAL DE CONSTRUCCION

G-A.1- NORMA DE CLASIFICACION VISUAL

La norma de clasificación visual por defectos PADT- REFORT que se presenta a continuación está destinada a la clasificación de madera aserrada para uso estructural. Todas las piezas que satisfagan la mencionada regla clasifican como madera estructural y todas las propiedades resistentes y elásticas asignadas a las especies agrupadas en grupos resistentes son aplicables sin otras restricciones que las tolerancias en dimensiones para la habilitación y fabricación de componentes.

G-A.1.1- ALABEO- Es la deformación que puede experimentar una pieza de madera por la curvatura de sus ejes longitudinal, transversal o de ambos.

Se consideran:

a)Abarquillado- Es el alabeo de las piezas cuando las aristas o bordes longitudinales no se encuentran al mismo nivel que la zona central.

Reconocimiento- Alcolocar la pieza de madera sobre una superficie plana apoyará la parte central de la cara quedando levantados los cantos, presentando un aspecto cóncavo o de barquillo.

Tolerancia- Se permiten en forma leve, no mayor de 1 % del ancho de la pieza.

• b) Arqueadura-Es el alabeo o curvatura a lo largo de la cara de la pieza.

Reconocimiento- Alcolocar la pieza sobre una superficie plana se observará una luz o separación entre la cara de la pieza de madera y la superficie del apoyo.

Tolerancia- Se permite 10 mm por cada 3 m de longitud o su equivalencia:

c)Encorvadura- Es el alabeo o curvatura a lo largo del canto de la pieza.

Reconocimiento- Al colocar la pieza sobre una superficie plana se observará una luz o separación entre el canto de la pieza de madera y la superficie de apoyo. Se ubicará el lugar de mayor distanciamiento para ser medido.

Tolerancia- Se permite 10 mm por cada 3 m de longitud o su equivalente:

d)Torcedura- Es el alabeo que se presenta cuando las esquinas de una pieza de madera no se encuentran en el mismo plano.

Reconocimiento- Al colocar la pieza sobre una superficie plana se observará el levantamiento de una o más aristas en diferentes secciones.

Tolerancia- Se permite solamente cuando este defecto se presenta en forma muy leve y en una sola arista. Se permite 10 mm de alabeo para una pieza de 3 m de longitud.

G-A.1.2- ARISTA FALTANTE

Reconocimiento- Es la falta de madera en una o más aristas de la pieza.

Tolerancia- Se permite en una sola arista. Las dimensiones de la cara y el canto donde falta la arista deberán ser por lo menos los tres cuartos de las respectivas dimensiones de la sección completa. Se deberá verificar el esfuerzo de compresión perpendicular a las fibras, de acuerdo con los requisitos de este Reglamento.

G-A.1.3- DURAMEN QUEBRADIZO- Es la parte más interior del leño, generalmente de color más oscuro y de mayor durabilidad que la albura, aunque no está siempre nítidamente diferenciado de ella. Constituye normalmente la mayor proporción del centro del tronco.

Reconocimiento- Porción de madera en una zona de aproximadamente 100 mm de diámetro adyacente a la médula caracterizada por una fragilidad anormal. Se presenta en forma de grietas de media luna. Es más frecuente en árboles viejos y puede presentar deterioro.

Tolerancia- Ninguna. No se permite.

G-A.1.4- ESCAMADURA O ACEBOLLADURA- Es la separación del leño entre dos anillos de crecimiento consecutivos.

Reconocimiento- Se observan como escamas superficiales en las caras tangenciales de una pieza de madera.

Tolerancia- No se permite en las aristas. Se permite en las caras si es paralela al eje de la pieza, de una profundidad menor a un décimo del espesor y una longitud no mayor de un cuarto de la longitud total. Se deberá verificar el esfuerzo cortante de acuerdo con los requisitos de este Reglamento.

G-A.1.5- FALLAS DE COMPRESION- Es la deformación y rotura de las fibras de la madera como resultado de compresión o flexión excesiva en árboles en pie causados por su propio peso, o por acción del viento. Pueden producirse además durante las operaciones de corte y apeo de los árboles o por un mal apilado de la madera aserrada.

Reconocimiento- Se observan en las superficies bien cepilladas de una pieza como arrugas finas perpendiculares al grano. Estas fallas originan zonas con muy poca o ninguna capacidad mecánica, por lo que su correcta identificación es fundamental para la seguridad de la estructura. Se presenta en árboles que tienen el tallo y fuste muy ahusado o cónico.

Tolerancia- Ninguna. No se permiten.

G-A.1.6- GRANO INCLINADO- Es la desviación angular de las fibras de la madera con relación al eje longitudinal de la pieza.

Reconocimiento- Es la desviación angular que presenta el grano con respecto al eje longitudinal de la pieza. Es necesario hacer uso repetido del detector del grano sobre las caras y cantos de la pieza.

Tolerancia- Se permite en cara o canto hasta un máximo de 1/ 8 de inclinación.

G-A.1.7- GRIETA- Es la separación de los elementos de la madera en dirección radial y longitudinal que no alcanza a afectar dos caras de una pieza, o dos puntos opuestos de la superficie de una madera rolliza.

Reconocimiento- Se observan como separaciones discontinuas y superficiales, de aproximadamente 1 mm de separación y 2 mm a 3 mm de profundidad. Este defecto se produce durante el proceso de secado.

Toleranci a- Se permite moderadamente. La suma de sus profundidades, medidas desde ambos lados, no debe exceder un cuarto del espesor de la pieza. Se deberá verificar el esfuerzo cortante de acuerdo con los requisitos de este Reglamento.

G-A.1.8- MEDULA- Es la parte central del duramen constituida esencialmente por parénquima, tejido generalmente blando o células muertas.

Reconocimiento- Es la pequeña zona de tejido esponjoso situada en el centro del duramen. Es susceptible al ataque de hongos e insectos.

Tolerancia- No se permite.

G-A.1.9 - NUDO- Es el área de tejido leñoso, resultante de¡ rastro dejado por el desarrollo de una rama, cuyas características organolépticas y propiedades son diferentes a la madera circundante.

Se consideran:

a)Nudo Sano

Reconocimiento- Es la porción de rama entrecruzada con el resto de la madera y que no se soltará o aflojará durante el proceso de secado y uso. No presenta deterioro ni pudrición.

Tolerancia- Se permiten hasta un diámetro de 1/ 4 del ancho de la cara, con un máximo de 40 mm y con un . distanciamiento entre nudos mayor de 1 m.

b)Nudo Hueco

Reconocimiento - Son los espacios huecos dejados por los nudos al desprenderse de la madera. A los nudos sueltos o con deterioro se les debe considerar como nudos huecos.

Tolerancia- Se permite hasta un diámetro de 1/ 8 del ancho de la cara y hasta un máximo de 20 mm. Evitarlos en cantos sometidos a tensión.

c)Nudos arracimados

Reconocimiento- Se observan con el agrupamiento de dos o más nudos desviando notoriamente la dirección de las fibras que lo rodean.

Tolerancia- No se permiten.

G-A.1.10- PARENQUIMA- Son células típicamente en forma de paralelopípedo, presentan paredes delgadas. Sirven para almacenar sustancias de reserva. Son susceptibles al ataque de hongos e insectos.

Reconocimiento- Son células correspondientes al tejido blando, por lo general de color más claro que la parte fibrosa del leño. Se distribuyen en bandas concéntricas y se observan a simple vista en la sección transversal de la pieza de madera previamente humedecida.

Tolerancia- No se permite en piezas que van a estar sometidas a esfuerzos de compresión paralela a; grano. Para otros usos sí se permite. Las bandas parenquimatosas no deben ser mayores de 2 mm de espesor.

G-A.1.11- PERFORACIONES - Son agujeros o galerías causadas por el ataque de insectos o larvas.

Se consideran:

• a) Perforaciones pequeñas

Reconocimiento- Son agujeros con diámetros iguales o menores a 3 mm producidos por insectos de tipo ambrosía. Aquellos producidos por los insectos tipo Lyctus no se aceptan.

Tolerancia- Se permiten cuando su distribución es moderada y comprende una zona menor que un cuarto de la longitud total de la pieza. Máximo 6 agujeros por 0.01 m2. No alineados ni pasantes.

b)Perforaciones grandes

Reconocimiento- Son agujeros con diámetros mayores de 3 mm producidos por insectos o larvas perforadoras tipo "brocas de los domicilios". Bostrychidae.

Tolerancia- Se permiten cuando su distribución es moderada y superficial. Máximo 3 agujeros por metro lineal. No alineados ni pasantes.

G-A.1.12- PUDRICION- Es la descomposición de la madera en la que se presentan cambios en apariencia y color y pérdida de propiedades físicas y mecánicas.

Reconocimiento- La pudrición clara se reconoce por la coloración blanquecina de la madera debida a la descomposición de la lignina. La pudrición parda o castaña se caracteriza por la descomposición de la celulosa de las fibras; la superficie de la zona afectada presenta rajaduras formando pequeños cubos o bloques de madera descompuesta.

Tolerancia- No se permite.

G-A.1.13- RAJADURAS- Son separaciones naturales entre los elementos de la madera que se extienden en la dirección de¡ eje de la pieza y afectan totalmente su espesor, o dos puntos opuestos de una madera rolliza.

Reconocimiento- Se observan como separaciones del tejido leñoso en la dirección del grano.

Tolerancia- Se permite sólo en uno de los extremos de la pieza y de una longitud no mayor al ancho o cara de la pieza. Se deberá verificar el esfuerzo cortante de acuerdo con los requisitos de este Reglamento.

G-A.2- CLASIFICACION VISUAL POR DEFECTOS PARA MADERA ESTRUCTURAL

Cualquier irregularidad o imperfección que afecta las propiedades físicas, químicas y mecánicas de una pieza de madera puede considerarse como un defecto. La finalidad de la clasificación por defectos es limitar la presencia, tipo, forma, tamaño y ubicación de los mismos para obtener piezas de madera con características mínimas garantizadas. Variando las tolerancias pueden definirse un sinnúmero de clases, sin embargo a continuación se propone una sola regla o norma para la clasificación de madera para uso estructural.

• (a) La clasificación mencionada es del tipo "visual" lo que implica una selección o verificación de las tolerancias por personal humano entrenado y eventualmente certificado oficialmente siguiendo una comprobación visual. La aplicación de la norma se limita a madera aserrada y escuadrada.

• (b) Para facilitar la aplicación de la norma se presentan conjuntamente con las tolerancias algunas recomendaciones para el reconocimiento de defectos. Se dispone también de un "Manual de Clasificación Visual para Madera Estructural" editado por el PADT-REFORT de la Junta del Acuerdo de Cartagena.

• (c) Se espera que la producción de un aserradero que funciones con criterios mínimos de eficiencia, del 40% al 45% de la producción se clasificaría como MADERA ESTRUCTURAL, es decir piezas que satisfacen los límites de defectos establecidos en la norma que aquí de presenta.

• (d) La calidad de la madera es afectada por diversos agentes o factores. A continuación se presentan definiciones para los diferentes tipos de defectos agrupados según su origen. En la figura G-A-2 se ilustran algunos de los términos más usados en esta sección.

G-A.2.1- DEFECTOS RELATIVOS A LA CONSTITUCION ANATOMICA

Albura- Es la parte de¡ leño que sigue a la corteza que en el árbol en pie contiene células vivas y materiales de reserva. Generalmente es de color claro y es más susceptible al ataque de hongos e insectos que el duramen. En general, sus propiedades mecánicas no son diferentes a las del duramen.

Se considera como defecto cuando ha sido atacada y presenta pudrición y cuando no está preservada. Por lo general la albura en casi todas las especies es susceptible al ataque.

Bolsa- Es la presencia de una cavidad bien delimitada que contiene resina, goma o tanino.

Corteza incluida- Es la presencia de una masa de corteza total o parcialmente comprendida en el leño.

Duramen quebradizo o madera de reacción- Madera anormal formada típicamente en algunas zonas limitadas de ramas o fustes, caracterizada por su color, consistencia y propiedades distintas al resto del leño, es esencialmente de la zona central del tronco.

Grano inclinado- Desviación angular que presentan los elementos constitutivos longitudinales de la madera, con respecto al eje longitudinal del fuste o canto de una pieza.

Madera de compresión - Madera de reacción que se forma típicamente en las coníferas. Generalmente es más madura y oscura que la madera normal.

Madera de tensión- Madera de reacción que se forma típicamente en las latifoliadas, generalmente es más clara que la madera normal.

Médula- Partecentral del duramen, constituida esencialmente por células de parénquima o células muertas. Es susceptible al ataque de hongos e insectos.

Nudo-A rea de tejido leñoso resultante del rastro dejado por el desarrollo de una rama, cuyas características organolépticas y demás propiedades son diferentes a las de madera circundante.

Parénquima en bandas anchas-Célulasde paredes delgadas que presentan mayor cavidad, son las que almacenan sustancias de reserva. Dichas células, agrupadas en bandas de 6 a más series, forman zonas débiles del leño.

G-A.2.2- DEFECTOS RELATIVOS AL ATAQUE DE AGENTES BIOLOGICOS

Acañonado-Orificioaproximadamente cilíndrico en el interior de una troza como consecuencia del atabacado.

Atabacado- Procesode pudrición castaña de la madera que se caracteriza, en la etapa avanzada por la desintegración del leño en un polvo de color pardusco.

Mancha- Cambiode color de la madera producido por hongos que descomponen la estructura leñosa.

Perforaciones grandes- Agujeroscon diámetros mayores a 3 mm producidos por insectos o larvas perforadoras. Ejemplo brocas de los domicilios.

Perforaciones pequeñas-Sonagujeros con diámetros iguales o menores a 3 mm producidos por insectos o larvas perforadoras. Ej. lyctus.

Pudrición avanzada- Etapa de descomposición en que la madera presenta cambios evidentes en su apariencia, peso específico, composición, dureza y otras características mecánicas.

Pudrición castaña- Aquellaque se caracteriza por una coloración castaña de la madera como consecuencia de la descomposición de la celulosa.

Pudrición clara- Aquellaque se caracteriza por la coloración clara de la madera como consecuencia de la descomposición preponderante de la lignina además de las holocelulosas.

Pudrición incipiente- Etapa inicial de la descomposición en la cual la madera pierde parte de sus propiedades mecánicas y puede sufrir cambios de color debido al ataque de hongos.

G-A.2.3- DEFECTOS ORIGINADOS DURANTE EL APEO, TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO

Desgarramiento- Rompimiento que se produce en la base del tronco al ser cortado o taladrado el árbol.

Fractura y falla de compresión- Deformacióno rompimiento de las fibras de la madera como resultado de compresión o flexión excesiva ocasionada en árboles en pie por la acción del viento, granizo o proceso de crecimiento, y el árboles apeados como resultado de esfuerzos durante las operaciones de explotación y aprovechamiento.

Rajadura- Separaciónde los elementos constitutivos de la madera que se extienden en la dirección del eje de la pieza afectando totalmente el espesor de la misma o dos puntos opuestos de una madera rolliza.

G-A.2.4- DEFECTOS ORIGINADOS DURANTE EL SECADO

Alabeo- Deformación que puede experimentar una pieza de madera por la curvatura de sus ejes longitudinal o transversal o de ambos.

Abarquillado-Alabeo de las caras en la dirección transversal.

Arqueadura o combado- Alabeode las caras en la dirección longitudinal.

Colapso- Reducción de dimensiones de la madera que ocurre durante un proceso de secado por encima del punto de saturación de la fibra y que se debe a un aplastamiento de sus cavidades celulares. A menudo se observa como un corrugado de la superficie.

Encorvadura- Alabeode los cantos en sentido longitudinal.

Endurecimiento superficial- Es el estado de tensiones en una pieza caracterizado por compresión en las capas externas y tensión en la parte interna, como resultado de inadecuadas condiciones de secado.

Grieta- Separaciónde los elementos constitutivos de la madera cuyo desarrollo no alcanza a afectar dos caras de una pieza aserrada o dos puntos opuestos de la periferia de una madera rolliza.

Rajadura- Separaciónde los elementos constitutivos de la madera que se extiende en la dirección del eje longitudinal de la pieza y afecta totalmente el espesor de la misma o dos puntos opuestos de una madera rolliza.

Torcedura- Alabeosimultáneo en las direcciones longitudinal y transversal.

G-A.2.5- DEFECTOS ORIGINADOS DURANTE EL ASERRIO

Arista faltante- Falta de madera en una o más aristas de una pieza.

Mala escuadria-Se denomina así a la sección transversal de una pieza de madera que esta mal labrada a escuadra.

Picada- Depresión en la superficie de una pieza producido por un corte anormal.

G-A.2.6- CONTROL DE DEFECTOS

Constitución anatómica- Los defectos relativos a la constitución anatómica de una pieza de madera no son controlables debido a que son características propias de la especie. Propiamente no constituyen defectos sino características de crecimiento que al habilitar las piezas de madera aserrada quedan incorporadas en éstas alterando su comportamiento estructural. Solamente se evitarían, seleccionando y analizando las características generales de la especie antes de cortar el árbol o aserrar la pieza de madera, seleccionando especies que presentan el tipo de grano, parénquima o volumen de albura, etc., que se encuentren dentro del rango de tolerancia de la clasificación; o habilitando teniendo en mente la producción de madera para estructuras orientando debidamente los planos de corte.

Ataques biológicos- Los defectos relativos al ataque de los agentes biológicos son controlables a su debido tiempo como cualquier tipo de infección. En la actualidad se cuenta con la ayuda de preservantes hidrosolubles y oleosolubles en el mercado, para controlar los ataques. Si se considera conveniente no usar preservantes es recomendable elegir una especie que presente buena o alta durabilidad natural.

Apeo, transporte y aserrío- Los defectos originados durante el apeo, transporte, almacenamiento y aserrío, son ocasionados por lo general por deficiencias manuales o mecánicas durante dichas operaciones.

Se controlan fácilmente teniendo en cuenta la mano de obra calificada y el buen mantenimiento de la maquinaria y equipo, durante las operaciones de extracción, transporte, aserrío y apilado.

Secado de la madera- Los defectos originados durante el secado, son ocasionados por las deficiencias en el sistema de apilado y almacenamiento de las piezas al secarse, o por un mal programa de secado al horno.

Se controlan tomando en cuenta la constitución anatómica de la madera y considerando especialmente el plano de corte durante el aserrío de determinadas especies. Para ello es necesario contar con una mano de obra calificada conocedora de los conceptos propios del secado de la madera.

APENDICE G-B

MADERAS COLOMBIANAS SEGUN GRUPO ESTRUCTURAL

G-B.1- CLASIFICACION ESTRUCTURAL

En la tabla G-B-1 se presentan algunas maderas colombianas y su correspondiente grupo estru incluirse otras maderas si en su clasificación se siguen los criterios establecidos en el Manual de diseño para Maderas del Grupo Andino.

TITULO H

ESTUDIOS GEOTECNICOS

CAPITULO H.1

INTRODUCCION

H.1.1- REQUISITOS GENERALES

H.1.1.1- OBJETIVO Y ALCANCE- Estas normas establecen los criterios básicos para la elaboración de los estudios geotécnicos que comprenden la investigación del subsuelo, los análisis de la información y las recomendaciones para el diseño y la construcción de excavaciones, estructuras de contención y cimentaciones de las edificaciones. Así mismo se dan recomendaciones respecto a la vegetación en las zonas aledañas a la edificación.

Procedimiento alterno para la definición de los efectos locales- Enel Apéndice H-1, se presentan requisitos alternos para la determinación de los efectos sísmicos locales definidos en el Título A del Reglamento. Este procedimiento alterno puede emplearse en reemplazo de lo prescrito al respecto en el Capítulo A.2.

H.1.1.1.1- OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS GEOTECNICOS- Los estudios geotécnicos definitivos son de obligatoria ejecución para todas las edificaciones urbanas, pertenecientes a los Grupos de Uso I, II, III y IV y para las rurales pertenecientes a los Grupos de Uso II, III y IV definidos en el Título A de este Reglamento.

H.1.1.2.-Firma de los Estudios-Losestudios geotécnicos deben ser firmados exclusivamente por ingenieros civiles, titulados, matriculados y con tarjeta profesional vigente, facultados para ese fin por la ley 400 de 1997.

H.1.1..2.2-Cumplimientoy Responsabilidad- Elcumplimiento de estas normas básicas mínimas, no exime al ingeniero responsable de la ejecución del estudio geotécnico, de realizar todas las investigaciones y los análisis adicionales necesarios para garantizar un adecuado conocimiento del subsuelo, la estabilidad de la edificación, las construcciones vecinas y la infraestructura preexistente.

H.1.2- REFERENCIAS

Las disposiciones particulares de este Título H del Reglamento se relacionan de manera directa con las siguientes , en las cuales se tratan otros aspectos geotécnicos, o se menciona el estudio geotécnico o el ingeniero geotecnista:

CAPITULO H. 2

DEFINICIONES Y CONTENIDO

H.2.1- ESTUDIO GEOTECNICO

H 2.1.1- DEFINICION- Se define como estudio geotécnico el conjunto de actividades que comprenden la investigación del subsuelo, los análisis y recomendaciones de ingeniería necesarios para el diseño y construcción de las obras en contacto con el suelo, de tal forma que se garantice un comportamiento adecuado de la edificación y se protejan las vías, instalacionesde servicios públicos, predios y construcciones vecinas.

H.2.1.1.1-Investigación del Subsuelo-Comprendeel estudio y el conocimiento del origen geológico, la exploración y los ensayos de campo y laboratorio necesario para cuantificarlas características físicomecánicas e hidráulicas del subsuelo.

H-.2.1.1.2-Análisis y Recomendaciones- Consisteen la interpretación técnica conducente a la caracterización del subsuelo y la evaluación de posibles mecanismos de falla para suministrar los parámetros y las recomendaciones necesarias para el diseño y la construcción de las cimentaciones y otras obras relacionadas con el subsuelo.

H.2.2- TIPOS DE ESTUDIOS

H.2.2.1- ESTUDIO GEOTECNICO PRELIMINAR- Se define como estudio geotécnico preliminar el trabajo realizado para aproximarse a las características geotécnicas de un terreno, con el fin de establecer las condiciones que limitan su aprovechamiento, los potenciales problemas que puedan presentarse, los criterios geotécnicos y parámetros generales para la elaboración de un proyecto.

H.2.2.1.1-Contenido-Elestudio geotécnico preliminar debe presentar en forma general el entorno geológico, las características del subsuelo y las recomendaciones geotécnicas para la elaboración de proyecto, la zonificación del área de acuerdo con sus características y amenazas geotécnicas y los criterios generales de cimentación y obras de adecuación del terreno.

H.2.2.1.2-Obligatoriedad del estudio geotécnico preliminar-Elestudio geotécnico preliminar no es de obligatoria ejecución; se considera conveniente en casos de proyectos especiales, o de magnitud considerable, en los que puede orientar el proceso inicial de planeamiento. Su realización no puede, en ningún caso, reemplazara¡ estudio geotécnico definitivo

H.2.2.2- ESTUDIO GEOTECNICO DEFINITIVO- Se define como Estudio Geotécnico Definitivo el trabajo realizado para un proyecto específico, en el cual el ingeniero geotecnista debe consignar todo lo relativo a las condiciones físico mecánicas del subsuelo y las recomendaciones particulares para el diseño y construcción de todas las obras relacionadas, conforme a las normas contenidas en este Título H.

H.2.2.2.1- Contenido- Elestudio geotécnico definitivo debe contener como mínimo los siguientes aspectos:

(a)Del proyecto- Nombre, plano de localización, objetivo del estudio, descripción general del proyecto, sistema estructural y cargas.

(b)Del subsuelo- Resumen de la investigación adelantada en el sitio específico de la obra, morfología del terreno, origen geológico, descripción visual, sus características físicomecánicas debidamente fundamentadas y la descripción de los niveles de aguas subterráneas con una interpretación de su significado para el comportamiento del proyecto estudiado.

• (c) De los análisis geotécnicos- Resumen de los análisis y justificación de los criterios geotécnicos adoptados que incluyan los aspectos contempladosen el Capítulo H.4 de Diseño Geotécnico.

(d)De las recomendaciones para diseño - Los parámetros geotécnicos para el diseño estructural del proyecto como: tipo de cimentación, profundidad de apoyo, presiones admisibles, asentamientos calculados, tipos de estructuras de contención y parámetros para su diseño, perfil del suelo para el diseño sismo resistente y parámetros para análisis de interacción sueloestructura junto con una evaluación del comportamiento del depósito bajo la acción de cargas sísmicas así como los límites esperados de variación de los parámetros medidos, así como el plan de contingencia en caso de que se excedan los valores previstos. Se debe incluir también la evaluación de la estabilidad de las excavaciones, laderas y rellenos, diseño geotécnico de filtros y los demás aspectos contemplados en este Título y en los demás

artículos relacionados, según se estableció en H.1.2.

• (e) De las recomendaciones para construcción- Procedimientosde construcción, tolerancias de los elementos de cimentación, instrumentación, verificaciones y controles. Se deben incluir, además, las recomendaciones para la adecuación de¡ terreno, etapas constructivas en los movimientos de tierra, controles de compactación, criterios para la protección de drenajes naturales, y procedimientos constructivos especiales para garantizar la estabilidad de la obra y las propiedades vecinas.

(f)Anexos- En el informe de suelos se deben incluir planos de localización regional y local del proyecto, ubicación de los trabajos de campo, registros de perforación y resultado de ensayos de campo y laboratorio y resumen de memorias de cálculo. Además, planos, esquemas, dibujos, gráficas, fotografías, y todos los aspectos que se requieran para ilustrar y justificar adecuadamente el estudio y sus recomendaciones.

H.2.2.3- ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE LADERAS- Donde las condiciones geológicas, hidráulicas y de pendiente lo exijan, se deben realizar estudios particulares de estabilidad de laderas de acuerdo con la Sección H.4.4 de Diseño Geotécnico, cuando no se hayan incluido como parte de los estudios geotécnicos preliminares o definitivos.

H.2.2.3.1-Obligación de estudios de laderas-Cuandolas entidades municipales o regionales hayan definido las zonas en las cuales sean de obligatoria ejecución los estudios de estabilidad de laderas con base en las características geológicas, hidráulicas y de pendiente de¡ terreno, el estudio geotécnico debe atender este aspecto.

H.2.3- NORMAS TECNICAS

H.2.3.1- Las siguientes normas NTC del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, de la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales, ASTM, a las cuales se hace referencia en el Título H del Reglamento, forman parte integrante de él:

Normas NTC promulgadas por el ICONTEC:

NTC 1493 - Suelos- Ensayo para determinar el límite plástico y el índice de plasticidad. (ASTM D 4318)

NTC 1494- Suelos- Ensayo para determinar el límite líquido. (ASTM D 4318)

NTC 1495- Suelos- Ensayo para determinar el contenido de humedad. (ASTM D 2216)

NTC 1503- Suelos- Ensayo para determinar los factores de contracción. ASTM D 427)

NTC 1504- Suelos- Clasificación para propósitos de ingeniería. (ASTM D 2487)

NTC 1527- Suelos- Ensayo para determinar la resistencia a la compresión inconfinada. (ASTM D 2166)

NTC 1528 Suelos- Ensayo para determinar la masa unitaria en el terreno. Método del balón de caucho. (ASTM D2167)

NTC 1667- Determinación de la masa unitaria en el terreno por el método de¡ cono de arena. (ASTM D 1556)

NTC 1886- Suelos- Determinación de la humedad, ceniza y materia orgánica. (ASTM D2974)

NTC 1917- Suelos- Determinación de la resistencia al corte. Método de corte directo (CD). (ASTM D 3080)

NTC 1936 Suelos- Determinación de la resistencia en rocas. Método de la compresión triaxial. (ASTM D2664)

NTC 1967 Suelos- Determinación de las propiedades de consolidación unidimensional. (ASTM D 2435)

NTC 1974- Suelos- Determinación de la densidad relativa de los sólidos (ASTM D854)

NTC 2041-Suelos cohesivos. Determinación de la resistencia. Método de compresión triaxial. (ASTM D 2850)

NTC 2121- Suelos- Obtención de muestras para probetas de ensayo. Método para tubos de pared delgada. (ASTM D1587)

NTC 2122 - Suelos- Ensayo de la relación de soporte. Suelos compactados. (ASTM D1833)

CAPITULO H.3

INVESTIGACION DEL SUBSUELO

H.3.0-NOMENCLATURA

r=	coeficiente de repetición que refleja la complejidad de¡ proyecto
ns	número mínimo total de sondeos por proyecto de construcción
nt=	número total de perforaciones por ejecutar en el estudio definitivo
nu=	número total de repeticiones de la unidad básica

H.3.1-CLASIFICACION DE COMPLEJIDAD DEL PROYECTO

H.3.1.1 - DEFINICION - define la complejidad de un proyecto como el resultado de la aplicación de dos criterios oncomitantes, el uno dependiente de la categoría de la edificación que se intenta, y el segundo dependiente de la variabilidad del subsuelo sobre el que ésta se apoyará.

H.3.1.2 - CATEGORIA DE LA EDIFICACION - categoría de la edificación se califica como normal, intermedia, alta y especial, en dos grandes grupos edificios y casas según el área del lote implicado, la altura de la edificación y el número de repeticiones. Véase a este respecto la tabla H.3-.1

H.3.1.3-VARIABILIDAD DEL SUBSUELO- La variabilidad del subsuelo está definida como una consecuencia de los estudios de microzonificación establecidos en el artículo A.2.9 de este Reglamento. Se determinan las siguientes indicaciones generales para definir si la variabilidad es baja, media o alta. Cuando exista para una localidad el estudio de microzonificación sus disposiciones primarán en caso de conflicto aparente sobre las incluídas en los siguientes parágrafos (Véase la tabla H.3-2)

H.3.1.3.1-Variabilidadbaja - Correspondena subsuelos donde no existen variaciones importantes entre el ugar programado para una perforación y sus vecinas. Están originados en formaciones geológicas simples, presentan materiales de espesores y características mecánicas aproximadamente homogéneas, cubren grandes reas con materiales uniformes tales como depósitos lacustres, llanuras aluviales, terrazas de ríos en sus cursos medio a bajo, depósitos de inundación, suelos residuales en zonas de pendiente baja y uniforme, y en general suelos con pendientes transversales de hasta 10%.

H.3.1.3.2 - Variabilidad alta -Correspondea subsuelos donde existen variaciones importantes entre una perforación y otra. Están originadas en formaciones geológicas complejas, con alternancia de capas de materiales con orígenes y espesores diferentes, heterogeneidad dentro de las mismas capas, terrenos de topografía irregular con accidentes importantes tales como depósitos de ladera, flujos de Iodos y escombros, deltas de ríos y depósitos aluviales intercalados. Se incluyen en esta categoría de variabilidad los terrenos sometidos a alteraciones por deslizamientos, movimientos de tierra, botaderos, depósitos de escombros, minas y canteras, y suelos con pendientes transversales superiores a 50%.

H.3.1.3.3- Variabilidad medía- Sedefine para situaciones intermedias entre variabilidad baja y alta, tales como terrazas y llanuras aluviales en su curso medio, desembocaduras de ríos y quebradas, suelos residuales relativamente complejos, suelos con pendientes transversales desde 10% hasta 50% y, en general, los depósitos no contemplados en las categorías anteriores.

H.3. 1.4 - GRADOS DE COMPLEJIDAD - Se definen los grados de complejidad como I, II, III y IV mediante la matriz de calificación expresada en la Tabla H.3-2, donde por una parte se compara la categoría de la edificación, dada en la Tabla H.3-1, y la variabilidad de el suelo definida en H.3.1.3, por la otra.

H.3.2- INVESTIGACION DEL SUBSUELO PARA ESTUDIOS DEFINITIVOS.

H.3.2.1 INFORMACION PREVIA- El ingeniero geotecnista debe recopilar y evaluar los datos disponibles sobre las características del sitio y del proyecto:

H.3.2.1.1-Del sitio- Esta información debe ser obtenida por el ingeniero encargado de¡ estudio geotécnico y comprende: geología, sismicidad, clima (lluvias, temperatura, y su secuencia), vegetación, existencia y características de las edificaciones vecinas e infraestructuras, y estudios anteriores. El ingeniero geotecnista responsable de¡ proyecto debe dar fe de que conoce el sitio y lo ha visitado para efectos de la elaboración del estudio.

H.3.2.1.2Del proyecto- La siguiente información debe ser suministrada por el propietario al ingeniero geotecnista: levantamiento topográfico, urbanismo, tipo de edificación o edificaciones, niveles de excavación y sótanos, niveles de construcción, cargas, redes de servicio y los demás aspectos que el ingeniero geotecnista estime necesarios para la realización del estudio.

H.3.2.2- EXPLORACION DE CAMPO- Consiste en la ejecución de tabiques, trincheras, perforaciones estáticas o dinámicas, u otros procedimientos exploratorios reconocidos en la práctica, con el fin de ejecutar pruebas directas o indirectas en el terreno y obtener muestras para ensayos de laboratorio. La exploración debe ser amplia y suficiente para garantizar un adecuado conocimiento del subsuelo hasta la profundidad afectada por la construcción, teniendo en cuenta la complejidad del proyecto de acuerdo con lo dispuesto en H.3. 1.

H.3.2.3- NUMERO MINIMO DE SONDEOS- El número mínimo de sondeos de exploración se define de acuerdo con la complejidad del proyecto, para una unidad de construcción en la tabla H.33, donde se hace la diferencia entre construcción de edificios y de casas y se indica la profundidad mínima sugerida de dichos sondeos, sujeta a los demás condicionamientos que se dan en H.3.2.4.

H.3.2.3.1-Unidad de construcción- Launidad de construcción, para efectos de la aplicación de la tabla H.3-3, debe coincidir con la misma unidad básica del proyecto específico. Si se trata de edificios, esta unidad es el bloque correspondiente, aislado o separado por juntas de dilatación; si se trata de casas es la unidad de proyecto por agrupación, unifamiliar, bifamiliar o trifamiliar según se haya considerado en el respectivo proyecto arquitectónico.

H.3.2.3.2-Sobre las características y distribución de los sondeos-Lascaracterísticas y distribución de los sondeos deben cumplir las siguientes disposiciones además de las ya enunciadas en H.3.2.2 y H.3.2.3:

• (a) Los sondeos con recuperación de muestras deben constituir como mínimo el 50% de los sondeos practicados en el estudio definitivo.

• (b) Las muestras, en tal caso, se toman en cada cambio de material o por cada 1.5 m de longitud del sondeo.

• (c) Al menos el 50% de los sondeos debe quedar ubicados dentro de la proyección sobre el terreno de las construcciones.

• (d) Los sondeos practicados dentro del desarrollo del Estudio Preliminar pueden incluirse como parte del estudio definitivo de acuerdo con esta normativa siempre y cuando hayan sido ejecutados con la misma calidad y siguiendo las especificaciones dadas en el presente título del Reglamento.

• (e) El número de sondeos finalmente ejecutado para cada proyecto, debe cubrir completamente el área que ocuparán la unidad o unidades de construcción contempladas en cada caso.

H.3.2.4- PROFUNDIDAD DE LOS SONDEOS- Además de la profundidad indicativa dada para los sondeos en la tabla H.3-3, por lo menos el 50% de todos los sondeos debe alcanzar la máxima profundidad dada por las siguientes opciones:

• (a) Profundidad en la que el incremento de esfuerzos causados por la edificación, o conjunto de edificaciones, sobre el terreno sea el 10% del esfuerzo en la interface suelocimentación.

• (b) 1.5 veces el ancho de la losa corrida de cimentación.

• (c) 2.5 veces el ancho de la zapata de mayor dimensión.

• (d) 1.25 veces la longitud del pilote más largo.

• (e) 2.5 veces el ancho del cabeza¡ de mayor dimensión para grupos de pilotes.

• (f) En el caso de excavaciones, la profundidad de los sondeos debe ser como mínimo 1.5 veces la profundidad de excavación, o 2.0 veces en el caso de suelos designados como S3 Y S4 en el Título A de este Reglamento.

• (g) En los casos donde se encuentre roca firme, o aglomerados rocosos o capas de suelos asimilables a rocas, a profundidades inferiores a las establecidas, en proyectos de complejidad Baja y Media los sondeos pueden suspenderse al llegar a estos materiales; para proyectos de complejidad Alta y Especial los sondeos deben penetrar un mínimo de 2 y 4 metros respectivamente en dichos materiales, o 2.5 veces el diámetro de pilotes en éstos apoyados.

H.3.3- REPETICION DE UNIDADES DE CONSTRUCCION

H.3.3.1- NUMERO MINIMO DE SONDEOS-. El número mínimo de sondeos dado en la tabla H.33 se debe repetir en proporción al número de unidades de construcción, según el criterio y la responsabilidad del ingeniero geotecnista a cargo de¡ estudio. El número total de sondeo a realizaren el proyecto, n, se obtiene por medio de:

H.3.4- ENSAYOS DE LABORATORIO

H.3.4.1- SELECCION DE MUESTRAS- Las muestras obtenidas de la exploración de campo deben ser seleccionadas por el ingeniero geotecnista, quien debe ordenar los ensayos de laboratorio que permitan conocer con claridad la clasificación, pesos unitarios, propiedades de resistencia al corte, deformación y permeabilidad de los diferentes materiales afectados por el proyecto.

H.3.4.2- TIPO Y NUMERO DE ENSAYOS- El tipo y número de ensayos depende de las características propias de los suelos o materiales rocosos por investigar, del alcance proyecto y del criterio del ingeniero geotecnista.

H.3.4.2.1-Ensayos para suelos-Parasuelos, como mínimo, se deben realizar ensayos de clasificación completa para cada unos de los estratos o unidades estratigráficas, sus niveles de meteorización, su humedad natural y peso unitario.

H1.3.4.2.2-Ensayos para rocas - Paramateriales rocosos, como mínimo se deben realizar ensayos de peso específico, compresión simple, absorción y alterabilidad.

H.3.4.3- ENSAYOS DETALLADOS- Las propiedades mecánicas e hidráulicas del subsuelo tales como: resistencia al corte, deformabilidad, expansión, permeabilidad, peso unitario, alterabilidad y otras, se determinan en cada caso mediante procedimientos aceptados de campo o laboratorio. Cuando las condiciones lo requieran, los procedimientos de ensayo se deben orientar de tal modo que permitan determinar la influencia de la saturación, drenaje, confinamiento, cargas cíclicas y en general otros factores significativos sobre las propiedades mecánicas de los materiales investigados.

H.3.4.4- SUBSTITUCION PARA ENSAYOS DE CAMPO- El ingeniero responsable del estudio puede sustituir ensayos de laboratorio por ensayos de campo, realizados con equipos y metodologías de reconocida aceptación técnica, siempre y cuando, sus resultados se respalden mediante correlaciones conflables con los ensayos convencionales, sustentadas en experiencias locales publicadas.

CAPITULO H.4

DISENO GEOTECNICO

H.4.0- NOMENCLATURA

Ap=	área de la punta del pilote, m2 o unidad compatible
As=	área de la cara del pilote, m2 o unidad compatible
B=	ancho de la zapata
Cc=	índice de compresión
Cce=	índice de compresión modificado
Cr=	índice de recompresión
Cre=	índice de recompresión modificado
Cs=	factor de forma y rigidez para los asentamientos inmediatos, suelos cohesivos
Ca=	índice de compresión secundaria
C1=	factor de corrección para asentamientos elásticos, suelos granulares
C2=	factor de corrección para asentamientos elásticos, suelos granulares
c=	cohesión
ca=	componente de cohesión en la adherencia lateral del pilote
E=	modulo de elasticidad
Es=	módulo de elasticidad de la masa del suelo
Eu=	modulo de elasticidad en condiciones no drenadas
e=	relación de vacíos, o base de los logaritmos neperianos
eo=	relación de vacíos al inicio de la consolidación
ep=	relación de vacíos en la iniciación de la parte plana de la curva de consolidación (ep»eo).
fs=	fricción lateral unitaria en la cara del pilote
Gs=	módulo de cortante de la masa del suelo
H=	altura total del muro o estructura de contención
Ho=	espesor inicial de la capa para cálculo de asentamiento
h=	tramo de altura en la estructura de contención
Ir=	índice de rigidez
Irr=	índice de rigidez volumétrica
lz=	coeficiente de influencia para deformaciones unitarias, dependiente del módulo de Poisson y de la profundidad de sitio de interés en el perfil
IP=	índice de plasticidad, en porcentaje
KA=	coeficiente de presión de tierras, estado activo
Kh=	coeficiente de presión de tierras para fuerzas horizontales
Ko=	coeficiente de presión de tierras en reposo
Koh=	coeficiente de presión de tierras horizontal, en reposo
KP=	coeficiente de presión de tierras, estado pasivo
Kpo=	coeficiente de presión de tierras en la punta del pilote
Ks=	coeficiente de presión de tierras en la cara del pilote
k=	constante de proporcionalidad
=	distancia entre columnas
Nc=	factor de capacidad portante, término de cohesión
Nq=	factor de capacidad portante, término de confinamiento
N =	factor de capacidad portante, término de sobrecarga
Ns=	factor de capacidad portante en la punta de pilotes
Pex0=	Empuje lateral debido a cargas externas
Ph=	empuje lateral, horizontal, como suma de los demás empujes
Pw=	empuje debido al agua
P'h=	empuje efectivo debido al suelo
p=	presión unitaria de tierra sobre estructuras atirantadas
pa=	presión atmosférica de referencia
q=	sobrecarga, gz, que afecta el término Nq de capacidad portante
qc=	resistencia en la punta a la penetración con cono
qv=	esfuerzo vertical efectivo
Qo=	capacidad total de carga de¡ pilote, punta más fricción
qo=	resistencia ultima por la punta del pilote
qop=	resistencia por la punta en cimientos profundos, situación no drenada
Qp=	carga total por la punta del pilote
Qs=	carga total por la cara del pilote
qvo=	presión de sobrecarga inicial en la base del pilote
RSC=	relación de sobre consolidación
Sc=	asentamiento por consolidación
S=	asentamiento
Su=	resistencia no drenada, suelos cohesivos
qs=	esfuerzo normal a la cara del pilote
t=	tiempo
=	coeficiente de adherencia lateral en pilotes, condición no drenada
f=	coeficiente de adherencia en el fuste del pilote
=	coeficiente de fricción lateral, método , o ángulo de inclinación del terreno por contener
q=	intensidad de carga neta a la profundidad de cimentación
zi=	espesor de la capa i en el caso de asentamientos inmediatos
max=	máximo asentamiento diferencial permisible
=	ángulo de fricción suelo pilote
v=	deformación volumétrica
=	ángulo de fricción interna
rel=	ángulo de fricción interna relativo
' =	ángulo de fricción interna, esfuerzos efectivos
y t=	peso unitario total
=	coeficiente de fricción lateral en pilotes
=	relación de Poisson
o=	esfuerzo real existente alrededor de la punta del pilote
v=	esfuerzo total vertical
z=	esfuerzo en la dirección z en la punta del pilote
'h=	esfuerzo efectivo horizontal
'p=	esfuerzo preconsolidación
'v=	esfuerzo efectivo vertical
'vo=	esfuerzo efectivo vertical inicial
'1=	esfuerzo efectivo principal
'2=	esfuerzo efectivo intermedio
'3=	esfuerzo efectivo secundario o menor
=	relación entre la fricción lateral en la cara del pilote y la capacidad portante por la punta a la misma profundidad

H.4.1 - CIMENTACIONES

H.4.1.1- GENERALIDADES- Toda edificación debe soportarse sobre el terreno en forma adecuada para sus fines de diseño, construcción y funcionamiento. En ningún caso puede apoyarse sobe la capa vegetal, rellenos sueltos, materiales degradables o inestables, susceptibles de erosión, socavación, licuación o arrastre por aguas subterráneas. La cimentación se debe colocar sobre materiales de capacidad de soporte adecuada o sobre rellenos artificiales, que no incluyan materiales degradables, debidamente compactados.

H.4.1.2- ESTADOS LIMITES - El diseño de toda cimentación debe realizarse evaluando las condiciones críticas que puedan presentarse durante la construcción y vida útil de la estructura para los dos estados límites que se especifican enseguida:

H.4.1.2.1 -Estado límite de falla- Se puede llegaral estado límite de falla, entre otros, debido a:

• (a) que la resistencia del suelo de soporte, afectada por los factores de seguridad apropiados, sea menor que las solicitaciones que le impone la edificación, o el medio ambiente,

• (b) se presente disminución del equilibrio de la estructura en conjunto o en alguna de sus partes, debido a pérdida general de la estabilidad del terreno,

• (c) por falla de elementos críticos de la cimentación,

• (d) por respuesta del suelo debida a la amplificación de las ondas sísmicas en los estratos subyacentes de suelo, o por licuación del mismo debida al sismo,

• (e) por inestabilidad que lleve a cambios geométricos incompatibles con las hipótesis de análisis,

• (f) por falta de integridad estructura¡, debida a ausencia de amarres adecuados entre los diferentes elementos que conforman la cimentación,

• (g) por ocurrencia deformaciones cuyo orden de magnitud es inaceptable, y que puedan llevar a la pérdida de equilibrio estático o a daños graves de la estructura o de edificaciones vecinas.

H.4.1.2.2- Estado límite de funcionamiento o servicio- Sepuede llegar al estado límite funcionamientoo de servicio, entre otros por:

• (a) deformaciones o asentamientos excesivos para el uso normal de la edificación y que puedan afectar su funcionamiento, aunque no impliquen pérdida de equilibrio

• (b) por desplazamientos o levantamientos excesivos causados por suelos expansivos,

• (c) por daños locales, o generales, causados por fenómenos de erosión interna, lixiviación, o dispersión del suelo,

• (d) por vibraciones excesivas producidas por elementos móviles, o cargas cíclicas, que el confort de los ocupantes de la edificación, o

• (e) por daño local evitable a través de la disposición de juntas de expansión y de control.

H.4.1.3 - MODOS DE FALLA - Se ha establecido que la falla por capacidad portante del sistema suelocimiento es una falla por esfuerzos cortantes del suelo que soporta el cimiento. Esta falla puede ocurrir de tres maneras distintas, a saber: esfuerzo cortante generalizado, punzonamiento y esfuerzo cortante localizado (Véase la figura H.4-1).

H.4.1.3.1 -Esfuerzo cortante generalizado - Secaracteriza por presentar un patrón de falla bien definido, donde existe una superficie de deslizamiento desde la esquina exterior del cimiento hasta la superficie del terreno. En condiciones de esfuerzo controlado, la falla es súbita y catastrófica; en condiciones de deformación controlada, la carga necesaria para producir una ulterior deformación desciende después del estado de falla. Pese al abultamiento del suelo, observado a ambos lados del cimiento, el estado final tiene ocurrencia en un solo lado de él.

H.4.1.3.2 - Punzonamiento - Esta falla ocurre sin que se presente una clara expresión en superficie, debido a que ocurre a cierta profundidad. Bajo la acción de la carga, el suelo bajo el cimiento se comprime y eventualmente falla por esfuerzo cortante en su perímetro.

H.4.1.3.3 -Esfuerzo cortante localizado- Estemodo de falla presenta un patrón claramente diferenciable sólo bajo el cimiento y en raras ocasiones aparece en superficie. Es claramente un modo transicional entre los dos anteriores.

H.4.1.4 - CIMENTACIONES SUPERFICIALES - El esfuerzo límite básico de falla de cimentaciones superficiales puede calcularse de acuerdo con la siguiente formulación:

H.4.1.4.1 - Aplicación de las ecuaciones Aunqueestrictamente hablando no es lícito superponer los efectos de los tres miembros de la ecuación (H.4-1), el error consiguiente es reducido; usualmente, según el tipo de suelos y el modo de falla, se deben utilizar sólo dos de éstos miembros, cualesquiera que sean más aplicables al caso específico de que se trate.

H.4.1.4.2 - Correccionesa la ecuación básica -Laecuación básica H.4-1 se aplica a cimientos muy largos, con cargas verticales centradas, terreno y base de¡ cimiento horizontales, profundidad menor del ancho y suelo rígido. Para todos los demás casos se deben usar correcciones a Nc, Nq y Ng., apropiadas, las cuales deben estar debidamente sustentadas dentro de la mecánica de suelos.

H.4.1.5 - CIMENTACIONES PROFUNDAS - La evaluación de capacidad total de carga de falla debe considerarse igual al menor de los siguientes valores:

• (a) Suma de las capacidades de carga de los pilotes o pilas individuales.

• (b) Capacidad de carga de un bloque de terreno cuya geometría sea igual a la envolvente de¡ conjunto de pilotes o pilas.

• (c) Suma de las capacidades de carga de los diversos grupos de pilotes o pilas en que pueda subdividirse la cimentación, teniendo en cuenta la posible reducción por la eficiencia de grupos de pilotes.

La capacidad individual de un pilote debe evaluarse considerado separadamente la fricción lateral y la resistencia por la punta, así:

H.4.1.5.1 -Capacidad en la base - Lasteorías convencionales de la mecánica de suelos postulan que la resistencia última en la punta, qo. puede expresarse de la siguiente forma generalizada:

Se ha demostrado que, a profundidad, el esfuerzo existente alrededor del pilote está dado por:

Con base en el procedimiento de instalación de¡ pilote, Ko., puede llegar a variar entre: 0.4 ko 2.5.

La ecuación H.4-6 puede modificarse para representar el esfuerzo en la punta, así:

En la figura H.4-2 se presentan los valores de Nc. y Nq calculados por los sistemas que podrían llamarse convencionales.

En la figura H.4-3, se ilustran los valores de Na. en su relación con los valores del ángulo f, para diversas expresiones de Irr.

Figura H-.4-3-Factor de capacidad portante Ns- Cimientos profundos

H.4.1.5.2 - CAPACIDAD POR FRICCION EN EL FUSTE - La forma teórica de expresar la resistencia por fricción lateral de¡ pilote esta dada por:

H.4.1.5.3 - Métodos usuales - Esto sin embargo, los métodos más utilizados para calcular la capacidad por fricción del fuste de los pilotes varían según los autores correspondientes. Los principales de dichos métodos son:

(a)Método - De acuerdo con este método, se aprovecha la reconsolidación del suelo arcilloso alrededor del pilote. El método se reconoce también por ser una consideración de esfuerzos totales, ó = 0.

La capacidad lateral se calcula así:

El valor del coeficiente de adherencia varía entre 0.2 y 1.2, para valores de resistencia no drenada entre 3.0 kg/cm2 y 0.25 kg/cm2 (Véase la Figura H.4-4)

(b)Método ß -La formulación, similar a la contenida en la ecuación (H.4-18), establece que:

Los valores de varían entre 0.25 y 0.40 para las expresiones usadas de . Este método es una aplicación de esfuerzos efectivos.

(c)Método -Este método, establece que la capacidad lateral de los pilotes en arcillas debe calcularse según se indica a continuación:

Donde es el coeficiente dado en la figura H.4-5. Es ésta también una consideración de esfuerzos totales.

(d)Método - Investigaciones sobre varios tipos de pilotes en diversos sitios típicos llevaron a concluir que el parámetro definido como qo/fs, de la carga por la punta en relación con la fricción lateral, es independiente del tamaño del pilote y sólo dependiente de la densidad del suelo granular expresada en términos del ángulo de fricción interna. En estas condiciones

El factor 0. 11 fue determinado para pilotes hincados. Para pilotes preexcavados puede usarse entre 0.03 y 0.06, tomando el suelo por capas con la resistencia adecuada para cada capa.

H.4.1.5.5 - Fricción negativa - Para el diseño de cimentaciones profundas es necesario calcular las fuerzas causadas por fricción negativa, cuando las condiciones del suelo, del nivel freático y de carga impliquen el desarrollo de este tipo de fuerzas sobre la cimentación. Los tramos de fuste afectados por fricción negativa no contribuyen a la capacidad por fricción lateral.

H.4.1.6 - PARAMETROS DE DISEÑO - Los parámetros de diseño deben justificarse plenamente, con base en resultados provenientes de ensayos de campo y/o laboratorio.

H.4.1.7 - FACTORES DE SEGURIDAD A LA FALLA - La selección de los factores de seguridad debe justificarse plenamente teniendo en cuenta:

• (a) La magnitud de la obra.

• (b) Las consecuencias de una posible falla en la edificación o sus cimentaciones.

• (c) La calidad de la información disponible en materia de suelos.

Se deben utilizar factores mínimos de 2.0 para carga muerta más carga viva máxima; de 3.0 para carga muerta mas carga viva normal y de 1.2 para carga muerta más carga viva normal y el sismo de diseño.

H.4.1.8 - ASENTAMIENTOS - La seguridad para el estado límite de servicio resulta del cálculo de asentamiento inmediatos, por consolidación, los asentamientos secundarios y los asentamientos por sismo. La evaluación de los asentamientos debe realizarse mediante modelos de aceptación generalizada empleando parámetros de deformación obtenidos a partir de ensayos de laboratorio o correlaciones de campo suficientemente apoyadas en la experiencia.

H.4.1.8.1 -Asentamientos inmediatos - Los asentamientos inmediatos dependen de las propiedades de los suelos a bajas deformaciones, en cuyo caso puede aceptarse su comportamiento elástico, y de la rigidez extensión del cimiento mismo. El procedimiento se establece enseguida para suelos cohesivos y para suelos granulares en forma separada:

(a)Suelos Cohesivos - El asentamiento puede establecerse mediante la aplicación de la siguiente ecuación:

Los valores del módulo de elasticidad no drenado, Eu, están relacionados con la resistencia no drenadas su, según se aprecia en la figura H.4-6

Figura H.4-6 - Relación entre el módulo de elasticidad Eu. y la resistencia no drenada su.

(b)Suelos granulares- El asentamiento puede establecerse como la sumatoria de los efectos de la sobrecarga, capa por capa, así:

c)Otras relaciones - Relaciones entre el Modulo de Elasticidad y el valor de la penetración estándar y la penetración con cono, pueden utilizarse con el soporte experimental adecuado.

H.4.1.8.2 - Asentamientos por consolidación - Los asentamientos por consolidación se producen por la migración del agua hacia afuera de los suelos saturados, como respuesta a una sobre carga externa.

(a)Suelos Normalmente Consolidados - En este caso los asentamientos pueden calcularse así:

Para el caso general como un cambio en la relación de vacíos:

Para la curva de consolidación expresada en términos de Indice de Compresión Cc:

Para la curva de consolidación expresada en términos de deformación y el Indice de Compresión Modificado C.:

b)Suelos preconsolidados - En este caso, el asentamiento debe calcularse en dos partes: la primera hasta la presión de preconsolidación;y la segunda si ésta es excedida de ese punto en adelante, así:

H.4.1.8.3 - Asentamientos Secundarios -Laconsolidación secundaria puede definirse como la deformación en el tiempo que ocurre esencialmente a un esfuerzo efectivo constante. No obstante, las deformaciones propias de la consolidación primaria pueden coincidir en el tiempo, con las de la consolidación secundaria.

a)Cálculo de asentamientospor consolidación secundaria - Debe usarse para estos efectos, la siguiente formulación:

(b)Factibilidad de la consolidación secundaria- No siempre se desencadena un proceso de consolidación secundaria. Prerrequisitos para este fenómeno, parecen ser:

Carácter orgánico del depósito de suelo

Presencia de suelos blandos

Nivel de esfuerzos por sobres 0.5tf en la práctica

Debe, en consecuencia, adelantarse el programa de laboratorio que permita comprobar la posible ocurrencia del fenómeno.

H. 4.1.9 - EFECTOS DE LOS ASENTAMIENTOS

H.4.1.9.1- Clasfficación -Sedeben calcular los distintos tipos de asentamientos que se especifican a continuación:

(a) Asentamiento total Definido como el de mayor valor entre todos los producidos en la cimentación.

• (b) Asentamiento diferencial Definido como la diferencia entre los valores de asentamiento correspondientes a dos partes diferentes de la estructura.

• (c) Giro - Definida como la rotación de la edificación, sobre el plano horizontal, producida por asentamientos diferenciales de la misma.

H.4.1.9.2 -Límites de asentamíentos totales - Losasentamientos totales a 20 años calculados se deben limitar a los siguientes valores:

• (a) Para construcciones aisladas 30 cm, siempre y cuando no se afecten la funcionalidad de conducciones de servicios y accesos a la construcción.

• (b) Para construcciones entre medianeros 15 cm, siempre y cuando no se afecten las construcciones e instalaciones vecinas.

H.4.1-.9.3 -Limites de asentamientos diferenciales - Losasentamientos diferenciales calculados se deben limitar a los valores fijados en la tabla H.4-1, expresados en función de ~, distancia entre apoyos o columnas de acuerdo con el tipo de construcción.

H.4.1.9.4. - Límites de giro - Los giros calculados deben limitarse a valores que no produzcan efectos estéticos o funcionales que impidan o perjudiquen el funcionamiento normal de la edificación, amenacen su seguridad, o disminuyan el valor comercial de la misma. En ningún caso localmente pueden sobrepasar de /250.

H.4.1.10 - CAPACIDAD ADMISIBLE - La capacidad admisible de diseño para la cimentación, debe ser el menor valor entre la capacidad calculada a partir de resistencia ante falla, reducida por el factor de seguridad, y la que produzca asentamientos inferiores a los permitidos. Esta capacidad debe ser claramente establecida en los informes geotécnicos.

H.4.1.11 - PROFUNDIDAD DE CIMENTACION - La profundidad mínima de cimentación para los cálculos de capacidad debe contemplar los siguientes aspectos, además de los incluídos en H.4.1.1 - Generalidades.

H.4.1.11.1 - La profundidad tal que se elimine toda posibilidad de erosión o meteorización acelerada del suelo, arrastre del mismo por tubificación causada por flujo de las aguas superficiales o subterráneas de cualquier origen.

H.4.1.11.2 - En los suelos arcillosos, la profundidad de las cimentaciones debe llevarse hasta un nivel tal que no haya influencia por los cambios de humedad inducidos por agentes externos.

H.4.1.11.3 - Es preciso diseñar las cimentaciones superficiales en forma tal que se eviten los efectos de las raíces principales de los árboles próximos a la edificación o alternativamente se deben dar recomendaciones en cuanto a arborización (Véase el Capítulo H.7).

H.4.1.12 - RESULTANTES Y EXCENTRICIDADES - Para toda cimentación deben calcularse las excentricidades que haya entre el punto de aplicación de las cargas y resultantes y el centroide geométrico de la cimentación.

H.4.1.12.1 - Dichas excentricidades tienen que tenerse en cuenta en el cálculo de la capacidad ante falla, capacidad admisible y asentamientos totales, diferenciales y giros.

H.4.1.12.2 - Las losas de cimentación deben diseñarse de tal manera que las resultantes de las cargas estáticas aplicadas coincidan con el centroide geométrico de la losa. Para obtener la precisión necesaria en el cálculo de los centros de gravedad y de empujes de la losa, debe considerarse todo el conjunto de cargas reales que actúan sobre la losa, incluyendo en ellos las de los muros interiores y exteriores, acabados, excavaciones adyacentes a la losa, sobrecarga neta causada por los edificios vecinos y la posibilidad de variación de los niveles de aguas subterráneas.

H.4.2 ESTRUCTURAS DE CONTENCION

H.4.2.1 - GENERALIDADES - En el caso de obras de contención, tales como muros de gravedad (en mampostería, concreto ciclópeo, tierra reforzada, gaviones, o cribas), muros en voladizo (con o sin contrafuertes), tablaestacas, pantallas atirantadas y estructuras entibadas, se requiere calcular los empujes totales que actúan sobre la estructura

H.4.2.1.1 -Empuje total lateral - El empuje total lateral corresponde a la fuerza total lateral Ph, ejercida por terreno sobre la estructura de contención y se define como la suma de los fuerzas P'h debidas a empujes tierra, las fuerzas laterales Pw. debidas a las presiones del agua subterránea y las fuerzas laterales Pex. Debida cargas externas:

H.4.2.2 - COEFICIENTES DE PRESION DE TIERRAS - La presión que las tierras ejercen sobre el muro que las contiene mantiene una estrecha interacción entre una y otro. Depende, en términos generales del desplazamiento del conjunto, así: en el estado natural se dice que la presión es la del reposo; si el muro cede, la presión disminuye hasta un mínimo que se identifica como el estado activo; si por el contrario, el muro se desplaza contra el frente de tierra, la presión sube hasta un máximo que se identifica como el estado pasivo. Si el desplazamiento del muro es vertical o implica un giro sobre la base, su distribución debe ser lineal o similar a la hidrostática; si el giro se efectúa alrededor del extremo superior del muro, la distribución debe adoptar una forma curvilínea. Los desplazamientos relativos se presentan en la figura H.4 -7, y se cuantifican en la tabla H.4-2.

H.4.2.2.1 - Aplicación - Estas disposiciones se aplican a muros de gravedad, muros en voladizo, tierra reforzada y pantallas atirantadas, sobre la base de sus características de sostenimiento y desplazamiento.

H.4.2.2.2 - Coeficiente de presión lateral de tierras - Se define como la relación entre el esfuerzo efectivo horizontal y el esfuerzo efectivo vertical en cualquier punto dentro de la masa de suelo, así que:

H.4.2.2.3 - Empuje lateral de tierras - Se define como la fuerza lateral ejercida por el suelo y se define como:

H.4.2.3 - ESTADO EN REPOSO - El coeficiente de presión de tierras en reposo está definido como

H.4.2.3.1 - Suelo normalmente consolidado - En este caso Koh =Ko, lo cual quiere decir que la presión horizontal de tierras es igual a la presión en reposo.

H.4.2.3.2 - Suelo preconsolidado - cuando el suelo esta preconsolidado este coeficiente debe evaluarse como se indica a continuación:

H.4.2.2.2 - Terreno inclinado - Cuando el terreno por contener no es horizontal sino que posee una inclinación, este valor se convierte en

H.4.2.4 - ESTADO ACTIVO - El estado activo se identifica con un desplazamiento menor de¡ muro en el sentido contrario al del banco de tierra que contiene. El valor del coeficiente activo de presión de tierras es entonces, KA. En la tabla H.4-3 se incluyen las formulaciones correspondientes.

H.4.2.5 - ESTADO PASIVO - El estado pasivo se identifica con la resistencia del banco de tierra cuando es empujado por el muro; al contrario del caso activo, en este caso el desplazamiento es considerablemente mayor. El valor del coeficiente pasivo de presión de tierras es entonces Kp En la tabla H.4-3 se incluyen las formulaciones correspondientes.

H.4.2.6 - MUROS ATIRANTADOS O APUNTALADOS - Para este caso particular se ha verificado que la presión de tierras adopta una distribución de tipo trapezoidal. Se ha propuesto entonces el uso de diagramas aparentes de presión de tierras que equivalen a una envolvente de las diferentes presiones observadasen los muros o a las cargas individuales de los elementos de soporte. Para evaluar las presiones sobre estas estructuras deben usarse:

(a)Suelos Granulares

(a)Suelos Cohesivos

H.4.2.6.1 -Consideración del agua -El análisis precedente es correcto para un sistema de esfuerzos totales, en una masa de suelo eventualmente saturado, pero sin agua libre. En caso de presencia de agua libre o nivel freático, su influencia debe calcularse por separado.

H.4.2.6.2 - Otros métodos -Encasos de importancia se permite el empleo, con el mejor criterio posible, de metodologías tales como elementos finitos, diferencias finitas o elementos de borde.

H.4.2.7 ESTADO DE CALCULO - La selección de los estados activo, en reposo o pasivo, actuantes sobre la estructura de contención debe quedar plenamente justificada, teniendo en cuenta los procedimientos constructivos, posibilidad de deformación de la estructura de contención y las características propias del suelo por soportar.

H.4.2.8 - EMPUJES DEBIDOS AL AGUA -.Los empujes debidos al agua subterránea deben minimizarse en lo posible, mediante el empleo de obras adecuadas de drenaje y despresurización. Sin embargo, cuando ésto no es posible, deben sumarse a los empujes de tierras.

H.4.2.9 - EMPUJES POR CARGAS EXTERNAS - Los empujes resultantes de cargas externas, tales como sobrecargas en la parte superior del muro, cargas vivas temporales o permanentes, deben considerarse por separado de acuerdo con la incidencia sobre el muro que se calcula.

H.4.2.10 - CAPACIDAD ANTE FALLA - Debe verificarse la estabilidad al deslizamiento, la estabilidad al volcamiento, la capacidad portante del suelo de apoyo, la estabilidad general del conjunto terrenoestructura de contención y la estabilidad propia intrínseca de la estructura de contención.

H.4.2.10.1 -Empujes sísmicos -Sedeben incluir los empujes originados por efectos sísmicos para los movimientos sísmicos de diseño, mediante métodos de reconocida aceptación técnica y las consideraciones de acuerdo con las zonas de amenaza sísmica del Capítulo A.2 de este Reglamento.

H.4.2.11 - FACTOR DE SEGURIDAD - Los valores del factor de seguridad para las diversas verificaciones de comportamiento establecidas en H.4.2.2 y siguientes, deben ser, como mínimo:

Deslizamiento en suelos granulares	1.5
en suelos cohesivos	2.0
Volcamiento en suelos granulares	3.0
en suelos cohesivos	2.0
Capacidad Portante	2.5
Estabilidad Intrínseca	1.6
Estabilidad General del Sistema	1.5

H.4.3 - EXCAVACIONES

H.4.3.1 - GENERALIDADES - Para cualquier excavación que forme parte de una edificación se requiere investigar la estabilidad de sus taludes, sus deformaciones y la posibilidad de falla de fondo, elaborando las recomendaciones para la excavación y los parámetros para el diseño de las estructuras de contención.

H.4.3.2 - ESTABILIDAD DE TALUDES - Los análisis de estabilidad deben tener en cuenta las características del material del talud, condiciones hidráulicas, geometría de la excavación, sobrecarga de las obras vecinas, los sistemas y procesos constructivos y los efectos sísmicos.

H.4.3.2.1 - Sismo de diseño - Paraexcavaciones permanentes sin soporte de la edificación o sin estructuras de contención se deben emplear los movimientos sísmicos de diseño y para excavaciones temporales, de duración no superior a 6 meses, con o sin estructuras de contención, se deben emplear los movimientos sísmicos correspondientes al umbral de daño, definidos en el Capítulo A.2 y A.12 del Título A, respectivamente.