Ingeniería Geotécnica - Trabajo grupal Geotecnia

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UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS 
FACULTAD DE INGENERIA CIVIL 
 
TEMA: 
- DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES 
- DIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CONTENCIÓN 
- ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES 
DOCENTE: 
PEÑA BANDA, LUIS RUDY 
CURSO: 
CI 169 – INGENIERÍA GEOTECNICA 
SECCIÓN: 
CI64 
ALUMNOS: 
U201111083 ALVARADO CASTILLO, DANTE ALBERTO 
U201113935 CAYLLAHUA HUAMAN, DENNIS ALFREDO 
U201319410 DÍAZ LÓPEZ, ANGGY YURIETT 
U201110382 OLIVEROS ANDRADE, EDGARD ANDRES 
U201113975 PEREZ ANCIETA BRYAN 
 
2016 – 01 
MONTERRICO 
 
 
2 
 
Tabla de contenido 
 
 
 
DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES ..................................................................................... 3 
DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN ........................................................................................... 13 
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD ................................................................................................ 21 
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES 
OBJETIVOS 
1. Diseñar las cimentaciones superficiales para el proyecto propuesto, de tal manera que 
este cumpla con las verificaciones de diseño planteadas por la Norma Técnica de 
Edificaciones E.050 Suelos y Cimentaciones (esfuerzos admisibles por resistencia y por 
servicio) y por la filosofía de Estados Límites (últimos y de servicio). 
2. Conocer y aprovechar las condiciones naturales del terreno, así como identificar todos los 
factores que afectan el diseño de las cimentaciones. 
3. Aplicar el conocimiento adquirido durante las primeras semanas del curso de Ingeniería 
Geotécnica y discernir cuales son los métodos y teoría apropiadas para usar en el 
proyecto, simulando un caso real de cimentación. 
GENERALIDADES DEL PROYECTO 
“DISEÑO DE UN MODULO PARA EL MEJORAMIENTO DEL SERVICIO EDUCATIVO PARA LA I.E. DEL 
NIVEL INICIAL Nº 11579 MIRADOR, DISTRITO DE CHONGOYAPE, DEPARTAMENTO DE 
LAMBAYEQUE” 
UBICACIÓN: 
La institución educativa del nivel inicial Nº 11579 del centro poblado Mirador, está ubicada en el 
distrito de Chongoyape, provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque. 
En Chongoyape la población distrital es de 19 000 habitantes. Sus límites son: por el Norte con el 
distrito de Pítipo, por el Sur con el distrito de Oyotún y Pucalá, por el Este con los distritos de 
Miracosta y Tocmoche, por el Oeste con el distrito de M. A. Mesones Muro y Pátapo. El relieve del 
distrito de Chongoyape se halla a 248 metros sobre el nivel del mar, en un plano inclinado dentro 
de una semicircunferencia de cerros bajos, es menos llano que el de Chiclayo, por los 
contrafuertes andinos que se levantan en su territorio y entre los que corre el río Chancay. Son 
célebres los cerros Mulato y Raca Rumi, al Norte de la ciudad de Chongoyape. 
GEOLOGÍA: 
Lambayeque se encuentra emplazado sobre depósitos de suelos sedimentarios finos, 
heterogéneos y de unidades estratigráficas recientes; estos depósitos del Cuaternario reciente 
tienen origen eólico y aluvial y conforma extensas pampas interrumpidas por algunas cadenas de 
cerros. 
La ciudad de Chongoyape se encuentra ubicada sobre depositos de suelos con una antigüedad 
menor de un millon de años, que fueron transportados por el agua y el viento. En las demás zonas 
se encontro zonas de depresiones, donde existen depósitos aluviales acarreados por acción de río 
Chancay – Lambayeque (INDECI 2003). 
GEOMORFOLOGIA: 
 
4 
 
La zona de estudio se ubica en su mayor parte dentro de la cuenca del Chancay – Lambayeque, en 
la parte Oeste colindante con el Océano Pacifico. Presenta características geomorfológicas 
descritas como de llanura aluvial, con topografía relativamente plana con pendiente moderada 
hacia el Este. Predomina el recubrimiento de sedimentos de origen aluvial originado por el 
arrastre de suelos. 
ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS 
En la zona de estudio se han realizado tres calicatas a cielo abierto hasta la profundidad de 1,50 m 
y continuado con un equipo de posteadora manual hasta la profundidad de 3,00 m. Las 
exploraciones realizadas en campo han permitido obtener muestras alteradas e inalteradas con la 
finalidad de realizar pruebas de laboratorio que permitan obtener los parámetros de suelos y así 
utilizarlos como base para dar las recomendaciones pertinentes en la construcción de la 
cimentación a utilizar en este proyecto. 
Nosotros utilizaremos los parámetros resultantes de la calicata 2 realizadas para el módulo de la 
institución educativa. En toda el área explorada de acuerdo con los resultados de las exploraciones 
realizadas, no se detectó nivel freático en ninguna calicata. 
Los parámetros obtenidos y el perfil estratigráfico resultante se muestran a continuación: 
Se tiene la presencia de un estrato de arenas arcillosas, mezclas de arena y arcilla de mediana 
plasticidad de consistencia semi-dura de color marrón claro (SC). Con una Humedad Natural del 
12,69% 
PROFUNDIDAD 
(m) 
SÍMBOLO MUESTRA PARÁMETROS 
0,00 
 
M-1 
ɣ = 18,80 
KN/m3 
1,00 
 
ᶲ = 17° 
2,00 
C = 3,09 KN/m2 
 
3,00 
 
USOS DE SOFTWARE 
Se usó el software de ETAS para obtener las cargas y momentos de cada columna. 
COLUMA MomentoX (Tonf-m) MomentoY (Tonf-m) Peso (Tonf) 
1 (35x60) -0.7135 0.7135 0.3026 -0.3026 50.3916 
2 (35x35) -0.5474 0.5474 0.7575 -0.7575 141.8438 
3 (60x35) -1.3592 1.3592 0.5453 -0.5453 91.5116 
4 (50x50) -0.2647 0.2647 0.7261 -0.7261 99.3128 
SC 
 
5 
 
 
 
CALCULOS DEL DISEÑO DE ZAPATAS 
Cálculos de la carga última por Meyerhoff para corte general en la ZAPATA 1 
𝑞𝑢𝑙𝑡 = 𝑐𝑁𝑐𝑆𝑐𝑑𝑐𝑖𝑐 + 𝑞𝑁𝑞𝑆𝑞𝑑𝑞𝑖𝑞 + 0.5𝛾𝐵𝑁𝛾𝑆𝛾𝑑𝛾𝑖𝛾 
Φ = 17° 
C = 3.09 KN/m2 
𝜸 = 18.80 KN/m2 
Df = 1.30 m 
q = Y*Df = 18.80*1.30=>24.434 KN/m2 
Mx=7.00 KN-m 
My=2.9685 KN-m 
V=494.342 KN 
 
6 
 
Como sucede en la vida real, la carga vertical no está ubicada en el centro de la zapata, por lo que 
se necesita calcular la excentricidad. Para así después hallar el B y L efectivos (B´ - L´) 
ex= 
𝑀𝑦
𝑉
=
2.9685
492.342
= 0.0006 
ey= 
𝑀𝑦
𝑉
=
7.00
492.342
= 0.014 
B´=B-2(ex) 
B´= B-0.012 
L´=L-2(ey) 
L´=L-0.028 
Ahora procedemos a asumir una relación 
𝐵
𝐿
 , en este caso consideraremos 
𝐵
𝐿
 = 
1
2
 
Luego procedemos a hallar los factores de corrección: 
Factores de capacidad de carga (N) 
 
Nq=eπtan (17)tan2(45 +
17
2
) 
Nq=4.77 
 
Nc = (4.77-1) *cot (17) 
Nc=12.34 
 
𝑁𝛾 = (4.77 − 1) tan(1.4 ∗ 17) 
𝑁𝛾 = 1.66 
 
Kp= tan2(45 +
17
2
)=1.83 
 
7 
 
Factores de forma (S) 
 
𝑆𝑐 = 1 + 0.2 ∗ 1.83 (
1
2
) = 1.18 
 
𝑆𝑞 = 𝑆𝛾 = 1 + 0.1 ∗ 1.83 (
1
2
) = 1.09 
 
Factores de profundidad (D) 
 
𝑑𝑐 = 1 + 0.2 √1.83 ∗
1.3
𝐵
 
𝑑𝑐 = 1 +
0.351
𝐵
 
 
𝑑𝑞 = 𝑑𝛾 = 1 + 0.1 √1.83 ∗
1.3
𝐵
 
𝑑𝑐 = 1 +
0.175
𝐵
 
Factores de inclinación (i) 
 
Los factores de inclinación son iguales a 1 debido a que la carga en cada una de las zapatas no 
están inclinadas, por lo tanto el 𝜃 es 0, cumpliéndose que ic=iq=i𝜸=1. 
 
 
8 
 
Calculo de q admisible (q adm) 
q adm (terreno)=
𝑉
𝐵𝑥𝐿
 
q adm (lo que soporta la zapata)=
𝑞 𝑢𝑙𝑡
𝐹.𝑆
 
Se va a considerar un valor de Factor de Seguridad F.S = 3 
B=B 
L=2B 
𝑞𝑢𝑙𝑡 = 𝑐𝑁𝑐𝑆𝑐𝑑𝑐𝑖𝑐 + 𝑞𝑁𝑞𝑆𝑞𝑑𝑞𝑖𝑞 + 0.5𝛾𝐵𝑁𝛾𝑆𝛾𝑑𝛾𝑖𝛾 
 
𝑞𝑢𝑙𝑡 = (3.09𝑥12.33𝑥1.18) (1 +
0.351
𝐵
) (1) + (24.434𝑥4.77𝑥1.09) (1 +
0.175
𝐵
) (1) + (0.5𝑥18.80)(𝐵
− 0.012)(1.66𝑥1.09)(1 +
0.175
𝐵
)(1) 
𝑞𝑎𝑑𝑚(𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙) =
494.342
𝐵𝑥2𝐵
 
494.342
𝐵𝑥2𝐵
= 
(3.09𝑥12.33𝑥1.18)(1+
0.351
𝐵
)(1)+(24.434𝑥4.77𝑥1.09)(1+
0.175
𝐵
)(1)+(0.5𝑥18.80)(𝐵−0.012)(1.66𝑥1.09)(1+
0.175
𝐵
)(1)
3
 
Haciendo la operación respectiva, se halló en valor de “B” 
B=1.81 m, L=3.62 m 
𝑞𝑎𝑑𝑚(𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙) =
494.342
𝐵𝑥2𝐵
=
494.342
1.81𝑥3.62
= 𝟕𝟓. 𝟒𝟓 KN/m2 
𝑞𝑎𝑑𝑚(𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒 𝑙𝑎 𝑧𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎) =
227.09
𝐹.𝑆
=
227.09
3
= 𝟕𝟓. 𝟕𝟎 KN/m2 
𝜎𝑚𝑎𝑥 =< 𝜎𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 
75.45 =<75.70 (CUMPLE) 
Como la carga generada por la carga vertical es menor a la máxima carga que resiste la zapata 
75.45<75.70, entonces la zapata cumple por resistencia. 
Verificación por servicio (asentamiento) 
 𝑆𝑖 =
𝑞𝑜𝐵(1−𝑢𝑠
2)
𝐸𝑠
× 𝐼𝑠 × 𝐼𝑑 
 
9 
 
Donde: Si = Asentamiento inmediato (elástico) 
qo = Presión de contacto 
B = Ancho de cimentación (m) 
Us = Relación de Poisson 
Es = Módulo de elasticidad 
Is = Factor de forma 
Id = Factor de profundidad 
Asentamiento máximo = Smax = 25 mm 
𝑞𝑜 = Carga que transmite la fuerza vertical = 75.45 KN/m2 
B = ancho de la zapata = 1.81 m 
u = 0.3 
Is*Id=If 
Es=9810 KN/m2 
Calculo del If 
 
La relación 
𝐿
𝐵 
=2, entonces Bz= 1.10 (para nuestra zapata rígida) 
Ahora If = 
√
𝐿
𝐵
𝐵𝑧
=
√2
1.10
=1.29 
S=
𝑞𝑜.𝐵(1−𝑈).𝐼𝑓
𝐸𝑠
=
75.45(1−0.32)∗1.29
9810
= 16.34 𝑚𝑚 
Smax=<Permisible 
16.34mm<25 (CUMPLE) 
 
10 
 
Cálculo de carga última por Meyerhoff (por corte local) 
Φcl = 𝑡𝑎𝑛−1 (
2
3
∗ tan(Φ)) = 𝑡𝑎𝑛−1(
2
3
∗ tan(17))=11.52° 
C = 
2
3
∗ 𝑐 =
2
3
∗ 3.09 = 𝟐. 𝟎𝟔 
𝜸 =18.80 KN/m2 
Df=1.30 m 
q= Y*Df = 18.80*1.30=>24.434 KN/m2 
Mx=7.00 KN-m 
My=2.9685 KN-m 
V=494.342 KN 
Factores de capacidad de carga (N) 
 
Nq=eπtan (11.52)tan2(45 +
11.52
2
) 
Nq=2.84 
 
Nc = (2.841) *cot (11.52) 
Nc=9.05 
 
𝑁𝛾 = (2.84 − 1) tan(1.4 ∗ 11.52) 
𝑁𝛾 = 0.53 
 
Kp´𝑐𝑙 = tan2(45 +
11.52
2
)=1.50 
 
11 
 
Factores de forma (S) 
 
𝑆𝑐 = 1 + 0.2 ∗ 1.50 ∗ (
1
2
) = 1.15 
 
 
𝑆𝑞 = 𝑆𝛾 = 1 + 0.1 ∗ 1.50 ∗ (
1
2
) = 1.07 
Factores de profundidad (D) 
 
𝑑𝑐 = 1 + 0.2 √1.50 ∗
1.3
𝐵
 
𝑑𝑐 = 1 +
0.318
𝐵
 
 
𝑑𝑞 = 𝑑𝛾 = 1 + 0.1 √1.50 ∗
1.3
𝐵
 
𝑑𝑐 = 1 +
0.159
𝐵
 
Factores de inclinación (i) 
 
Los factores de inclinación son iguales a 1 debido a que la carga en cada una de las zapatas no 
están inclinadas, por lo tanto el 𝜃 es 0, cumpliéndose que ic=iq=i𝜸=1. 
 
 
 
12 
 
Calculo de q admisible (q adm) 
q adm (terreno)=
𝑉
𝐵𝑥𝐿
 
q adm (lo que soporta la zapata)=
𝑞 𝑢𝑙𝑡
𝐹.𝑆
 
Se va a considerar un valor de Factor de Seguridad F.S = 3 
B=B, L=2B 
𝑞𝑢𝑙𝑡 = 𝑐𝑁𝑐𝑆𝑐𝑑𝑐𝑖𝑐 + 𝑞𝑁𝑞𝑆𝑞𝑑𝑞𝑖𝑞 + 0.5𝛾𝐵𝑁𝛾𝑆𝛾𝑑𝛾𝑖𝛾 
𝑞𝑢𝑙𝑡 = (2.06𝑥9.05𝑥1.18) (1 +
0.318
𝐵
) (1) + (24.434𝑥2.84𝑥1.07) (1 +
0.159
𝐵
) (1) + (0.5𝑥18.80)(𝐵
− 0.012)(0.53𝑥1.09)(1 +
0.159
𝐵
)(1) 
Reemplazando con los datos de B y L hallados por corte general. Cuando B=1.81 m 
qult = 117.01 KN/m2 
𝑞𝑎𝑑𝑚(𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙) =
494.342
𝐵𝑥2𝐵
 
 
𝑞𝑎𝑑𝑚(𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙) =
494.342
𝐵𝑥2𝐵
=
494.342
1.81𝑥3.62
= 𝟕𝟓. 𝟒𝟓 KN/m2 
𝑞𝑎𝑑𝑚(𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒 𝑙𝑎 𝑧𝑎𝑝𝑎𝑡𝑎) =
117.01
𝐹.𝑆
=
117.01
3
= 𝟑𝟗. 𝟎𝟎 KN/m2 
Como la carga generada por la carga vertical es mayor a la máxima carga que resiste la zapata 
75.45>39 utilizando la minoración de factores por corte local, entonces se puede llegar a la 
conclusión que la arena es densa y no es necesario utilizar la formula por corte local. El cálculo de 
carga última por corte local se hizo con el propósito de demostrar que el tipo de suelo es denso, 
tal como especifica su estudio de suelos en las especificaciones técnicas. 
El procedimiento es similar para el diseño de las otras 3 zapatas, para las zapatas 3 y 4 se usó una 
relación de B/L = 1/2, solo en la zapata 2 se usó una relación de B/L = 1/3. 
Los cálculos se realizaron en una hoja de Excel, las cuales se adjuntan todas en el archivo virtual. 
 
 
 
 
13 
 
DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN 
OBJETIVOS 
1. Construir un muro de contención que soportará la parte frontal del Asentamiento Humano 
ubicado en Villa María del Triunfo. 
2. Proteger la integridad física de los habitantes, evitando posibles desprendimientos de 
bloques o colapso del terreno. 
3. Aplicar de manera óptima los conocimientos adquiridos sobre el diseño de muros de 
contención y que al diseñar cumpla con la Norma Peruana. 
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 
El desarrollo de esta parte del proyecto (Construcción de muro de contención en la prolongación 
Jr. Santa Cruz AA.HH. Sector Centenario-Cercado) se realizará en el distrito de Villa María del 
Triunfo. 
 
 
 
14 
 
 
El presente proyecto consiste en la construcción de un muro de mampostería apoyada en un 
cimiento corrido cuyo objetivo es servir de contención a un talud presente en la zona; además de 
mejorar la calidad de vida de las personas que viven en el asentamiento humano ya mencionado: 
PROPIEDADES DEL SUELO Y MURO DE CONTENCIÓN 
 Propiedades del suelo 
El suelo presenta un solo estrato de arena donde no se encontró presencia del agua. 
Peso específico del estrato: 21 KN/m3 
Angulo de fricción interna del relleno: 48° 
 Propiedades del Muro 
Peso específico del muro: 23 KN/m3 
Peso específico del cimiento: 23 KN/m3 
Sobre carga zonal: 15 KN/m2 
Presión admisible del terreno: 320 KN/m2 
CALCULO DE EMPUJE DE TIERRAS POR EL METODO DE COULO MB 
El cálculo de empuje de tierra por el método de Coulomb es netamente gráfico. Los vectores que 
se presenta en este modelo de análisis son entes matemáticos que se miden en magnitud y 
sentido, por lo que esto se considera al momento de hacer el respectivo análisis. 
A continuación, se presentará los cálculos efectuados para la obtención de las magnitudes en los 
vectores empleados para este modelo. 
VECTOR PESO DEL ESTRATO: 
W = área de la cuña del suelo x peso específico del suelo 
W = ((1.5+0.3)/2) *3.3* 21 = 60.48 KN 
Este vector siempre tiene una dirección que apunta hacia el centro de la tierra. 
VECTOR FUERZA NORMAL: 
F = Resultante de la fuerza normal y de corte en la superficie de la falla. 
F = magnitud del peso del estrato x cos(N) 
 
15 
 
N = 45 + ∅ /2; ∅ = 48° por tanto N = 69° 
F =60.48 x cos (69°) = 21.67 KN 
VECTOR REACCION DEL MURO: 
R = Reacción del muro contra la cuña, numéricamente igual al empuje Ea. Por suma triangular de 
vectores se puede hallar la magnitud de este. Siendo la siguiente: 
R = 42.33 KN 
 
 
 
 
 
 
16 
 
CÁLCULO DE EMPUJE DE TIERRAS Y VERIFICACIÓN POR SERVICIO GLOBAL 
POR RANKINE 
 
 
 
1. ESFUERZOS VERTICALES: Para los esfuerzos verticales, se tuvo que separar el estrato 
por zonas, ya que cada una de estas interactúa de forma diferente con el muro de 
contención. 
 
17 
 
ZONA ACTIVA: 
𝜎𝑣1
′ = 0 
𝜎𝑣2
′ = 21𝑥 4 = 84 𝐾𝑁/𝑚2 
ZONA PASIVA: 
𝜎𝑣3
′ = 0 
𝜎𝑣4
′ = 0.7 𝑥 21 = 14.7 𝐾𝑁/𝑚2 
1. CÁLCULO DE EMPUJES HORIZONTALES: Los cálculos horizontales nos ayudan a 
interpretar la magnitud que tienen estas grandes cantidades de masa que soporta el 
muro de contención. 
ZONA ACTIVA: 𝐾𝑎 = 𝑡𝑔
2(45 − ∅ 2⁄ ); ∅ = 48° entonces Ka = 0.147 
ZONA PASIVA: 𝐾𝑝 = 𝑡𝑔
2(45 + ∅ 2⁄ ); ∅ = 48° entonces Kp = 6.786 
ZONA ACTIVA: 
𝜎ℎ1
′ = 0 
𝜎ℎ2
′ = 84 𝑥 0.147 = 12.348 𝐾𝑁/𝑚2 
ZONA PASIVA: 
𝜎ℎ3
′ = 0 
𝜎ℎ4
′ = 14.7 𝑥 6.786 = 99.7542 𝐾𝑁/𝑚2 
𝜎𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎1
′ = 15 𝑥 0.147 = 2.205 𝐾𝑁/𝑚 
𝜎𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎2
′ = 15 𝑥 6.786 = 101.79 𝐾𝑁/𝑚 
 
 
18 
 
A continuación, se presenta la tabla de fuerzas y momentos, que nos ayudaran a tener los datos 
suficientes para evaluar los criterios necesarios y conocer si este muro de contención falla por 
vuelco y/o deslizamiento. 
Figura F. F. Horizontales Brazo 
M. 
Estabilizantes 
M. 
Desestabilizantes 
1 30,36 
 
0,6 18,216 
 2 30,36 
 
1,066 32,36376 
 3 33,81 
 
1,05 35,5005 
 4 27,72 
 
1,333 36,95076 
 5 34,65 
 
1,85 64,1025 
 6 
 
24,696 1,333 
 
32,919768 
7 
 
8,82 2 
 
17,64 
8 
 
5,145 0,233 1,198785 
 9 
 
71,2530,35 24,93855 
 
 
156,9 109,914 
 
213,270855 50,559768 
 
 
P.E Concreto 23 KN/m3 
 
P.U Estrato 21 KN/m3 
 
 
Área 1 1,32 
 Área 2 1,32 
 Área 3 1,47 
 Área 4 1,32 
 Área 5 1,65 
 Área 6 1,176 
 Área 7 8,82 
 Área 8 5,145 
 Área 9 71,253 
 
CRITERIO POR VUELCO: 
∑ 𝑀. 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒 ≤
∑ 𝑀. 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒
2
 
 
50.559 ≤ 
213..2
2
= 106.6 (Si cumple) 
CRITERIO POR DESLIZAMIENTO: 
 
19 
 
∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡.
∑ 𝐹ℎ 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡.
≥ 1.5 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = ∑ 𝐹𝑣 𝑥 𝑡𝑔𝛿 + 𝐶𝑎 𝑥 𝑏 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = 174.25 
 ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = ∑ 𝐹𝑣 𝑥 𝑡𝑔∅ + 𝐶 𝑥 𝑏 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = 174.25 
 C = 0 
174.25
109.9
≥ 1.58 ≥ 1.5 ; (si cumple) 
 
CÁLCULO DE EMPUJES DE TIERRA Y VERIFICACIÓN POR ESTADOS LÍMITES 
POR RANKINE 
1. MINORACION DE PARAMETROS: Para empezar con el diseño por estados limites, se 
comenzara por minorar los parámetros geotécnicos. 
ZONA ACTIVA ZONA PASIVA 
𝛾∗ = 
2
1.05
= 20.0
𝐾𝑁
𝑚3
 𝛾∗ = 21 𝑥 1.05 = 22.05
𝐾𝑁
𝑚3
 
𝑃𝑠/𝑐 = 15 𝑥 1.14 𝑥 0.169 = 2.8899 
𝐾𝑁
𝑚
 𝑃𝑠/𝑐 = 10 𝑥 1.14 𝑥 5.91 = 101.061 
𝐾𝑁
𝑚
 
ZONA ACTIVA: 𝐾𝑎∗ = 𝑡𝑔2(45 − ∅
∗
2⁄ ); ∅ = 45.28° entonces 𝐾𝑎
∗= 0.169 
ZONA PASIVA: 𝐾𝑝
∗ = 𝑡𝑔2(45 + ∅
∗
2⁄ ); ∅ = 45.28° entonces 𝐾𝑝
∗ = 5.91 
∅∗ = 𝑡𝑔−1 (
𝑡𝑔(48°)
1.10
⁄ ) = 45.28 
2. PRESIONES HORIZONTALES: Las presiones horizontales se dan a partir de las verticales, 
estas nos ayudan a identificar cada una de las magnitudes por capa de estrato y por su 
altura. 
ZONA ACTIVA: 
𝑃𝑎1
∗ = 0 
𝑃𝑎2
∗ = 22.05 𝑥 4 𝑥 0.169 = 14.9 𝐾𝑁 𝑚⁄ 
ZONA PASIVA: 
𝑃𝑎3
∗ = 0 
𝑃𝑎4
∗ = 20 𝑥 0.7 𝑥 5.91 = 82.74 𝐾𝑁 𝑚⁄ ; 𝑃𝑎4
∗ = 82.74 2⁄ = 41.37 
𝐾𝑁
𝑚⁄ 
A continuación se presenta la tabla de fuerzas y momentos, para el diseño por estados límites: 
 
20 
 
Figura F. F.Horizontales Brazo 
M. 
Estabilizantes 
M. 
Desestabilizantes 
1 27,3267327 0,6 16,3960396 
2 27,3267327 1,066 29,130297 
3 30,4320432 1,05 31,9536454 
4 27,72 1,333 36,95076 
5 34,65 1,85 64,1025 
6 29,8 1,333 39,7234 
7 11,5596 2 23,1192 
8 14,4795 0,233 3,3737235 
9 70,7427 0,35 24,759945 
 147,455509 126,5818 206,66691 62,8426 
 
 
P.E Concreto 23 KN/m3 
 
P.U Estrato 21 KN/m3 
 Área 1 1,32 
 Área 2 1,32 
 Área 3 1,47 
 Área 4 1,32 
 Área 5 1,65 
 Área 6 29,8 
 Área 7 11,5596 
 Área 8 14,4795 
 Área 9 70,7427 
 CRITERIO POR VUELCO: Condiciones de trabajo (favorable y tipo de falla grave). 
∑ 𝑀. 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒 ≤
∑ 𝑀.𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒
𝛾𝑠
 ; 𝛾𝑠 = 1.05 
62.84 ≤ 
206.66
2
= 103.33 (Si cumple) 
CRITERIO POR DESLIZAMIENTO: 
∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡.
∑ 𝐹ℎ 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡.
≥ 1.5 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = ∑ 𝐹𝑣 𝑥 𝑡𝑔∅∗ + 0.75 𝑥 𝐶 𝑥 𝑏 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = 148.9 
 C = 0 
148.9
126.58
≥ 1.17 ≥ 1.5 (No cumple) 
Para el diseño por estados limites falla por el criterio por deslizamiento, se tendría que evaluar 
y dimensionar la base del muro de contención para que cumpla por este criterio. 
 
21 
 
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUD 
OBJETIVOS 
 Conocer los factores que intervienen en la estabilidad de los taludes. 
 Identificar las fallas más comunes de estabilidad y deslizamiento. 
 
EVALUACIÓN DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES POR EL MÉTODO DE LAS 
DOVELAS - FELLENIUS 
 
Se tomó en consideración para el cálculo analítico e iterativo, un número determinado de dovelas 
(8), para fines académicos, ya que si este número fuera mayor, se tendría menor error en cuanto 
al factor de seguridad que sugerirá esta aplicación: 
1. 𝒕𝒈𝜽 = 𝟑. 𝟐 𝟒. 𝟎⁄ ; 𝜽 = 39° 
2. 𝒕𝒈𝜷 = 𝟑. 𝟐 𝟏. 𝟐⁄ ; 𝜷 = 69° 
3. Calculo de cada dovela: Wi=Área Dovela*Peso Específico del suelo. 
a) W1 = (0.1) * 21 =2.1 KN 
b) W2 = (0.3) * 21 = 6.3 KN 
c) W3 = (0.5) * 21 = 10.5 KN 
d) W4 = (0.7) * 21 = 14.7 KN 
e) W5 = (0.9) * 21 = 18.9 KN 
f) W6 =(1.0467) * 21= 21.98 KN 
g) W7 =(0.7) * 21= 14.7 KN 
h) W8 =(0.233) * 21= 4.9 KN 
Según Fellenius, el factor de seguridad se da aplicando la siguiente formula: 
𝐹
𝑠 = 
𝐶 𝑥 𝐿 + ∑ (𝑊𝑖
𝑛
𝑖=0 𝑥𝑐𝑜𝑠(𝜃))𝑥𝑡𝑔(ф)
𝑊𝑖𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜃)
 ; Se tiene C = 0 (suelo friccionante) 
 
22 
 
𝐹
𝑠 = 
(2.1+6.3+10.5+14.7+18.9+21.98+14.7+4.9)𝑥𝑐𝑜𝑠(39)𝑥𝑡𝑔(48)
(2.1+6.3+10.5+14.7+18.9+21.98+14.7+4.9)𝑥𝑠𝑒𝑛(39)
 
𝐹𝑠 = 1.371 según norma mayor 1.5 
 
Con ayuda del software SLIDE 6 se obtiene un factor de 1,346, el cual es similar a la 
calculada línea arriba, 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 INSTITUTO DE CONSTRUCCIÓN Y GERENCIA (ICG) (2006) Norma 
técnica peruana E-050. Suelos y cimentaciones. Lima: Diario el Peruano. 
 APUNTES Y DIAPOSITIVAS DE CLASE