Análise Estrutural de Blocos de Anclagem

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA 
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL 
ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE BLOQUES DE ANCLAJE EN CONCRETO 
ARMADO DE SECCIÓN RECTANGULAR Y SECCIÓN TE INVERTIDA PARA 
TUBERÍAS METÁLICAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA 
Trabajo Especial de Grado presentado ante la 
Universidad Rafael Urdaneta para optar al título de 
INGENIERO CIVIL 
 
 
Autor(es): 
Br. Cabrera R. Gabriela P. 
Br. González L. María P. 
Tutores: 
Ing. Jesús Medina. 
PhD. Ing. Leandro Ferrer. 
Maracaibo, abril de 2017 
DERECHOS RESERVADOS
 
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA 
A Dios y la Virgen, por ser parte de mi vida, ser mis consejeros espirituales en 
todo momento y darme salud para lograr mis objetivos. A mis padres, por estar 
siempre a mi lado, dándome su apoyo incondicional para cumplir todas las metas 
que me he propuesto. A mi abuela, que me acompaña y cuida en todo momento, 
eres mi ejemplo a seguir. A Paula, por ser mi compañera incondicional en este 
camino, te agradezco por todos los momentos compartidos. A esas personas, que 
de una u otra manera aportaron a mi vida enseñanzas y cosas buenas, en 
especial a ti, por ser mi apoyo en gran parte de esta meta. 
 
 
Gabriela Cabrera. 
 
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA 
A Dios por haberme permitido llegar hasta este punto y haberme dado salud para 
lograr mis objetivos. A mis padres por ser el pilar fundamental, por sus consejos, 
su motivación constante para seguir adelante y por haberme formado como una 
persona de bien. A mis familiares por haber sido parte del cumplimiento de esta 
gran meta. A mi novio por ser incondicional conmigo y apoyarme en todo 
momento. A mi amiga Gabriela Cabrera por ser mi compañera durante toda la 
carrera y juntas haber logrado esta meta, gracias por siempre estar para mí. 
Especialmente a mis abuelos quienes me protegen en todo momento y a mi 
abuela quien día a día me incentiva a continuar con el logro de mis metas 
 
 
María Paula González. 
 
DERECHOS RESERVADOS
AGRADECIMIENTO 
A la universidad Rafael Urdaneta, por darnos la oportunidad de formarnos como 
profesionales en la Ingeniería Civil. Al profesor Jesús Medina, por su apoyo, 
orientación y colaboración en el presente estudio. A nuestro tutor industrial 
Leandro Ferrer por su apoyo, entrega y colaboración a lo largo de este trabajo 
especial de grado. A todos los profesores y profesionales que han sido guías y 
orientadores, siendo parte fundamental para nuestra formación académica. 
 
 DERECHOS RESERVADOS
CABRERA RAMIREZ, GABRIELA PAOLA Y LARRAZABAL GONZALEZ, MARIA 
PAULA. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE BLOQUES DE ANCLAJE EN 
CONCRETO ARMADO DE SECCIÓN RECTANGULAR Y SECCIÓN TE 
INVERTIDA PARA TUBERÍAS METÁLICAS EN LA INDUSTRIA PETROLERA. 
Trabajo Especial de Grado para optar al título de Ingeniero Civil. Universidad 
Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil. Maracaibo, 
Venezuela. 2017. 112 pág. 
RESUMEN 
Con la finalidad de evitar el colapso y desplazamientos en los sistemas de 
tuberías, se creó la necesidad de diseñar y analizar dos tipos de soportes, esta 
investigación es de tipo descriptiva no experimental, tomándose como muestra 
dos tipos de secciones de bloque de anclaje. Este trabajo especial de grado se 
fundamentó en el análisis estructural del bloque de anclaje de sección rectangular 
y el bloque de anclaje de sección te invertida en concreto armado para tuberías 
metálicas, cuyo objetivo fue comparar las dos secciones en estudio, observando 
así, a través de la teoría de la rotura cual es la estructura más óptima a nivel 
estructural cumpliendo con los parámetros e indicadores que han sido 
establecidos para dichas estructuras a nivel técnico y en el ámbito económico 
mediante el análisis de cómputos métricos conocer cuál es el bloque que requiere 
menores exigencias constructivas. Como conclusión a esta investigación se tuvo a 
través del análisis económico y estructural que la sección te invertida posee un 
mejor comportamiento en ambos ámbitos ante los fenómenos causados por la 
tubería y cargas generadas. 
Palabras claves: Bloque de anclaje, soporte, fundación, tubería. 
gabrielacabrera@outlook.com, paulagl_99@hotmail.com 
 
DERECHOS RESERVADOS
CABRERA RAMIREZ, GABRIELA PAOLA Y LARRAZABAL GONZALEZ, MARIA 
PAULA. STRUCTURAL ANALYSIS OF THE THRUST BLOCK 
WITH RECTANGULAR CROSS SECTION AND THE INVERTED TE 
SECTION IN REINFORCED CONCRETE FOR METALLIC PIPELINES IN THE 
PETROLEUM INDUSTRY. Special work of Degree to choose to the title of Civil 
Engineer. University Rafael Urdaneta. Faculty of Engineering. School of Civil 
Engineering. Maracaibo, Venezuela. 2017. 112 pág. 
ABSTRACT 
In order to avoid the collapse and displacement in piping systems, the need to 
design and analyze two types of supports was created. This research is descriptive 
non experimental type, taking as samples two types of sections of thrust blocks. 
This dissertation was based on the structural analysis of the thrust block with 
rectangular cross section and the inverted te reinforced concrete section for 
metallic pipes, which objectives was to compare the two sections under study, this 
observing, through the ultimate tensile strength theory, which is the most optimal 
section at the structural level complying with the parameters and indicators that 
have been established for these structures at a technical and economic level 
through the analysis of metric computations to determine the thrust block that has 
fewer manufacturing requirements to conclude this research; trough the economic 
and structural analysis it was determined that the inverted te section thrust block 
has a better behavior in both areas when it’s placed before the phenomena caused 
by the pipe and the generated loads. 
Key words: Block of anchorage, support, foundation, pipeline. 
gabrielacabrera@outlook.com, paulagl_99@hotmail.com 
 
 
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE GENERAL 
RESUMEN 
ABSTRACT 
pág. 
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 15 
CAPÍTULO I. EL PROBLEMA ............................................................................... 17 
1.1. Planteamiento del problema ........................................................................... 17 
1.2. Objetivos de la investigación .......................................................................... 18 
1.2.1. Objetivo general .......................................................................................... 18 
1.2.2. Objetivos específicos .................................................................................. 19 
1.3. Justificación .................................................................................................... 19 
1.4. Delimitación .................................................................................................... 20 
1.4.1. Delimitación espacial ................................................................................... 20 
1.4.2. Delimitación temporal .................................................................................. 20 
1.4.3. Delimitación científica .................................................................................. 20 
CAPÍTULO II. MARCO TEORICO ......................................................................... 21 
2.1. Antecedentes de la investigación ................................................................... 21 
2.2. Bases teóricas ................................................................................................ 23 
2.2.1. Sistemas de anclaje .................................................................................... 23 
2.2.1.1. Clasificación de los anclajes ..................................................................... 23 
2.2.1.2. Dimensionamiento de los bloques de anclaje .......................................... 25 
2.2.2. Durmientesy muelles de soporte a nivel de suelo ...................................... 25 
DERECHOS RESERVADOS
pág. 
2.2.3. Cargas ......................................................................................................... 27 
2.2.3.1. Combinaciones y factores de carga ......................................................... 27 
2.2.3.2. Consideraciones generales ...................................................................... 29 
2.2.3.3. Empuje activo (Ea) .................................................................................... 30 
2.2.8.4. Empuje pasivo (Ep) ................................................................................... 35 
2.2.4. Fundaciones ................................................................................................ 37 
2.2.4.1. Tipos de fundaciones ............................................................................... 37 
2.2.4.2. Requerimientos básicos de una fundación ............................................... 38 
2.2.4.3. Consideraciones generales de los criterios de selección del tipo de 
fundación ............................................................................................................... 38 
2.2.4.4. Procedimiento general de selección del tipo de fundación ....................... 39 
2.2.5. Zapatas y cabezales ................................................................................... 40 
2.2.5.1. Dimensiones ............................................................................................. 40 
2.2.5.2. Zapatas y cabezales que soportan columnas o pedestales con sección 
circular ................................................................................................................... 40 
2.2.5.3. Criterios para zapatas de tuberías o cunas .............................................. 40 
2.2.6. Losas apoyadas sobre el terreno ................................................................ 41 
2.2.7. Criterios de diseño para todos los soportes ................................................ 42 
2.2.8. Estados limites ............................................................................................ 43 
2.2.8.1. Solicitaciones para el estado límite de agotamiento resistente ................ 44 
2.2.8.2. Resistencias de diseño ............................................................................. 44 
2.2.8.3. Estado límite de servicio ........................................................................... 52 
DERECHOS RESERVADOS
pág. 
2.2.8.4. Estado límite de deformación ................................................................... 52 
2.2.8.5. Estado límite de estabilidad general ......................................................... 53 
2.2.8.6. Requisitos generales de los estados limites en fundaciones .................... 53 
2.2.9. Acero de refuerzo ........................................................................................ 55 
2.2.9.1. Detallado del acero de refuerzo ............................................................... 55 
2.2.9.2. Refuerzo transversal en miembros comprimidos ..................................... 59 
2.2.9.3. Miembros mixtos solicitados a compresión .............................................. 60 
2.2.9.5. Refuerzo por retracción de fraguado y variación de temperatura ............. 63 
2.2.9.6. Acero longitudinal ..................................................................................... 64 
2.2.9.7. Resistencia al aplastamiento .................................................................... 66 
2.3. Definición de términos básicos ....................................................................... 67 
2.4. Sistema de variables ...................................................................................... 68 
2.4.1. Definición nominal ....................................................................................... 68 
2.4.2. Definición conceptual .................................................................................. 68 
2.4.3. Definición operacional ................................................................................. 69 
2.4.4. Operacionalización de las variables ............................................................ 69 
CAPÍTULO III. MARCO METODOLOGICO ........................................................... 73 
3.1. Tipo de investigación ...................................................................................... 73 
3.2. Diseño de la investigación .............................................................................. 74 
3.3. Población y muestra de estudio ..................................................................... 75 
3.4. Técnicas e instrumentos de recolección de información ................................ 77 
3.5. Procedimiento metodológico .......................................................................... 77 
DERECHOS RESERVADOS
pág. 
3.5.1. Parámetros de diseño ................................................................................. 78 
3.5.2. Diseño del bloque de anclaje en concreto armado de sección rectangular 
para tuberías metálicas en la industria petrolera. .................................................. 79 
3.5.3. Diseño del bloque de anclaje en concreto armado de sección te invertida 
para tuberías metálicas en la industria petrolera ................................................... 82 
3.5.4. Elaboración y análisis de los cómputos métricos de los diseños de bloques 
de anclaje en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida para 
tuberías metálicas en la industria petrolera. .......................................................... 83 
3.5.5. Análisis del comportamiento estructural de los diseños de bloques de 
anclaje en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida para 
tuberías metálicas en la industria petrolera. .......................................................... 85 
CAPÍTULO IV. ANALISIS DE RESULTADOS ....................................................... 88 
4.1. Diseño del bloque de anclaje en concreto armado de sección rectangular para 
tuberías metálicas en la industria petrolera ........................................................... 88 
4.1.1. Parámetros de diseño para el bloque de anclaje en concreto armado de 
sección rectangular ............................................................................................... 88 
4.1.2. Resultado del diseño del bloque de anclaje en concreto armado de sección 
rectangular para tuberías metálicas en la industria petrolera ................................ 89 
4.2. Diseño del bloque de anclaje en concreto armado de sección te invertida para 
tuberías metálicas en la industria petrolera ........................................................... 93 
4.2.1. Parámetros de diseño para el bloque de anclaje en concreto armado de 
sección te invertida ................................................................................................ 93 
4.2.2. Resultado del diseño del bloque de anclaje en concreto armado de sección 
te invertida para tuberías metálicas en la industria petrolera ................................ 95 
DERECHOS RESERVADOS
pág. 
4.3. Elaboración y analisis de cómputos métricos de los diseños de bloques de 
anclaje en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida para 
tuberías metálicas en la industria petrolera ......................................................... 100 
4.4. Análisis del comportamiento estructural de los diseños de bloques de anclaje 
en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida para tuberías 
metálicas en la industria petrolera ....................................................................... 103 
CONCLUSIONES ................................................................................................ 107 
RECOMENDACIONES .......................................................................................109 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 110 
 
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE DE TABLAS 
pág. 
Tabla 2.1. Coeficientes de fricción estática ........................................................... 26 
Tabla 2.2. Espacios entre soportes ....................................................................... 43 
Tabla 2.3. Factores de minoración de la resistencia  .......................................... 45 
Tabla 2.4. Anclajes al concreto controlados por la resistencia del elemento de 
acero ..................................................................................................................... 45 
Tabla 2.5. Anclajes al concreto controlados por la resistencia del concreto o el 
deslizamiento del anclaje ...................................................................................... 46 
Tabla 2.6. Diámetros mínimos de doblez del acero de refuerzo longitudinal ........ 55 
Tabla 2.7. Diámetros mínimos de doblez del acero de refuerzo transversal ......... 56 
Tabla 2.8. Recubrimientos mínimos ...................................................................... 58 
Tabla 2.9. Acero de refuerzo por retracción de fraguado y variación de temperatura
 .............................................................................................................................. 63 
Tabla 2.10. Operacionalización de las variables ................................................... 70 
Tabla 3.1. Parámetros para diseño ....................................................................... 78 
Tabla 3.2. Cómputos métricos ............................................................................... 84 
Tabla 3.3. Indicadores de análisis estructural para bloque de anclaje de sección 
rectangular ............................................................................................................ 86 
Tabla 3.4. Indicadores de análisis estructural para bloque de anclaje de sección te 
invertida ................................................................................................................. 87 
DERECHOS RESERVADOS
pág. 
Tabla 4.1. Parámetros de diseño para el bloque de anclaje en concreto armado de 
sección rectangular ............................................................................................... 88 
Tabla 4.2. Diseño de bloque de anclaje de sección rectangular en concreto 
armado .................................................................................................................. 90 
Tabla 4.3. Parámetros de diseño para el bloque de anclaje en concreto armado de 
sección te invertida ................................................................................................ 94 
Tabla 4.4. Diseño de bloque de anclaje de sección te invertida en concreto armado
 .............................................................................................................................. 95 
Tabla 4.5. Cómputos métricos ............................................................................. 100 
Tabla 4.6. Indicadores de análisis estructural para bloque de anclaje de sección 
rectangular .......................................................................................................... 103 
Tabla 4.7. Indicadores de análisis estructural para bloque de anclaje de sección te 
invertida ............................................................................................................... 104 
 
DERECHOS RESERVADOS
INTRODUCCIÓN 
Las circunstancias y situaciones que condujeron a la elaboración de este trabajo 
especial de grado, fue la inquietud de los colapsos y rupturas parciales en el 
sistema de tuberías metálicas y la necesidad de construir soportes que impidan los 
desplazamientos laterales y controlar los cambios de volumen de dichas tuberías 
por efectos de la temperaturas. 
Este estudio tuvo por finalidad analizar dos tipos de secciones, como lo son bloque 
de anclaje de sección rectangular y bloque de anclaje de sección te invertida en 
concreto armado, determinando a través de sus diseños cual es la sección que 
presenta un mejor comportamiento estructural, así como también, cual tiene 
menos cantidades de obras para su construcción. Para el diseño y análisis de 
dichos bloques de anclaje se seleccionaron los dos tipos en estudio debido a que 
son los más utilizados en la industria petrolera para los diferentes sistemas de 
tuberías metálicas. 
Se han realizado diversas investigaciones hasta la actualidad sobre el diseño de 
bloques de anclaje los cuales se fundamentan en procedimientos regidos por 
normas como ACI, COVENIN y PDVSA. También, Castro (2014) en su tesis de 
grado investigó sobre diversos tipos de sistemas de anclaje para tuberías a 
presión basado en procedimientos de ingeniería para el cálculo de dicho sistema, 
este análisis fue a través de programas de cálculo en Microsoft Excel bajo la 
normativa ACI y las normas de abastecimiento de agua (NAACY). 
El principio del diseño y análisis de los bloques de anclaje se basó en un conjunto 
de ecuaciones las cuales fundamentan la teoría de la rotura donde se verifica que 
dichas estructuras cumplan con todos los parámetros establecidos por dicha 
teoría, donde el principal objetivo es evitar que colapse la estructura en concreto 
armado y soporte las cargas requeridas, es decir, que todo diseño soporte las 
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16 
 
cargas a las cuales van a estar impuestas dichas fundaciones tipo bloques de 
anclaje. 
Esta investigación cuenta con cuatro capítulos los cuales contemplan lo siguiente: 
Capítulo I se describió la necesidad de un análisis estructural de bloques de 
anclaje en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida. Al igual 
que el planteamiento del problema, los objetivos de esta investigación, la 
delimitación y justificación e importancia de este estudio. 
Capítulo II muestra las bases teóricas necesarias para este estudio. Donde se 
señalan los antecedentes y se definen las variables a las cuales estuvo sometida 
la investigación. 
Capítulo III se describe de manera detallada el método de trabajo, estableciendo el 
tipo y diseño de dicha investigación, así como también, la población, muestra, 
técnicas e instrumentos de recolección de datos y finalmente el procedimiento 
metodológico utilizado para el diseño y análisis de este estudio. 
Capítulo IV presenta los datos y resultados obtenidos, cuya importancia es 
alcanzar cada uno de los objetivos específicos establecidos en este estudio, para 
así dar solución a la problemática de este trabajo especial de grado. 
 
DERECHOS RESERVADOS
 
CAPÍTULO I 
EL PROBLEMA 
En la presente investigación, se describió la necesidad de un análisis estructural 
de bloques de anclaje en concreto armado de sección rectangular y sección te 
invertida. Al igual que el planteamiento del problema, los objetivos de esta 
investigación, la delimitación y justificación e importancia de este estudio. 
1.1. Planteamiento del problema 
Los bloques de anclaje son estructuras habitualmente de concreto ciclópeo o de 
concreto armado, su función principal es dar estabilidad y rigidez al elemento que 
se desea apoyar en él, transmitiendo los empujes y esfuerzos de dicha pieza al 
terreno en donde se encuentre. Estos bloques de anclajes generalmente son 
utilizados en zonas críticas donde es necesario mantener un elemento en 
restricción total. 
Los bloques de anclajes son de tipo permanente debido a que resulta preciso 
mantenerlos para la vida útil de la obra, su importancia radica en fijar la red de 
tuberías al terreno mediante los bloques de anclaje para inmovilizarlas y transmitir 
las cargas al terreno. Estos bloques de anclaje necesitan ciertos requerimientos 
para que su vida útil sea la esperada, tales requerimientos son: dotarse con 
sistemas anticorrosivos y deben ser diseñados con mayorescoeficientes de 
seguridad, así como también, se requiere de un mantenimiento mayor a este tipo 
de estructura. 
La industria petrolera está basada en un complejo compuesto por un conjunto de 
sistemas de recipiente metálicos de grandes tamaños en su mayoría, redes de 
tuberías metálicas de diferentes diámetros que incluyen conexiones y accesorios 
DERECHOS RESERVADOS
18 
 
cumpliendo con la función de conducir diversos fluidos como lo son: gases, 
líquidos, entre otros. 
La problemática de esta investigación radica en que el sistema de tuberías se 
encuentra en su mayoría expuestas a altas temperaturas durante el día y bajas 
temperaturas durante la noche, esta variación de temperatura provoca la 
contracción y dilatación de la misma ocasionando grandes desplazamientos en 
cualquier dirección, así como, el incremento de los esfuerzos provocando la 
ruptura del sistema en las conexiones tuberías - tanques y en tuberías – válvulas. 
Debido a lo previamente expuesto se tuvo la necesidad de investigar sobre el 
diseño y comportamiento de bloques de anclaje utilizando sección rectangular y 
sección te invertida. 
De igual manera, el motivo de este estudio fue conocer cuál de estas dos 
secciones posee un mejor comportamiento bajo el punto de vista estructural, así 
como, cuál de ellas resulta ser la más económica mediante las cantidades de 
obras requeridas para cada diseño. 
A través de un análisis estructural de bloques de anclaje en concreto armado de 
sección rectangular y sección Te invertida para tuberías metálicas en la industria 
petrolera, por lo antes mencionado surgió la siguiente interrogante ¿Cuál es la 
sección transversal más adecuada para un bloque de anclaje bajo el punto de 
vista estructural y económico? 
1.2. Objetivos de la investigación 
1.2.1. Objetivo general 
Analizar el comportamiento estructural de bloques de anclaje en concreto armado 
de sección rectangular y sección te invertida para tuberías metálicas en la 
industria petrolera. 
DERECHOS RESERVADOS
19 
 
1.2.2. Objetivos específicos 
 Diseñar bloques de anclaje en concreto armado de sección rectangular 
para tuberías metálicas en la industria petrolera. 
 Diseñar bloques de anclaje en concreto armado de sección te invertida para 
tuberías metálicas en la industria petrolera. 
 Elaborar y analizar los cómputos métricos de los diseños de bloques de 
anclaje en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida 
para tuberías metálicas en la industria petrolera. 
 Analizar el comportamiento estructural de los diseños de bloques de anclaje 
en concreto armado de sección rectangular y sección te invertida para 
tuberías metálicas en la industria petrolera. 
1.3. Justificación 
Se justificó esta investigación sobre el análisis estructural de bloques de anclajes 
de concreto armado de sección rectangular y te invertida, con el objeto que 
cumplan su función correctamente que es anclar las tuberías evitando la ruptura 
del sistema. 
Por otra parte, es conveniente acotar que el presente estudio tuvo importancia al 
indagar sobre cuál de las dos secciones en estudio se comportará de forma más 
óptima en el ámbito estructural y a nivel económico, con la finalidad de orientar a 
los ingenieros de proyectos al momento de seleccionar el tipo de bloque de 
anclaje a utilizar. 
Partiendo de la problemática previamente planteada, el colapso de las redes de 
tuberías en las conexiones principales puede tener como consecuencia el 
desplazamiento de la tubería ocasionando grandes fallas en la industria petrolera 
como: explosiones, contaminaciones al medio ambiente, pérdidas económicas, 
DERECHOS RESERVADOS
20 
 
entre otros accidentes no deseados lo que incentiva al estudio de esta 
investigación. 
1.4. Delimitación 
1.4.1. Delimitación espacial 
El estudio se llevó a cabo en las instalaciones de la Universidad Rafael Urdaneta 
(URU), ubicada en la Av. 2 El Milagro, Vereda del Lago, Municipio Maracaibo, 
Estado Zulia, Venezuela. 
1.4.2. Delimitación temporal 
La investigación se realizó en el periodo comprendido entre septiembre 2016 y 
abril 2017. 
1.4.3. Delimitación científica 
El presente trabajo especial de grado estuvo enfocado a la ingeniería civil, 
específicamente en el área estructural y de mecánica de los suelos, basándose en 
lo establecido por las normas COVENIN 1753-2006 “Proyecto y Construcción de 
Obras En Concreto Estructural” y ACI 318-2015 “Building Code Requirements For 
Reinforced Concrete”. 
La finalidad de esta investigación fue principalmente el análisis del 
comportamiento estructural de los bloques de anclaje sometidos a los criterios de 
corte, flexión y esfuerzo en el suelo, así como también, las cantidades de obra 
(descripción de partidas y cómputos métricos) para bloques con sección 
rectangular y Te invertida para determinar cuál de ellas es la más económica. 
DERECHOS RESERVADOS
 
CAPÍTULO II 
MARCO TEÓRICO 
En el presente capítulo se muestran las bases teóricas necesarias para el análisis 
del comportamiento estructural de los bloques de anclaje en concreto armado de 
sección rectangular y sección te invertida. Se señalan los antecedentes, modelos 
matemáticos, nomenclaturas y otros referentes al tema a desarrollar. Por último se 
definen las variables a las cuales estuvo sometida la investigación. 
2.1. Antecedentes de la investigación 
Castro (2014) Diseño de anclajes de hormigón para deflexiones horizontales y 
verticales en tuberías a presión, Tesis de grado Universidad de Cuenca. Ecuador. 
Este trabajo muestra el diseño de diferentes sistemas de anclajes para tuberías a 
presión mediante programas de cálculos. A través de estos se analizaron seis 
diferentes tipos de anclajes para comprobar si cumplían con las tensiones 
admisibles del suelo y con el equilibrio del macizo de anclaje principalmente. 
Dichos programas fueron desarrollados en base a los fundamentos teóricos de la 
hidráulica utilizando la información recopilada dentro de este documento. Como 
conclusión en este estudio se obtuvieron las dimensiones del macizo de anclaje de 
manera automática, se consideraron todos los macizos con una base cuadrada; 
de igual manera los programas también tienen una parte manual para ingresar las 
dimensiones a criterio del usuario. Para todos los casos la fuerza utilizada para el 
diseño del anclaje fue mayorada utilizando un coeficiente de seguridad igual a 1.5. 
Toda la información proporcionada en esta tesis sirvió como guía para facilitar el 
proceso de diseño de los sistemas de anclajes diseñados en este estudio. 
Rodríguez (2014) revista científica, vol.3, núm. 2, pp. 20-26. Esta revista científica 
trata sobre la instalación de tuberías sometidas a presión interna, en los cambios 
de dirección y montaje de piezas especiales, se generan fuerzas dinámicas, 
DERECHOS RESERVADOS
22 
 
empujes o esfuerzos que tienden a desacoplarlas, razón por la cual es 
imprescindible la construcción de bloques de anclaje, los mismos que absorberán 
los empujes y esfuerzos producidos por la energía del fluido para así garantizar la 
estabilidad del sistema. En esta investigación se llegó a la conclusión que en las 
tuberías sometidas a presión interna, los cambios en las direcciones de la tubería 
generan fuerzas que son imprescindibles determinarlas para calcular el peso y 
volumen del bloque de anclaje, con el objetivo de mantener el sistema en 
equilibrio. También se concluyó que la fuerza dinámica generada por el fluido en el 
cambio de sección, se incrementa, conforme el diámetro de la tubería disminuye y 
el volumen del bloque de anclaje es inversamente proporcional al diámetro de la 
reducción de la tubería. De esta investigación se tomó el diagrama adjunto que 
presenta la variación del volumen del bloque para diferentes cargas de presión. 
Gobierno de Santa Fe (2003) memorias técnicas – Bloques de Anclaje. Proyecto 
“construcción acueductodel norte santafecino”, Argentina. El presente estudio de 
cálculo tuvo por objetivo el diseño y verificación estructural de los bloques de 
anclaje correspondientes a los ramales de agua tratada del acueducto del norte 
santafesino. Se tomó como criterio agrupar a los bloques calculados, definiendo 
cuatro estructuras tipo. Para el dimensionamiento de estos bloques se utilizaron 
como referencia los datos brindados en el catálogo de accesorios de tuberías de 
PRFV de Amitech. Como resultado final a este estudio se obtuvo que algunos 
suelos existentes requieran de ciertas características químicas como lo son 
hormigones con cemento de alta resistencia a los sulfatos y se deberá construir 
los bloques de anclajes siempre entre los extremos de los caños y la pared de la 
zanja. Esta información sirvió como apoyo para la investigación de este estudio ya 
que se utilizó como guía los parámetros y fundamentos que se tomaron en cuenta 
para este trabajo especial de grado. 
 
DERECHOS RESERVADOS
23 
 
2.2. Bases teóricas 
En las bases teóricas se presentan los aspectos más relevantes que están 
relacionados y se utilizaron como aporte para esta investigación como lo son los 
criterios de diseño para los bloques de anclaje, cargas actuantes, entre otros. 
2.2.1. Sistemas de anclaje 
Castro (2014) establece que los sistemas de anclaje se diseñan a partir de las 
presiones activas y presiones pasivas que se producen en las redes de tuberías, 
así como, las reacciones que se producen en el terreno donde se encuentran 
estos anclajes. 
El bloque de anclaje es una estructura de concreto armado o concreto ciclópeo 
que debido a sus dimensiones, a la fricción con el terreno y a su magnitud hace 
que se transmitan las cargas de manera adecuada al terreno donde se 
encuentran, evitando los desplazamientos hacia cualquier dirección del sistema de 
redes de tuberías. Dependiendo de sus dimensiones se tomaran en cuenta 
diversos parámetros para su análisis. 
En algunos casos bastarán apoyos o anclajes sencillos dado que las fuerzas son 
de pequeña magnitud. En general puede decirse que para tuberías de pequeño 
diámetro (hasta 10”), soportando presiones estáticas hasta del orden de 100 m de 
agua, no se requiere dimensionar un anclaje especial, toda vez que el peso de la 
tubería equilibra las fuerzas de desplazamiento. (Arocha, 1977). 
2.2.1.1. Clasificación de los anclajes 
Castro (2014) menciona que los sistemas de anclajes se pueden clasificar por 
cómo van a soportar la fuerza producida por el líquido dentro de la tubería. Los 
anclajes pueden recibir la fuerza verticalmente y horizontalmente. 
DERECHOS RESERVADOS
24 
 
En el caso de los anclajes horizontales rectangulares la fuerza resultante de la 
tubería se dirige hacia el talud mientras que en los anclajes horizontales te 
invertida la fuerza se dirige hacia el barranco. 
Por lo general los anclajes rectangulares, como se observa en la figura 2.1, ya 
sean horizontales o verticales, el parámetro que suele ser el más influyente en el 
diseño es el área de apoyo contra el terreno, en tanto que en los anclajes te 
invertida, figura 2.2, se trabaja generalmente con la fricción generada entre el 
macizo y el terreno, y con el peso del anclaje y del relleno que se encuentre por 
encima del macizo. 
 
Figura 2.1. Bloque de anclaje de sección rectangular. (Castro, 2014) 
 
Figura 2.2. Bloque de anclaje de sección te invertida. (Castro, 2014) 
DERECHOS RESERVADOS
25 
 
2.2.1.2. Dimensionamiento de los bloques de anclaje 
Castro (2014) establece que los bloques de anclaje son dimensionados 
proporcionando un área que distribuye las cargas al terreno sin superar la 
capacidad portante del suelo, el volumen del bloque se define por medio de la 
altura de este, debido al peso de la pieza se impide el desplazamiento ocasionado 
por la fricción o movimiento de la tubería en diferentes direcciones provocando 
asentamiento o elevación del bloque de anclaje. Para calcular dicho peso del 
bloque de anclaje se establecen las siguientes ecuaciones: 
Pbloque= L * B * T * concreto (Ec. 2.1)
Ptotal = P bloque + Fv (Ec. 2.2)
Dónde: 
L: longitud del bloque de anclaje. 
B: espesor del bloque de anclaje. 
HT: altura total del bloque de anclaje. 
 concreto: peso específico del concreto. 
Fv: fuerza ejercida en el bloque de anclaje. 
2.2.2. Durmientes y muelles de soporte a nivel de suelo 
PDVSA HG-251 (1993) Esta norma rige diversos parámetros para estos tipos de 
soportes como son: 
 Los soportes de base corrediza con cargas de tubería menores de 1000 kg 
descansarán directamente sobre una placa de soporte. En áreas pavimentadas, la 
parte inferior de la placa base con anillo ajustable, descansará sobre una placa de 
soporte la cual a su vez se apoyará directamente sobre un anclaje sobre del 
pavimento. En áreas no pavimentadas, la parte inferior de la placa de base no 
DERECHOS RESERVADOS
26 
 
ajustable, descansará sobre una placa de soporte anclada al muelle de concreto 
con tuercas ajustables sobre los pernos. 
 En áreas pavimentadas, los soportes de base anclados con anillos ajustables y 
cargas de tuberías que no excedan 700 kg.m serán anclados directamente encima 
del pavimento. 
 En áreas no pavimentadas, los soportes de base ancladas con placas de base 
no ajustables y cargas de tuberías menores de 700 kg.m, serán anclados al muelle 
de concreto con tuercas ajustables sobre los pernos. 
 Cuando se especifiquen anclajes y/o limitadores de dirección en durmientes o 
bases de los muelles, las reacciones calculadas en estos puntos serán 
suministradas al grupo de ingenieros civiles. 
 El número de soportes necesarios en la base del muelle puede ser determinado 
por los detalles indicados en los planos para soporte de tuberías de PDVSA. 
 Los siguientes coeficientes de la tabla 2.1 deben ser usados para determinar las 
fuerzas en las superficies corredizas. 
Tabla 2.1. Coeficientes de fricción estática 
Coeficientes de fricción estática 
Teflón sobre Teflón 0,10 
Acero sobre acero 0,40 
Acero sobre concreto 0,45 
 (PDVSA HG-251, 1993) 
DERECHOS RESERVADOS
27 
 
2.2.3. Cargas 
ACI 318 (2014) expresa que las cargas deben incluir el peso propio, las cargas 
aplicadas y los efectos debidos al preesforzado, sismo, restricciones a los cambios 
de volumen y asentamientos diferenciales. 
2.2.3.1. Combinaciones y factores de carga 
Según ACI 318 (2014) la resistencia requerida (U) se expresa en términos de 
cargas mayoradas o de las fuerzas y momentos internos correspondientes. Las 
cargas mayoradas son las cargas especificadas en el reglamento general de 
construcción multiplicadas por los factores de carga apropiados. 
El factor asignado a cada carga está influenciado por el grado de precisión con el 
cual normalmente se puede calcular la carga y por las variaciones esperadas para 
dicha carga durante la vida de la estructura. Por esta razón, a las cargas muertas 
que se determinan con mayor precisión y son menos variables se les asigna un 
factor de carga más bajo que a las cargas vivas. Los factores de carga también 
toman en cuenta variabilidades inherentes del análisis estructural empleado al 
calcular los momentos y cortantes. 
Deben considerarse las diversas combinaciones de carga con el fin de determinar 
la condición de diseño crítica. Esto resulta particularmente cierto cuando la 
resistencia depende de más de un efecto de carga, tal como la resistencia a 
flexión y carga axial combinada, o la resistencia a cortante, en elementos con 
carga axial. 
Si algunas circunstancias inusuales requieren mayor confiabilidad en la resistencia 
de algún elemento en particular, distinta de aquella que se encuentra en la 
práctica acostumbrada, puede resultar apropiada para dichos elementos una 
disminución en los factores de reducción de resistencia  o un aumento en los 
factores de carga estipulados. 
DERECHOS RESERVADOS28 
 
Combinaciones de carga 
Muerta y viva: 
 CV U = 1,2 CP+ 1,6 (Ec. 2.3)
Muerta, viva y empuje de tierra: 
U =1,2 CP+1,6CV+1,6CE (Ec. 2.4)
U = 0,90 CP+1,6 CE (Ec. 2.5)
Muerta, viva, empuje de tierra y sismo: 
U = 1,1 CP+ CV+ ED± S (Ec. 2.6)
U = 0,90 CP+ ED± S (Ec. 2.7)
Dónde: 
CP: efecto debido a las cargas permanentes. 
CV: efecto debido a cargas variables. 
S: efecto debido a las acciones sísmicas diferentes al empuje del terreno, pero 
considerando la fuerza inercial del muro. 
CE: efecto estático del empuje de tierra. 
ED: el efecto dinámico del empuje de tierra. 
Según ACI 318 (2014) Los efectos estructurales de las fuerzas debidas a las 
restricciones por cambios de volumen y asentamiento diferencial (T), deben 
considerarse en combinación con otras cargas cuando los efectos de T puedan 
afectar adversamente la seguridad estructural o el desempeño de la estructura. El 
factor de carga para T debe establecerse considerando la incertidumbre asociada 
con la magnitud esperada de T, la probabilidad de que el máximo efecto ocurra 
simultáneamente con otras cargas aplicadas, y las consecuencias potencialmente 
adversas en caso de que el efecto T sea mayor que el supuesto. El factor de carga 
de T no puede ser menor que la unidad (1.0). 
De igual manera ACI 318 (2014) establece que existen varias estrategias para 
tener en cuenta movimientos causados por cambios volumétricos y asentamientos 
diferenciales. Las restricciones de estos movimientos pueden inducir fuerzas y 
DERECHOS RESERVADOS
29 
 
momentos significativos en los miembros, como tracción en losas, y momentos y 
fuerzas de cortante en los miembros verticales. Las fuerzas debidas a efectos T 
rutinariamente no se calculan ni combinan con otros efectos. Los diseñadores 
prefieren usar técnicas que han funcionado bien en el pasado como es el uso de 
elementos y conexiones dúctiles que se acomoden al asentamiento diferencial y al 
movimiento causado por cambio volumétrico, suministrando al mismo tiempo la 
resistencia requerida para las cargas gravitacionales y laterales. 
Para limitar los efectos de los cambios volumétricos se utilizan juntas de 
expansión y franjas de control que se han desempeñado adecuadamente en 
estructuras similares. El refuerzo de retracción de fraguado y temperatura 
generalmente se determina con base al área de la sección bruta de concreto y no 
con base en fuerzas calculadas. Cuando los movimientos de la estructura puedan 
producir daño en elementos de baja ductilidad, el cálculo de la fuerza estimada 
debe tener en cuenta la variabilidad inherente del movimiento esperado y de la 
respuesta de la estructura. 
2.2.3.2. Consideraciones generales 
PDVSA JA-252 (2002) plantea en este documento que sólo se hará una mención 
general acerca de la naturaleza y tipos de cargas que se presentan con mayor 
frecuencia y algunas observaciones referentes a algunas combinaciones críticas 
en relación con las características del subsuelo y las condiciones de estabilidad 
analizadas. 
En el diseño de una fundación es preciso conocer el tipo, la dirección y la 
magnitud de cada carga actuante. Los tipos de cargas son los siguientes: 
 Cargas axiales: Aquéllas que actúan perpendiculares al plano de la sección. 
 Fuerzas de corte: Las que actúan paralelas al plano de la sección (los cuales 
pueden expresarse en función de sus componentes: (Vx y Vy). 
DERECHOS RESERVADOS
30 
 
 Momentos flectores: Expresados también en términos de sus dos componentes 
perpendiculares (Mx y My). 
 Cargas de torsión: Las cuales generalmente no son de significación y 
usualmente son ignoradas en la mayoría de los diseños de fundaciones. 
Cada uno de estos tipos de carga incluye componentes de cargas: permanentes, 
variables, accidentales y de operación que pueden variar en magnitud y dirección 
durante la vida de la estructura. 
PDVSA JA-252 (2002) explica que la determinación de las cargas de diseño de las 
fundaciones se realiza como parte del análisis y diseño de la superestructura, no 
obstante con frecuencia se presenta el caso en que es necesario adelantar el 
diseño preliminar de las fundaciones antes de estar completo el diseño de la 
superestructura. En consecuencia será necesario, en esos casos, calcular con 
mayor precisión las magnitudes y distribuciones de las cargas muertas una vez 
que se conozcan las características reales de la estructura. 
Las cargas muertas siempre deben considerarse en cualquier combinación de 
carga en la que se analice la posibilidad de falla por insuficiente resistencia al 
corte. 
2.2.3.3. Empuje activo (Ea) 
COVENIN 1753 (2006) establece que cuando la parte superior de un muro o 
estribo se mueve suficientemente como para que se pueda desarrollar un estado 
de equilibrio plástico, la presión estática es activa y genera un empuje total Ea, 
aplicada en el tercio inferior de la altura. A continuación se presenta la ecuación 
para determinar el empuje activo. 
Ea= (
1
2
 
2)Ka (Ec. 2.8) 
Dónde: 
Ka= coeficiente de presión activa. 
DERECHOS RESERVADOS
31 
 
El coeficiente de presión activa se puede determinar con las teorías de Coulomb o 
Rankine para suelos granulares; en ambas teorías se establecen hipótesis que 
simplifican el problema y conducen a valores de empuje que están dentro de los 
márgenes de seguridad aceptables. 
 Ecuación de Coulomb 
COVENIN 1753 (2006) interpretó que en el año 1773 el francés Coulomb publicó 
la primera teoría racional para calcular empujes de tierra y mecanismos de falla 
de masas de suelo, cuya validez se mantiene hasta hoy día, el trabajo se tituló: 
“Ensayo sobre una aplicación de las reglas de máximos y mínimos a algunos 
problemas de Estática, relativos a la Arquitectura”. 
La teoría supone que el empuje se debe a una cuña de suelo limitada por la cara 
interna del muro, la superficie de relleno y una superficie de falla que se origina 
dentro del relleno que se supone plana. En la figura 2.3 se muestra un muro de 
contención con diagrama de presión activa. 
 
 
 
 
 
Figura 2.3. Muro de contención con diagrama de presión activa (COVENIN 
1753, 2006) 
COVENIN 1753 (2006) señala que la teoría de Coulomb se fundamenta en una 
serie de hipótesis que se enuncian a continuación: 
 El suelo es una masa homogénea e isotrópica y se encuentra adecuadamente 
drenado como para no considerar presiones intersticiales en él. 
 La superficie de falla es plana. 
DERECHOS RESERVADOS
32 
 
 El suelo posee fricción, siendo φ el ángulo de fricción interna del suelo, la fricción 
interna se distribuye uniformemente a lo largo del plano de falla. 
 La cuña de falla se comporta como un cuerpo rígido. 
 La falla es un problema de deformación plana (bidimensional), y se considera 
una longitud unitaria de un muro infinitamente largo. 
 La cuña de falla se mueve a lo largo de la pared interna del muro, produciendo 
fricción entre éste y el suelo, δ es el ángulo de fricción entre el suelo y el muro. 
 La reacción Ea de la pared interna del muro sobre el terreno, formará un ángulo δ 
con la normal al muro, que es el ángulo de rozamiento entre el muro y el terreno, 
si la pared interna del muro es muy lisa (δ = 0°), el empuje activo actúa 
perpendicular a ella. 
 La reacción de la masa de suelo sobre la cuña forma un ángulo φ con la normal 
al plano de falla. 
El coeficiente Ka según Coulomb es: 
Ka=
sen2( + )
sen2 .sen( -δ) [1+√
sen( +δ). sen( - )
sen( -δ). sen( + )
]
2
 
(Ec. 2.9) 
Dónde: 
ψ = Ángulo de la cara interna del muro con la horizontal. 
 = Ángulo del relleno con la horizontal. 
δ = Ángulo de fricción suelo-muro. 
Si la cara interna del muro es vertical (ψ = 90°), la ecuación anterior se reduce a: 
Ka=
cos2( )
cos(δ) [1+√
sen( +δ). sen( - )
cos(δ).cos ( )
]
2
 
(Ec. 2.10) 
DERECHOS RESERVADOS
33 
 
Si el relleno es horizontal ( = 0°), la ecuación anterior se reduce a: 
Ka=
cos2( )
cos(δ) *1+√
sen( +δ).sen( )
cos(δ)
+
2
 
(Ec. 2.11) 
Si no hay fricción, que corresponde a muros con paredes muy lisas (δ = 0°), la 
ecuación anterior se reduce a: 
Ka=
1-sen 
1+sen 
= tan
2 (45°-
 
2
) 
(Ec. 2.12) 
Según COVENIN 1753 (2006) la teoría de Coulomb no permite conocer la 
distribución de presiones sobre el muro, porque la cuña de tierra que empuja se 
considera un cuerpo rígido sujeto a fuerzas concentradas, resultantes de 
esfuerzos actuantes en áreas, de cuya distribución no hay especificación ninguna, 
por lo que no se puede decir nada dentro de la teoría respecto al punto de 
aplicación del empuje activo. 
Según COVENIN 1753 (2006) Coulomb supuso que todo punto de la cara interior 
del muro representa el pie de una superficie potencial de deslizamiento, 
pudiéndose calcular el empuje sobre cualquier porción superior del muro ΔEa, para 
cualquier cantidad de segmentos de altura de muro. 
Esta situación conduce a una distribución de presiones hidrostática, con empuje a 
la altura H/3 en muros con cara interior plana y con relleno limitado también por 
una superficie plana. Para los casos en que no se cumplan las condiciones 
anteriores el método resulta ser laborioso. 
En la teoría de Coulomb el Ea actúa formando un ángulo δ con la normal al muro, 
por esta razón esta fuerza no es horizontal generalmente. El Ea será horizontal 
solo cuando la pared del muro sea vertical (ψ = 90°) y el ángulo (δ = 0°). En tal 
sentido, las componentes horizontal y vertical del Ea se obtienen según Coulomb 
de la siguiente manera: 
DERECHOS RESERVADOS
34 
 
Eah= (
1
2
. 
2) .Ka. cos 
(Ec. 2.13) 
 
Eav= (
1
2
. 
2) .Ka. sen 
(Ec. 2.14) 
 
 = 90 + δ− ψ (Ec. 2.15) 
Eah y Eav son es las componentes horizontal y vertical del Ea . 
Para valores de: ψ = 90° y δ = 0° , resulta: =0°, Eah = Ea y Eav =0. 
 Ecuación de Rankine 
COVENIN 1753 (2006) expreso que en el año 1857, el escocés W. J. Macquorn 
Rankine realizó una serie de investigaciones y propuso una expresión mucho más 
sencilla que la de Coulomb. Su teoría se basó en las siguientes hipótesis: 
a. El suelo es una masa homogénea e isotrópica. 
b. No existe fricción entre el suelo y el muro. 
c. La cara interna del muro es vertical (ψ = 90°). 
d. La resultante del empuje de tierras está ubicada en el extremo del tercio inferior 
de la altura. 
e. El empuje de tierras es paralelo a la inclinación de la superficie del terreno, es 
decir, forma un ángulo con la horizontal. 
El coeficiente Ka según Rankine es: 
Ka=cos 
cos -√cos2 -cos2 
cos +√cos2 -cos2 
 
(Ec. 2.16) 
DERECHOS RESERVADOS
35 
 
Si en la ecuación anterior, la inclinación del terreno es nula ( = 0°), se obtiene 
una ecuación similar a la de Coulomb para el caso particular que (δ= =0°; 
ψ= 90°), ambas teorías coinciden: 
Ka=
1-sen 
1+sen 
= tan
2 (45°-
 
2
) 
(Ec. 2.17) 
Para que la hipótesis de un muro sin fricción se cumpla, el muro debe tener 
paredes muy lisas, esta condición casi nunca ocurre, sin embargo, los resultados 
obtenidos son aceptables ya que están del lado de la seguridad. En el caso de 
empuje activo la influencia del ángulo δ es pequeña y suele ignorarse en la 
práctica. 
En la teoría de Rankine, se supone que la cara interna del muro es vertical 
(ψ = 90°), y que el empuje de tierras es paralelo a la inclinación de la superficie del 
terreno, es decir, forma un ángulo con la horizontal, es este sentido, esta fuerza 
no es siempre horizontal. Las componentes horizontal y vertical del Ea se obtienen 
adecuando la ecuación 2.8 según Rankine de la siguiente manera: 
Eah= (
1
2
. 
2) .Ka. cos 
(Ec. 2.18) 
Eav= (
1
2
. 
2) .Ka. sen 
(Ec. 2.19) 
Para valores de: = 0°, resulta: Eah = Ea y Eav =0. 
Luego de calcular el empuje activo se ha de calcular la fuerza activa a partir de la 
siguiente ecuación: 
Fact=Pact*
P
2
*L 
 
(Ec. 2.20) 
2.2.8.4. Empuje pasivo (Ep) 
A continuación COVENIN 1753 (2006) expone que cuando un muro o estribo 
empuja contra el terreno se genera una reacción que se le da el nombre de 
DERECHOS RESERVADOS
36 
 
empuje pasivo de la tierra Ep, la tierra así comprimida en la dirección horizontal 
origina un aumento de su resistencia hasta alcanzar su valor límite superior Ep, la 
resultante de esta reacción del suelo se aplica en el extremo del tercio inferior de 
la altura, la figura 2.4 muestra un muro con diagrama de presión pasiva. 
Ep= (
1
2
. 
2) .Kp 
(Ec. 2.21) 
Dónde: 
Kp= coeficiente de presión pasiva. 
La presión pasiva en suelos granulares, se puede determinar con las siguientes 
expresiones: 
 El coeficiente Kp adecuando la ecuación de Coulomb es: 
Ka=
sen2( - )
sen2 .sen( +δ) [1-√
sen( +δ). sen( + )
sen( +δ). sen( + )
]
2
 
(Ec. 2.22) 
 Cuando se ignoran los ángulos (δ, , ψ ) se obtiene la el coeficiente Kp según 
Rankine: 
Ka=
1+sen 
1-sen 
= tan
2 (45°+
 
2
) 
(Ec. 2.23) 
Si el ángulo δ es grande la superficie de deslizamiento real se aparta 
considerablemente del plano teórico conduciendo a errores de importancia. 
 
 
 
 
 
Figura 2.4. Empuje pasivo (COVENIN 1753, 2006) 
DERECHOS RESERVADOS
37 
 
Luego de calcular el empuje pasivo se ha de calcular la fuerza pasiva a partir de la 
siguiente ecuación: 
Fpasiva=Ppasiva*
P
2
*L 
(Ec. 2.24) 
2.2.4. Fundaciones 
Según la norma venezolana COVENIN 1753 (2006) el sistema de fundación debe 
ser proporcionado para que el suelo de fundación soporte la edificación en 
ausencia de la acción sísmica, tomando en consideración los asentamientos que 
la estructura sea capaz de resistir. Cuando se incorporen las acciones sísmicas, 
se tomarán en cuenta las propiedades dinámicas del suelo para garantizar su 
capacidad para las tensiones y deformaciones impuestas por esta acción. La 
fundación debe cumplir con el siguiente indicador para evitar el asentamiento de la 
misma. 
Pt Pmat. excavado 
Los pernos de anclaje y los conectores mecánicos diseñados de acuerdo con el 
anclaje en el concreto, desarrollarán su resistencia de diseño antes de que falle el 
anclaje o el concreto en que está embebido. 
2.2.4.1. Tipos de fundaciones 
PDVSA JA-252 (2002) explica que los diversos tipos de fundaciones pueden 
clasificarse atendiendo al “tipo de solicitaciones actuantes bajo condiciones 
normales de operación” y a “la profundidad de fundación”. 
Fundación superficial 
Se refiere a una fundación en la que la relación profundidad a ancho (Df/B) de la 
misma usualmente varía entre 0,25 y 1 aunque pudiera alcanzar valores cercanos 
DERECHOS RESERVADOS
38 
 
a 3. Se distinguen entre otros los tipos de fundaciones superficiales siguientes: 
Zapatas; Fundaciones Continuas; Fundaciones Combinadas; y Losas de 
Fundación. 
2.2.4.2. Requerimientos básicos de una fundación 
PDVSA JA-252 (2002) expone lo siguiente, toda fundación debe ser capaz de 
satisfacer los requerimientos siguientes: 
 La fundación debe estar convenientemente ubicada considerando cualquier 
influencia futura que pueda afectar desfavorablemente su funcionamiento, 
particularmente en el caso de fundaciones aisladas y losas de fundación, las 
cuales pueden estar sometidas a la erosión superficial o encontrarse sin suficiente 
confinamiento lateral en el caso de fundaciones en taludes. 
 El suelo de fundación debe tener suficiente grado de seguridad contra una falla 
por capacidad portante. 
 La fundación no debe sufrir asentamientos totales y diferenciales de tal magnitud 
que ocasionen daños a la estructura o que impidan su funcionamiento. 
 La fundación debe ser estable ante los efectos de deslizamiento y volcamiento. 
2.2.4.3. Consideraciones generales de los criterios de selección del tipo de 
fundación 
A continuación en la norma PDVSA JA-252 (2002) se describen las 
consideraciones que se tuvo presente para la selección de las fundaciones: 
 La selección del tipo de fundación más adecuado para una estructura dada 
constituyeuna de las actividades más difíciles de realizar en el proceso de diseño 
de la subestructura. 
DERECHOS RESERVADOS
39 
 
 Estas complejidades se derivan de los numerosos factores y requisitos 
controlantes entre los que se pueden citar: la función de la estructura, las cargas 
actuantes, las condiciones del subsuelo y el costo de la fundación en relación con 
el costo de la estructura. Por otra parte, es pertinente mencionar que, debido a las 
relaciones existentes entre los factores antes citados, usualmente pueden 
desarrollarse varias soluciones aceptables para cada problema de fundación. 
 Se supone como premisa que el ingeniero ha obtenido información sobre la 
naturaleza de la superestructura y las cargas actuantes sobre la fundación y ha 
determinado las condiciones geotécnicas del subsuelo. 
2.2.4.4. Procedimiento general de selección del tipo de fundación 
Según PDVSA JA-252 (2002) el ingeniero procederá a considerar varias opciones 
posibles de fundación analizando las ventajas y desventajas asociadas con cada 
opción, para lo cual se tuvo presente las consideraciones siguientes: 
 Una vez establecida la profundidad de apoyo y la capacidad portante del suelo 
de fundación a dicha profundidad, se estudiará como primera aproximación la 
opción de emplear una fundación directa tipo zapata. 
 Cuando exista un estrato relativamente delgado de suelo compresible por debajo 
de un nivel freático difícil de deprimir, convendría analizar la posibilidad de reducir 
las presiones de contacto sobre el suelo, mediante el empleo de una losa de 
fundación. 
 Se deberá evitar colocar fundaciones directamente sobre turba o materia 
orgánica. En el caso de ser obligatorio el sitio de fundación se deberá estudiar en 
detalle la interacción suelo–estructura a fin de lograr una solución de fundación 
satisfactoria. 
DERECHOS RESERVADOS
40 
 
2.2.5. Zapatas y cabezales 
A continuación se presentan las bases para el diseño y análisis de zapatas y 
cabezales según la norma COVENIN 1753 (2006). 
2.2.5.1. Dimensiones 
COVENIN 1753 (2006) especifica que las dimensiones de las zapatas y cabezales 
deben cumplir con la hipótesis para el análisis estructural, donde la altura útil es 
función de la rigidez a flexión requerida. Para las zapatas que se apoyan 
directamente sobre el suelo no será menor de 30 cm y para los cabezales de 
pilotes no será menor de 1.25 veces el diámetro del pilote. 
2.2.5.2. Zapatas y cabezales que soportan columnas o pedestales con 
sección circular 
COVENIN 1753 (2006) señala que a fin de ubicar las secciones críticas para 
momentos, fuerza cortante y desarrollo de refuerzo en las zapatas y cabezales, las 
columnas, de acero o concreto, y los pedestales de concreto con sección circular o 
polígonos regulares pueden tratarse como secciones cuadradas de área 
equivalente. 
2.2.5.3. Criterios para zapatas de tuberías o cunas 
PDVSA HG-251 (1993) expone los parámetros que se deben seguir para cada 
caso expuesto 
 Las tuberías aisladas del calor, de 2” o más grandes que pasen por encima de 
acero estructural o soportes de vigas de concreto, serán instaladas con una 
zapata. Se tendrán presente los siguientes criterios: cuando el espesor del aislante 
sea igual o menor de 90 mm, la parte inferior de la tubería debe mantenerse a 100 
mm por encima de la superficie del soporte, cuando el espesor del aislante sea 
mayor de 90 mm, la parte inferior de la tubería debe mantenerse a 150 mm por 
DERECHOS RESERVADOS
41 
 
encima de la superficie del soporte, las zapatas serán lo suficientemente altas 
para evitar que el área de contacto exceda de 120°C en los soportes de vigas de 
concreto o de 400°C en soportes de vigas de acero estructural. 
 Las tuberías aisladas del calor, de 1 1/2 pulgadas y más pequeñas, serán 
soportadas sobre blindajes aislantes de protección. Se tendrá presente la 
siguiente consideración: cuando el área de contacto exceda 120°C en soportes de 
concreto o 400°C en la viga de acero estructural, las tuberías serán provistas de 
zapatas lo suficientemente altas para que la temperatura del área de contacto no 
exceda las limitaciones arriba mencionadas. 
 Las tuberías desnudas pueden descansar en los soportes directamente si la 
temperatura en el área de contacto no excede 120°C en las vigas de soporte de 
concreto o 400°C en las vigas de soporte de acero estructural, de otra forma se 
instalarán zapatas de suficiente altura para evitar que la temperatura en el área de 
contacto exceda las limitaciones. 
2.2.6. Losas apoyadas sobre el terreno 
COVENIN 1753 (2006) aclara que el proyecto de las losas apoyadas sobre el 
terreno debe reflejar las hipótesis y las propiedades elásticas e inerciales del 
modelo suelo–estructura empleado, debiéndose comprobar que tengan un 
comportamiento satisfactorio tanto para las acciones estáticas como para las 
acciones sísmicas, verificándose que la presión de contacto entre el suelo y la losa 
de fundación sea tal que no se alcancen los estados límites. 
El dimensionamiento para el estado límite de agotamiento resistente se efectuará 
para todas las combinaciones de solicitaciones consideradas para el resto de la 
estructura. 
DERECHOS RESERVADOS
42 
 
2.2.7. Criterios de diseño para todos los soportes 
A continuación se presenta una serie de criterios que PDVSA HG-251 (1993) 
tomó en cuenta para el diseño de los soportes: 
 Los soportes de tuberías deben ser diseñados para satisfacer todas las 
condiciones operacionales a las cuales las tuberías y/o equipos puedan estar 
sujetas, como el sismo y/o carga de viento donde sea aplicable, cargas 
hidrostáticas, etc. viento, terremotos, y factor de forma según sea requerido. Las 
tensiones deben permanecer dentro de los valores permitidos según las normas 
aplicables. 
 Los sistemas de soporte deberán ser de previsión y control, sujeto a los 
requerimientos de la configuración de las tuberías, los movimientos libres o 
limitados debido a la expansión térmica o contracción de las tuberías y equipo 
conectado. 
 Una de las líneas de las estaciones de control de válvula debe ser fijada con 
anclaje o guías, mientras que las líneas de entrada y salida a la estación serán lo 
suficientemente flexibles sin exceder los esfuerzos térmicos permitidos en la 
tubería. 
Según PDVSA HG-251 (1993) Los elementos de relleno usados en el campo para 
lograr un apoyo completo entre la tubería y/o accesorios de tubería y acero 
estructural y/o pilote a nivel de suelo, deben disponer de suficiente área para llevar 
la carga al componente estructural. 
 Después de ser elegido, los elementos de relleno deben ser soldados al acero 
estructural para prevenir su deslizamiento causado por el movimiento de la tubería 
mientras ésta se encuentre en operación. A menos que se indique que el soporte 
sea de anclaje (fijo), los elementos no serán soldados a los accesorios de la 
tubería. 
DERECHOS RESERVADOS
43 
 
 El diseño de los anclajes, soportes y guías serán diseñadas para prevenir la 
trasmisión de calor excesivo, al acero de construcción o a la viga de concreto. 
 Este equipo será diseñado para controlar movimiento de la tubería no deseados, 
que resulten de la carga de choque, sin interferir con el movimiento normal 
(expansión térmica, de ocurrencia lenta). Se usará un amortiguador de choque 
mecánico aprobado. 
 Las tuberías horizontales o verticales serán preferiblemente soportadas en el 
punto de menor movimiento vertical. 
 El espacio entre los soportes será como se especifica en la tabla 2.2: 
Tabla 2.2. Espacios entre soportes 
Espacio máximo entre los soportes de tubería 
Tamaño de tubería 
Espacio del soporte 
1” a 2” 4,5M 
3” 7,6M 
4” a 12” 9,0M 
Sobre 12” 
Considerado espacio 
aumentado 
 (PDVSA HG-251, 1993) 
2.2.8. Estados limites 
COVENIN 1753 (2006) explica que los miembros deben satisfacer todos los 
requisitos de esta norma para asegurar el comportamientoadecuado en los 
estados límites de servicio y de agotamiento resistente. 
Las estructuras, sus miembros y uniones se diseñarán para tener en todas las 
secciones una resistencia de diseño mayor o igual a las solicitaciones calculadas 
para las combinaciones que se estipulan en esta norma. La resistencia de diseño 
de un miembro, la de sus secciones y uniones a otros miembros, será tomada 
DERECHOS RESERVADOS
44 
 
como la resistencia teórica calculada de acuerdo con los requisitos e hipótesis de 
esta norma, multiplicada por un factor de minoración de resistencia . 
2.2.8.1. Solicitaciones para el estado límite de agotamiento resistente 
COVENIN 1753 (2006) menciona que las solicitaciones sobre la estructura, sus 
miembros y nodos para el estado límite de agotamiento resistente (U), se 
determinarán con base en las hipótesis de solicitaciones que produzcan el efecto 
más desfavorable, el cual puede ocurrir cuando una o más solicitaciones están 
actuando simultáneamente, por lo que deben estudiarse las combinaciones 
mencionadas anteriormente en el subpunto 2.2.3.1. Cuando la solicitación pueda 
cambiar de sentido, se tendrán en cuenta en todas las combinaciones posibles, 
cambiando los signos de manera consistente. 
COVENIN 1753 (2006) menciona que se alcanza este estado límite cuando el 
suelo bajo la fundación falla por corte o se produce en éste una deformación 
excesiva o cuando los componentes estructurales de la fundación alcanzan su 
estado límite de agotamiento resistente. 
2.2.8.2. Resistencias de diseño 
La teoría de la rotura o estado límite de agotamiento resistente es conocida por 
mayorar las cargas de servicio para obtener la resistencia requerida, esta debe ser 
menor que la resistencia nominal reducida por un factor de minoración de las 
resistencia Ф. 
Ru Ф* Rn 
Dónde: 
Ru: resistencia ultima. 
Rn: resistencia nominal correspondiente al estado límite de agotamiento resistente, 
sin factores de minoración. 
DERECHOS RESERVADOS
45 
 
Las estructuras son diseñadas para resistir mayores o iguales cargas que la 
resistencia requerida calculada. 
COVENIN 1753 (2006) señala que los factores de minoración de la resistencia 
teórica serán los de la tabla 2.3. 
Tabla 2.3. Factores de minoración de la resistencia  
Tipo de solicitación 
Factor de 
minoración  
Flexión sin carga axial 
Flexión en ménsula 
0,90 
0,75 
Tracción axial 0,90 
Corte y torsión 0,75 
Aplastamiento del concreto 0,65 
Flexión de concreto sin armar 0,55 
Compresión axial con sin flexión: 
Columnas zunchadas 
Columnas con estribos 
 
0,70 
0,65 
 COVENIN 1753 (2006) 
Para los anclajes al concreto se emplearan los factores de minoración de las 
tablas 2.4 y 2.5. La Condición A se aplica a las potenciales superficies de falla en 
el concreto reforzado, y la Condición B cuando las potenciales superficies de falla 
del concreto no están reforzadas o están controladas por la resistencia al 
arrancamiento o el apalancamiento del anclaje al concreto. 
Tabla 2.4. Anclajes al concreto controlados por la resistencia del elemento 
de acero 
Factores de minoración de la resistencia teórica  
Solicitaciones Falla dúctil Falla frágil 
Tracción 0,75 0,65 
Corte 0,65 0,60 
 COVENIN 1753 (2006) 
DERECHOS RESERVADOS
46 
 
Tabla 2.5. Anclajes al concreto controlados por la resistencia del concreto o 
el deslizamiento del anclaje 
Factores de minoración de la resistencia teórica  
Solicitaciones Condición A Condición B 
Corte 
0,75 0,70 
Tracción 
Espárragos con cabeza, 
pernos con cabeza o pernos 
con ganchos colocados 
antes del vaciado del 
concreto 
Anclajes colocados en el 
concreto endurecido, 
precalificados por ensayo 
según ACI 355.2 
Categoría 1 
Categoría 2 
Categoría 3 
 
 
 
0,75 
0,65 
0,55 
 
 
 
0,65 
0,55 
0,45 
Categoría 1, instalación poco sensible y alta confiabilidad 
Categoría 2, instalación mediante sensible y mediana confiabilidad. 
Categoría 3, instalación altamente sensible y poca confiabilidad. 
 COVENIN 1753 (2006) 
 Momento actuante 
 
Es el momento que se genera al aplicar un par de fuerzas sobre la estructura, 
este produce una flexión en la pieza y puede ser positiva o negativa dependiendo 
su sentido. En terminación, este es la deformación que se genera en el bloque de 
anclaje. A continuación se presenta la ecuación 2.25 para su determinación:
Mact= Mx + F z* ( h1 + P) + ( 
Fpasiva* P
3
) 
 (Ec. 2.25)
 Momento resistente 
Momento de inercia del área de la sección transversal de un elemento estructural 
dividido por la distancia de la fibra neutra a la fibra extrema. También llamado 
módulo de inercia, módulo resistente. En este estudio será determinado a través 
de la ecuación siguiente: 
Mresist= Fpasiva*
P
3
+ WT*
E
2
 (Ec. 2.26) 
 
 
DERECHOS RESERVADOS
47 
 
 Momento resultante 
Este momento es el resultado de la sumatoria del momento actuante y momento 
resistente. Se calcula mediante la ecuación a continuación: 
Mresult= Mact – Mresist (Ec. 2.27)
 Estabilidad al volcamiento y deslizamiento 
Según Torres (2008) La estabilidad al volcamiento se determina por medio de la 
siguiente ecuación, 0,70 representa aproximadamente el inverso del factor de 
seguridad de 1,5 utilizado en el método de esfuerzos admisibles. 
∑Mu 0,70∑Mn 
Σ Mu= Sumatoria de momentos últimos actuantes. 
Σ Mn= Sumatoria de momentos últimos resistentes. 
Para el cálculo del momento de volcamiento se utiliza la ecuación: 
Mvolc= Mact– (Fpasiva* 
P
3
) 
 (Ec. 2.28) 
Una vez revisada la estabilidad al volcamiento, deslizamiento y estando conformes 
con ellas, se debe verificar que los esfuerzos de corte y de flexión en las 
secciones críticas de la pantalla y la zapata del muro no sean superiores a los 
máximos establecidos por las normas. 
La verificación se basa en cargas mayoradas, utilizando los coeficientes que 
factoran las cargas propuestos por el código ACI, indicados anteriormente en el 
método del estado límite de agotamiento resistente. 
La relación entre los momentos estabilizantes Me, que resulta ser el mismo valor 
del momento resistente, son producidos por el peso propio del muro y de la masa 
de relleno situada sobre el talón del mismo y los momentos de volcamiento Mv, 
DERECHOS RESERVADOS
48 
 
producidos por los empujes del terreno, se conoce como factor de seguridad al 
volcamiento FSv, esta relación debe ser mayor de 1,5. 
F.Sv=
Me
Mv
 1,5 
La componente horizontal del empuje de tierra debe ser resistida por las fuerzas 
de roce entre el suelo y la base del muro. La relación entre las fuerzas resistentes 
y las actuantes son deslizantes (empuje), se conoce como factor de seguridad al 
deslizamiento FSd, esta relación debe ser mayor de 1,5. Es común determinar esta 
relación sin considerar el empuje pasivo que pudiera presentarse en la parte 
delantera del muro, a menos que se garantice éste durante toda la vida de la 
estructura. Para evitar el deslizamiento se debe cumplir: 
FSd=
Er
Eh
 1,5 
 
Fr= (Rv+Ev)+c
 *B+Ep (Ec. 2.29) 
 =tangδ (Ec. 2.30) 
c =(0,5 a 0,7)*c (Ec. 2.31) 
Dónde: 
Fr: fuerza de roce. 
Eh: componente horizontal del empuje. 
Rv: resultante de las fuerzas verticales. 
Ev: la componente vertical del empuje. 
B: ancho de la base del muro. 
c’: coeficiente de cohesión corregido o modificado. 
c: coeficiente de cohesión del suelo de fundación. 
Ep: empuje pasivo (si el suelo de la puntera es removible, no se debe tomar en cuenta 
este empuje) 
 : coeficiente de fricción suelo-muro. 
δ: ángulo de fricción suelo-muro, a falta de datos precisos, puede tomarse: 
DERECHOS RESERVADOS
49 
 
δ= (
2
3
Ф) 
(Ec. 2.32) 
 Presiones de contacto 
La capacidad admisible del suelo de fundación σadm debe ser mayor que el 
esfuerzo de compresión máximo o presión de contacto σmax transferido al terreno 
por el muro, para todas lascombinaciones de carga: 
σadm σmax 
σadm 
q
ult
FScap. portante
 
 
Dónde: 
FScap. portante: factor de seguridad a la falla por capacidad del suelo. 
En los muros corrientes, para que toda el área de la base quede teóricamente 
sujeta a compresión, la fuerza resultante de la presión del suelo originada por el 
sistema de cargas debe quedar en el tercio medio. De los aspectos mencionados 
anteriormente se puede decir que no se debe exceder la resistencia admisible del 
suelo, y la excentricidad (ex) de la fuerza resultante vertical (Rv), medida desde el 
centro de la base del muro (B), el cual no debe exceder del sexto del ancho de la 
base, en este caso el diagrama de presiones es trapezoidal. Si la excentricidad 
excede el sexto del ancho de la base (se sale del tercio medio), la presión máxima 
sobre el suelo debe recalcularse, ya que no existe compresión en toda la base, en 
este caso el diagrama de presión es triangular, y se acepta que exista 
redistribución de presiones de tal forma que la resultante (Rv) coincida con el 
centro de gravedad del triángulo de presiones. 
En ambos casos las presiones de contacto por metro de ancho de muro se 
pueden determinar con las ecuaciones siguientes según sea el caso. 
ex= (
B
2
-Xr) 
(Ec. 2.33) 
DERECHOS RESERVADOS
50 
 
Xr=
Me-Mv
Rv
 
(Ec. 2.34)
Dónde: 
Xr: posición de la resultante medida desde el extremo inferior de la arista de la 
puntera del muro. 
Si: ex B/6 
σmax=
Rv
B
(1+
6*ex
B
) 
(Ec. 2.35) 
σmin=
Rv
B
(1-
6*ex
B
) 
(Ec. 2.36) 
Es buena práctica lograr que la resultante se localice dentro del tercio medio, ya 
que las presiones de contacto son más uniformes, disminuyendo el efecto de 
asentamientos diferenciales entre la puntera y el talón. 
 Esfuerzos de corte 
La resistencia al corte de las secciones transversales debe estar basada en: 
Vu *V 
Dónde: 
Vu: fuerza cortante mayorada en la sección considerada, calculada mediante: 
Vu= 
R
 *B*d
 
(Ec. 2.37) 
Vn: resistencia al corte nominal, calculada mediante: 
Vn=Vc+Vs (Ec. 2.38) 
Dónde: 
R: factor de reducción de respuesta. 
Vc: resistencia al corte proporcionada por el concreto 
DERECHOS RESERVADOS
51 
 
Vs: resistencia al corte proporcionada por el acero de refuerzo, se considera que la 
resistencia al corte la aporta solo el concreto, ya que en los muros de contención 
no se estila colar acero de refuerzo por corte, es decir, Vs =0. 
El código ACI 318S-05, indica que la resistencia al cortante para elementos 
sujetos únicamente a cortante y flexión puede calcularse con la siguiente 
ecuación: 
Vc=0,53* √F c*bw*d (Ec. 2.39) 
Dónde: 
f’c: resistencia especificada a la compresión del concreto en Kg/cm2. 
bw: ancho del alma de la sección, en cm. 
d: altura útil medida desde la fibra extrema más comprimida al centroide del acero 
de refuerzo longitudinal en tensión, en cm. 
 Punzonado 
Deformación de un material que es generado por la compresión del mismo, este 
patrón de falla no se visualiza fácilmente, es decir, a medida que la carga aumenta 
el suelo se comprime debajo de la zapata produciendo desplazamientos verticales. 
Para la determinación de dicho punzonado se tienen las ecuaciones siguientes: 
 Vu act Vu adm
Vcu= * 1.06 * √f c 
(Ec. 2.40) 
Vu= 
σact*(B*L-(C1+d)*C2)
Ao
 
(Ec. 2.41) 
Po=2*C2 (Ec. 2.42) 
Ao= Po*d (Ec. 2.43) 
DERECHOS RESERVADOS
52 
 
σact= 
Wt*1.55
A
 
(Ec. 2.44)
Dónde: 
Vcu : Esfuerzo por punzonado admisible. 
Vu: Esfuerzo por punzonado actuante. 
σact: Esfuerzo actuante. 
Po: Perímetro crítico. 
Ao: Área critica. 
C1: Ancho del pedestal. 
C2: Longitud de la zapata. 
2.2.8.3. Estado límite de servicio 
COVENIN 1753 (2006) señala que además de cumplir con el estado límite de 
agotamiento resistente, la estructura y sus componentes se proyectarán para que 
tengan la rigidez adecuada para limitar las flechas, deformaciones, vibraciones y 
fisuración que puedan afectar desfavorablemente la resistencia, el 
comportamiento en condiciones de servicio y la durabilidad para el uso previsto de 
la construcción. 
2.2.8.4. Estado límite de deformación 
Según COVENIN 1753 (2006) se alcanza este estado límite cuando las 
deformaciones totales y/o diferenciales afecten el uso de la edificación o causen 
una reducción o pérdida de ductilidad y resistencia en los componentes 
estructurales. 
DERECHOS RESERVADOS
53 
 
2.2.8.5. Estado límite de estabilidad general 
Para COVENIN 1753 (2006) es el estado límite caracterizado por el deslizamiento 
o volcamiento de la estructura o parte de ella, separación de cualquier fundación 
del suelo, y deslizamiento de laderas y taludes que pueden afectar a la estructura, 
accesos u otras construcciones vecinas. 
2.2.8.6. Requisitos generales de los estados limites en fundaciones 
Adicionalmente COVENIN 1753 (2006) agrega que los requisitos para el diseño 
fundaciones, muros de sostenimiento y terrenos cumplirá con la investigación 
geotécnica, emplazamiento e hipótesis para el análisis estructural y transferencia 
de fuerzas en las bases de las columnas, muros estructurales o pedestales. 
 Investigación geotécnica 
COVENIN 1753 (2006) explica que el alcance de la investigación y los ensayos 
deben ser los necesarios para poder interpretar en forma confiable las 
características del subsuelo y los parámetros requeridos para el proyecto y la 
construcción del sistema de fundaciones. 
 Emplazamiento 
COVENIN 1753 (2006) fundamenta que la profundidad del asiento de las 
fundaciones debe ser adecuada para que la estructura sea estable contra el 
deslizamiento, volcamiento o hundimiento. Las estructuras deben estar 
suficientemente retiradas de los bordes de los taludes para evitar daños a las 
fundaciones y a la estructura misma. 
 Hipótesis para el análisis estructural 
Adicionalmente COVENIN 1753 (2006) expone que el sistema de fundación se 
proyectará con la rigidez a flexión adecuada consistente con el diagrama de 
DERECHOS RESERVADOS
54 
 
presiones del suelo o solicitaciones sobre pilotes así como con el grado de 
restricción supuesto en el proyecto. 
El área de la base de la zapata o el número y distribución de los pilotes, se 
determinará con las solicitaciones de servicio provenientes de la estructura y que 
deben ser transmitidas al terreno con la condición de no exceder la capacidad del 
suelo o la de los pilotes determinadas según los principios de la mecánica de los 
suelos. 
Los momentos y fuerzas cortantes en los cabezales de pilotes, pueden calcularse 
suponiendo que la reacción de cualquier pilote se aplica en el centro del cabezal. 
Los cabezales de pilotes se proyectarán para resistir la totalidad de las fuerzas 
axiales y los momentos de los pilotes actuando como columnas cortas. 
A efecto de las cargas laterales se tomarán en cuenta los efectos de esbeltez en 
los pilotes no soportados lateralmente por el suelo, el aire o el agua que los rodea. 
 Transferencia de fuerzas en las bases de las columnas, muros 
estructurales o pedestales 
COVENIN 1753 (2006) establece que todas las fuerzas y momentos que actúan 
en las bases de las columnas, muros estructurales y sus miembros de bordes, o 
pedestales de concreto reforzado, se transferirán al pedestal, zapata o cabezal, 
por aplastamiento directo sobre el concreto reforzado, barras de transferencia 
provenientes de la fundación (dowels) y anclajes mecánicos. 
Las tensiones del concreto en las superficies de contacto entre miembros 
soportados y soportantes, no excederán la resistencia del concreto al 
aplastamiento. El área del acero de refuerzo que atraviesa la superficie de 
contacto entre los miembros soportados y soportantes, será el necesario para 
satisfacer las dos condiciones de: resistir toda fuerza de compresión que exceda la 
DERECHOS RESERVADOS
55 
 
resistencia al aplastamiento de la superficie de contacto y la fuerza total de 
tracción será resistida únicamente