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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN 
 
 
 
 
 
 
“ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO 
 CON DOS SÓTANOS Y OCHO NIVELES SUPERIORES 
SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA” 
 
 
 
T E S I S 
 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
 
INGENIERO CIVIL 
 
 
P R E S E N T A 
 
CARLOS ROBERTO CRUZ ROJAS 
 
DIRECTOR DE TESIS 
 
ING. GABRIEL ALVAREZ BAUTISTA 
 
 
 
 
 
SAN JUAN DE ARAGÓN, ESTADO DE MÉXICO, JUNIO 2013 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
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reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A mi PADRES que son mí máxima inspiración y que me han brindado su amor y 
cariño toda mi vida, ustedes que siempre me dieron su apoyo de manera 
incondicional para que pudiera alcanzar mis metas, ustedes que realizaron un 
arduo esfuerzo para que yo alcance mis metas y que con su encomiable ejemplo 
me han guiado para formarme profesionalmente. A ustedes que dedicaron gran 
parte de su vida a facilitarme la educación dentro y fuera de casa, ahora les digo 
que donde quiera que estén siempre se sientan orgullosos de lo que han logrado, 
como yo me siento orgulloso de ustedes. 
 
A mi HERMANO Y SU FAMILIA, Roberto: gracias por ser más que mi hermano, 
ser siempre mi mejor amigo, tu que siempre me has apoyado y que siempre estás 
ahí cuando necesito un consejo, Caro: Por dejarme compartir la alegría de ser 
parte de tu familia y que esta haya servido como inspiración para la consecución 
de este logro, Dulce: Que llegaste en el momento en el que todo parecía 
derrumbarse y que agradeceré infinitamente que con tu alegría hayas iluminado el 
hogar. 
 
A mi TÍA MARTA, quien siempre me apoyo en los momentos más difíciles sin 
esperar nada a cambio y que gracias a ella hoy puedo concluir esta etapa de 
manera satisfactoria. 
 
A mis AMIGOS Y COMPAÑEROS, quienes brindaron un gran apoyo y con ello 
fueron participes de la consecución de objetivos en mi vida como estudiante, ellos 
que con su compañía en aquellos buenos y malos momentos que compartimos 
dentro y fuera de las aulas hicieron de esta una etapa muy agradable. 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
A mis PROFESORES, quienes me compartieron su conocimiento y han dedicado 
su vida a la noble profesión de la enseñanza, en especial al ING. GABRIEL 
ÁLVAREZ BAUTISTA quien muy amablemente brindo su apoyo como asesor del 
presente trabajo y más que un profesor es un amigo. 
 
A la UNAM que desde que me recibió como alumno es un orgullo ser parte de ella 
y a la cual asumo el compromiso ineludible de representarla con de manera 
honrosa y siempre poner su nombre en alto. 
 
No me resta más que agradecerles de corazón y recordarles que la realización de 
este trabajo es un logro suyo, ya que sin ustedes, nada hubiera sido posible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
I N D I C E 
 
INTRODUCCIÓN 
 
1. ANTECEDENTES 
 
1.1 Localización 
1.2 Topografía 
1.3 Descripción del proyecto 
1.4 Colindancias 
1.5 Objetivos 
 
2. EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO 
 
2.1 Generalidades 
2.2 Pozos a cielo abierto 
2.3 Sondeos con equipo mecánico 
2.4 Factibilidad de existencia de cavernas 
 
3. PRUEBAS DE LABORATORIO 
 
3.1 Muestras alteradas 
3.2 Muestras inalteradas 
 
4. ESTRATIGRAFÍA DEL SUBSUELO 
 
4.1 Levantamiento geológico local 
4.2 Características estratigráficas y físicas del subsuelo 
 
5. DISEÑO GEOTÉCNICO 
 
5.1 Análisis de la cimentación 
5.2 Alternativa mediante Zapatas 
 5.2.1 Capacidad de carga de la cimentación 
 5.2.2 Dimensionamiento de la cimentación 
 5.2.3 Estado límite de falla 
5.2.4 Estado límite de servicio 
5.2.5 Condición sísmica 
 
 
 
 
 
 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
5.2.6 Empujes sobre los muros perimetrales 
5.2.7 Procedimiento constructivo de las zapatas 
 
5.3 Alternativa de cimentación con Pilas 
5.3.1 Capacidad de carga 
5.3.2 Dimensionamiento de las pilas 
5.3.3 Estado límite de servicio 
5.3.4 Procedimiento constructivo para la construcción de las 
pilas 
5.4 Estabilidad de Taludes 
5.4.1 Tipos y causas de fallas más comunes 
5.5 Protección a colindancias 
5.6 Determinación del proceso constructivo en las colindancias 
5.6.1 Cortes y taludes verticales 
5.6.2 Talud vertical para alojar a los sótanos de 
estacionamiento. 
5.6.3 Especificaciones y procedimiento de construcción del 
sistema de anclaje 
 
 
6. PROCESO CONSTRUCTIVO 
 
6.1 Procedimiento constructivo para la excavación 
6.2 Determinación del procedimiento constructivo para la 
excavación 
 
 
CONCLUSIONES 
 
ANEXOS 
I FIGURAS 
II REPORTE FOTOGRÁFICO 
III PRUEBAS DE LABORATORIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
INTRODUCCIÓN 
Las ciudades mexicanas se han transformado permanentemente durante las 
últimas cinco décadas como resultado del crecimiento poblacional y la continua 
expansión territorial. La demanda de suelo para una diversidad de actividades y 
funciones ha convertido a México en un país urbano. El problema se acrecienta 
cuando la demanda inmobiliaria se enfoca más en el mercado de construcciones 
que optimicen y aprovechen el espacio para cumplir con la funcionalidad de dar un 
servicio eficiente en un menor espacio a más habitantes. 
Por razones históricas y políticas, México es un país muy centralizado. A causa de 
esto los servicios gubernamentales y el desarrollo industrial se han concentrado 
en el Valle de México. En él se localiza el 45% de la actividad industrial nacional; 
tiene lugar el 38% de su producto nacional bruto y junto con la zona conurbada, 
concentra el 20% de la población del país. La ciudad alberga casi todas las 
oficinas de gobierno, los centros de negocios nacionales e internacionales, las 
actividades culturales, las universidades y los institutos de investigación más 
importantes. El rápido crecimiento de los últimos 50 años se ha caracterizado 
tanto por la expansión de áreas urbanas y residenciales planeadas para las clases 
media y alta, como por las invasiones ilegales de tierra y los asentamientos no 
planificados en las áreas periféricas. 
Uno de los problemas que se presenta con el crecimiento de la población en el 
Valle de México es la falta de espacios para edificar tanto casas habitacionales, 
así como edificios cuyo fin es el de servir como centros de trabajo. 
La expansión natural de la Ciudad de México, sobre todo a partir de las políticas 
de industrialización adoptadas durante el gobierno de Miguel Alemán, generó una 
demanda de nuevos espacios habitacionales y comerciales, tanto de carácter 
residencial como aquellos de carácter irregular. 
A lo largo de la década de los 70, la Ciudad de México experimentó un acelerado 
crecimiento demográfico, tanto por los desplazamientos internos de la propia 
población, como por el fenómeno migratorio campo-ciudad, en buena medida 
producto de los cambios en las políticas agrarias. En esa misma década, la zona 
poniente de la Ciudad se convierte en la Delegación MiguelHidalgo y es a partir 
de estos años en que comienza a decrecer su población. Este fenómeno fue 
originado por múltiples causas, tales como la concentración de equipamiento 
metropolitano, obras viales, etc., que generaron aumento en los valores del suelo, 
la tercerización de las actividades, y en algunas zonas las construcciones no se 
 
 
 
 
 
2 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
utilizan como en sus orígenes, es decir, van quedando abandonadas como 
viviendas y substituyendo su uso por comercio u oficinas, con consecuencias tales 
como aumento de población flotante, demandas de estacionamiento y 
subutilización de los equipamientos básicos, que han generado un decremento en 
la calidad de vida de esas zonas. 
El comportamiento de las edificaciones que se encuentran en la Ciudad de México 
y de varias ciudades del centro del país son aquejadas por las distintas 
condiciones naturales del terreno sobre los cuales se desplantan dichas 
estructuras, ello obliga a que toda construcción requiera un análisis ingenieril 
profundo en cuanto a la mecánica de suelos entre los aspectos más relevantes, ya 
que es indispensable solucionar los problemas propios de cimentación para 
asegurar el perfecto funcionamiento de la estructura durante el periodo de vida útil 
del mismo. La presente tesis pretende dar a conocer el análisis desarrollado para 
la cimentación de la estructura mencionada con anterioridad, tomando en cuenta 
el aspecto fundamental que es la estabilidad en taludes, propiciada por la 
subexcavación de los terrenos en zonas donde existe el riesgo permanente de un 
posible falla debido a que es una zona habitacional con construcciones aledañas. 
Derivado de los sismos de 1985, la zona poniente de la Ciudad de México recibió 
una fuerte presión inmobiliaria para ubicar oficinas y comercios desplazados de la 
zona central, lo cual derivó en la aprobación de las Zonas Especiales de 
Desarrollo Controlado (ZEDEC'S) para dicha zona como forma de ordenar estos 
cambios de uso de suelo. 
OBJETIVO. 
El presente trabajo de tesis se realizó con objeto de establecer la factibilidad de 
construcción, con base al estudio geotécnico, de un edificio con 2 sótanos y 8 
niveles superiores sobre la ladera de una barranca, el predio se encuentra ubicado 
en la zona poniente de la Ciudad de México en Cerrada Sierra Vertientes No.52, 
Colonia Lomas de Chapultepec, Delegación Miguel Hidalgo, se realizó un estudio 
de Mecánica de Suelos consistente en exploración y muestreo de los depósitos 
profundos del subsuelo del sitio de interés, pruebas de laboratorio en las muestras 
obtenidas y análisis de resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOTOGRAFÍA AÉREA DEL PREDIO DE INTERES 
 
 
 
 
 
 
 
ANTECEDENTES 
 
 
PANORÁMICAS DEL SITIO DE INTERÉS
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
1.- ANTECEDENTES 
 
1.1 Localización 
Se solicitó la realización de un Estudio de Mecánica de Suelos, en el predio 
ubicado en la calle Cda. Sierra de Vertientes No. 52., Colonia Lomas de 
Chapultepec, Delegación Miguel Hidalgo, México D.F. La localización del sitio de 
interés se muestra en la figura 1. 
 
 
FIGURA 1. UBICACIÓN DEL PREDIO DE INTERES 
 
1.2 Topografía 
El predio de interés tiene forma rectangular y la superficie del terreno tiene 
aproximadamente 656 m2, distribuidos en diversas plataformas con desniveles 
variables entre 2.0m y 4 y 9m aproximadamente con respecto al nivel de banqueta 
de la calle Paseo de los Ahuehuetes Norte (cota 0.00), considerando la parte más 
alta en la calle Cda. Sierra Vertientes. 
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
Actualmente el predio se encuentra ocupado por una estructura de tres niveles 
constituida por trabes y columnas de concreto y de acero. 
 
 
 
 
CONDICIONES ACTUALES DEL SITIO DE INTERES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
1.3 Descripción del proyecto 
 
El proyecto arquitectónico contempla la construcción de un edificio, constituido por 
sótano y medio, planta baja y ocho niveles superiores y azotea, para 
departamentos. 
Los niveles de piso terminado, tomando como +0.00 Ahuehuetes Norte serán los 
siguientes el sótano queda en -4.50, el semi sótano -1.50, el +0.00 queda en el 
semisótano, quedando la planta baja +1.50 y consecutivamente el primer nivel a 
+4.30, +7.10 el segundo, el tercero a 9.90, +12.70 el cuarto nivel, hasta llegar a la 
azotea marcando una cota de +26.70. 
El edificio estará estructurado mediante columnas, trabes y losas de concreto 
armado, y de acuerdo a la carga estimada que transmitirá la estructura al 
subsuelo, que será de 12.8 ton/m2 que incluye el peso de la cimentación, para lo 
cual será necesario conocer las condiciones reales del subsuelo y definir el 
comportamiento que tendrá la estructura bajo las solicitaciones proyectadas. 
En las figuras 2 a 7 se muestran las plantas del sembrado arquitectónico y en las 
figuras 8 a 11 se indican los cortes del proyecto. 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGURA 8.- CORTE ARQUITECTÓNICO A 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
1.4 Colindancias 
El sitio de interés colinda perimetralmente con edificaciones hasta de cuatro 
niveles, de los cuales tres se encuentran por debajo del nivel de banqueta de 
Sierra Vertientes, y con vía pública en dos de sus colindancias. A continuación se 
describen las características observadas de las mismas durante los trabajos de 
exploración realizados, y se presentan en la figura 12. 
Al Norte colinda con vía pública siendo la calle de Cerrada de Sierra Vertientes y 
al Sur colinda con la Av. Paseo de los Ahuehuetes Norte. 
En la colindancia Oriente colinda con una estructura de planta baja y dos niveles 
superiores, estando en diferentes desniveles y teniendo rellenos que usaron para 
dar nivel al jardín. Por el Poniente se tiene una estructura de planta baja y cuatro 
niveles superiores, con diferentes desniveles y rellenos en su parte del jardín. 
En el Anexo I se presenta un reporte fotográfico de los trabajos realizados. 
 
FIGURA 12. COLINDANCIAS DEL PREDIO DE INTERES 
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
1.5 Objetivos 
Determinar la estratigrafía del subsuelo general en el sitio, sus propiedades 
índices y mecánicas (deformabilidad y resistencia) las cuales se presentan en el 
capítulo 4. 
 
De acuerdo a la zonificación geotécnica el sitio de interés se ubica en la zona 
denominada de Lomas que se caracteriza básicamente por tener depósitos 
tobáceos, pero con la particularidad de tener materiales aluviales y de relleno de 
baja resistencia en sus primeros metros, con los resultados obtenidos se dictamina 
las alternativas de cimentación que se juzgan más adecuadas para la estructura 
proyectada que garantice su estabilidad, proporcionando las recomendaciones 
necesarias para su diseño, tales como: la capacidad de carga en condiciones 
estáticas y dinámicas, los asentamientos máximos esperados que se desarrollarán 
en la masa del suelo bajo la carga total de la estructura, y que se indican en el 
capítulo 5. 
 
En este estudio se establece el procedimiento constructivo más adecuado para la 
cimentación y protección a colindancias. En el Anexo I se presenta un reporte 
fotográfico de los trabajos realizados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO 
 
 
EXPLORACIÓN REALIZADA EN EL PREDIO EN ESTUDIO
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
2.- EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO 
 
2.1 Generalidades 
 
Con el objeto de conocer las características estratigráficas y físicas del 
subsuelo hasta la profundidad en que son significativos los esfuerzos producidos 
por la estructura que se proyecta construir se realizó la siguiente exploración: 
 
Se efectúo un sondeo de tipo penetración estándar realizado a una 
profundidad de 20 m con maquinaria rotatoria Long Year 34, empleando el 
muestreador de penetración estándar, mediante el cual se obtuvieron muestras 
representativas alteradas y se midió el número de golpes necesarios que oponen 
los materiales a ser atravesados permitiendo determinar el índice de resistencia de 
estos. 
 
Se excavaron cinco pozos a cielo abierto a profundidades variables entre 1.0 
y 3.5m, con respecto al nivel actual que guarda el terreno, obteniendo muestras 
representativas de los materiales y determinando la estratigrafía en las paredes de 
los pozos. 
 
El control y la coordinación de los trabajos de campo fueron supervisados 
por un ingeniero especialista en Mecánica de Suelos. 
 
La ubicación dentro del predio de los pozos excavados y del sondeo de 
penetración estándar se muestra en la figura 13. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGRA 13. UBICACIÓN DE SONDEOS 
 
2.2 Pozos a cielo abierto 
Este sondeo es de los comúnmente empleados y recomendados para determinar 
las propiedades del subsuelo, debido a que las muestras obtenidas son 
prácticamente inalteradas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
 
El procedimiento consiste en realizar excavaciones a cielo abierto dentro del 
predio en estudio de exactamente 0.8 m. x 1.50 m. y profundidad tal que permita 
determinar las características de los depósitos superficiales (rellenos) y la 
profundidad a la que se tiene el N.A.F. (Nivel de Agua Freática) que en este caso 
no se detectó hasta la máxima de profundidad explorada. 
 
 
 
 
Los perfiles estratigráficos de los pozos a cielo abierto excavados y los resultados 
de las pruebas de laboratorio efectuadas en las muestras cúbicas obtenidas de los 
mismos, se presentan en las figuras 14 a 18. 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
 
FIGURA 14. POZO A CIELO ABIERTO DENOMINADO PCA-1 
 
 
 
 
 
23 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
 
 
 
FIGURA 15. POZO A CIELO ABIERTO DENOMINADO PCA-2 
 
 
 
 
 
24 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
 
 
 
FIGURA 16. POZO A CIELO ABIERTO DENOMINADO PCA-3 
 
 
 
 
 
 
25 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
 
 
FIGURA 17. POZO A CIELO ABIERTO DENOMINADO PCA-4 
 
 
 
 
 
 
26 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
 
FIGURA 18. POZO A CIELO ABIERTO DENOMINADO PCA-5 
 
 
 
 
 
27 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
De acuerdo a la exploración con los pozos a cielo abierto realizado se efectúo una 
zonificación con los espesores de rellenos encontrados en cada uno de ellos, como se 
indica en la figura 19, y que serán de utilidad para el movimiento de tierras. 
 
 
FIGURA 19. ZONIFICACIÓN DE RELLENOS 
 
 
 
 
 
 
 
28 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
2.3 Sondeos con equipo mecánico 
 
Se efectúo en el sitio de interés un sondeo profundo de tipo de Penetración 
Estándar a 20 m de profundidad denominado SPT-1, obteniendo datos confiables 
de los depósitos profundos, que serán de gran ayuda en el cálculo de la capacidad 
de carga y de los asentamientos máximos esperados. 
 
 
 
EQUIPO DE PERFORACION LONG YEAR 34 
 
2.3.1.- Método de penetración estándar 
 
Con este método se obtiene principalmente muestras alteradas de suelo, la 
importancia y utilidad mayores de la prueba de penetración estándar radican en 
las correlaciones realizadas en el campo y en el laboratorio en diversos suelos, 
sobre todo en arenas, que permiten relacionar aproximadamente la compacidad, 
el ángulo de fricción interna () en arenas y el valor de la resistencia a la 
compresión simple (qu) en arcillas. 
 
La prueba se realiza dejando caer un martillo que pesa 63.5 Kg sobre la barra de 
perforación, desde una altura de 76 cm. El número de golpesN necesarios para 
producir una penetración de 30 cm se considera la resistencia a la penetración. 
Por considerar la falta de apoyo, los golpes de los primeros 15 cm. de penetración 
 
 
 
 
 
29 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
no se toman en cuenta; en cambio se cuentan los golpes necesarios para la 
penetración de los siguientes 15 cm, es decir entre 15 y 45 cm, que constituyen el 
valor de N. 
 
 
 
MÉTODO DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR 
 
A continuación se presenta una tabla que correlaciona el número de golpes con la 
compacidad relativa, en el caso de las arenas, y la consistencia, en el caso de las 
arcillas, según Terzaghi y Peck: 
 
 
Correlación entre la resistencia a la penetración y las propiedades de los 
suelos a partir de la prueba de penetración estándar 
 
ARENAS 
(BASTANTE SEGURAS) 
 ARCILLAS 
(RELATIVAMENTE INSEGURA) 
No. DE GOLPES 
POR 30 CM. N 
COMPACIDAD 
RELATIVA 
 No. DE GOLPES 
POR 30 CM. N 
CONSISTENCIA 
 0 - 4 MUY SUELTA MENOS DE 2 MUY BLANDA 
5 - 10 SUELTA 2 - 4 BLANDA 
11 - 30 MEDIA 5 - 8 MEDIA 
31 - 50 COMPACTA 9 - 15 FIRME 
MAS DE 50 MUY COMPACTA 
 
15 - 30 MUY FIRME 
 
 
MAS DE 30 DURA 
 
En la figura 20 se presenta el registro de campo del sondeo realizado. 
 
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33 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
En la figura 21 se presenta en forma gráfica el perfil estratigráfico, y los resultados 
de las pruebas de laboratorio efectuadas en las muestras del sondeo de tipo 
penetración estándar realizados en el sitio de interés, y considerado para este 
estudio, incluyendo los valores del índice de resistencia a la penetración estándar 
de los depósitos atravesados. 
 
 
 FIGURA 21. PERFIL ESTRATIGRÁFICO SPT-1 
 
 
 
 
 
34 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
2.4.- Factibilidad de existencia de cavernas 
 
Mediante el sondeo profundo de inspección realizado en el predio de interés, se 
investigó la existencia de capas de materiales pumíticos o de bocaminas o indicios 
de la explotación subterránea de estos materiales. 
 
Recorridos de Inspección 
 
En los recorridos de inspección realizados se tomaron en consideración los 
siguientes aspectos, los cuales permiten orientar de una manera adecuada la 
localización de posibles cavidades. 
 
a) Todas las cavidades son de origen artificial, excavadas por el hombre, por lo 
que sus dimensiones originales debían permitirle su acceso, es decir, del orden 
de 1.5 a 2.0 m tanto de altura, como ancho; las cavidades debieron tener 
siempre una entrada o boca en la superficie y desarrollo continúo a partir de 
ella. 
 
b) Se observan con mayor atención los niveles en los que se conoce la existencia 
de capas de materiales pumíticos. 
 
c) Usualmente las minas arrancan de barrancas o de cortes, a partir de los que se 
podían reconocer aquellos mantos o lentes de materiales útiles para la 
construcción. 
 
d) La explotación se efectuaba a través de túneles o galerías, cuyo desarrollo 
variaba desde un solo túnel sencillo, hasta una verdadera red intrincada y 
compleja, pudiendo estar las galerías alojadas en un mismo manto o en varios 
situados a diferentes niveles. Donde los materiales eran particularmente aptos 
para su explotación, se llegaron a excavar salones de grandes dimensiones 
horizontales que dependiendo de las características de los materiales de su 
bóveda, podían salvar claros grandes. 
 
Considerando la información recopilada mediante la investigación de las 
características del subsuelo realizada en la zona de interés, de acuerdo al sondeo 
profundo realizado, no se encontró una capa de materiales pumíticos, ni se 
detectaron indicios de la existencia de cavidades en el subsuelo dejadas por la 
explotación de estos mantos ni en forma subterránea, ni a cielo abierto, en general 
observando la morfología y accidentes del terreno como depresiones o 
agrietamientos del terreno, concluyéndose que la probabilidad de la existencia de 
cavidades en el subsuelo en el predio de interés, es baja. 
 
 
 
PRUEBAS DE LABORATORIO 
 
PRUEBA LIMITES DE 
CONSISTENCIA 
 
PRUEBA COMPRESIÓN SIMPLE 
 
 
 PRUEBA TRIAXIAL PRUEBA DE CONSOLIDACIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
35 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
3.- PRUEBAS DE LABORATORIO 
Las pruebas de laboratorio se realizaron siguiendo las especificaciones 
establecidas en el Manual de Laboratorio de la Secretaría de Recursos 
Hidráulicos. 
Una vez obtenidas las muestras, se emplearon para obtener las propiedades 
índice y mecánicas del suelo. 
3.1.- Muestras alteradas 
A las muestras representativas alteradas se les efectuaron las siguientes pruebas 
de laboratorio: 
MUESTRAS ALTERADAS 
Propiedades Índice 
 
1.- Clasificación Visual y al Tacto 
2.- Contenido de humedad 
3.- Análisis Granulométrico 
4.- Limites de Consistencia 
5.- Densidad de Sólidos 
 
3.2.- Muestras inalteradas 
A las muestras cúbicas inalteradas obtenidas se les realizaron las siguientes 
pruebas: 
MUESTRAS INALTERADAS 
Propiedades Índice Propiedades Mecánicas 
 
1.- Clasificación Visual y al Tacto 1.- Resistencia al esfuerzo cortante 
2.- Contenido de humedad a) Compresión simple 
3.- Análisis Granulométrico b) Compresión triaxial rápida UU 
4.- Limites de Consistencia 
5.- Densidad de Sólidos 
 
 
 
 
 
 
36 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
Todas las muestras obtenidas se clasifican en forma visual y al tacto, en estado 
húmedo y seco mediante pruebas del Sistema Unificado de Clasificación de 
Suelos (SUCS), se determinó también su contenido natural de agua. 
En estratos representativos se hacen límites de consistencia o granulometría por 
mallas según se trate de suelos finos o gruesos; se obtienen en ambos casos la 
densidad de sólidos, los resultados se muestran en las figuras del Anexo II. 
Para conocer los parámetros de resistencia del suelo, se efectuaron en muestras 
inalteradas ensayes de compresión axial no confinada y compresión triaxial no 
consolidada-no drenada (pruebas UU). 
En las figuras del Anexo II se presentan los registros de laboratorio y las gráficas 
de esfuerzo-deformación unitaria de las pruebas de compresión no confinada 
realizadas, y de la determinación del peso volumétrico natural. 
La ley de resistencia definida por la envolvente de los círculos de Mohr 
correspondientes a los estados de esfuerzo desviador máximo, obtenidos en 
pruebas de compresión triaxial no consolidada - no drenada, UU, así como los 
registros de laboratorio y las gráficas de esfuerzo-deformación unitaria, de las 
pruebas UU, se presentan en las figurasdel Anexo II. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTRATIGRAFÍA DEL SUBSUELO 
 
 
 
o -, ~ .. Ll -- ~~ --_.-_.-... _. ~- CD -- ~ .. -- -- -- ~- el -- ~- -• -
 
 
 
 
 
37 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
4.- ESTRATIGRAFÍA DEL SUBSUELO 
4.1 Geología 
La región donde se encuentra actualmente la Cuenca de México resultó de una 
intensa actividad volcánica y tectónica que inició en la época del Mioceno. El 
basamento volcánico del Terciario Medio fue afectado por fracturas y fallas de la 
corteza terrestre provocando hundimientos y formando algunas fosas tectónicas. 
Posteriormente durante el Mioceno tardío el material volcánico formo estructuras 
principalmente en la parte oriente y poniente del valle, obstruyendo y desviando 
los ríos existentes, en esta época se forma la Sierra de Guadalupe. Antes del 
Pleistoceno los ríos existentes dentro de la cuenca drenaban hacía el Sur. 
En el Plioceno la actividad volcánica caracterizada por potentes derrames de 
andesitas basálticas produce el cierre de la cuenca en la parte norte (Mooser, 
1975), en esta época surge la Sierra de las Cruces al poniente. A finales del 
Plioceno se producen fracturas con orientación W-E, por las cuales se tuvieron 
grandes efusiones de basalto que crearon la Sierra de Chichinautzin. Durante esta 
etapa se forman pequeños cuerpos de agua que posteriormente dan origen a los 
diferentes lagos en la cuenca, este sistema de lagos provoca el surgimiento de 
grandes abanicos aluviales sobre los flancos poniente y oriente de la cuenca 
conocidos ahora como Formación Tarango. 
La Ciudad de México en su mayoría está compuesta por rocas volcánicas y 
sedimentos de tipo lacustre. Las rocas volcánicas se originaron de los diferentes 
periodos de actividad tectónica y volcánica, los sedimentos lacustres provienen del 
sistema de lagos surgidos después del cierre de la cuenca. 
En las zonas altas de la cuenca se encuentran mantos de lava y material 
piroclástico, existen grandes depósitos de basalto sobre todo en la zona Sur. Al 
pie de las sierras se localizan grandes depósitos aluviales de composición muy 
variable, debido a la forma en cómo se depositaron los clastos fluviales y aluviales 
se produjo una intercalación con las arcillas. En las partes bajas, entre las sierras 
y principalmente en la región central de la cuenca, existen depósitos lacustres 
constituidos por ceniza volcánica con intercalaciones de pómez, arenas finas y 
limos. Entre estos depósitos se encuentran intercalados estratos de origen aluvial, 
o bien, se encuentran en contacto con las formaciones de las zonas altas. 
 
 
 
 
 
 
 
38 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
Zona de Lomas. 
Se le llama de esta forma debido a que se localiza en las partes más altas de la 
Ciudad de México. Con los deshielos a finales de los periodos glaciares surgieron 
ríos y arroyos caudalosos los cuales generaron grandes depósitos fluviales que se 
reconocen en diferentes puntos de esta zona. 
La mayoría del suelo en esta zona está constituido por mantos de lava y material 
piroclástico, principalmente en la parte sur donde sus espesores son de gran 
tamaño. Los suelos de esta zona son muy resistentes por lo tanto poco 
deformables. 
En el sur, la Zona de Lomas abarca desde las faldas de la Sierra de Chichinautzin 
hasta la Cuenca de Chalco, y al norte, abarca el Peñón de los Baños, la Sierra de 
Guadalupe, el Cerro del Chiquihuite, el Cerro del Tigre, el Cerro de la Estrella y la 
Sierra de Santa Catarina. 
El área de interés forma parte de la Sierra de las Cruces, ubicada al Occidente de 
la Cuenca del Valle de México, conocida como zona Lomas, de acuerdo a la 
zonificación de los materiales del subsuelo y geotécnicamente como la formación 
Tarango. (Ver figura 22) 
 
 
 
 
 
39 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGURA 22. ZONIFICACIÓN GEOTÉCNICA DE LA CIUDAD DE MÉXICO 
 
 
 
 
 
40 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
4.2 Levantamiento geológico local 
En general los depósitos que constituyen esta formación presentan una 
estratificación regular en algunas zonas, en otras irregular y hasta lenticular, 
constituidos por materiales producto de erupciones violentas, formando tobas 
arcillosas y lahares principalmente. 
Las estructuras de la formación Tarango están formadas por la superposición de 
varios abanicos volcánicos, correspondiendo cada uno a la vida activa de un 
volcán, surcado superficialmente en la dirección de la pendiente, oriente-poniente, 
por barrancas y cañadas, producto de la erosión debido al escurrimiento del agua 
de lluvias. 
Los materiales que constituyen al subsuelo en esta zona son producto del 
depósito de abanicos volcánicos de la Sierra de las Cruces. Comprenden la 
acumulación de materiales piroclásticos que se depositaron a los pies de 
diferentes aparatos volcánicos durante la vida explosiva de estos. Como tal 
actividad se desarrolló a partir de fines del Mioceno y se extendió hasta 
aproximadamente mediados del Plioceno, los citados abanicos provienen de esta 
misma edad. 
La formación Tarango representa un conjunto estratificado a veces regular, a 
veces irregular y hasta lenticular, ligeramente inclinado (4º), constituido en la zona 
de interés por horizontes de cenizas volcánicas de distintas granulometrías 
(tobas) intercalados por capas de erupciones pumiticas. 
En particular en el predio de interés de acuerdo al sondeo profundo realizado, y al 
levantamiento geológico superficial realizado, superficialmente se tienen rellenos 
con espesores variables entre 2.50 y 3.0 m constituidos por materiales desperdicio 
de construcción empacados en una matriz areno limosa, y subyaciendo a estos 
se tienen materiales tobáceos y conglomerados resistentes de depósito natural 
que están constituidos por arenas arcillosas poco limosos, y arenas poco limosas 
con gravas y boleos, en estado muy compacto y contenido natural de agua medio 
de 40%, e índice de resistencia a la penetración estándar ma yor a 50 golpes, no 
habiéndose encontrado materiales pumíticos, ni tampoco se detectó indicio de 
cavidades subterráneas. 
En función de lo anterior se considera que el área que ocupará la estructura de 
interés, la probabilidad de la existencia de cavidades en el suelo producto de la 
explotación de materiales pumíticos es baja. Lo anterior es necesario considerarlo, 
 
 
 
 
 
41 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
ya que en el caso de dictaminar su presencia provocaría algún movimiento en la 
estructura que ocasionaría su inestabilidad. 
En general los depósitos que constituyen esta formación presentan una 
estratificación regular en algunas zonas, en otras irregular y hasta lenticular, 
constituidos por materiales producto de erupciones violentas, formando tobas 
arcillosas principalmente. 
Las estructuras de la formación Tarango están formadas por la superposición de 
varios abanicos volcánicos, correspondiendo cada uno a la vida activa de un 
volcán, surcado superficialmente en la dirección de la pendiente, oriente-poniente, 
por barrancas y cañadas, producto de la erosión debido al escurrimiento del agua 
de lluvias. En algunas zonas se encuentran depósitos de materiales transportados 
por los mismos escurrimientos y correspondientes lahares redepositados, 
constituidos fundamentalmente por gravilla, gravas y boleos, con poca arena. 
El área de interés se encuentra en la loma de lo que era una barranca hace años y 
que actualmente se encuentra totalmente urbanizada, en la que para tener 
superficies horizontales sobrelas que se han construido las estructuras existentes 
se han realizado cortes y rellenos para sus plataformas de jardín, que en la zona 
en que se construirá la estructura de interés, se desplantará a nivel de banqueta 
tomando como referencia Paseo de los Ahuehuetes Norte. 
4.3 Características estratigráficas y físicas del subsuelo 
En particular en la zona de interés se depositaron depósitos tobáceos constituidos 
por materiales limo arenoso con porcentajes variables de grava, arena, limo y 
boleos, en estado muy compacto. 
Subyaciendo a los rellenos de poco espesor en algunas zonas perimetrales se 
encuentran los materiales de depósito natural constituidos por toba volcánica 
empacadas por arenas poco limosas, muy compactas, correspondientes lahares y 
tobas de origen volcánico. 
Considerando los resultados de la exploración y muestreo del subsuelo, se realizó 
un perfil estratigráfico presentado en la figura 21, en el que se indica el perfil de la 
superficie natural del terreno, de la superficie de los materiales resistentes de 
depósito natural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
La secuencia estratigráfica de cada sondeo realizado se encuentra a continuación: 
 
POZO A CIELO ABIERTO No 1 
PROFUNDIDAD 
(m) 
DESCRIPCIÓN 
0.00 – 3.50 
Arcilla poco limosa gris obscuro con poca arena, padecería de 
concreto, tabique rojo, boleos y raicillas 
 
POZO A CIELO ABIERTO No 2 
PROFUNDIDAD 
(m) 
DESCRIPCIÓN 
 
0.00 – 0.90 
 
Arcilla gris obscuro con poca arena y raíces. 
0.90 – 3.00 
Arcilla con padecería de concreto, tabique rojo, varillas, boleos de 
8” y poca arena y raicillas. 
 
POZO A CIELO ABIERTO No 3 
PROFUNDIDAD 
(m) 
DESCRIPCIÓN 
0.00 – 1.70 
Limo arenoso poco arcilloso gris con padecería de tabique rojo, 
concreto y boleos de 6” material suelto y raíces. 
1.70 – 2.75 
Arena gruesa pumitica gris claro con padecería aislada de 
tabique rojo, boleos de 4” aislados y varillas de 3/8”. 
 
POZO A CIELO ABIERTO No 4 
PROFUNDIDAD 
(m) 
DESCRIPCIÓN 
 
0.00 – 0.06 
 
Concreto simple. 
0.06 – 0.75 
Limo arenoso café grisáceo obscuro, con padecería aislada de 
concreto, gravas y boleos de 8”. 
0.75 – 1.00 
Boleos empacados de arena limosa café grisáceo claro (material 
cementado). 
 
 
 
 
 
 
 
 
43 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
POZO A CIELO ABIERTO No 5 
PROFUNDIDAD 
(m) 
DESCRIPCIÓN 
 
0.00 – 0.14 
 
Concreto armado con varilla de 3/8”. 
0.14 – 0.40 
Limo arenoso gris obscuro poco arcilloso con padecería aislada de 
concreto. 
 
0.40 – 0.53 
 
Concreto armado con malla. 
0.53 – 0.75 
Limo arenoso gris obscuro poco arcilloso con padecería aislada de 
concreto. 
 
0.75 – 0.85 
 
Se encontró un tubo de agua. 
 
0.85 – 2.20 
 
Arena gruesa pumitica, café grisáceo claro. 
 
Con base en la información del sondeo profundo realizado y del conocimiento que 
se tiene de la zona, a continuación se define la estratigrafía detallada: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
SONDEO DE PENETRACIÓN ESTANDAR 
“SPT – 1” 
 
PROFUNDIDAD 
(m) 
DESCRIPCIÓN 
0.00 – 1.20 
Arcilla con gravas y algunas gravillas, contenido de agua del 
18%, resistencia a la penetración estándar (I.R.P.E.) de 15 golpes 
(Material de Relleno). 
1.20 – 2.40 
Limo con gravas y gravillas de color café con poca arena fina, 
contenido de agua del 23%, resistencia a la penetración estándar 
(I.R.P.E.) de 16 golpes (Material de Relleno). 
2.40 – 3.60 
Gravas con muy escasa arena fina, contenido de agua medio del 
4%, resistencia a la penetración estándar (I.R.P.E.) de 11 golpes. 
3.60 – 5 .40 
Arcilla con poca arena fina , granulométricamente constituido por 
88% de finos y 12% de arenas, contenido de agua variable entre 
6 y 25%, resistencia a la penetración estándar (I.R.P.E.) variable 
de 16 y 20 golpes. 
5.40 – 6.60 
Gravas y gravillas con poca arena, contenido de agua variable 
entre 11 y 12%, resistencia a la penetración estándar (I.R.P.E.) 
variables entre 19 y más de 50 golpes. 
6.60 – 7.80 
Arena fina, media y gruesa, con gravas, de color gris, contenido 
de agua variable entre 11 y 13 %, resistencia a la penetración 
estándar (I.R.P.E.) con más de 50 golpes. 
 
7.80 – 10.00 
 
Gravas y Boleos de Basalto, contenido de agua medio de 31 %. 
10.00 – 10.75 
Arcilla de color café con escasa arena fina, contenido de agua 
medio del 26%, resistencia a la penetración estándar (I.R.P.E.) 
más de 50 golpes, de consistencia dura. 
 
10.75 – 15.00 
 
Gravas y Boleos de Basalto, contenido de agua medio de 4 %. 
15.00 – 20.50 
Limo arenoso poco arcilloso con gravillas de color café, contenido 
de agua medio entre 18 y 20 %, resistencia a la penetración 
estándar (I.R.P.E.) más de 50 golpes. 
 
Nivel Freático. El nivel de aguas freáticas no se detectó a la máxima profundidad 
explorada de 20 m con respecto al del nivel de banqueta, ni en la fecha en que se 
realizó la exploración. 
 
Considerando las características de rigidez de la cimentación, la deformabilidad de 
los materiales del subsuelo y la presión de contacto aplicada a los materiales de 
apoyo por la cimentación, el módulo de reacción del suelo deberá considerarse de 
3 kg/cm3. 
 
 
 
 
 
45 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
De acuerdo a las características estratigráficas de los depósitos del subsuelo y a 
la zonificación geotécnica de la Ciudad de México el predio de interés se 
encuentra en la zona I denominada de Lomas, a la que corresponde un coeficiente 
sísmico de 0.16 (Ver figura 23). 
 
 
 
 
 
46 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGURA 23. ZONIFICACION SISMICA DE LA CIUDAD DE MÉXICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISEÑO GEOTÉCNICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
68 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
5.- DISEÑO GEOTÉCNICO 
 
5.1 Análisis de la cimentación 
 
La cimentación es la parte soportante de una estructura. Este término se aplica 
usualmente en forma restrictiva al miembro que transmite la carga de la 
superestructura a la tierra, pero en su más completo sentido, la cimentación 
incluye el suelo y la roca que están debajo. Es una transición o conexión 
estructural cuyo proyecto depende de las características de ambos, la estructura y 
el suelo o la roca. Una buena cimentación debe llenar tres requisitos: 
 
1. Debe colocarse a una profundidad adecuada para impedir los daños de las 
heladas, los levantamientos, las socavaciones o los daños que puedan 
causar futuras construcciones cercanas. 
2. Debe ser segura contra la falla del suelo. 
3. No debe asentarse tanto que desfigure o dañe la estructura. 
 
Estos requerimientos serán considerados en el orden indicado. Los dos últimos 
pueden ser establecidos con razonable exactitud por los métodos de la mecánica 
de suelo y de roca, pero el primero envuelve la consideración de muchas 
posibilidades, algunas muy lejos del dominio de la ingeniería. Durante el largo 
periodo de tiempo en que un suelo debe soportar la estructura, puede sufrir 
cambios debidos a fuerzas naturales y artificiales. Estas fuerzas deben ser 
cuidadosamente evaluadas al escoger la ubicación de una estructura y 
especialmente al seleccionar el tipo de cimentación y la profundidad mínima a que 
deba situarse. 
Todas las cimentaciones se deben proyectar teniendo en cuenta los efectos de 
futuras excavaciones y construcciones. La construcción de cimentaciones sedificulta con frecuencia cuando se realiza en zonas urbanas muy congestionadas 
Tomando en cuenta las características estratigráficas y físicas del subsuelo y las 
del proyecto arquitectónico considerado se juzga que la alternativa de cimentación 
podrá ser resuelta mediante zapatas o pilas de cimentación, como se muestran en 
las figuras 24 y 25 respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
69 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGURA 24. ALTERNATIVA CON ZAPATAS 
 
 
 
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71 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
5.2 Alternativa mediante Zapatas 
 
A continuación se presentan los resultados de los análisis de la cimentación 
mediante zapatas: 
 
5.2.1 Capacidad de carga de la cimentación 
 
La capacidad de carga de los materiales que subyacen a cimentación se calculó 
considerando que los materiales del subsuelo afectados por la superficie potencial 
de falla son suelos cohesivos-friccionantes y aplicando la siguiente expresión: 
 
 { ( ) } 
 
donde : 
Qa: capacidad de carga admisible del suelo de apoyo de la cimentación, 
en ton/m² 
c: cohesión del material de apoyo, en ton/m². 
Nc: coeficiente de capacidad de carga, adimensional y dado por: 
 
Nc = 5.14 (1 + 0.25 D/B + 0.25 B/L) 
 
en la cual: 
 
Df : profundidad de desplante de la cimentación. 
B: ancho del cimiento, en m. 
L: largo del cimiento, en m. 
Pv: presión vertical efectiva a la profundidad de desplante. 
Nq: coeficiente de capacidad de carga, adimensional y dado por: 
 
  (  ⁄ ) 
 
siendo: 
: Ángulo de fricción interna del suelo de apoyo, en grados. 
 
El coeficiente Nq se multiplicará por 1+ (B/L) tan para cimiento rectangulares y 
por 1 + tan  para cimientos cuadrados o circulares. 
 
 : peso volumétrico del suelo, arriba del nivel de desplante, en ton/m³. 
N : coeficiente de capacidad, adimensional y dado por: 
 
N = 2 (Nq + 1) tan  
 
 
 
 
 
 
 
72 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
El coeficiente N se multiplicará por 1- 0.4 (B/L) para cimientos rectangulares o 
por 0.6 para cimientos circulares o cuadradas. 
 
Fʀ: factor de resistencia, adimensional e igual a 0.35. 
 
Se consideró una cohesión de 4 ton/m², un ángulo de fricción de 34°, un peso 
volumétrico de 1.7 ton/m³ y nivel de desplante a -3.0 m con respecto al piso 
terminado del sótano inferior -4.5m por debajo del nivel de banqueta de la Av. 
Ahuehuetes (obtenidos de la correlación de la prueba de penetración estándar y 
las propiedades físicas de otros materiales semejantes a los materiales de apoyo), 
se obtuvo la capacidad de carga admisible de diseño para zapatas aisladas 
unitaria en condiciones estática y dinámica será 80 y 96 ton/m² respectivamente. 
 
En las tablas I a III se presentan las capacidades de carga a diferentes 
profundidades, tomando en cuenta que la profundidad de desplante mínima será 
de 2m bajo en nivel de piso terminado de -4.5 m, para apoyarse sobre materiales 
resistentes de tipo conglomerado conformados por arenas poco limosas con 
gravas y boleos de tipo basáltico, de color grisáceo, y en estado muy compacto. 
 
 
TABLA I 
BASE DE LA 
ZAPATA 
EN METROS 
PROFUNDIDAD 
DE DESPLANTE 
EN METROS 
CAPACIDAD DE 
CARGA 
ESTÁTICA EN 
TON/M2 
CAPACIDAD DE 
CARGA 
DINÁMICA EN 
TON/M2 
1.0 2.0 59.1 70.9 
1.5 2.0 62.0 74.4 
2.0 2.0 65.4 78.5 
2.5 2.0 69.0 82.8 
3.0 2.0 72.7 87.2 
3.5 2.0 76.4 91.2 
4.0 2.0 80.2 96.2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
73 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
TABLA II 
BASE DE LA 
ZAPATA 
EN METROS 
PROFUNDIDAD 
DE DESPLANTE 
EN METROS 
CAPACIDAD DE 
CARGA 
ESTÁTICA EN 
TON/M2 
CAPACIDAD DE 
CARGA 
DINÁMICA EN 
TON/M2 
1.0 2.5 69.6 83.5 
1.5 2.5 72.3 86.7 
2.0 2.5 75.6 90.7 
2.5 2.5 79.1 94.9 
3.0 2.5 82.8 99.3 
3.5 2.5 86.5 103.8 
4.0 2.5 90.2 108.2 
 
 
 
TABLA III 
BASE DE LA 
ZAPATA 
EN METROS 
PROFUNDIDAD 
DE DESPLANTE 
EN METROS 
CAPACIDAD DE 
CARGA 
ESTÁTICA EN 
TON/M2 
CAPACIDAD DE 
CARGA 
DINÁMICA EN 
TON/M2 
1.0 3.0 80.2 96.2 
1.5 3.0 82.7 99.2 
2.0 3.0 85.8 102.9 
2.5 3.0 89.3 107.1 
3.0 3.0 92.9 111.4 
3.5 3.0 96.5 115.8 
4.0 3.0 100.3 120.3 
 
 
5.2.2 Dimensionamiento de la cimentación 
 
Para el dimensionamiento de la cimentación se deberá tomar la carga que resulte 
mayor de las siguientes condiciones: 
 
- Condiciones estáticas, que considera la combinación de cargas 
permanentes más carga viva con intensidad máxima, afectadas por un 
factor de carga de 1.4 
 
- Condiciones dinámicas, que considera la combinación de cargas 
permanentes más carga viva con intensidad instantánea y acción accidental 
más crítica (incremento de carga provocada por el momento de volteo 
debido al sismo), afectadas por un factor de carga de 1.1 
 
 
 
 
 
 
74 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
En el caso de combinación de cargas (en particular los que incluyan solicitaciones 
sísmicas) que den lugar a excentricidades actuando a una distancia “e” del eje 
centroidal del cimiento, el ancho efectivo de éste, deberá considerarse igual a: 
B’ = B – 2 e 
donde: 
 
B’: ancho reducido, en m. 
B: ancho de la cimentación, en m. 
e: excentricidad con respecto al centroide del área de cimentación. 
 
Una vez dimensionada la cimentación se hará la revisión de los estados límite de 
falla con el siguiente procedimiento. 
 
 
5.2.3 Estado límite de falla 
 
Se hará la revisión del estado límite de falla en condiciones estáticas y dinámicas 
satisfaciendo las siguientes desigualdades: 
 
5.2.3.1 Estado límite de falla en condiciones estáticas 
 
Una cimentación será segura ante el estado límite de falla en condiciones 
estáticas, satisfaciendo la siguiente desigualdad: 
 
Σ Q Fc  R Fʀ 
 A 
donde: 
 
Σ Q: combinación de cargas permanentes (incluyendo el peso de la 
cimentación) más cargas vivas con intensidad máxima. 
Fc: factor de carga igual a 1.4 
R: capacidad de carga del suelo de apoyo para la cimentación. 
A: área de la base de la cimentación. 
Fʀ: factor de resistencia. 
 
 Una vez dimensionada la cimentación se hará la revisión correspondiente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
75 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
5.2.3.2 Estado límite de falla en condiciones dinámicas 
 
Una cimentación será segura ante el estado límite de falla en condiciones 
dinámicas, si cumple la siguiente desigualdad: 
 
Σ Q Fc  R Fʀ 
 A 
donde: 
Σ Q: combinación de cargas permanentes (incluyendo el peso de la 
cimentación) más cargas vivas con intensidad instantánea y acción 
accidental más crítica (incremento de carga provocada por el 
momento de volteo debida a sismo). 
Fc: factor de carga, igual a 1.1. 
R: capacidad de carga del suelo de apoyo, para la cimentación. 
A: área de la base de la cimentación. 
 
 Una vez dimensionada la cimentación se hará la revisión correspondiente. 
 
5.2.4 Estado límite de servicio 
 
La revisión del estado límite de servicio correspondiente al cálculo de los 
asentamientos, se realizó considerando que la deformación que sufrirán los 
materiales del subsuelo será básicamente elástica. 
 
La estimación de los asentamientos que sufrirá la cimentaciónse hizo empleando 
la siguiente fórmula de la teoría de Elasticidad dado por la siguiente expresión: 
 = 1 - u² P B I 
 E 
donde 
: asentamiento bajo la cimentación, en m. 
u: relación de Poisson, adimensional. 
E: módulo de elasticidad del suelo de apoyo de cimentación, en ton/m² 
P: presión de contacto aplicada por la cimentación, en ton/m². 
B: ancho de la cimentación, en m. 
I : factor de influencia que depende de la forma de área cargada y el 
punto en que se estima el asentamiento adimensional. 
 
Considerando un módulo de elasticidad del manto de apoyo de 10,000ton/m², una 
relación de Poisson de 0.3 (obtenidos de correlacionar estos con sus propiedades 
índice), se obtuvieron los asentamientos elásticos inferiores a 5 cm, los que se 
observan resultan admisibles. 
 
 
 
 
 
 
 
 
76 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
5.2.5 Condición sísmica 
 
Para el diseño en condición sísmica será necesario revisar que la combinación de 
cargas gravitatorias (CM + CVMÁX.), combinadas con el sismo actuando con un 
100% de intensidad en la dirección más desfavorable y de un 30% en la más 
favorable cumplan las condiciones de estabilidad a corto plazo. 
 
Las solicitaciones en condiciones dinámicas no deben de exceder la capacidad de 
carga admisible proporcionada, además de satisfacer la estabilidad de la 
estructura por las posibles solicitaciones a tensión contrarrestadas por las cargas 
gravitacionales. 
 
5.2.6 Empujes sobre los muros perimetrales 
 
Tomando en cuenta las características estratigráficas y físicas de los materiales 
del subsuelo, así como las del proyecto, la determinación de los empujes a largo 
plazo sobre los muros perimetrales de los sótanos se realizó siguiendo las 
recomendaciones establecidas en el Manual de Diseño de Obras Civiles de la 
Comisión Federal de Electricidad, bajo la condición de empuje de suelo en reposo 
y considerando los siguientes efectos: 
 
 La presión que ejerce la masa de suelo en condiciones de reposo, obtenida 
como el producto acumulado del peso volumétrico total para profundidades 
sobre el nivel freático, y bajo este, el peso volumétrico sumergido, por los 
espesores en los que se considera el mismo valor, afectados por el 
coeficiente de presión de tierras en reposo. 
 
 La acción de una sobrecarga uniformemente repartida, actuando en un área 
contigua al muro, obteniéndose los esfuerzos inducidos bajo un punto en la 
parte media lateral del área, afectada por el coeficiente de presión de tierras 
en reposo. 
 
 Para tomar en cuenta las solicitaciones sísmicas, se determinó una 
componente horizontal expresada como el producto del peso de la masa de 
suelo deslizante por un coeficiente sísmico de 0.16 (Zona de Lomas). 
 
Una vez calculados los valores de los tres efectos, se superpusieron obteniéndose 
la envolvente de empujes horizontales que deberán ser considerados en el diseño 
o revisión de los muros. En la figura 26 se muestran los valores obtenidos en 
forma gráfica, los que deberán ser considerados en el diseño o revisión de los 
muros perimetrales. 
 
 
 
 
 
77 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGURA 26. DIAGRAMA DE EMPUJES DE MUROS RIGIDOS 
 
5.2.7 Procedimiento constructivo de las zapatas 
 
A continuación se indica el procedimiento constructivo de la excavación necesaria 
para alojar a las zapatas. 
 
a) La excavación se podrá realizar en toda el área cubierta por las zapatas 
hasta la profundidad de desplante. 
 
b) La excavación que alojará las zapatas se efectuará con taludes verticales y 
se excavará únicamente hasta alcanzar una profundidad de 0.2 m sobre el 
nivel de desplante recomendado de 2.0 m de profundidad por debajo del 
nivel de piso t4erminado del último sótano y al nivel más bajo; e 
inmediatamente después se afinarán y perfilarán los taludes de la 
excavación, empleando herramienta manual, los que se protegerán de 
inmediato mediante un repellado de mortero de cemento de 3 cm de 
espesor que se aplicará sobre una malla tipo gallinero, sujeta al talud 
 
 
 
 
 
78 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
mediante varillas de 3/8 de diámetro y 1 m de longitud, con un doblez a 90º 
de 10 cm de longitud en el extremo que sujetará a la malla, hincadas en 
una retícula de 1.5 m de lado. 
 
c) La excavación se podrá efectuar con retroexcavadora, operando desde la 
superficie del terreno, debiendo llevarse como máximo a 0.2 m arriba del 
nivel de máxima excavación, una vez que los taludes de la excavación sean 
perfilados a talud vertical y protegidos, este último tramo se excavará con 
herramienta manual, pico y pala, para evitar el remoldeo del material de 
apoyo de la cimentación. 
 
Ya alcanzado el nivel máximo de excavación se colocará a la brevedad 
posible una plantilla de concreto pobre de 5 cm de espesor, que proteja el 
material de fisuramientos por pérdida de humedad y de remoldeo por el 
tránsito de trabajadores. 
 
d) La excavación no deberá permanecer abierta más de un día sin que se 
inicie la construcción de la cimentación, por lo que deberá preverse tener 
todo lo necesario para el inicio de la construcción de inmediato al término 
de la excavación. 
 
e) Una vez alcanzado el nivel máximo de excavación en el área que ocupará 
la cimentación. A continuación se debe iniciar de inmediato la construcción 
de la cimentación y los muros de colindancia, manteniendo un proceso 
continuo de construcción. 
 
 
5.3 Alternativa de cimentación con pilas 
 
Considerando la constitución de los materiales así como su compacidad, 
característica de los depósitos de tipo conglomerado, que en particular en el 
predio de interés en los primeros 6m de profundidad se tienen materiales de 
consistencia variable entre media y dura, con índice de resistencia a la 
penetración estándar variable entre 9 y 50 golpes, con diferentes proporciones de 
contenido arcilloso que dan lugar a que su módulo de elasticidad sea variable, 
disminuyendo éste al aumentar el contenido arcilloso y la existencia de materiales 
friccionantes (arenas) intercalados con los conglomerados, una cimentación de 
tipo superficial resultará adecuada por sus dimensiones pero dependerá de las 
cargas proyectadas, ya que hasta el momento no se nos han proporcionado. 
 
Por otra parte considerando que a partir de 6 m de profundidad se detectó un 
deposito resistente en estado muy compacto, con horizontes que se encuentra a 
diferentes profundidades por su estratificación errática, de alta resistencia y baja 
 
 
 
 
 
79 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
compresibilidad, formados por gravas y boleos de tipo basáltico, se juzga que una 
cimentación mediante pilas apoyadas a 12m de profundidad debido al estrato de 
baja resistencia detectado entre 0 y 6 metros de profundidad con respecto al nivel 
de banqueta de Av. Ahuehuetes con un empotramiento de 6m dentro de los 
materiales resistentes, tendrá un comportamiento admisible ante cargas de gran 
magnitud que podrá satisfacer las condiciones de operación de la estructura 
proyectada, tomando en cuenta que la excavación se realizará entre 3.5 y 4.5 m 
de profundidad con respecto al nivel de banqueta de Av. Ahuehuetes, por lo que 
se construirán pilas de 8 m de longitud efectiva. 
 
Dado que las condiciones de operación de la estructura requieren que los 
asentamientos o deformaciones de los materiales de apoyo de la cimentación 
resulten prácticamente nulos bajo las condiciones de operación, el estado límite de 
servicio regirá el diseño de la cimentación. 
 
A continuación se presentan los resultados de los análisis de los estados límite de 
falla yde servicio de la cimentación en base a pilas. 
 
 
5.3.1 Capacidad de carga 
 
En función de las condiciones estratigráficas del sitio, de la magnitud de las cargas 
estimadas, de las condiciones topográficas del sitio y del proyecto arquitectónico 
comentado se propone resolver la cimentación a base de pilas desplantadas a 12 
m de profundidad respecto al nivel de terreno actual, es decir, que la longitud 
efectiva de estas será de 8 m, tomando en cuenta que el nivel de máxima 
excavación se realizará entre 3.5 y 4.5 m de profundidad con respecto al nivel de 
banqueta de Av. Ahuehuetes. 
 
En los cálculos realizados se consideró una cohesión media de 8 ton/m
2
 ángulo de 
fricción interna de 34º para los materiales de apoyo de las pilas, obteniéndose las 
capacidades de carga que se muestran en la figura 27, en función del diámetro de 
la pila, 
 
Dada la magnitud de las cargas se determina la alternativa de cimentación con 
pilas de sección constante. 
 
Se determina la capacidad de carga para 8m, 9m y 10 m de longitud efectiva, es 
decir que deberá considerarse la longitud adicional en el traslape con sus trabes 
correspondientes de acuerdo a lo establecido por los planos estructurales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
80 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
La capacidad de carga se determinó considerando 
 
Qμ = Qfμ + Qpμ 
donde: 
 
Qμ: es la capacidad friccionante que resulta de la suma de las fuerzas 
cohesivo- friccionantes desarrolladas por cada estrato sobre el fuste 
de la pila. 
 
Qfμ = P Li [ C + P'hm tan 
 
Si 
 
L= 8m, =32º , c= 8 ton/m2, =1.9 ton/m3 
 
 
∴ Qfμ = D  Li [8 + 19 tan 32º  
 
Qfμ = 499.45 D 
 
El producto P'hm tan' es el valor medio del esfuerzo resistente friccionante del 
estrato resistente que actúa sobre el fuste de la pila en el espesor de la capa. 
 
El valor de la presión efectiva horizontal P'h en cualquier punto de la superficie del 
fuste a la profundidad Z es igual a la presión hidrostática P'z = 'cz, que produce el 
concreto fluido al ser colocado por el tubo tremie. 
 
De aquí la importancia de mantener el concreto con alto revenimiento (mayor de 
18 cm) durante todo el tiempo del colado de la pila, agregando un retardante de 
fraguado, un controlador de volumen, y en caso necesario un fluidizante. 
 
La capacidad de carga de la punta se considera desplantada sobre materiales con 
más de 50 golpes y constituidos por arenas poco limosas con gravas y boleos 
basálticos, en estado muy compacto. 
 
La capacidad de carga unitaria teórica considerada fue: 
 
Qpμ = ½ D N + P'z Nq 
 
Para los materiales de apoyo se consideró =35 al cual de acuerdo a Berezantzer 
le corresponde un factor de Nq=75 
 
Es costumbre ignorar el primer término del segundo miembro de la ecuación 
anterior porque su valor normalmente resulta muy pequeño para un cimiento 
 
 
 
 
 
81 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
profundo, comparado con el segundo término, es por ello que generalmente se 
emplea: 
Qpμ = Ab Qp = Ab P'z Nq 
 
Dónde Ab es el área de la base de la pila P'z es la presión vertical efectiva en el 
suelo a nivel del desplante de la pila y Nq que es función del  ángulo de fricción 
interna del material de apoyo, de acuerdo a los valores de Berezantzer para 
cimientos profundos. 
 
Para el estrato resistente en el que se apoya la pila el ángulo que le corresponde 
es de =35, con este valor se obtiene de la gráfica de Berezantzer Nq=75 y 
tomando en cuenta P'z=19 ton/m² para una L=8m y considerando los valores en la 
ecuación antes mencionada se obtuvo: 
 
Qp = 19 x 75 = 1425 ton/m2 
 
Valor que multiplicado por el área de la base de la pila da: 
 
Qpμ = 0.7854 D2 Qp 
Qpμ = 1119 D2 
 
Por lo que la capacidad de carga última total de fricción más punta para el caso de 
una pila de 8 m de longitud efectiva será: 
 
Qμ = 499.45 D + 1119 D² 
 
Por lo tanto para una pila de 1.0 m de diámetro la capacidad de carga resulta de 
Qμ = 499+ 1119 = 1618 ton 
 
Para condiciones estáticas el FS = 3 
 
Qα estática = 1618 ton = 539 ton 
 3 
 
Para condiciones dinámicas el FS = 2.5 
 
Qα dinámica = 1618 ton = 647 ton 
 2.5 
 
En figura 27 se presentan las capacidades de carga para longitudes efectivas de 
8m, 9 m y 10 m. 
 
Cabe mencionar que una pila de longitud igual a 12 m su capacidad de carga llega 
a resultar mayor hasta 1.5 veces que la de una pila de 8 m de longitud; lo anterior 
 
 
 
 
 
82 
ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
es debido a que la carga de trabajo elegida para una pila larga será transferida 
principalmente por fricción al suelo adyacente al fuste con un asentamiento 
pequeño, mientras que la carga soportada por la punta será muy pequeña. 
 
Cuando la pila tiene una longitud corta de 8 m la carga desarrollada por punta y 
fricción llegan alcanzar las que se han podido observar en algunas pruebas de 
carga realizadas en pilas de prueba; el método empleado es analítico y se basa en 
simplificaciones para representar el equilibrio plástico del sistema suelo–pila, como 
en la determinación aproximada de los parámetros representativos del suelo; 
resistencia y peso volumétrico, cuyos valores se deducen empíricamente, a través 
de su correlación con la resistencia a la penetración dinámica del tubo 
muestreador estándar. 
 
Se determinó la curva de carga – asentamiento real, mediante el empleo de la 
siguiente ecuación que es una simplificación de la solución de Mindlin para una 
carga distribuida en un área rígida de diámetro D, aplicada en el interior de un 
medio elástico, semi infinito, con relación de Poisson μ = 0.30 en la que: 
 
  s = 0.36 Qp D 
 10 A ES 
 
A continuación se presenta la revisión de la capacidad de la carga de las pilas se 
determinó mediante el criterio establecido en el Reglamento de Construcciones y 
que se indica a continuación: 
 
La capacidad de carga útil de las pilas (Qa) se obtuvo de la siguiente expresión: 
 
Se determinó la capacidad de los depósitos que subyacen a las pilas, 
considerando que los materiales afectados por la superficie potencial de falla son 
de tipo cohesivos y aplicando el criterio de Meyerhof, dado por la siguiente 
expresión:1 ___ 
 Qa = { (c N’’c + Pv N’’q) FR + Pv} Ab } FRe 
 
donde: 
 
Qa: Capacidad de carga admisible por punta de las pilas. 
c: Cohesión de apoyo en ton/m2. 
FR: factor de resistencia, adimensional e igual a 0.35. 
Pv: presión vertical total debida al peso del suelo a la profundidad de 
desplante de las pilas, en ton/m2. 
Ab: área transversal de la base de las pilas, en m2. 
 
1Meyerhof, G.G. “Some Recent Research on the Bearing Capacity of Foundations” Canadian Geotechical 
Journal, Vol. 1, No. 1, 1963. 
 
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
N’’q y N’’c: Coeficiente de capacidad de carga, adimensional, que esta función 
del ángulo de fricción interna del material de apoyo de las pilas, , y 
del empotramiento dentro de los materiales resistentes, determinado 
mediante la siguiente fórmula: 
 
 N’’q = Nqmin + ( Nqmax - Nqmin) Le / Lopt 
 N’’c = Ncmin + ( Ncmax - Ncmin) Le / Lopt 
 
siendo: 
 
Nc y Nqmin: coeficiente de capacidad de carga, para el caso en que la pila 
quede apoyada sin empotramiento en los materiales resistentes. 
Le: longitud de empotramiento de la pila dentro de los materiales 
resistentes, en m. 
 
Nc y Nqmax: coeficiente de capacidad de carga, para el caso en que la pila tengacomo mínimo la longitud óptima, Lopt, dentro de los materiales 
resistentes, obtenida mediante la siguiente ecuación: 
 
Lopt = 4 B tan ( 45º +  / 2) 
donde: 
 
B: diámetro de las pilas, en m. 
: ángulo de fricción interna del material de apoyo de las pilas, en 
grados. 
 
La capacidad de carga de las pilas obtenidas con la fórmula anterior, deberá 
afectarse por el resultado de la siguiente expresión, para tomar en cuenta el efecto 
de escala. 
Fre = {( B + 1) / (2B + 1)} 
 
siendo: 
 
Fre: factor de reducción de capacidad de carga, para tomar en cuenta el 
efecto de escala. 
 
En los cálculos realizados se consideró una cohesión media de 8 ton/m2 y un 
ángulo de fricción interna de 32º para los materiales de apoyo de las pilas, 
obteniéndose capacidades de carga ligeramente mayores a las obtenidas en la 
gráfica de la figura 27, donde se presenta la capacidad de carga en función del 
diámetro de la pila, tomando en cuenta que el empotramiento que tendrá la pila 
será 6 m como mínimo dentro de los materiales resistentes de apoyo. 
 
 
 
 
 
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NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
 
FIGURA 27 CAPACIDAD DE CARGA DE PILAS POR PUNTA Y FRICCIÓN 
DESPLANTADAS A PROFUNDIDADES VARIABLES EN CONDICIONES ESTÁTICAS 
 
 
 
 
 
FIGURA 27 CAPACIDAD DE CARGA DE PILAS POR PUNTA Y FRICCIÓN 
DESPLANTADAS A PROFUNDIDADES VARIABLES EN CONDICIONES DINÁMICAS 
 
 
 
 
 
 
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NIVELES SUPERIORES SOBRE LA LADERA DE UNA BARRANCA 
5.3.2 Dimensionamiento de las pilas 
 
Para el dimensionamiento de las pilas se deberá considerar la carga que resulte 
mayor de las siguientes condiciones: 
 
 Condiciones estáticas, que considera la combinación de cargas 
permanentes más carga viva máxima, afectadas por un factor de carga de 
1.4. 
 
 Condiciones dinámicas que considera la combinación de cargas 
permanentes más carga viva instantánea y la acción accidental más crítica 
(incremento de esfuerzos provocado por el momento de volteo debido a 
sismo), afectadas por un factor de carga de 1.1. 
 
El coeficiente sísmico que deberá considerarse que actúa en la base de 
construcción por efecto de sismo, será igual a 0.16 por considerarse que el 
subsuelo en el sitio de interés tiene características de lomas. 
 
 
5.3.3 Estado límite de servicio 
 
Los asentamientos elásticos que sufrirán las pilas debido a las cargas verticales a 
que estarán sometidas se calcularon mediante la siguiente expresión: 
 
S= (Q L) / ( Ec Ab) + ( m Cs fp Q ( 1 - u2)) / ( Es Ab ) 
donde: 
 
S: asentamiento de la cabeza de la pila, en m. 
L: longitud de la pila, en m. 
Ec: módulo de elasticidad del concreto de la pila, en ton/m2. 
Ab: área de la base de la pila , en m2. 
m: factor de forma, adimensional e igual a 0.95 para pilas de sección 
transversal circular. 
Cs: factor de rigidez de la subestructura de cimentación, 
adimensional e igual a 1. 
fp: factor de profundidad, adimensional e igual a 0.5 para D/B > 5. 
Es: módulo de elasticidad del manto de apoyo, en ton/m2 
Q: carga aplicada al nivel de la base de la pila, en ton 
u: relación de Poisson 
 
Considerando un módulo de elasticidad de los materiales de apoyo de 10,000 
ton/m2 y una relación de Poisson de 0.30, se obtuvieron asentamientos elásticos 
admisibles e inferiores a 1cm. 
 
 
 
 
 
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El módulo de reacción vertical del suelo de desplante para el diseño de pilas se 
presenta en la tabla IV; mientras que los módulos de reacción horizontales 
promedio para el diseño de pilas se resumen en la tabla V. 
 
Tabla IV. Módulos de reacción vertical para el diseño de pilas desplantadas a 
12 m respecto al nivel de terreno actual 
 
Diámetro de Pila 
(m) 
Módulo Estático 
(ton/m²/cm) 
Módulo Dinámico 
(ton/m²/cm) 
0.8 533 693 
1.0 400 520 
1.2 320 416 
 
Tabla V. Módulos de reacción horizontal para el diseño de pilas. 
Tipo de suelo Profundidades 
Efectivas 
Módulo 
Estático 
(ton/m²/cm) 
Módulo 
Dinámico 
(ton/m²/cm) 
Arcilla con escasa 
arena 
0.0 – 6.0m 62.0 96.5 
Depósito de 
conglomerado(arena 
poco limosa con 
gravas y boleos 
basálticos) 
6.0 – 12.0 m 415.25 817.30 
 
Las pilas soportarán la totalidad de las solicitaciones transmitidas por la estructura, 
por lo que deberán diseñarse estructuralmente para soportar las cargas axiales de 
trabajo de compresión y tensión del análisis estructural definitivo. 
 
5.3.4. Procedimiento constructivo para la construcción de las pilas 
 
Es indispensable contar con un equipo topográfico para referenciar los ejes y 
niveles de colocación de las pilas. 
 
Realizar la perforación utilizando equipo con capacidad y herramientas, 
adecuadas para garantizar la verticalidad del barreno, además, es recomendable 
minimizar la alternación del suelo adyacente a la excavación, conservando las 
dimensiones de proyecto en toda la profundidad, evitando sobre excavación lateral 
y vertical del terreno. 
 
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
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Para cada pila se llevará un registro con todos los detalles relevantes durante la 
construcción. 
 
Debe supervisarse que el empotre de las pilas sea en el material resistente. 
 
Definido anteriormente y supervisado físicamente por un especialista durante el 
proceso de perforación 
 
A continuación se describe el proceso constructivo para la perforación y colado de 
las pilas. 
 
a) El equipo de perforación deberá emplear brocas helicoidales con álabes y 
elementos de ataque adecuados. Previo a los trabajos de inicio de perforación, 
deberá ubicarse mediante una brigada de topografía la ubicación correcta del 
centro de las pilas. También deberá verificarse la verticalidad del equipo de 
perforación con el objeto de garantizar que la perforación se realice en forma 
adecuada. 
 
b) La perforación se iniciará utilizando una broca de tipo helicoidal con 
diámetro igual al fuste de la pila. En caso de que al fondo de la perforación 
aparezcan materiales resistentes, se perforará inicialmente con una broca de 
menor diámetro y posteriormente se rimará al diámetro de proyecto o bien el 
empleo de un bote cortador con dientes de tungsteno. 
 
c) Al llegar la perforación a la profundidad de desplante de la pila, autorizada por 
la supervisión geotécnica, se realizará la limpieza del fondo de la excavación, 
de todo material suelto, empleando un bote desazolvador, el que se meterá 
tantas veces como sea necesario. 
 
d) Inmediatamente después de hacer limpieza del fondo de la perforación, se 
bajará el armado y se colará la pila. 
 
El armado se introducirá a la perforación momentos antes de realizar el 
colado, con sus separadores correspondientes para un correcto centrado 
dentro de la perforación. Una vez terminada la perforación, se procederá de 
inmediato a la colocación del acero de refuerzo previamente habilitado con 
separadores para garantizar el recubrimiento libre mínimo de 7 cm, entre 
paños de estribos y perforación. 
 
e) El colado, deberá seguir a la colocación del acero, se realizará usando tubo 
tremie, con objeto de evitar la contaminación y segregación del concreto. Al 
inicio del colado, el tubo tremie se llevará a 0.5m sobre el fondo de la 
perforación. 
 
 
 
 
 
 
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ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA UN EDIFICIO CON DOS SÓTANOS Y OCHO 
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f) La punta inferior del tubo irá ascendiendo conforme avance el colado, de tal 
manera que ésta permanezca dentro del concreto, durante todo el colado, una 
longitud mínima de 1m. 
 
g) Se deberá llevar un registro del volumen del concreto vaciado a la perforación, 
el que se cotejará con la cubicación