Geo5 manual-para-ingenieros-mpi1

ManualdeProgramasGEO5
paraingenieros
Parte1

Manual de Programas GEO5 para ingenieros www.fiinesoftware.es
1
Manual de Programas GEO5 para ingenieros
Capítulo 1. Configuración de análisis y Administrador de Configuración .......3
Capítulo 2. Diseño de Muro en voladizo........................................................11
Capítulo 3. Verificación de muro de gravedad ..............................................22
Capítulo 4. Diseño muro de contención no anclado .....................................31
Capítulo 5. Diseño de muro de contención anclado......................................39
Capítulo 6. Verificación del muro de contención con una fila de anclajes....44
Capítulo 7. Verificación del muro con múltiples anclajes..............................55
Capítulo 8. Análisis de estabilidad de taludes ...............................................69
Capítulo 9. Estabilidad de taludes con muro de contención.........................79
Capítulo 10. Diseño de zapatas......................................................................89
Capítulo 11. Asentamiento de zapatas..........................................................95
Capítulo 12. Análisis de consolidación debajo de un terraplén...................100

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Introducción
El manual del ingeniero es el nuevo material de educación del software GEO5. Se desarrolló
debido a las consultas frecuentes de los usuarios. El objetivo de cada capítulo es el de explicar
como resolver problemas de ingeniería concretos utilizando el software GEO5.
Cada capítulo está dividido en varias secciones:
Introducción – Introducción teórica del problema
Asignación – Se describe el problema con todos los datos de entrada necesarios para resolver
el mismo en el programa seleccionado
Solución – En esta sección, el problema se resuelve paso a paso
Conclusión – Resultados del problema y verificación final. Indica si la estructura es
satisfactoria o no y si es necesario realizar alguna modificación.
En cada capítulo también encontrará notas, las cuales explican el problema en general y
enlaces a otros materiales de información.
El material básico de educación del conjunto de software GEO5 (de FINE s.r.o.) son:
 Ayuda contextual – Explica las funciones del programa en detalle
 Video tutoriales – Muestra el trabajo básico con los programas y su uso efectivo.
 Manual del ingeniero – explica como resolver problemas de ingeniería concretos.
 Manuales de verificación- Verifica los resultados comparando los programas con el
cálculo manual y con otros programas
El primer capítulo explica como configurara los estándares y elegir el método de análisis, lo
cuál es igual en todos los programas GEO5. En los próximos capítulos con el estándar
seleccionado se verificará la construcción.

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Capítulo 1. Configuración de análisis y Administrador de Configuración
Este capítulo explica el uso correcto del administrador de análisis y sirve para elegir
estándares, factores parciales y metodología de verificación. Es el paso inicial de todos los
programas GEO5.
Introducción
El software GEO5 se utiliza en 90 países del mundo. Las tareas de ingeniería para
probar que una construcción es segura y bien diseñada, son las mismas en todos lados.
Las características básicas de las estructuras (ej. Geometría del muro, terreno,
ubicación de anclajes, etc.) son las mismas alrededor de todo el mundo. Lo que es diferente es
la forma de probar que una construcción es segura y la teoría de análisis. Muchas teorías
nuevas y factores parciales de análisis lideran la entrada de una amplia cantidad de datos y
programas complicados. El Administrador de Configuración se creo en GEO5 versión 15 para
simplificar este proceso.
En el Administrador de Configuración están definidos los parámetros de entrada,
incluyendo estándares, métodos y coeficientes para diferentes códigos de diseño. La idea es
que cada usuario entienda la configuración definida en el programa (o defina una nueva
configuración de análisis), la cual el usuario luego utilizará en su trabajo. El Administrador de
Configuración y el editor de configuración, luego será utilizado por el usuario ocasionalmente.
Asignación:
Realice un análisis de un muro de gravedad según la imagen debajo por vuelco y
desplazamiento según los siguientes estándares y procedimientos
1) CSN 73 0037
2) EN 1997 – DA1
3) EN 1997 – DA2
4) EN 1997 – DA3
5) Factor de Seguridad FS=1.6

4
Esquema del análisis del muro de gravedad
Solución
Primero, ingrese los datos sobre la construcción y las condiciones geológicas en el
cuadro:
“Geometría”, “Suelos” y “Asignar”. Por el momento no tenga en cuenta los otros
cuadros porque en este ejemplo no se consideran.

5
Cuadro “Geometría” – entrada de dimensiones del muro de gravedad
Tabla de parámetros de suelo
Suelo
(Clasificación de
suelo)
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo de
fricción
interna
 ef
Cohesión
del suelo
 kPacef
Ángulo de
fricción
estructura –
suelo
 
MG – Limo-Gravoso
, consistencia firme
19,0 30,0 0 15,0
En el cuadro „Asignar“, el primer suelo se asigna automáticamente a la capa o capas.
Esto puede cambiarse cuando sea necesario.
Cuando la entrada básica de la construcción está terminada, podemos elegir los
estándares, y luego finalmente ejecutar el análisis del muro de gravedad.

6
En el cuadro „Configuración” hacer click sobre el botón „Seleccionar” y elija el número
8 – „República Checa – antiguos estándares CSN (73 1001, 73 1002, 73 0037)“
Cuadro “Lista de configuraciones”
Nota: la vista de esta ventana depende de los estándares activos en el Administrador de
Configuración – puede encontrar más información en la ayuda del programa (presione F1). Si
la configuración que usted desea utilizar no está en la lista que aparece en el cuadro „Lista de
configuraciones“, usted podrá activar la misma en el Administrador de Configuración.
Ahora, abra el cuadro „Verificación de equilibrio” y luego de analizar el ejemplo registre la
utilización de la construcción (en el cuadro „Verificación de equilibrio“) - 53,1% resp. 66,5%.
Cuadro „Verificación de equilibrio“– resultados del análisis utilizando el estándar CSN 73 0037
Luego vuelva al cuadro „Configuración” y seleccione la opción número 3 – „Estándar –
EN 1997 – DA1”

7
Cuadro „Lista de configuraciones”
Nuevamente, vaya al cuadro „Verificación de equilibrio” y registre el resultado (55,6%
y 74,7%) para EN 1997, DA1.
Cuadro „Verificación de equilibrio” - resultado del análisis para EN 1997, DA1
Repita este proceso para la configuración número 4 - “Estándar – EN 1997 – DA2” y
número 5 – “Estándar – EN 1997 – DA3”.
El análisis de utilización de la construcción es de (77,8% y 69,7%) para EN 1997, DA2
o (53,5% y 74,7%) para EN 1997, DA3.
La variante número 5 (análisis utilizando factores de seguridad) no es tan sencilla. En el
cuadro „Configuración” seleccionar el botón „Editar”. Esto le mostrará la configuración de

8
análisis actual. Cambie la metodología de verificación a „Factores de seguridad (ASD)“ y luego
ingrese el factor de seguridad para vuelco y deslizamiento como 1.6
Cuadro “Editar la configuración actual: Muro de gravedad”
Presione OK y ejecute el análisis (69,0% y 77,1%).
Cuadro “Verificación de equilibrio” – Resultado de análisis para FS = 1.6
Si usted desea utilizar esta configuración más seguido, puede guardarla seleccionando
„Agregar al Administrador”, determine un nombre para la misma como se muestra debajo, y
así la próxima vez que necesite utilizarla la encontrará como configuración estándar.

9
Cuadro “Añadir la configuración actual al Administrador”
Luego el cuadro de diálogo „Lista de configuraciones” se ve como se muestra a
continuación:
Verificación
Utilización de porcentajes con cada uno de los estándares
Vuelco deslizamiento
1) CSN 73 0037 53,1 66,5
2) EN 1997 – DA1 55,6 74,7
3) EN 1997 – DA2 77,8 69,7
4) EN 1997 – DA3 53,3 74,7
5) Factor de seguridad en FS=1.6 69,0 77,1

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El análisis es satisfactorio utilizando cualquiera de los estándares de análisis
seleccionados.
Nota: Este método simple puede utilizarse para comparar análisis de estructuras de retención
y estabilidad. Cuando analizamos cimentaciones, la carga (dato de entrada básico) debe ser
calculada según estándares relevantes. Esta es la razón por la cual no tiene sentido, comparar
diseño de cimentaciones por varios estándares con el mismo valor de carga (valores
nominales).

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Capítulo 2. Diseño de Muro en voladizo
En este capítulo, se describe como diseñar un Muro en voladizo y su análisis.
Asignación
Diseñe un muro en voladizo con altura 4,0 m y analice el mismo con el estándar EN 1997-1
(EC 7-1, Enfoque de diseño 1 – DA1). El terreno detrás de la estructura es horizontal. El nivel
freático del agua es 2,00 metros de profundidad. Detrás de la estructura actúa una sobrecarga
tipo franja con un largo de 0,5 metros y una magnitud de 10 kN/m2
. El suelo de cimentación
es MS- Limo arenoso, consistencia firme, 8,0rS , capacidad portante permitida 175kPa. El
suelo detrás del muro es S-F – Arena de trazo fino, densidad de suelo medio.
El muro en voladizo será creado con refuerzo de hormigón de clase C 20/25.
Esquema del muro en voladizo - Asignación
Solución:
Para resolver este problema, utilizamos el programa de GEO5, Muro en voladizo, y se explicará
paso a paso como resolver este ejemplo.
En el cuadro „Configuración” haga click sobre el botón „Seleccionar” y luego elija el análisis
Nro. 3 – „Estándar EN 1997 – DA1”.

12
En el cuadro „Geometría” elija la forma del muro e ingrese las dimensiones.
Cuadro “Geometría”
En el cuadro „Material” ingrese el material del muro

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Cuadro “Material” – entrada de las características del material de la estructura
Luego, defina los parámetros de suelo seleccionando el botón „Añadir” en el cuadro
„Suelos”. El tallo del muro es normalmente analizado por presión en reposo. Para presión en
reposo seleccione „Sin cohesión” / “Granular”.
Cuadro “Añadir nuevo suelo”

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Nota: Las magnitudes de las presiones activas dependen también de la fricción entre la
estructura y el suelo. El ángulo de fricción depende del material de la construcción y del ángulo
de fricción interna del suelo – normalmente se ingresa en el intervalo
  ef 
3
2
3
1
Tabla de parámetros del suelo
Suelo
(clasificación de suelo)
Perfil  m
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo de
fricción
interno
 ef
Cohesión
del suelo
 kPacef
Peso
unitario de
suelo
saturado
Ángulo de
fricción
estructura –
suelo
 
S-F – Arena de trazos
finos, densidad del suelo
media
0,0 – 4,0 17,5 28,0 0,0 18 18,5
MS – Limo arenoso ,
consistencia rígida,
8,0rS
desde 4,0 18,0 26,5 30,0 18 17,5
En el cuadro "Terreno" elegir la forma del terreno horizontal.
Cuadro “Terreno”
Las napas freáticas están a una profundidad de 2,0 metros. En el cuadro "Agua", seleccione el
tipo de agua cerca de la estructura y sus parámetros

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Cuadro “Agua”
En el siguiente cuadro definir “Sobrecarga”. Aquí, seleccione una sobrecarga permanente y de
tipo franja, sobre el terreno actuando como peso muerto.
Cuadro "Sobrecarga"
En el Cuadro "Resistencia del suelo" seleccione la forma del terreno al frente del muro y luego
definir otros parámetros de resistencia en la cara frontal.

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Cuadro "Resistencia del suelo"
Nota: En este caso, no consideramos la resistencia en la parte frontal, por lo que los resultados
serán conservadores. La resistencia del suelo en la cara frontal depende de la calidad del suelo
y el desplazamiento permisible de la estructura. Podemos considerar la presión en reposo para
el suelo original, o un suelo bien compactado. Es posible considerar la presión pasiva si se
permite el desplazamiento de la estructura. (Para más información, consulte Ayuda - F1)
Luego, en el cuadro "Configuración de etapa" seleccionar el tipo de situación de diseño. En
este caso, será permanente. Además, puede seleccionar la presión que actúa sobre el muro.
En nuestro caso, seleccionamos la presión activa siendo que el muro puede desplazarse.
Cuadro "Configuración de etapa"
Ahora, abrimos el cuadro "Verificación", donde se analizan los resultados de vuelco y
deslizamiento del muro en voladizo.

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Cuadro “Verificación de equilibrio”
Nota: el botón „En detalle” en la sección derecha de la pantalla abre el cuadro de diálogo con
información detallada sobre los resultados del análisis.
Resultado del análisis:
La verificación de deslizamiento no es satisfactoria, la utilización de la estructura es:
 Vuelco: 52,8 % 97,10933,208  klvzd MM [kNm/m] ACEPTABLE.
 Deslizamiento: 124,6 % 94,8178,65  posvzd HH [kN/m] INACEPTABLE.
Ahora tenemos varias posibilidades para mejorar nuestro diseño. Por ejemplo, podemos:
- Utilizar un mejor suelo detrás del muro
- Anclar la base
- Aumentar la fricción inclinando la base de cimentación
- Anclar el espolón
Estos cambios podrían ser económica y técnicamente complicados, por lo que debería elegir la
alternativa más fácil. La forma más eficiente es cambiar la forma del muro e ingresar un salto

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Cambio del diseño: Cambiar la geometría del muro
Ejecuto el cuadro „Geometría” y cambie la forma del muro en voladizo. Para aumentar
la resistencia contra deslizamiento ingresamos un salto base.
Cuadro „Geometría” (cambio de dimensiones en el muro en voladizo)
Nota: un salto base es normalmente analizado como un base de cimentación inclinada. Si la
influencia en el salto base se considera como resistencia de la cara frontal, entonces el
programa lo analiza con una base de cimentación recta, pero la resistencia en la cara frontal
de la construcción es analizada hasta la profundidad de la parte más baja del salto de la base
(para más información diríjase a la AYUDA – F1)
El análisis de la nueva construcción es verificada para vuelco y deslizamiento.

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Cuadro „Verificación de equilibrio”
Ahora, tanto el análisis de vuelco como deslizamiento es ACEPTABLE
Luego, en el cuadro „Verificación de Cap. Portante”, se lleva a cabo el análisis para el
diseño con capacidad portante del suelo de cimentación igual a 175kPa.
Cuadro “Verificación de Cap. Portante”

20
Nota: En este caso, analizamos la capacidad portante del suelo de cimentación con un valor de
entrada, el cual podemos obtener de datos geológicos o de estándares. Estos valores son
normas o referencias conservativamente altos, por lo que generalmente es mejor analizar la
capacidad portante de suelos de cimentación con el programa „Zapata” que toma en cuenta
otras influencias como la inclinación de carga, profundidad de cimentación, etc.
Luego, en el cuadro „Verificación del muro” elegimos verificación del espolón del muro.
Diseñar el refuerzo principal dentro del espolón - 6 pcs. Ø 12 mm, el cual satisface el punto de
capacidad portante de todos los principios de diseño.
Cuadro „Verificación del muro”
Luego, abra el cuadro „Verificación de Esta. de taludes” y analice la estabilidad global del
muro. En nuestro caso, utilizaremos el método „Bishop”, el cual devuelve resultados
conservadores. Realice el análisis con optimización de superficie de deslizamiento
circular y luego abandone el programa presionando el botón „OK”. Los resultados o imágenes
se mostrarán en el reporte del análisis de programa „Muro en voladizo”.

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Programa „Estabilidad de taludes”
Conclusión/ Resultados del análisis – Capacidad portante:
 Vuelco: 49,5 % 16,10852,218  klvzd MM [kNm/m] ACEPTABLE
 Deslizamiento: 64,9 % 47,6427,99  posvzd HH [kN/m] ACEPTABLE
 Capacidad portante: 86,3 00,17506,151  dR [kPa] ACEPTABLE
 Verif. del espolón del muro: 81,5 % 88,8413,104  EdRd MM [kN·m] ACEPTABLE
 Estabilidad global: 40,8 % Método – Bishop (optimización) ACEPTABLE
El muro en voladizo es ACEPTABLE.

22
Capítulo 3. Verificación de muro de gravedad
En este capítulo se lleva acabo el análisis para un muro de gravedad existente para situaciones
de diseño permanente o accidental. Se explican además las etapas de construcción
Asignación
Utilizando el estándar EN 1997-1 (CE 7-1, DA2), analizamos la estabilidad, vuelco y
deslizamiento de un muro de gravedad existente.
El tráfico de carretera actúa en el muro con una magnitud de 10 kPa. Consultar la posibilidad
de instalar la barrera en la parte superior del muro. Una carga accidental de choque
automovilístico es considerado como 50 kN / m y actúa horizontalmente a 1,0 m. Las
dimensiones y la forma del muro de hormigón se pueden ver en la siguiente imagen. La
inclinación del terreno detrás de la construcción es 10 , el suelo de cimentación se
compone de arena limosa. El ángulo de fricción entre el suelo y el muro es de 18
La determinación de la capacidad portante y la verificación del muro no son parte de esta
tarea. En este análisis consideramos los parámetros efectivos del suelo.
Esquema del muro de gravedad- asignación
Solución
Para analizar esta tarea, utilice el programa GEO5 - Muro de gravedad. En este texto, vamos a
describir los pasos del análisis de este ejemplo en dos etapas de construcción.
Etapa de construcción - Análisis del muro existente para el tráfico de carretera

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Etapa de construcción - Análisis de impacto del vehículo en la barrera en la parte
superior del muro.
Entrada básica: Etapa 1
En el cuadro de "Configuración", haga clic en "Seleccionar" y elegir Nro. 4 - "Estándar - ES
1997 - DA2".
Cuadro „Lista de configuración"
Luego, en el cuadro „Geometría" seleccione la forma del muro de gravedad y defina los
parámetros.
Cuadro „Geometría"
En el siguiente paso, ingresamos el material del muro y el perfil geológico. La unidad de peso
del muro es
3
24 mkN . El muro es de hormigón C 12/15 y de acero B500. A continuación,
se definen los parámetros de suelo y lo asignamos a los perfiles.

24
Cuadro “Material”
Suelo
(Clasificación de
suelo)
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo de
fricción
interna
 ef
Cohesión
del suelo
 kPacef
Ángulo de
fricción
estructura -
suelo
 
Suelo
Peso
unitario de
suelo
saturado
MS – Limo arenoso
, consistencia dura
18,0 26,5 12,0
18,0
Cohesivo 20
Cuadro „Añadir nuevo suelo"

25
Nota: La magnitud de la presión activa depende también de la fricción entre la estructura y el
suelo en el ángulo "   ef 
3
2
3
1 ". En este caso, cuando se analiza la presión de la tierra,
se tiene en cuenta la influencia de la fricción entre la estructura y el suelo con valor ef
3
2
(d =18°),. (Más información en AYUDA - F1).
En el cuadro "Terreno", seleccione la forma del terreno detrás del muro. Defina sus
parámetros, en términos de longitud de terraplén y ángulo de inclinación, como se muestra a
continuación.
Cuadro „Terreno"
En el siguiente cuadro, defina la "Sobrecarga". Ingrese el tipo de sobrecarga del tráfico de
carretera como de „Franja" , con ubicación „sobre el terreno" , y como tipo de acción
seleccione "Variable".
Cuadro „Nueva sobrecarga"

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En el cuadro "Resistencia del suelo" seleccionar la forma del terreno delante del muro y definir
los demás parámetros de resistencia a la cara frontal.
Cuadro „Resistencia del suelo"
Nota: En este caso, no se considera la resistencia en la cara frontal, por lo que los resultados
serán conservadores. La resistencia en la cara frontal depende de la calidad del suelo y del
desplazamiento permisible de la estructura. Consideramos la presión en reposo para el suelo
original o suelo bien compactado. Es posible considerar la presión pasiva sólo si se permite el
desplazamiento de la estructura. (Más información en AYUDA - F1).
En el cuadro "Configuración de etapa" seleccionar el tipo de situación de diseño. En la
primera etapa de construcción, considere la situación de diseño "permanente".
Cuadro "Configuración de etapa"
Ahora abra el cuadro "Verificación de equilibrio", donde se analiza el muro de gravedad
contra vuelco y deslizamiento.

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Cuadro “Verificación – etapa 1”
Nota: El botón "En detalle" en la sección derecha de la pantalla abre cuadro de diálogo con
información detallada sobre los resultados del análisis.
Cuadro „Verificación de Equilibrio (en detalle)”
Nota: Para los análisis basados en la norma EN-1997, el programa determina si la fuerza actúa
favorable o desfavorablemente. Luego cada fuerza se multiplica por el coeficiente parcial
correspondiente que se encuentran en el informe.

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A continuación, seleccione el botón „Verificación de Est. de taludes" y se abre el módulo
correspondiente para analizar la estabilidad global del muro. En nuestro caso, vamos a utilizar
el método de "Bishop", que da lugar a resultados conservadores. Luego vamos a la sección de
análisis y analizamos con optimización la superficie de deslizamiento circular y validamos
haciendo clic en "Analizar". Los resultados e imágenes se mostrarán en el informe del análisis
del programa „Muro de gravedad”.
Programa „Estabilidad de taludes" Etapa 1
Resultados del análisis: Etapa 1
Al analizar la capacidad portante, estamos buscando valores para vuelco y deslizamiento del
muro en el fondo de la zapata. Entonces necesitamos conocer su estabilidad global. En nuestro
caso, la utilización del muro es:
Vuelco: 70,0% [kNm / m] ACEPTABLE.
Deslizamiento: 90,6% [kN / m] ACEPTABLE.
Estabilidad global: 72,3% Método - Bishop (optimización) ACEPTABLE.
Entrada básica: Etapa 2
Ahora, añadimos la 2da. etapa de construcción utilizando la barra de herramientas en la parte
superior izquierda de la pantalla

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Barra de herramienta „Etapa de construcción"
En esta etapa, utilizando el cuadro "Nueva fuerza" definir la carga de impacto del vehículo en
la barrera.
La carga es accidental y considera el impacto de un vehículo con un peso de 5 toneladas.
Cuadro “Nueva/Editar fuerza” – etapa de construcción 2 (situación de diseño accidental)
Luego abra el cuadro „Etapa de construcción" y cambie a situación de diseño „accidental“
Cuadro „Etapa de construcción"
Los datos de los otros cuadros que ingresamos en la etapa 1 no han cambiado, por lo que no
es necesario volver a configurar estos cuadros. Seleccione el cuadro de "Verificación de
equilibrio" para llevar a cabo la verificación contra vuelco y deslizamiento nuevamente.

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Cuadro „Verificación – etapa 2"
A partir de los resultados, vemos que el muro existente no es satisfactorio para el impacto de
un vehículo en a la barrera. En este caso, la utilización de la pared contra:
Vuelco: 116,3 % 13,56862,488  klvzd MM [kNm / m] INACEPTABLE
102,9 % 35,14239,138  posvzd HH 106,6% [kN / m] INACEPTABLE
Conclusión
El muro de gravedad existente en caso de capacidad portante satisface sólo la primera
etapa de construcción, donde actúa el tráfico de carretera. Para la segunda etapa de
construcción, que se representa como el impacto a la barrera en la parte superior del muro por
un vehículo de 5 toneladas, el muro no es satisfactorio.
Una solución para aumentar la capacidad portante contra vuelco y el deslizamiento es
introducir anclajes de suelo. Alternativamente, es posible colocar una barrera en el borde de la
carretera, de esta manera el muro no está cargado por la fuerza del vehículo al estrellarse.

31
Capítulo 4. Diseño muro de contención no anclado
En este capítulo veremos el diseño de muro de contención no anclado para cargas
permanentes y accidentales (ej. inundaciones)
Asignación
Diseño de muro de contención no anclado de pantalla pilote utilizando el estándar en capas
geológicas no homogéneas EN 1997-1 (CE 7-1, DA3). La profundidad de la excavación es de
2,5 m. El nivel freático se encuentra a una profundidad de 1,0 m. Analizaremos la construcción
también para inundaciones, cuando el agua es de 1,0 m por encima de la parte superior del
muro (se deben instalar barreras móviles contra las inundaciones)
Esquema de muro no anclado desde una tablestaca - asignación
Solución:
Para resolver este problema, vamos a utilizar el programa GEO5, Diseño de muros pantalla, a
continuación vamos a explicar paso a paso como resolver este ejemplo:
la tablestaca (pilote pantalla)
Entrada básica: etapa de construcción 1

32
En el cuadro "Configuración", haga clic en "Seleccionar" y luego seleccione Nro. 5 - "Estándar -
ES 1997 - DA3".
Cuadro „Lista de configuración"
Luego, ingrese el perfil geológico, los parámetros de suelo y asignemos el suelo al perfil.
Cuadro „Añadir suelo"

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Suelo
(Clasificación de
suelo)
Perfil
 m
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo
de
fricción
interna
 ef
Cohesión
del suelo
 kPacef
Ángulo de
fricción
estructura -
suelo  
Peso unitario
del suelo
saturado
S-F – Arena de
trazos finos, suelo
de densidad media 0,0 – 1,5 17,5 29,5 0,0 14,0 17,5
SC – Arena
arcillosa, suelo de
densidad media
1,5 – 2,5 18,5 27,0 8,0 14,0 18,5
CL, CI – Arcilla de
baja o mediana
plasticidad,
consistencia firme
desde 2,5 21,0 19,0 12,0 14,0 21
En el cuadro „Geometría", seleccione la forma de la base de la excavación e ingrese la
profundidad
Cuadro „Geometría"
Nota: El coeficiente de reducción de presión de tierra por debajo de la zanja se considera
mientras se analizan sólo las láminas reforzadas (muro de retención con vigas), para el
estándar de muro tablestaca es igual a 1,0. Para obtener más información, consulte la ayuda
(F1).
En este caso, no utilizamos los cuadros "Anclaje", "Apoyo", "Soportes", "Determinación de
presión", "Sobrecarga" ni "Fuerzas aplicadas". El cuadro de "Sismo" tampoco tiene ninguna

34
influencia en este análisis, debido a que la construcción no se encuentra en una zona sísmica-
activa. En el cuadro de "Terreno", éste sigue siendo horizontal.
En el cuadro "Agua" el valor del nivel freático es - 1,0 m.
Cuadro „Agua" – 1era. Etapa de construcción
Luego, en este cuadro „Etapa de construcción", seleccionar la situación de diseño
permanente
Cuadro „Etapa de construcción"
Ahora, abra el cuadro "Análisis" y haga clic en el botón "Analizar". Esto llevará a cabo el
análisis del muro de contención

35
Cuadro „Análisis"
Nota: Para suelos cohesivos se recomienda por diferentes estándares utilizar la presión de
dimensionado mínima actuando sobre del muro de contención. El valor estándar para el
coeficiente de presión de dimensionado mínimo es Ka = 0,2. Esto significa que la presión
mínima en la estructura es de 0,2 tensión geoestática.
Dentro del diseño del muro de contención tablestaca, estamos interesados en la profundidad
de la construcción en el suelo y la fuerza interna en la estructura. Para la 1er. etapa de
construcción, el resultado del análisis es:
 Longitud de la estructura: m83,4
 Profundidad requerida de la estructura en el suelo: m33,2
 Momento de flexión máximo: mkNmM 21,28max,1 
 Fuerza de corte máxima: mkNQ 98,56max,1 
En la próxima etapa, mostraremos como se analiza la profundidad mínima y fuerzas
internas en el suelo con situaciones de diseño accidentales – inundaciones.
Entrada básica – Etapa de construcción 2
Ahora, seleccione la etapa 2 de la barra de herramientas horizontal "Etapa de construcción"
en la esquina superior izquierda de la pantalla. (Si es necesario, agregue uno nuevo)

36
Barra de herramientas: Etapa de construcción
En el cuadro "Agua", cambie el nivel freático detrás de la estructura a un valor -1,0 m.
No vamos a considerar el agua al frente de la estructura.
Cuadro „Agua" – 2nda
Etapa de construcción
En el cuadro „Configuración de etapa", seleccione la situación de diseño „Accidental"
Cuadro „Configuración de etapa" – 2nda
Etapa de construcción
Todos los demás valores son los mismos que en la primera etapa de construcción, por lo
que no tenemos que cambiar los datos en otros cuadros, por lo que vamos directo al
cuadro "Análisis" y vuelva a hacer clic en el botón "Analizar".
Cuadro „Análisis"
En la 2nda
etapa de construcción el resultado del análisis es:
 Longitud de la estructura: m56,6

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 Profundidad de suelo necesaria: m06,4
 Momento de flexión máximo: mkNmM 00,142max,2 
 Fuerza de corte máxima: mkNQ 17,185max,2 
Utilizando el momento de flexión máximo, diseñaremos la tablestaca
La longitud mínima de la tablestaca se configura como el máximo necesario de longitud
desde la 1era
y 2nda
etapa de construcción.
Diseño de pilotes pantalla:
Diseñamos la tablestaca basado en el momento de flexión máximo utilizando la tabla de
tablestaca con las capacidades portantes permitidas que se muestran a continuación.
Parámetros básicos de pilotes pantalla
* Momento permisible para condiciones de presión, flexión para asegurar la
estabilidad de una reducción de tensión permitida según EAU 1990
** Superficie de muro tablestaca sin bloqueos internos
Diseño de tablestaca utilizando el estándar ČSN EN 10 248-1
Basándonos en esta tabla, seleccionaremos la tablestaca VL 503 (500 × 340 × 9,7 mm),
el tipo de acero S 270 GP, donde el momento de flexión máximo es mkNM 0,224max 
El diseño seguro de la estructura se verifica por la ecuación
mkNmMmkNMdov 142224 max 

38
Resultado de análisis:
En el diseño del muro de contención no anclado, estamos verificando los valores de
profundidad mínima de la estructura en el suelo, y las fuerzas internas en la estructura:
- La profundidad mínima de la estructura en la primera etapa: 2,33 m
- La profundidad mínima de la estructura en la segunda etapa: 4,06 m
- Por lo tanto, vamos a diseñar una tablestaca con profundidad en el suelo de 4,1 m y longitud
total de 6,6 metros.
Conclusión:
El diseño del muro de contención con tablestaca VL 503 de acero S 270 con una longitud de
6,6 metros es satisfactorio.

39
Capítulo 5. Diseño de muro de contención anclado
En este capítulo les mostraremos cómo diseñar un muro de contención con una fila de
anclajes.
Asignación:
Diseño de un muro de contención con una fila de anclaje a base de tablestaca con estándar EN
1997-1 (CE 7-1, DA3). La profundidad de la zanja es de 5,0 m. La fila de anclaje es de 1,5 m
por debajo de la superficie. Los suelos, perfil geológico, nivel freático y la forma del terreno
son los mismos que en la última tarea. Eliminar la segunda etapa de construcción con el fin de
no considerar las inundaciones.
Esquema de muro anclado con Tablestaca - asignación
Solución:
Para resolver este problema, vamos a utilizar el programa GEO5, Diseño de muros pantalla. En
este capitulo, vamos a explicar paso a paso el siguiente ejemplo:
Análisis 1: situación de diseño permanente – muro fijado en talón
Análisis 2: situación de diseño permanente - muro con bisagras en el talón
Resultado del análisis (conclusión)
Entrada básica: Análisis 1

40
Deje los cuadros de "Configuración", "Perfil", "Suelo", "Terreno", "Agua" y
"Configuración de etapa" del problema anterior sin cambios. Asimismo, eliminar la etapa de
construcción 2 si es que va a reutilizar el archivo de problema 4.
En el cuadro de "Geometría", ingrese la profundidad de zanja como 5,0 m.
Abra el cuadro "Anclaje" y haga clic en el botón "Añadir". Para este caso, añadir una fila
de anclaje en profundidad de 1,5 m por debajo de la parte superior del muro con un espaciado
de anclajes de 2,5 m. También defina la longitud de los anclajes (que no tiene ningún efecto
en el programa de diseño de muros pantalla, es sólo para visualización, en este caso: 5m para
la longitud libre y 2m para la longitud del bulbo) y la pendiente de los anclajes a 15 grados.
Cuadro „Anclaje“
En el cuadro "Configuración del etapa" seleccionar "permanente".

41
En el cuadro „Análisis” seleccionar soporte en la base . Por ahora, seleccionamos „Muro
anclado en la base”. Ahora ejecutamos el análisis.
Cuadro “Análisis”
En nuestro caso, necesitamos conocer la profundidad de empotramiento de la tablestaca y la
fuerza de anclaje. Para un muro fijado en la base los valores son:
 Longitud de construcción: m72,10
 Profundidad en suelo: m72,5
 Fuerza de anclaje: kN77,165
 Momento máximo: mkNm/16,89
 Fuerza de corte máxima: mkN /27,128
Ahora realice el análisis para un muro articulado en la base (etapa de construcción 2).

42
Luego compare los resultados, y dependiendo de la comparación, diseñe la profundidad del
empotramiento.
Entrada básica: Análisis 2
Ahora, añadir uno nuevo análisis en la esquina superior izquierda del cuadro.
Barra de herramientas “Análisis”
Seleccionamos la opción „Muro articulado” y realizamos el análisis.
Para un muro articulado en la base los valores son:
 Longitud de construcción: m85,7
 Profundidad en suelo m85,2
 Fuerza de anclaje: kN68,201
 Momento máximo: mkNm/35,119
 Fuerza de corte máxima: mkN /84,69
El resultado del análisis
La longitud total de la estructura debe estar en el intervalo de "Hanclado – Harticulado". Para un
muro fijo en el talón la longitud de la estructura es más larga, pero la fuerza de anclaje es más

43
pequeña. Para un muro con bisagras en el talón, es al revés, la fuerza de anclaje es mayor y la
longitud de la estructura más corta. Es la tarea del usuario diseñar las dimensiones de la
estructura.
Conclusión
En nuestro diseño, utilizaremos tablestacas VL 503 de acero S 270 con una longitud
total de 9,0 m, con anclajes de tamaño de fuerza de 240 kN con espacios de anclaje de 2,5 m.
En el próximo capítulo, vamos a comprobar esta estructura en el programa "Verificación de
muros pantalla".
Nota: No podemos tomar este diseño como final y además necesita ser comprobada en el
programa de comprobación de muros, porque en una estructura real existe la redistribución de
la presión de tierra debido al anclaje.

44
Capítulo 6. Verificación del muro de contención con una fila de anclajes
En este capítulo le mostraremos cómo verificar un muro de contención con verificación de
estabilidad interna de los anclajes y la estabilidad global de la estructura.
Asignación
Verifique el muro de contención diseñado en la tarea 5.
Solución:
Para resolver este problema, vamos a utilizar el programa GEO5 „Verificación de muros
pantalla”. En este capítulo, vamos a explicar cada paso para resolver esta tarea:
Etapa de construcción 1: excavación de zanja a una profundidad de 2,0 m + geometría de
muro
Etapa de construcción 2: anclaje del muro + excavación de zanja a una profundidad de 5,0
m.
Para hacer nuestro trabajo más sencillo, podemos copiar los datos de la última tarea, luego de
diseñar el muro en el programa "Diseño de muros pantalla" hacemos clic en "Editar" en la
barra de herramientas superior y seleccionamos "Copiar datos".
En el programa "Verificación de muros pantalla”, haga clic en "Editar" y luego en "Pegar
datos".
Ahora tenemos la mayor parte de los datos importantes de la última tarea copiados en este
programa, por lo que no tenemos que introducir muchos de los datos necesarios.

45
Cuadro „Copiar datos”
En el cuadro "Configuración", seleccione nuevamente el número 5 - "Standard - EN
1997, DA3". Seleccione para el “Análisis de presiones dependientes”: Reducción según la
configuración del análisis. Mantenga el Coeficiente de presión de dimensionado mínimo en:
0,20.
Cuadro „Configuración (Análisis de presiones)”
Nota: la opción "Análisis de presiones dependiente- no reduce", permite el análisis de las
presiones límite (activa y pasiva), sin la reducción de los parámetros de entrada por factores
parciales. Esto es mejor para la estimación del comportamiento real de construcción. Por otra
parte, no se sigue la Norma EN 1997-1. (Más información en AYUDA - F1)
Luego, en la barra de tareas vertical seleccione "Módulo hk ", y como módulo de
reacción del suelo seleccione la opción "Analizar - Schmitt". Este método para determinar el
módulo de reacción del subsuelo, depende del módulo edométrico y de la rigidez de la
estructura. (Más información en AYUDA - F1)

46
Cuadro „Módulo hk ”
Nota: el módulo de reacción del subsuelo es una entrada importante cuando se analiza una
estructura por el método de presiones dependientes (modelo no lineal elástico-plástico). El
módulo afecta a la deformación, que es necesaria para alcanzar presiones activas o pasivas.
(Más información en AYUDA - F1)
En el cuadro "Suelos", ingrese los siguientes valores para cada tipo de suelo. El coeficiente de
Poisson y el módulo edométrico no se ingresaron en el programa anterior, por lo que deben ser
ingresados aquí.
Tabla de parámetros de suelos
Tipo de suelo
(Clasificación de suelo)
Índice de
Poisson
 
Módulo edométrico
 MPaEoed
SF – Arena de trazo fino, densidad
media
0,30 21,0
SC – Arena arcillosa, densidad
media
0,35 12,5
CL – Arcilla de mediana o baja
plasticidad, consistencia firme
0,40 9,5
En el cuadro "Geometría" se definen los parámetros de la tablestaca - tipo de muro,
longitud de la sección, el coeficiente de reducción de la presión por debajo de fondo de la
zanja, la geometría y el material de la construcción. En la base de datos de tablestaca,
seleccione el VL 503 (500 x 340 x 9,7 mm).

47
Cuadro „Editar sección”
Ahora, en el cuadro „Excavación” definir la profundidad de la primera zanja – 2,50 m para la
primer etapa de construcción
Cuadro “Excavación”

48
Ahora, en el cuadro "Análisis", en la parte izquierda de la imagen, se puede ver el módulo de
reacción del subsuelo, en la sección derecha la presión de tierras y el desplazamiento. (Para
obtener más información, consulte Ayuda - F1)
Cuadro „Análisis”
Añadir otra etapa de construcción como se indica a continuación. Aquí se define el anclaje del
muro y la excavación general. No podemos cambiar los cuadros de "Configuración", "Perfil",
"Módulo Kh", "Suelos" y "Geometría", debido a que estos datos son los mismos para todas las
etapas de la construcción. Sólo cambiaremos los datos en los cuadros "Excavación" y
"Anclajes".
En el cuadro de "Excavación", cambiar la profundidad de la zanja a la profundidad final - 5,0
m.

49
Cuadro „Excavación”
Luego, vaya al cuadro "Anclajes" y haga clic en el botón "Añadir". En esta estructura, vamos a añadir una
fila de anclajes a una profundidad de 1,5 m por debajo de la parte superior del muro (por debajo de la
superficie). También definimos otros parámetros importantes: la longitud total del anclaje como 10 m
(libre 7, del bulbo 3), ángulo de la pendiente como 15 ° y espacios entre anclaje de 2,5 m. Introduzca una
fuerza de tensión previa igual a 240 kN y un diámetro del anclaje de 32 mm.
Cuadro „Anclajes”

50
Nota: La rigidez de los anclajes se toma en cuenta en las próximas etapas de la construcción.
Debido a la deformación de la construcción las fuerzas en los anclajes están cambiando. (Más
información en AYUDA - F1).
No modificaremos ningún otro dato de entrada. Ahora, realizamos el análisis para ver
los máximos de las fuerzas internas y el desplazamiento máximo de la estructura anclada.

51
Cuadro “Análisis (fuerzas internas)”
Cuadro “Análisis” – Etapa de construcción 2 (Deformación y presión en la estructura)
Verificación de material y de la sección transversal:
Máximo momento detrás de la estructura es 116,03 kN / m

52
Tablestacas VL 503 (500 × 340 × 9,7 mm), la calidad de acero S 270 GP satisfactoria
(Momento admisible = mkNmMmkNMu 0,1160,224 max  )
Desplazamiento máximo de la estructura de 30,1 mm también SATISFACTORIO.
Verificación de la estabilidad de anclaje
Ahora, abra el cuadro "Verificación de Estabilidad Interna". Se puede ver, que la estabilidad
interna de los anclajes es INACEPTABLE. Esto significa, que el anclaje podría arrancar desde el
suelo.
Cuadro „Verificación Est. Interna” – Resultado no satisfactorio (longitud de anclaje – 7,0 m, k = 0,2)
La razón de este resultado es que el anclaje es demasiado corto, por lo que en el cuadro
„Anclajes”, cambie su longitud a 9 metros.

53
Este nuevo anclaje cumple con los requisitos de estabilidad interna.
Cuadro „Verificación de Est. Interna” – resultado satisfactorio (longitud de anclaje – 9,0 m, k = 0,2)
La última comprobación que se necesita es la estabilidad global de la estructura. Haga clic en
el botón "Estabilidad externa". Esto abrirá el programa de "Estabilidad de taludes". En el

54
cuadro "Análisis", haga clic en "Analizar". Ahora podemos ver que la estabilidad de los taludes
es aceptable.
Para estabilidad externa consideramos la longitud del anclaje como 7,0 m.
Cuadro „Estabilidad externa”
Los resultados del análisis - conclusión:
Análisis realizado:
Capacidad portante de sección: 51.8% mkNmMmkNMu 0,1160,224 max 
SATISFACTORIA.
La estabilidad interna: 81,0 % kNFkNFvzd 2404,274  SATISFACTORIA.
Estabilidad general: 84.7% Método - Bishop (Optimización) SATISFACTORIA.
En este caso, la construcción diseñada es satisfactoria en todos los parámetros seleccionados.
.

55
Capítulo 7. Verificación del muro con múltiples anclajes
En este capítulo, mostramos cómo diseñar y verificar un muro de múltiples anclajes.
Introducción
El supuesto básico del método es que el suelo o roca en la proximidad de la pared se comporta
como material de Winkler idealmente elástico-plástico. Este material se determina por el
módulo de reacción del subsuelo hk , que caracteriza la deformación en la región elástica y por
deformaciones limitantes adicionales. Al exceder estas deformaciones, el material se comporta
como idealmente plástico.
Se asumen los siguientes supuestos:
- La presión actuando en el muro puede alcanzar un valor arbitrario entre la presión activa y
pasiva - pero no puede caer fuera de estos límites.
- La presión en reposo actúa sobre una estructura deformada ( 0w ).
Asignación
Verifique un muro de múltiples anclajes a partir de pilotes de acero soldado I 400 con una
longitud de 21,0 m. La profundidad final de la zanja será de 15,0 m. El terreno es horizontal.
La sobrecarga actuando en la superficie, de tipo de acción permanente y de tamaño
2
0,25 mkN . El Nivel freático detrás de la construcción es 10,0 m debajo de la superficie. El
espaciado entre los perfiles de acero es de 2,0 m

56
Esquema del muro anclado en múltiples capas
Tabla de parámetros del suelo y de la roca
Suelo, Roca
(clasificación)
Perfil
 m
Unidad
de peso
 3
mkN
Ángulo
de
fricción
interna
 ef
Cohesión
del suelo
 kPacef
Ángulo de
fricción
estructura
suelo
Suelo
Coeficiente
de
Poisson
 
Peso
unitario
de suelo
saturado
Módulo de
deformación
 MPaEdef
CL, CI –
Arcilla de
baja o
mediana
plasticidad,
consistencia
firme
0,0 –
2,0
19,5 20 16  5,7
Cohesivo
0,4 19,5 6,0
CS – Arcilla
arenosa,
consistencia
firme
2,0 –
4,5
19,5 22 14  5,7
Cohesivo
0,35 19,5 7,0
R4 (roca
buena),
resistencia
baja
4,5 –
12,0
21 27,5 30  5,7
Cohesivo
0,3 21 40,0
R3 (roca
buena),
resistencia
media
12,0
–
16,6
22 40 100  5,7
Cohesivo
0,25 22 50,0
R5 (roca
pobre),
muy baja
resistencia
16,6
–
17,4
19 24 20  5,7
Cohesivo
0,3 19 40,0
R5 (roca
pobre),
muy baja
resistencia
17,4
–
25,0
21 30 35 20  5,7
Cohesivo
0,25 21 55,0

57
R5 (roca
pobre),
muy baja
resistencia
desde
25,0
21 40 100  5,7
Granular
0,2 21 400,0
Ángulo de fricción entre la estructura y el suelo es  5,7 para todas las capas.
Además, el peso unitario saturado es igual al peso unitario superior.
Tenga en cuenta que el módulo de deformación está siendo utilizado para los materiales del
suelo y que éste se puede ingresar si primero seleccionamos
Tabla con la posición y la geometría de los anclajes
Anclaje
Nro.
Profundidad
 mz
Longitud
 ml
Bulbo
 mlk
Pendiente
 
Espaciado
 mb Diámetro
Fuerza de
anclaje
 kNF
1 2,5 19,0 0,01 15,0 4,0 mmd 0,32 300,0
2 5,5 16,5 0,01 17,5 4,0 mmd 0,32 350,0
3 8,5 13,0 0,01 20,0 4,0 mmd 0,32 400,0
4 11,0 10,0 0,01 22,5 4,0 mmd 0,32 400,0
5 13,0 8,0 0,01 25,0 4,0 mmd 0,32 400,0
Todos los anclajes tienen un diámetro de mmd 0,32 , módulo de elasticidad GPaE 0,210 .
Espaciado de anclajes de mb 0,4 .

58
Solución
Para resolver esta tarea, utilice el programa GEO5 – „Verificación de muros pantalla”. El
análisis se lleva a cabo de la manera clásica sin reducción de los datos de entrada por lo que
se tomó el comportamiento real de la estructura. La estabilidad interna del sistema de anclajes
y la estabilidad general se puede comprobar con un factor de seguridad de 1,5. Esta solución
supone que ha ingresado los tipos de suelo y perfiles, y la carga permanente que se enumeró
más arriba.
En el cuadro "Configuración", seleccione la opción nro. 1 - "Estándar - Factor de
seguridad". Consideramos la presión de dimensionado mínima como 2,0k . Mantenemos el
número de Fes para discretizar el muro en 30.
Cuadro “Configuración”
Luego, vaya al cuadro "Geometría" e ingrese las dimensiones básicas de la sección, así
como el coeficiente de reducción de la presión por debajo del fondo de la zanja, que en este
caso es 0,4.

59
Cuadro “Nueva sección”
Nota. El coeficiente de reducción de presiones de tierra por debajo de la excavación reduce las
presiones en el suelo. Para muros de contención clásicos esto es igual 1,0. Para láminas
reforzadas es menor o igual a uno. Depende del tamaño y del espacio entre los apoyos (Más
información en la ayuda - F1)
Ahora, vamos a describir la construcción del muro paso a paso. Es necesario modelar la
tarea en etapas, a fin de reflejar la forma en que se construye en la realidad. En cada etapa,
es necesario tener en cuenta los valores de las fuerzas internas y de las deformaciones. Si la
pantalla no es estable en alguna etapa de construcción o si la deformación analizada es
demasiado grande, entonces tenemos que cambiar la estructura - por ejemplo, para hacer el
muro con empotramiento más largo, hacer la zanja superficial, aumentar las fuerzas de
anclaje, etc.
En la etapa de construcción 1, la zanja se hizo a una profundidad de 3,0 m; y el nivel
freático delante y detrás de la estructura es de 10 m.
(Nota: Para poder añadir una nueva etapa de construcción debe analizar la etapa actual,
seleccione el botón “Análisis” y luego añada una nueva etapa)
En la etapa 2, se colocó un anclaje a una profundidad de 2,5 m. El nivel freático detrás
de la estructura está a una profundidad de10,0 m debajo de la superficie

60
Cuadro „Anclaje” – Etapa de construcción 2
En la 3era
etapa de construcción, se excava la zanja a una profundidad de 6,5 m. En la
4ta
etapa, se coloca otro anclaje a una profundidad de 5,5 m. El nivel freático no cambia hasta
el momento.

61
En la 5ta
etapa de construcción, la zanja se excava hasta una profundidad de 9,0 m. En
la 6ta
etapa, se coloca otro anclaje a la profundidad de 8,5 m. La profundidad del nivel freático
no se cambia.

62
En 7ma
etapa de construcción, la zanja se excava hasta una profundidad de 11,5 m. En
la etapa 8va
de construcción, se coloca un anclaje a la profundidad de 11,0 m. El nivel freático
delante del muro se encuentra ahora en una profundidad de 12,0 m por debajo de la
superficie. El nivel freático detrás de la estructura no cambia.
En la 9na
etapa de construcción, la zanja se excava hasta una profundidad de 13,5 m.
En la décima etapa, se coloca otro anclaje a la profundidad de 13 m. El nivel freático delante
de la estructura a 15,5 m por debajo de la superficie. El nivel freático detrás de la estructura
no cambia.

63
En la última etapa de construcción, la zanja se excava hasta una profundidad de 15,0 m. No
añadimos nuevos anclajes. El nivel freático delante de la estructura está a una profundidad de
15,5 m y detrás del muro está a una profundidad de 10,0 m.
Nota: Debido a la deformación de la estructura, las fuerzas en anclajes están cambiando. Estos
cambios dependen de la rigidez de los anclajes y la deformación de la cabeza del anclaje. La
fuerza puede disminuir (debido a la pérdida de la fuerza de pre-tensado) o aumentar. Las
fuerzas pueden ser pre-tensadas en cualquier etapa de construcción contra la fuerza requerida.
Resultados del análisis
En las imágenes siguientes se muestran los resultados del análisis de la última etapa de
construcción.

64
Cuadro „Análisis (Kh + presiones)”
Cuadro „Análisis (Fuerzas internas)”

65
Cuadro „Análisis (Deformaciones + tensiones)”
Todas las etapas se analizaron satisfactoriamente – lo que significa que la estructura es
estable y funcional en todas las etapas de la construcción. La deformación también se debe
comprobar que no sea demasiado grande, y que la fuerza de anclaje no exceda la capacidad
de carga del anclaje (El usuario debe comprobar esto ya que esto no está controlado por el
programa „Verificación de muros pantalla“).
• El máximo desplazamiento del muro es de 34,1 mm, lo cual es satisfactorio.
Nota: Si el programa no encuentra una solución en algunas de las etapas de
construcción, los datos deben ser revisados - por ejemplo, para hacer la estructura más larga,
hacer que las fuerzas en los anclajes sean más grandes, cambie el número o posición de los
anclajes, etc.
Verificación de la sección transversal de la estructura
En la barra de herramientas vertical abra el cuadro "Envolventes", en la primera etapa de
construcción, donde usted vea los valores máximos y mínimos de las variables.
 Fuerza de corte máxima: mkN11,137
 Momento de flexión máxima: mkNm60,182

66
Cuadro „Envolventes”
El momento de flexión se calcula por un metro (pie) de la estructura, por lo que tenemos que
calcular el momento que actúa sobre la viga. La separación de las vigas soldado en nuestro
ejemplo es 2,0 m, por lo que el momento resultante es 220,80 * 2,0 = 441,6 KNm.
Los usuarios pueden realizar la verificación de la sección I 400 manualmente o utilizando otro
programa como FIN EC - ACERO.
Verificación – sección transversal I 400 – salida desde el programa FIN EC STEEL
: %2,60
kNmMkNmM Ry 2,365582,606 max, 
Esta sección transversal diseñada satisface los criterios de análisis.
Nota: Dimensionamiento y verificación de muros de hormigón y acero no es parte del
programa de Verificación de muros pantalla, pero está previsto para una futura versión.

67
Análisis de la estabilidad interna
En la barra de herramientas vertical ir a la cuadro "Verificación de estabilidad interna" en la
última etapa de construcción y ver la fuerza máxima permitida en cada anclaje y el factor de
seguridad especificado. El factor de seguridad mínimo es de 1.5.
Cuadro „Verificación de estabilidad interna“
Nota: La verificación se lleva a cabo de la siguiente forma. Primero iteramos la fuerza en el
anclaje, lo que resulta en un equilibrio de todas las fuerzas que actúan sobre la cuña de la
tierra. Esta cuña tierra está bordeada por la construcción, el terreno, la mitad de los bulbos de
los anclajes y el talón teórico de la estructura. Si un anclaje no es satisfactorio la mejor
manera de resolver el problema es hacer que sea más largo o disminuir la fuerza de pre-
tensado.
Verificación de la estabilidad externa
El último análisis requerido es "Verificación de estabilidad externa". Presionando este botón en
la barra de herramientas vertical se abrirá automáticamente el programa de "Estabilidad de
taludes", donde se realiza el análisis de la estabilidad global.

68
Programa „Estabilidad de taludes”
Conclusión
La estructura fue exitosamente diseñada con una deformación máxima de 28,8 mm.
Esto es satisfactorio para este tipo de construcción. Además, no se han superado los
límites de las fuerzas en los anclajes.
• Verificación de la capacidad portante de la sección transversal SATISFACTORIA
• Estabilidad interna SATISFACTORIA
Anclaje nro. 4 (factor de seguridad analizado): 50,1>84,5 amin  SFSF
• Estabilidad externa SATISFACTORIA
Los factores de seguridad (Bishop - optimización): 50,1>92,2  sSFSF
La pantalla diseñada satisface los criterios de evaluación

69
Capítulo 8. Análisis de estabilidad de taludes
En este capítulo, vamos a mostrarle cómo verificar la estabilidad de taludes con superficies de
deslizamiento circular y poligonal (utilizando su optimización), y las diferencias entre los
métodos de análisis de estabilidad de taludes.
Asignación
Realizar un análisis de estabilidad de taludes de pendiente diseñada con un muro de gravedad.
Esta es una situación permanente de diseño. El factor de seguridad requerido es SF = 1,50. No
hay agua en el talud.
Esquema de asignación
Solución
Para resolver este problema, vamos a utilizar el programa GEO5 „Estabilidad de taludes”. En
este capítulo, vamos a explicar paso a paso como resolver este problema:
• Análisis nro. 1: optimización de la superficie de deslizamiento circular (Bishop)
• Análisis nro. 2: Verificación de la estabilidad de taludes para todos los métodos
• Análisis nro. 3: Optimización de la superficie de deslizamiento poligonal (Spencer)
• Resultado de análisis (conclusión)
Entrada Básica - Análisis 1:

70
En el cuadro "Configuración" haga clic en "Seleccionar" y elija opción de nro. 1 - "Estándar -
factor de seguridad“.
Cuadro „Lista de configuración”
Luego modelamos las capas de interfaz, respecto del terreno utilizando estas coordenadas:
Añadiendo puntos de interfaz

71
En primer lugar, en el cuadro de "Interfaz" ingresar el rango de coordenadas. La "Profundidad
del punto de interfaz más profundo" es sólo para la visualización del ejemplo - que no tiene
ninguna influencia en el análisis.
Luego, ingrese el perfil geológico, defina los parámetros del suelo, y asígnelos al perfil.

72
Cuadro „Añadir nuevo suelo”
Nota: En este análisis, estamos verificando la estabilidad de los taludes a largo plazo. Por lo
tanto estamos resolviendo esta tarea con los parámetros efectivos de la fuerza de
deslizamiento de los suelos ( efef c, ). Foliación de los suelos – parámetros diferentes o
empeorados de suelo en una dirección - no se consideran en las tierras asignadas.
Tabla de parámetros del suelo
Suelo
(Clasificación de
suelo)
Unidad de peso
 3
mkN
Ángulo de
fricción interna
 ef
Cohesión del
suelo
 kPacef
Región de
suelo
asignado
MG – limo gravoso,
Consistencia firme
19,0 29,0 8,0
1
S-F – Arena de trazos
finos, suelo denso
17,5 31,5 0,0
3
MS – Limo arenoso,
consistencia
rígida 8,0rS
18,0 26,5 16,0
4

73
Modelar el muro de gravedad como un cuerpo rígido con un peso unitario de
3
0,23 mkN .
La superficie de deslizamiento no pasa a través de este objeto, porque es una zona con una
gran rigidez. (Más información en AYUDA - F1)
En el siguiente paso, definir la sobrecarga permanente, la cual es una franja con su ubicación
en la superficie del terreno.
Cuadro „Nueva sobrecarga”

74
Nota: Una sobrecarga se ingresa a 1 m del ancho de la pendiente. La única excepción es la
sobrecarga concentrada, donde el programa calcula el efecto de la carga para el perfil
analizado. Para obtener más información, consulte la ayuda (F1).
No tenga en cuenta el cuadro "Terraplén", "Corte tierra", "Anclajes", "Refuerzos" y "Agua". El
cuadro "Sismo" no tiene ninguna influencia en este análisis, debido a que la pendiente no se
encuentra en la zona de actividad sísmica.
A continuación, en el cuadro "Configuración de etapa", seleccione la situación de diseño. En
este caso, consideramos que la situación de diseño es "Permanente".
Cuadro „Configuración de etapa”
Análisis 1 - Superficie de deslizamiento circular
Ahora abra el cuadro "Análisis", donde el usuario ingresa la superficie de deslizamiento original
utilizando las coordenadas del centro (x, y) y su radio o utiliza el mouse directamente en el
escritorio - Haga clic en la interfaz para introducir tres puntos por los que la superficie de
deslizamiento pasa.
Nota: En suelos cohesivos las superficies de deslizamiento de rotación se presentan con mayor
frecuencia. Estos se modelan mediante superficies de deslizamiento circulares. Esta superficie
se utiliza para encontrar áreas críticas de una pendiente analizada. Para suelos no cohesivos,
el análisis de una superficie de deslizamiento poligonal debe realizarse también con la
verificación de la estabilidad de taludes (ver HELP - F1).
Ahora, seleccione " Bishop " como método de análisis y, a continuación, establecer el tipo de
análisis como "Optimización". Luego, realice la verificación real, presionando el botón
"Analizar".

75
Cuadro „Análisis” Bishop –Optimización de superficie de deslizamiento circular
Nota: La optimización consiste en encontrar la superficie de deslizamiento circular con la
estabilidad-la más pequeña - superficie de deslizamiento crítica. La optimización de las
superficies de deslizamiento circulares en el programa Estabilidad de taludes evalúa toda la
pendiente, y es muy fiable. Para diferentes superficies de deslizamiento iniciales, obtendremos
el mismo resultado para una superficie de deslizamiento crítica.
El nivel de estabilidad definido por la superficie de deslizamiento crítica cuando se utiliza el
método de evaluación "Bishop" es ACEPTABLE
Barra de herramientas „Análisis”
En el cuadro análisis, cambiar el tipo de análisis a "Estándar" y como método seleccionar
"Todos los métodos". A continuación, haga clic en "Analizar".

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Cuadro „Análisis” – Todos los métodos – tipos de análisis estándar
Nota: Utilizando este procedimiento, la superficie de deslizamiento creada para todos los
métodos se corresponde con la superficie de deslizamiento crítica de la etapa de análisis previa
utilizando el método Bishop. Para obtener mejores resultados el usuario debe elegir el método
y luego realizar una optimización de las superficies de deslizamiento.
Los valores del nivel de estabilidad de taludes son:
Bishop: 50,182,1  sSFSF SATISFACTORIO.
Fellenius / Petterson: 50,161,1  sSFSF SATISFACTORIO.
50,179,1  sSFSF SATISFACTORIO.
-Price: 50,180,1  sSFSF SATISFACTORIO.
Nota: la selección del método de análisis depende de la experiencia del usuario. Los métodos
más conocidos son el método de cortes, de los cuales el más utilizado es el método Bishop. El
método Bishop devuelve resultados conservadores.

77
Para pendientes reforzadas o ancladas son preferibles otros métodos más rigurosos (Janbu,
Spencer y Morgenstern-Price). Estos métodos más rigurosos reúnen todas las condiciones de
equilibrio, y describen mejor el comportamiento real de la pendiente.
No es necesario (o correcto) analizar una pendiente con todos los métodos de análisis. Por
ejemplo, el método sueco Fellenius - Petterson produce resultados muy conservadores, por lo
que los factores de seguridad podrían ser excesivamente bajos en el resultado. Debido a que
este método es reconocido y en algunos países requeridos para el análisis de estabilidad de
taludes, forman parte del software GEO5.
Análisis 3 - Superficie de deslizamiento poligonal
En el último paso del análisis ingresar la superficie de deslizamiento poligonal. Como método
de análisis, seleccione "Spencer", como el tipo de análisis, seleccione "optimización",
introduzca una superficie de deslizamiento poligonal y realizar el análisis.
Cuadro „Análisis” – Spencer - Optimización de superficie de deslizamiento poligonal
Los valores del nivel de estabilidad de taludes son:
50,158,1  sSFSF ACEPTABLE.

78
Nota: La optimización de una superficie de deslizamiento poligonal es gradual y depende de la
ubicación de la superficie de deslizamiento inicial. Esto significa que es recomendable hacer
varios análisis con diferentes superficies de deslizamiento iniciales y con diferente número de
secciones. La optimización de superficies de deslizamiento poligonales puede ser también
afectada por mínimos locales de factor de seguridad. Esto significa que no es necesario
encontrar la superficie crítica real. A veces es más eficiente para el usuario ingresar la
superficie de deslizamiento poligonal inicial a partir de una forma y ubicación similar a una
superficie de deslizamiento circular optimizada.
Mínimos locales
Nota: Comentarios de usuarios: La superficie de deslizamiento después de la optimización
"desaparece".
Para suelos no cohesivos, donde kPacef 0 la superficie de deslizamiento crítica es la misma
que la línea más inclinada de la superficie de la pendiente.
Por lo que en este caso, el usuario debe cambiar los parámetros del suelo o introducir
restricciones en donde la superficie de deslizamiento no pueda pasar.
Conclusión
La estabilidad del talud luego de la optimización es:
- optimización): 50,182,1  sSFSF SATISFACTORIO.
- optimización): 50,158,1  sSFSF SATISFACTORIO.
La pendiente diseñada con un muro de gravedad satisface los requisitos de estabilidad.

79
Capítulo 9. Estabilidad de taludes con muro de contención
En este capítulo, vamos a describir el análisis de la estabilidad para un talud existente, luego
cómo modelar un muro con pantalla que se está construyendo, y cómo comprobar su
estabilidad interna y externa.
Asignación:
Realizar un análisis de la pendiente existente y verificar el diseño de un muro subterráneo para
la construcción de zonas de estacionamiento. Al realizar el análisis, considere situación de
diseño permanente en todas las etapas de la construcción. Verifique la estabilidad mediante
factores de seguridad. El factor de seguridad necesario 50,1sSF . Todos los análisis de
estabilidad se realizarán utilizando el método de Bishop con optimización de la superficie de
deslizamiento circular.
Esquema de asignación
El muro está hecho de hormigón clase C 30/37, con espesor de muro de mh 5,0 . La
resistencia al corte del muro calculado es: mkNVRd 325
Solución:
Para resolver esta tarea, utilice el programa GEO5 – „Estabilidad de taludes”. En este capítulo,
vamos a describir paso a paso la solución de esta tarea.
seguridad para un talud existente;
zona de aparcamiento (sólo como
etapa de trabajo)
externa;

80
Etapa de construcción 1: Modelando la pendiente
En el cuadro de "Configuración", haga clic en el botón "Seleccionar configuraciones" y luego
elegir la configuración de análisis nro. 1 "Estándar – factor de seguridad".
Luego, el modelo de interfaz de capas respecto del terreno utiliza las siguientes coordenadas:
„Coordenadas de interfaz”

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Nota: Si se ha introducido datos de forma incorrecta, se puede deshacer con el botón
DESHACER (atajo Ctrl-Z). De la misma manera, podemos usar la función opuesta REHACER
(atajo Ctrl-Y).
Botones „Hacer“ y „Rehacer“
A continuación, defina los parámetros del suelo y asígnelos al perfil.
Suelos
(Clasificación de suelos)
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo de fricción
interna  ef
Cohesión del
suelo
 kPacef
Región
SM – Arena limosa
Suelo de densidad media
18,0 29,0 5,0 1
ML, MI – Limo de baja o
mediana plasticidad,
consistencia rígida, 8,0rS
20,0 21,0 30,0 2
MS – Limo arenoso ,
consistencia rime
18,0 26,5 12,0 3

82
Nota: el peso unitario de suelo saturado es igual al peso unitario
En el cuadro „Configuración de etapa” seleccionar situación de diseño permanente
Análisis 1 - estabilidad del talud existente
Ahora abra el cuadro "Análisis" y ejecute la verificación de la estabilidad del talud original.
Como método de verificación seleccione "Bishop" y luego realice la optimización de la
superficie de deslizamiento circular.

83
Para describir la entrada de la superficie de deslizamiento y los principios de optimización se
detalla en el capítulo anterior y en la Ayuda (F1).
Análisis 1 – Estabilidad de la pendiente original
El factor de seguridad del talud original analizado por el método Bishop es:
50,126,2  sSFSF ACEPTABLE
Etapa de construcción 2: Modelado de corte de tierra
Ahora agregue la segunda etapa de construcción con el botón de la esquina superior izquierda
de la pantalla.
Barra de herramientas „Etapa de construcción”
Añadir el corte de tierra a la interfaz mediante la adición de puntos individuales del corte de
tierra considero (similar a agregar puntos a la interfaz actual) en el cuadro de "Corte de

84
Tierra". La excavación para muro pantalla es de 0,5 m de ancho. Después de que haya
terminado con la adición de los puntos haga clic en "OK".
„Coordenadas de corte de tierra“
Nota: Si usted define dos puntos con las misma coordenada x (vea la figura), el programa le
pregunta si desea añadir el nuevo punto a la izquierda o a la derecha. El esquema de
resultados de entrada de los puntos se destacan con los colores rojo y verde en el cuadro de
dialogo.
Cuadro „Corte de tierra”
Etapa de construcción 3: construcción del muro de contención
Ahora vamos a diseñar el muro pantalla. En el cuadro de "Terraplén" añadir los puntos de la
interfaz del terraplén. Con esto modelamos el parte frontal de la estructura del muro (ver
figura).

85
„Puntos de terraplén“
Cuadro „Terraplén”
Análisis 2 - Estabilidad interna del muro de contención
Para verificar la estabilidad interna de la superficie de deslizamiento circular es necesario
modelar la estructura como un suelo rígido con cohesión ficticia, y no como cuerpo rígido. Si se
modela como un cuerpo rígido, la superficie de deslizamiento no puede cortar la estructura.
Nota: la resistencia al corte del muro de contención RC es modelada con la ayuda de la
cohesión ficticia, que podemos determinar como:
kPa
h
V
c Rd
fict 650
5,0
0,325

Donde:
 mh Ancho del muro
 mkNVRd Resistencia al corte del muro
Ahora debemos regresar a la primera etapa de construcción y agregar un nuevo suelo con
el nombre "Material del muro de contención". Definir el valor de la cohesión como ficticia
kPacef 650 , el ángulo de fricción interna como un valor pequeño (por ejemplo 1ef ) ya
que el programa no permite a la entrada 0. Definir la unidad de peso como
3
25 mkN , que
corresponde a la estructura de hormigón armado.

86
Suelo “Material del muro de contención”
Datos de entrada de la superficie de deslizamiento circular
Análisis 3 - Superficie de deslizamiento detrás del corte de tierra del muro de retención
(Estabilidad interna)
Los resultados del análisis de la estabilidad interna muestran que la pendiente con el corte de
tierra y el muro de contención son estables:
50,160,1  sSFSF ACEPTABLE
Análisis 3 - Estabilidad externa del muro de contención
Ahora añada otro análisis utilizando la barra de herramientas en la esquina inferior izquierda
Barra de herramientas “Más Análisis”
Antes de ejecutar el análisis de la estabilidad externa de taludes, agregar restricciones sobre el
procedimiento de optimización utilizando líneas que la superficie de deslizamiento no pueda

87
cortar cuando se ejecuta el procedimiento de optimización (Más información en AYUDA - F1).
En nuestro ejemplo las líneas de restricción son las mismas que los bordes de las tablestacas.
Análisis 4 - Restricciones sobre el proceso de optimización
Nota: para el análisis de estabilidad externa de taludes es apropiado introducir el muro de
contención como un cuerpo sólido. Cuando el muro se modela como un cuerpo sólido, la
superficie de deslizamiento no lo cruza durante la evaluación de optimización.
Datos de entrada de la superficie de deslizamiento circular

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Análisis 4 - estabilidad de taludes con corte de tierra y muro de contención (estabilidad
externa)
De los resultados de la estabilidad externa, podemos ver que la pendiente con el corte
de tierra y el muro de contención es estable:
50,159,2  sSFSF SATISFACTORIA.
Conclusión
El objetivo de este capítulo fue verificar la estabilidad de taludes y el diseño de corte de tierra
con muros de contención para una construcción de un aparcamiento con análisis de la
estabilidad interna y externa. Los resultados del análisis son:
 Análisis 1 (estabilidad de talud existente): 50,126,2  sSFSF SATISFACTORIA
 Análisis 2 (estabilidad interna de talud): 50,160,1  sSFSF SATISFACTORIA
 Análisis 3 (estabilidad externa de talud): 50,159,2  sSFSF SATISFACTORIA
Esta inclinación con corte de tierra y el muro de contención de hormigón (con ancho de 0,5 m)
en términos de estabilidad a largo plazo satisface los criterios de evaluación.
Nota: es necesario revisar el muro de contención diseñado contra tensión del momento de
flexión de la carga de presión activa de la tierra. Este momento de flexión se puede analizar el
programa GEO5 Diseño de Muros Pantalla y verificación de Muros Pantalla.
Por el mismo momento de flexión también es necesario diseñar y comprobar refuerzos - por
ejemplo en el programa de FIN CE - Hormigón 2D.

89
Capítulo 10. Diseño de zapatas
En este capítulo, vamos a mostrar cómo diseñar una zapata de forma fácil y efectiva.
Asignación:
Utilizamos las normas EN 1997-1 (CE 7-1, DA1), y diseñamos las dimensiones de una zapata
centrada. Las fuerzas de columnas actúan en la parte superior de la fundación. Las fuerzas de
entrada son: yxyx MMHHN ,,,, . El terreno detrás de la estructura es horizontal, el suelo de
cimentación consta de SF – Arena de grano fino, suelo de densidad media. A 6,0 m hay pizarra
levemente erosionada. El nivel freático también está a una profundidad de 6,0 m. La
profundidad de la cimentación es de 2,5 m por debajo del terreno original.
Esquema de asignación- análisis de la capacidad portante de la zapatas
Solución
Para resolver este problema, vamos a utilizar el programa GEO5 - Zapata. Primero ingresamos
todos los datos de entrada en cada cuadro, excepto "Geometría". En el cuadro Geometría,
vamos a diseñar la zapata
Entrada básica
En el cuadro "Configuración", haga clic en "Seleccionar configuraciones" y luego seleccione el
nro. 3 - "Estándar - ES 1997 - DA1".

90
También seleccione el método de análisis - en este caso, "Análisis de las condiciones
drenadas". No vamos a analizar el asentamiento.
Cuadro „Configuración”
Nota: Por lo general, las zapatas se analizan para condiciones drenadas = utilizando los
parámetros efectivos de tierra ( efef c, ). El análisis de las condiciones no drenadas se realiza
para suelos cohesivos y el rendimiento a corto plazo utilizando parámetros totales de suelo
( uu c, ). De acuerdo con la norma EN 1997 la fricción total se considera siempre 0u .
En el siguiente paso ingresar el perfil geológico (profundidad de 6m) y los parámetros de suelo
y asignarlos al perfil.
Suelo, roca
(Clasificación)
Perfil  m
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo de
fricción interna
 ef
Cohesión
del suelo
 kPacef
S-F – Arena de trazos finos,
suelo densidad media
0,0 – 6,0 17,5 29,5 0,0
Pizarra levemente erosionada desde 6,0 22,5 23,0 50,0
Nota: Considerar el peso unitario de suelo saturado igual a la unidad de peso

91
En el siguiente paso, abra el cuadro "Cimentación". Como tipo de cimentación, seleccione
"Zapata centrada" y complete las dimensiones correspondientes, como: profundidad desde el
terreno original, profundidad del fondo de la zapata, el espesor de la cimentación y la
inclinación del fondo de la zapata. Además, ingrese el peso unitario de la sobrecarga, que es el
relleno de la zapata después de la construcción.
Cuadro „Cimentación”
Nota: La profundidad del fondo de la zapata depende de muchos factores, tales como los
factores naturales y climáticos, hidrogeología de la obra de construcción y las condiciones
geológicas. En República Checa se recomienda la profundidad del fondo de la zapata por lo
menos 0,8 metros por debajo de la superficie debido a la congelación. Para arcillas se
recomienda que la profundidad sea mayor, tales como 1,6 metros. Cuando el análisis de la
capacidad portante de cimentación, la profundidad del fondo se considera como la distancia
vertical mínima entre la parte inferior y la base del terreno final.
En el cuadro „Carga” ingresar las fuerzas y los momentos actuando en la parte superior de la
fundación: yxyx MMHHN ,,,, . Estos valores se obtienen desde un programa de análisis
estructural y que podemos importar luego a nuestro análisis haciendo clic en „Importar“
Cuadro „Carga”
Nota: Para el diseño de las dimensiones de la zapata, por lo general la carga de diseño de
estado último es la carga de decisión. Sin embargo, en este caso estamos usando la
configuración de análisis de EN 1997-1 - DA1, y debes introducir el valor de la carga de diseño
de estado de servicio también, porque el análisis requiere dos combinaciones de diseño.

92
Cuadro „Editar carga“
En el cuadro "Material", ingresar las características del material de la cimentación.
Saltear el cuadro "Sobrecarga", ya que no hay sobrecarga cerca de los cimientos.
Nota: La sobrecarga alrededor de los cimientos influye en el análisis para asiento y rotación de
la fundación, pero no en la capacidad portante. En el caso de la capacidad portante vertical
siempre actúa favorablemente y ningún conocimiento teórico nos lleva a analizar esta
influencia.
En el cuadro "Napa Freática + Subsuelo" ingresar en la profundidad de las aguas subterráneas
a 6,0 metros.
No vamos a ingresar “Yacimientos de Arena-grava (AG)” porque estamos considerando suelos
no cohesivos permeables en el fondo de la zapata.

93
A continuación, abra el cuadro la "Configuración de etapa" y seleccione "permanente", como la
situación de proyecto.
Diseño de las dimensiones de la fundación
Ahora, abra el cuadro "Geometría" y aplique la función "Diseño de dimensiones", con lo que el
programa determina las dimensiones mínimas requeridas de la cimentación. Estas dimensiones
se pueden modificar posteriormente.
En la ventana de diálogo que se puede ingresar la capacidad portante del suelo de cimentación
Rd o seleccione "Automático". Vamos a elegir " Automático" por ahora. El programa analiza
automáticamente el peso de cimentación y el peso del suelo por debajo de base y determina
las dimensiones mínimas de la cimentación.

94
Cuadro „Diseño de las dimensiones de cimentación“
Nota: El diseño de zapatas centradas y excéntricas siempre se lleva a cabo de tal manera que
las dimensiones de la base son tan pequeñas como pueden ser e incluso todavía mantienen
una capacidad portante verticales adecuada. La opción "Manual" diseña las dimensiones de
zapata basada en la capacidad portante ingresada para el suelo de cimentación.
Podemos verificar el diseño en el cuadro „Verificación de la capacidad portante“
Cuadro “Verificación de Capacidad portante“
Conclusión:
La capacidad portante de cimentación diseñada (2,0 x 2, 0 m) es ACEPTABLE.

95
Capítulo 11. Asentamiento de zapatas
En este capítulo, se describe cómo se realiza el análisis de asiento y la rotación de una zapata.
Asignación:
Analizar el asiento/asentamiento de una zapata centrada diseñada en último capítulo (10.
Diseño de dimensiones de zapata). La geometría de la estructura, la carga, el perfil geológico y
los suelos son los mismos que en el capítulo anterior. Lleve a cabo el análisis de asientos
utilizando el módulo edométrico, y considerar la resistencia estructural del suelo. Analizar la
cimentación en términos de estados límite de servicio. Para una estructura de hormigón
estructuralmente indeterminada, en donde la zapata es una parte, la solución del
asiento/asentamiento es: 0,60lim, ms mm.
Esquema de asignación – análisis de asientos de zapata
Solución:
Para resolver esta tarea, vamos a utilizar el programa GEO5 - Zapatas. Vamos a utilizar los
datos del capítulo anterior, donde casi todos los datos requeridos ya fueron ingresados.
Entrada básica
El diseño de la zapata en la última tarea se llevó a cabo utilizando la norma EN 1997, DA1. El
Eurocódigo no piden ninguna teoría para el análisis de asientos, por lo que cualquier teoría de
común acuerdo puede ser utilizada. Compruebe la configuración en el cuadro "Configuración",
haga clic en "Editar". En la pestaña "Verificación de Asiento" seleccione la opción Método de

96
análisis "Módulo edométrico" y establecer la “Restricción de la zona de influencia": basado en
la resistencia estructural".
Cuadro “Editar configuración actual“
Nota: La resistencia estructural representa la resistencia de un suelo contra la deformación
frente a la carga. Se utiliza solo en Republica checa o Eslovaquia. En otros países, la restricción
de la zona de influencia se describe por el porcentaje de tensión inicial in-situ. Los valores
recomendados para la tensión estructural son del estándar CSN 73 1001(Suelos de fundación
debajo de la cimentación)
En el siguiente paso, definir los parámetros de los suelos para el análisis de
asentamiento. Tenemos que editar cada suelo y agregar valores para el coeficiente de Poisson,
coeficiente de resistencia estructural y módulo edométrico, módulo de deformación
respectivamente.
Suelo, roca
(Clasificación)
Unidad de
peso
 3
mkN
Ángulo
de
fricción
interna
 ef
Cohesión
del suelo
Coeficiente
de Poisson
 
Módulo de
deformación
 MPaEdef
Coef. de
resistencia
estructural
m
S-F – Arena de
trazos finos,
densidad del suelo
media
17,5 29,5 0 0,3 15,5 0,3
Pizarra levemente
erosionada
22,5 23,0 50 0,25 500,0 0,3
Nota: para el módulo de deformación tener en cuenta seleccionar la opción “Insertar Edef”

97
Análisis:
Ahora, ejecute el análisis en el cuadro de " Asentamiento". El asentamiento es siempre
analizado para servicios de carga.
Cuadro „Asentamiento”
En el cuadro de "Asentamiento", recuerde que se necesita introducir otros parámetros:
- El esfuerzo inicial in-situ en el fondo de la zapata se considera desde el terreno final (TF)
Nota: el valor del esfuerzo in-situ en la base de la zapata tiene influencia sobre la cantidad de
asentamiento y la profundidad de la zona de influencia – el esfuerzo inicial mayor in-situ
significa menos asentamiento. La opción de esfuerzo in situ actuando en el fondo de la zapata
depende del tiempo que el fondo de la zapata está abierto. Si el fondo de la zapata es abierto
durante un período de tiempo largo, la compactación del suelo será menor y no es posible
considerar las condiciones de esfuerzo original del suelo.

98
- En la sección „Coeficiente de reducción para calcular asentamiento” seleccione la opción
Considerar efecto del espesor de cimentación (1).
Nota: el coeficiente " 1 " refleja la influencia de la profundidad de la cimentación y da
resultados más realistas del asentamiento
El asentamiento definitivo de la estructura es de 17 mm. Dentro de un análisis de los estados
límite de capacidad de servicio se comparan los valores del asentamiento analizado con valores
límite, que son admisibles para la estructura.
Nota: La rigidez de la estructura (suelo-cimientos) tiene una gran influencia sobre el
asentamiento. Esta rigidez se describe por el coeficiente k - si k es mayor que 1, la
cimentación se considera que es rígida y el asentamiento se calcula en virtud de un punto
característico (que se encuentra en 0,37 l o 0,37 b desde el centro de la cimentación, donde l y
b son las dimensiones de la cimentación). Si el coeficiente k es menor que 1, el asentamiento
se calcula por el centro de la cimentación.
- La rigidez analizada de la cimentación en la dirección es 10,137k . El asentamiento se
calcula siguiendo el punto característico de la cimentación.
Nota: Los valores informativos de asentamiento permisible para diferentes tipos de estructuras
se pueden encontrar en diversas normas - por ejemplo CSN EN 1997-1 (2006) Diseño de
estructuras geotécnicas.
El programa Zapata también proporciona resultados para la rotación de la cimentación, que se
analiza a partir de la diferencia del asentamiento de los centros de cada borde.

99
La rotación de la cimentación - Principio del análisis
)1000(tan75,0 
)1000(tan776,1 
Conclusión
Esta zapata en términos de asentamiento satisface los criterios de evaluación.
Asentamiento: 9,160,60lim,  ssm [mm].
No es necesario verificar la rotación de esta cimentación.

100
Capítulo 12. Análisis de consolidación debajo de un terraplén
En este capítulo, vamos a explicar cómo analizar la consolidación debajo un terraplén
construido.
Introducción:
La consolidación del suelo tiene en cuenta el momento de asiento/asentamiento (cálculo de la
deformación tierra) bajo el efecto de cargas externas (constante o variable). La sobrecarga
conduce a un aumento en la formación de tensión del suelo y la extrusión gradual de agua
desde los poros, es decir, la consolidación del suelo. La consolidación primaria corresponde a la
situación en la que hay una disipación completa de las presiones de poro, la consolidación
secundaria afecta a los procesos geológicos en el esqueleto del suelo (el llamado "efecto de
arrastre"). Este es un proceso dependiente del tiempo influenciado por un número de factores
(por ejemplo, la permeabilidad y compresibilidad del suelo, la longitud de las vías de drenaje,
etc.) En cuanto al grado de consolidación distinguimos los siguientes casos de asentamiento
del terreno:
correspondiente
sobrecarga correspondiente
Asignación:
Determinar el valor de asiento/asentamiento debajo del centro de un terraplén construido
sobre arcilla impermeable a un año y a diez años después de su construcción. Hacer el análisis
utilizando las normas CSN 73 1001 (con módulo edométrico), el límite de la zona de influencia
se considerará utilizando el coeficiente de resistencia de la estructura.
Esquema de asientos - Consolidación
Solución
El Programa de GEO5 “Asientos”, se utiliza para resolver esta tarea. Vamos a modelar este
ejemplo paso a paso:

101
 1era
etapa de construcción - Modelado de la interfaz, cálculo de la tensión
geoestática inicial.
 2da
etapa de la construcción – Se incluye una sobrecarga por medio de un
terraplén.
 3era
hasta la 5ta
etapa de construcción - cálculo de la consolidación del terraplén en
diferentes intervalos de tiempo (de acuerdo a la asignación).
 Evaluación de los resultados (conclusión).
Asignación Básica (procedimiento): Etapa 1
Compruebe el campo "Realizar el análisis de la consolidación" en el cuadro
"Configuración". A continuación, seleccione la configuración específica para el cálculo del
asiento en la "lista de configuraciones". Esta configuración describe el método de análisis para
el cálculo de asiento y la restricción de la zona de influencia.
Cuadro „Configuración”
Nota: Este cálculo considera la llamada consolidación primaria (disipación de la presión de
poro). El asentamiento secundario (fluencia), que puede ocurrir principalmente con suelos no
consolidados y orgánicos, no se resuelve dentro de este ejemplo.
Luego ingresamos el rango y la interfaz de la capa.
El objetivo es seleccionar dos capas entre las cuales la consolidación se lleva a cabo.

102
Cuadro „Interfaz”
Nota: Si hay un suelo homogéneo, luego, con el fin de calcular la consolidación, es necesario
introducir una capa ficticia (usar los mismos parámetros para las dos capas de tierra que están
separados por la interfaz original), preferiblemente a la profundidad de la zona de
deformación.
A continuación, se define el "subsuelo incompresible" (IS) (a una profundidad de 10 m)
por medio de la introducción de coordenadas de manera similar al modelado de interfaz. El
asentamiento tiene lugar por debajo del suelo incomprensible.
Los parámetros del suelo se ingresan en el siguiente paso. Para los suelos que se están
consolidando, es necesario especificar el coeficiente de permeabilidad " k " o el coeficiente de
consolidación " vc ". Los valores aproximados se pueden encontrar en la Ayuda (F1).

103
Cuadro „Modificación de parámetros de suelo”
Suelo
(Clasificación de
suelo)
Unidad de
peso
 3
mkN
Peso
unitario
de suelo
saturad
o
Coeficient
e de
Poisson
 
Módulo
edométric
o
 MPaEoed
Coef. de
fuerza
estructura
l
 m
Coef. de
permeabilida
d
 daymk
Suelo arcilloso 18,5
19,00 0,35
1,0 0,1
5
100,1 

1,000E-05
Terraplén 20,0
20 0,30
30,0 0,3
2
100,1 

1,000E-02
Limo arenoso 19,5
20 0,30
30,0 0,3
2
100,1 

1,000E-02
Luego asignamos los suelos al perfil. El cuadro sobrecarga en la primera etapa de
construcción no se toma en consideración, ya que en este ejemplo será representado por el
cuerpo terraplén real (en las etapas 2 a 5). En el siguiente paso, vamos a entrar en el nivel
freático (en adelante el "NF") utilizando los puntos de interfaz, en nuestro caso al nivel del
suelo.
Cuadro “Agua”

104
En el cuadro "Configuración de etapa", sólo se puede modificar el diseño y el
refinamiento de los agujeros, por lo que mantenga los ajustes estándar.
La primera etapa de "Cálculo" representa la tensión geoestática inicial en el momento
de la construcción inicial. Sin embargo, es preciso establecer las condiciones límites básicas
para el cálculo de la consolidación en etapas posteriores. Se ingresa la interfaz de la parte
superior y la parte inferior del suelo de consolidación, así como la dirección del flujo de agua
de esta capa - es decir, la vía de drenaje.
“Análisis” – Etapa de construcción 1
Nota: Si se ingresa "subsuelo incompresible", deberá entonces considerar la dirección del flujo
de agua desde el suelo consolidado solo hacia arriba.
tapas 2-5
Ahora vamos a pasar a la segunda etapa de construcción de barra de herramientas en
la parte superior izquierda del escritorio.
Barra de herramienta „Etapa de construcción“

105
Se define el propio terraplén mediante la introducción de coordenadas. Un tipo de suelo
específico se asigna al terraplén.
“Etapa 2 – puntos de interfaz de terraplén”
“Etapa 2 –Terraplén + asignación”
Nota: El terraplén actúa como una sobrecarga en la superficie del terreno original. Se supone
que un terraplén bien ejecutado (óptimamente compactado) teóricamente no se asienta. En la
práctica, se puede producir el asentamiento (pobres compactación, el efecto de la fluencia del
suelo), pero el programa „Asientos” no abordar esta cuestión.
En el cuadro "Análisis" ingresar el tiempo de duración de la segunda etapa
correspondiente al tiempo actual de construcción de terraplenes. El cálculo del asentamiento
no puede ser lleva a cabo porque, al determinar la consolidación, es primero necesario conocer

106
toda la historia de la estructura de carga de movimiento de tierras, es decir, todas las etapas
de construcción.
Cuadro “Análisis – Etapa de construcción 2”
Como el terraplén se construye poco a poco, estamos considerando el crecimiento de la carga
lineal en la segunda etapa de la construcción. En etapas posteriores, se introduce la duración
de la etapa (1 año es decir, 365 días - tercera etapa, 10 años es decir 3650 días - cuarta
etapa y el asiento general - quinta etapa) y toda la carga se introduce en el inicio de la
etapa.
Los cálculos se realizan después de ingresar la última etapa de construcción, que se
encuentra en el "asiento general", se activa (se puede comprobar en cualquier momento,
aparte de la primera etapa).
Cuadro “Cálculo – Etapa de construcción 5”
Tras el cálculo del asentamiento global, podemos observar los valores parciales de
consolidación por debajo del centro del terraplén. Hemos obtenido los siguientes valores
máximos de asentamiento en las etapas individuales de construcción:
- asentamiento no calculado.
→ 29,2 mm
→ 113,7 mm
→ 311,7 mm
eneral → 351,2 mm

107
“Análisis – etapa de construcción 5 (asiento global)”
Como estamos interesados en el asentamiento del terraplén después de su
construcción, vamos a cambiar a la vista de los resultados de la 3 ª y 4 ª etapa (el botón
"Valores") a "Comparar con la etapa 2", que resta el valor del asentamiento respectivo.

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