RESUMEN REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE

NSR-10 TÍTULO H — ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

 Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial Viceministerio de Vivienda y Desarrollo Territorial Dirección del Sistema Habitacional República de Colombia

                                                         H.1 INTRODUCCIÓN

OBJETIVO Y ALCANCE — Establecer criterios básicos para realizar estudios geotécnicos de edificaciones, basados en la investigación del subsuelo y las características arquitectónicas y estructurales de las edificaciones con el fin de proveer las recomendaciones geotécnicas de diseño y construcción de excavaciones y rellenos, estructuras de contención, cimentaciones, rehabilitación o reforzamiento de edificaciones existentes y la definición de espectros de diseño sismorresistente, para soportar los efectos por sismos y por otras amenazas geotécnicas desfavorables.

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Los estudios geotécnicos definitivos son obligatorios para todas las edificaciones urbanas y suburbanas de cualquier grupo de uso, y para las edificaciones en terrenos no aptos para el uso urbano de los grupos de uso II, III y IV definidos en el Título A de este Reglamento; los mismos deben ser dirigidos y avalados por Ingenieros Civiles, titulados, matriculados en el COPNIA y con tarjeta profesional vigente, y más de 5 años de experiencia. Igualmente el cumplimiento de esta norma no exime al ingeniero responsable de realizar las investigaciones y análisis que se consideren necesarios.

H.2 DEFINICIONES

NOMENCLATURA

c = intercepto de cohesión total

c’ = intercepto de cohesión efectiva

F_a = fuerzas actuantes

F_r = fuerzas resistentes

F_s = factor de seguridad

F_SB = Factor de seguridad básico

F_FSBM = factores de seguridad básicos mínimos directos

S_u = resistencia no drenada

U_a = presión de gas (aire) para materiales secos

U_f = presión de fluidos o presión de poros

U_w = presión de líquido (agua) para materiales saturados

ɸ = ángulo de fricción total

ɸ’ = ángulo de fricción efectivo

σ ‘= esfuerzo normal efectivo

σ = esfuerzo normal total

T _R = esfuerzo resistente

T _A = esfuerzo actuante

T _F = esfuerzo cortante a la falla

  

ESTUDIO GEOTÉCNICO

 Se denomina así al conjunto de actividades que incluyen el reconocimiento de campo, la investigación del subsuelo (exploración y clasificación), 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, protegiendo ante todo la integridad de las personas ante cualquier fenómeno externo, además de proteger vías, instalaciones de servicios públicos, predios y construcciones vecinas.

TIPOS DE ESTUDIOS

ESTUDIO GEOTÉCNICO PRELIMINAR — Estudios que ayudan a aproximarse a las características geotécnicas del suelo, y que dejan ver los problemas geológicos o las adecuaciones que deban realizarse y las recomendaciones para elaborar un proyecto. Estos estudios no reemplazan el estudio geotécnico definitivo.

ESTUDIO GEOTÉCNICO DEFINITIVO —Se realizan para cada proyecto específico, en estos el ingeniero geotécnista debe especificar las condiciones físico-mecánicas del subsuelo y las recomendaciones para la cimentación, el diseño y construcción de las futuras obras conforme a este Reglamento y en especial los Títulos A y H. Contiene aspectos mínimos.

ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE LADERAS Y TALUDES — Deberá estar incluido en el estudio geotécnico preliminar o en el definitivo; se debe hacer de acuerdo con lo exigido en el capítulo H.5.

 Estudio geotecnico de agua subterranéa.
Tomada de maquinarialavera.es/

AGUA SUBTERRÁNEA

Los estudios geotécnicos deberán analizar la existencia de agua libre, flujos potenciales de agua subterránea y la presencia de paleo cauces.

FACTORES DE SEGURIDAD

H.2.4.1 En Ingeniería Civil el Factor de Seguridad se define como la relación entre fuerzas resistentes F_R y actuantes F_A; también pueden usarse esfuerzos para evaluar el Estado Límite de Falla:  

F_S = F_R / F_A               (H.2.1)

F_S = τ_F/ τ_A                 (H.2.2)

En Ingeniería Geotécnica el Factor de Seguridad Básico o directo (F_SB), se define como la relación entre esfuerzo cortante último resistente, o esfuerzo cortante a la falla τ_F y esfuerzo cortante actuante τ_A:      F_SB = τ_F / τ_A          (H.2.3)

Usualmente en Ingeniería Geotécnica el esfuerzo cortante a la falla τ_F se expresa con el Criterio de Mohr-Coulomb: τ_F = C’ + σ′ tan φ′         (H.2.4)

                              σ′ − U_F′                          (H.2.5)

También se define el esfuerzo cortante actuante τ_A como esfuerzo cortante de trabajo o de diseño τ_D y entonces: τ_{A =} [ C’ + σ′ tan φ′] / F_SB             (H.2.6)

COMPORTAMIENTO APARENTE — Para el caso especial de materiales cohesivos saturados y sin fisuración, se presenta un comportamiento aparente del Criterio de Mohr-Coulomb en términos de esfuerzos totales, en el cual C = intercepto de cohesión total = S_U

                                                        φ = ángulo de fricción total =φ= 0.0

y entonces τ_F = S_U = resistencia no drenada       τ_A = S_U / F_SBU   (H.2.7)  

en la cual, generalmente, F_SBU > F_SB

VALORES DEL FACTOR DE SEGURIDAD GEOTÉCNICO BÁSICO, F_SB — En cualquier caso los Factores de Seguridad Básicos F_SB aplicados al material térreo no deben ser inferiores a los Factores de Seguridad Básicos Mínimos F_SBM o F_SBUM que se muestran en la siguiente tabla, además el factor de seguridad básico mínimo F_SBM nunca podrá ser inferior a 1.00

Tabla H.2.1. Factores de Seguridad Básicos Mínimos Directos

Condición	FSBM		FSBUM
	Diseño	Construcción	Diseño	Construcción
Carga Muerta + Carga Viva Normal	1.50	1.25	1.80	1.40
Carga Muerta + Carga Viva Máxima	1.25	1.10	1.40	1.15
Carga Muerta + Carga Viva Normal + Sismo de Diseño Seudo estático	1.10	1.00 (*)	No se permite	No se permite
Taludes – Condición Estática y Agua Subterránea Normal	1.50	1.25	1.80	1.40
Taludes – Condición Seudo-estática con Agua Subterránea Normal y Coeficiente Sísmico de Diseño	1.05	1.00	No se permite	No se permite

(*) Nota: Los parámetros sísmicos seudo estáticos de Construcción serán el 50% de los de Diseño

FACTORES DE SEGURIDAD INDIRECTOS — Del factor de seguridad geotécnico real se derivan Factores de Seguridad Indirectos que tienen valores diferentes, en todos los caso se debe demostrar que el empleo de éstos factores indirectos implica Factores de Seguridad Básicos F_SB iguales o superiores a los valores mínimos F_SBM.

SUELOS NO COHESIVOS O GRANULARES Y SUELOS COHESIVOS

Se consideran no cohesivos los suelos que cumplen las siguientes condiciones:

(a) Todos los materiales clasificados como GW, GP, GW-GM, GP-GM, GW-GC, GP-GC, SW, SP, SW-SM, SP-SM, SW-SC, SP-SC.

(b) Todos los materiales clasificados como GM, GC, GM-GC, SM, SC, SM-SC, en los cuales 30% o menos del peso pase por tamiz No 200 y que tengan límite líquido wL ≤ 30% e índice plástico IP ≤ 10%.

A su vez se entienden como cohesivos los que no las cumplen.