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INGENIERÍA GEOTÉCNICA (CI169)
Ciclo 2020 - 1
I. Parte Teórica: (Las respuestas a las preguntas teóricas deberán ser desarrolladas en el
tamaño del área señalada)
1.1 Comente, ¿Por qué la presencia de excentricidad genera que el ancho B sea considerado
como un ancho efectivo resultando este de menor valor al original? Nota: su explicación debe
basarse en el comportamiento de la zapata ante carga excéntrica. (1.0 punto)
1.2 Utilizando círculos de Mohr y la envolvente de falla explique cómo se relaciona el resultado
de un triaxial UU (círculo de Mohr efectivo) con el resultado de un triaxial CD del mismo suelo.
(2.0 puntos)
1.3 Una torre de acero que soporta cables de alta tensión poseerá cuatro apoyos los cuales
transmitirán cargan inclinadas y momentos a zapatas cuadradas de 3.0 m de lado. Estas
zapatas estarán cimentadas sobre arcilla saturada ¿Cuál es la información que necesita para
obtener la capacidad de carga última? Indique el tipo de ensayo que aplicaría a este suelo y
por qué. Para el cálculo de asentamientos necesita el módulo de elasticidad, cómo lo obtiene
indicar 2 métodos y sus respectivas ventajas y desventajas. (2.0 puntos)
1.4 Para el desarrollo de un proyecto de un complejo educativo el cliente le encarga la estimación

de la capacidad de carga individual por pilotes, considerando que se ha propuesto emplear
cimentación profunda. Para ello se lleva a cabo un EMS y con los parámetros del terreno
obtenidos se procede a estimar la capacidad de carga de un pilote individual de concreto
armado (𝛾 = 2.4𝑡𝑜𝑛/𝑚 3 ) con un diámetro de 0.8m y una longitud de 22 m. Para esto utiliza
las formulaciones propuestas por NAVFAC, Meyerhof y Vesic obteniendo: (3.0 puntos)
NAVFAC Meyerhof Vesic
𝑄𝑝 (𝑡𝑜𝑛) 118.1 141 125.8
∑ 𝑄𝑠 (𝑡𝑜𝑛) 152.25 121.8 142.1
El Factor de Seguridad mínimo para un pilote individual según E.050 Suelos y Cimentaciones
es de 2.
Posteriormente en campo se llevó a cabo una prueba de carga estática estándar según ASTM
D1143 obteniendo los siguientes resultados:
El cliente le solicita:
a) Indicar cual es la capacidad de carga última y capacidad de carga admisible que se propone
en gabinete previo a la ejecución de la prueba de carga. Detallar el sustento. (1.0 punto)
b) Luego de contar con los resultados de la prueba de carga y considerando que el asentamiento
individual máximo tolerable es de 1” para cumplir con una distorsión angular máxima entre
encepados de 1/500 debe indicar cuál sería la carga de trabajo máxima del pilote individual.
Comparar sus resultados con los del ítem a) y comentar. (1.0 punto)
c) En un ambiente de la edificación se esperan dificultades en maquinaria sensible a
asentamientos. Se le solicita indicar cual sería la reducción de la carga de trabajo máxima del
pilote individual para este ambiente de la edificación. (1.0 punto)
II. Parte Práctica:
2.1 Resolver (2.0 puntos)
Los resultados del cuadro 1 fueron obtenidos en el instante de la ruptura de dos ensayos de
compresión triaxial CIU, en cuerpos de prueba de arcilla saturada. Determine los parámetros
de resistencia no drenados y drenados.
Cuadro 1
Ensayo 1 2
confinamiento (kPa) 200 300
desviador (kPa) 120 150
Poropresión u (kPa) 75 95
Se le encarga un estudio de mecánica de suelos para una obra de edificaciones (pórticos y

muros de concreto) que consiste en un edificio de 10 pisos y 3 sótanos (altura de piso a techo
por sótano 3m, Df=1.0m); además se proyectará una cisterna cuyo nivel de fondo será -11.0m
respecto del nivel de terreno. El proyecto se desarrollará en un lote de 1,500m2 y se estima
que el edificio ocupará un 60% del área del lote.
Debido a la ubicación y a su visita al terreno usted ha notado que muy probablemente el suelo
es una arena uniforme sin finos. Se le solicita hacer un planeamiento de las exploraciones de
campo, responder y sustentar cada pregunta;
a. ¿Cuántas exploraciones de campo directas ejecutará? (1.0 punto)

b. ¿Qué métodos de exploración ejecutará? (1.0 punto)
c. ¿A qué profundidad llegará cada punto de exploración? (1.0punto)
d. ¿Cuál es el presupuesto de su programa de exploraciones de campo directas?
Considerar los precios del mercado: (1.0 punto)
• Perforación con SPT = 240 soles/m.
• Calicata= 100 soles/m.
Una cimentación rectangular (zapata Z-1) de 2.m de ancho (L=1.5B) se apoya a 1.5 m debajo
de la superficie. Se conoce que la relación entre el momento flector y la carga vertical
transmitida por la estructura principal produce una excentricidad de 0.2m y que la carga
paralela al plano de cimentación (H) es la cuarta parte de la carga perpendicular al plano de
la cimentación (V). El terreno que va desde la superficie hasta los 15 m de profundidad está
constituido por grava arcillosa (GC) densa y presenta las siguientes propiedades:
375𝑘𝑔𝑓
c’=15kPa, 𝜙′=36°, 𝛾 =
17𝑘𝑁
,𝛾 =
22𝑘𝑁
,𝐸 = , 𝜐 = 0.3
𝑛𝑎𝑡1 𝑚 3 𝑠𝑎𝑡 𝑚 3 𝑠 𝑐𝑚2
El nivel freático se encuentra a 0.90 m de la superficie.

Considerar:
𝛽 = 10°, 𝜂 = 10° (inclinación de talud adyacente e inclinación de la base de la cimentación)
𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑑ℎ𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐶𝑎 = 0.9 𝑐′
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 3.0
a. El cliente desea realizar una ampliación (aumentar pisos). La edificación cuenta actualmente
con 3 pisos y se conoce del análisis estructural que por cada piso existente (o adicional) la
fuerza vertical transmitida a la cimentación es de 32 ton (313.92 kN). Se le solicita calcular el
número de pisos máximo al que podrá llegar la edificación ampliada. (Deberá utilizar la
formulación de Vesic). (4.0 puntos)
𝜂°°
b. Con la carga vertical estimada se le solicita calcular el asentamiento elástico instantáneo y

verificar si éste es coherente con el asentamiento individual máximo tolerable asociado a una
distorsión angular máxima de 1/500. (2.0 puntos)
Fuente: Bejrrum, 1963

FORMULARIO INGENIERÍA GEOTÉCNICA
1. RESISTENCIA AL CORTE
𝜙 𝜙
𝜎 = 𝜎 𝑡𝑔2 (45 + ) + 2𝑐 × 𝑡𝑔 (45 + )
1 3
2 2
𝜙′ 𝜙′
𝜎′1 = 𝜎′3 𝑡𝑔 2 (45 + ) + 2𝑐 ′ 𝑡𝑔 (45 + )
2 2
2. CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Capacidad de Carga última - Fórmula General – VESIC
Nota: Considerar para el cálculo de la capacidad de carga última el ancho de la zapata efectivo B’.
Factores de Capacidad de Carga (N)
Factores de Forma (S): (Considerar la dimensión original de B para el cálculo de los factores de forma)
Factores de Profundidad (d)
Factores por inclinación de carga (i)

Factores por talud adyacente a la cimentación (g)
Factores por inclinación de la base de la cimentación (b)
Ca: Coeficiente de adherencia
Cálculo del asentamiento instantáneo máximo
Nota: Considerar para el cálculo de la capacidad de carga última ancho de la zapata efectivo B’
Factor de influencia (Ip):
3. CIMENTACIONES PROFUNDAS
𝑄𝑈 = (𝑄𝑃 + ∑ 𝑄𝑆 )
(𝑄𝑝 + ∑ 𝑄𝑠 )
𝑄𝑎𝑑𝑚 = − 𝑊𝑃
𝐹𝑆

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1.4 Para el desarrollo de un proyecto de un complejo educativo el cliente le encarga la estimación

NAVFAC Meyerhof Vesic

𝑄𝑝 (𝑡𝑜𝑛) 118.1 141 125.8

∑ 𝑄𝑠 (𝑡𝑜𝑛) 152.25 121.8 142.1

2.1 Resolver (2.0 puntos)

2.2 Resolver (4.0 puntos)

Se le encarga un estudio de mecánica de suelos para una obra de edificaciones (pórticos y

a. ¿Cuántas exploraciones de campo directas ejecutará? (1.0 punto)

2.3 Resolver (6.0 puntos)

El nivel freático se encuentra a 0.90 m de la superficie.

𝛽 = 10°, 𝜂 = 10° (inclinación de talud adyacente e inclinación de la base de la cimentación)

𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑑ℎ𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝐶𝑎 = 0.9 𝑐′

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 = 3.0

b. Con la carga vertical estimada se le solicita calcular el asentamiento elástico instantáneo y

Fuente: Bejrrum, 1963

Factores de Capacidad de Carga (N)

Factores de Profundidad (d)

Factores por inclinación de carga (i)

Factores por inclinación de la base de la cimentación (b)

Ca: Coeficiente de adherencia

Cálculo del asentamiento instantáneo máximo

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