3. Planificación de estudios geotécnicos según el CTE. Contenido e interpretación
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Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO: ELABORACIÓN E INTERPRETACIÓN DE ESTUDIOS GEOTÉCNICOS SEGÚN CTE.DB-SE.C. AUTOR Y PONENTE: JOSÉ M. NORIEGA RIVERA TITULACIÓN: GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Gestión de Calidad CONSULTOR: FECHA: DOCUMENTACIÓN DISEÑADA PARA: AXAN, s.l. Abril de 2008 1 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica INDICE CRITERIOS DE LA EXPOSICIÓN Y PRESENTACIÓN. ................................................................. 4 1.- NECESIDADES DE UN ESTUDIO GEOTECNICO ................................................................... 5 1.1.- ESTUDIOS GEOTÉCNICOS TRADICIONALES ................................................................ 5 1.2.- OBLIGATORIEDAD ACTUAL DE LOS ESTUDIOS GEOTÉCNICOS ..................................... 6 2.- CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA ................................................................. 10 2.1.- PROGRAMACIÓN DE CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA (CTE) .................. 10 3.- TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO........................................................................ 12 3.1.- TECNICAS DE INVESTIGACIÓN SEGÚN CTE............................................................... 12 3.2.- CALICATAS ............................................................................................................. 13 3.3.- SONDEOS MECÁNICOS ............................................................................................ 14 3.4.- ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA CONTÍNUA ................................................... 15 3.5.- INVESTIGACIONES GEOFÍSICAS ............................................................................... 16 4.- ENSAYOS “IN SITU”....................................................................................................... 17 4.1.- ENSAYOS “IN SITU” DENTRO DEL SONDEO .............................................................. 17 4.2.- OTROS ENSAYOS “IN SITU” ..................................................................................... 20 5.- TIPOS DE MUESTRAS DE SUELOS................................................................................... 23 5.1.- GENERALIDADES SOBRE LA TOMA DE MUESTRAS ..................................................... 23 6.- TIPOS DE “TOMA-MUESTRAS” EN SONDEOS ................................................................... 26 6.1.- EJEMPLOS DE DIFERENTES “TOMA-MUESTRAS” ........................................................ 26 7.- RECONOCIMIENTOS DE SUELOS .................................................................................... 27 7.1.- ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS ........................................................ 27 7.2.- CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS ...................................... 31 8.- RECONOCIMIENTOS DE ROCAS Y MACIZOS ROCOSOS .................................................... 37 8.1.- CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE ROCAS ........................................ 37 8.2.- CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO ......................................... 38 9.- LOS ENSAYOS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO ................................................................. 40 9.1.- PROGRAMACION DE ENSAYOS DE LABORATORIO (CTE) ............................................ 40 9.2.- DENOMINACIÓN DE SUELOS SEGÚN ANÁLISIS.......................................................... 41 9.3.- AGRESIVIDAD QUÍMICA DE SUELOS ROCAS Y AGUAS................................................ 41 10.- DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO ..................................... 42 10.1.- ENSAYOS IDENTIFICATIVOS. ................................................................................. 42 10.2.- ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. .................................................... 44 10.3.- ENSAYOS DE EXPANSIVIDAD Y COLAPSO................................................................ 48 10.4.- ENSAYOS DE COMPACTACIÓN................................................................................ 50 10.5.- ANÁLISIS QUÍMICOS. ............................................................................................ 52 11.- CLASIFICACIONES DE SUELOS ..................................................................................... 54 11.1.- SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (U.S.C.S.) .............................. 54 11.2.- OTRAS CLASIFICACIONES DE SUELOS (PG-3).......................................................... 56 12.- CRITERIOS GENERALES PARA PROYECTOS DE VIARIOS DE URBANIZACIONES....... 57 12.1.- RESUMEN: NORMA 6.1 SECCIONES DE FIRME DE LA INSTRUCCIÓN DE CARRETERA (ORDEN FOM/3460/2003, DE 28 DE NOVIEMBRE). ............................................................ 57 12.2.- CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO ........................................................................ 57 12.3.- FORMACIÓN DE LA EXPLANADA ............................................................................. 58 2 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.- EL INFORME GEOTÉCNICO. Elección del tipo de cimentación. ......................................... 60 13.1.- SECCIONES DE UN INFORME GEOTÉCNICO............................................................. 60 13.2.- CARACTERÍSTICAS DE LA PARCELA Y PROYECTO .................................................... 61 13.3.- FACTORES GEOTÉCNICOS CONDICIONANTES. ........................................................ 63 13.4.- RESUMEN DEL ESQUEMA GEOTÉCNICO .................................................................. 68 13.5.- TERRAPLENADOS, EXCAVACIONES Y VACIADOS PARA SOTANOS.............................. 68 13.6.- PROPUESTA DE CIMENTACIÓN............................................................................... 69 14.- TIPOS DE CIMENTACIÓN: USOS, VENTAJAS E INCONVENIENTES. .................................. 71 14.1.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES: zapatas y pozos. ............................................... 71 14.2.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES: LOSAS. .............................................................. 72 14.3.- CIMENTACIONES PROFUNDAS. .............................................................................. 73 15.- CRITERIOS DE CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS DE PARÁMETROS PARA . DIMENSIONADO DE CIMIENTOS. ........................................................................................ 74 15.1.- EXPRESIÓN DE LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO: CIMENTACIONES DIRECTAS ........... 74 15.2.- PRESIÓN DE HUNDIMIENTO PARA SUELOS COHESIVOS .......................................... 75 15.3.- PRESIÓN DE HUNDIMIENTO PARA SUELOS GRANULARES ........................................ 76 15.4.- MÓDULO DE BALASTO K30...................................................................................... 77 15.5.- ESTIMACION DE ASIENTOS EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES ............................ 78 15.6.- CRITERIOS DE CÁLCULO PARA CIMENTACIONES PROFUNDAS.................................. 80 3 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica CRITERIOS DE LA EXPOSICIÓN Y PRESENTACIÓN. Esta Ponencia sobre TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO: ELABORACIÓN E INTERPRETACIÓN DE ESTUDIOS GEOTÉCNICOS, consta de dos partes documentales: 1. Documentación escrita en soporte papel. 2. Documentación gráfica de presentación en soporte informático PowerPoint. Esta parte del curso pretende establecer los pasos y criterios a seguir a la hora de definir el estudio geotécnico de un proyecto de edificación, así como proporcionar un CRITERIOS DE LA EXPOSICIÓN Y PRESENTACIÓN somero conocimiento de las posibles técnicas de investigación geotécnicas, facilitar ciertos conocimientos sobre la interpretación de los mismos y finalmente aportar criterios geotécnicos que permitan evaluar la idoneidad o no de las posibles soluciones de cimentación. Todos estos aspectos se tratarán desde la perspectiva que proporciona la actual legislación en esta materia, (Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre) por el que se define El Código Técnico de la Edificación (en adelante CTE), según el Documento Básico (en adelante DB), en la parte de Seguridad Estructural (en adelante SE), y mas concretamente en Cimentaciones (en adelante C): CTE.DB-SE.C. Esta sección del curso se abordará por el orden lógico que puede suponer el planteamiento del problema: pautas a seguir desde que surge la necesidad de realizar un estudio geotécnico, hasta la interpretación del mismo una vez que disponemos de este. En este sentido esta sección del curso se estructura: 1º. Necesidades de un estudio geotécnico. 2º. Campañas de investigación geotécnica. 3º. Técnicas de Prospección en campo. 4º. Tipos de ensayos “in situ” 5º. Tipos de muestras de suelo. 6º. Tipos de ensayos de laboratorio. 7º. Información que debe recoger un informe geotécnico. 8º. Criterios en la elección del tipo de cimentación mas adecuado. 4 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 1.- NECESIDADES DE UN ESTUDIO GEOTECNICO 1.1.- ESTUDIOS GEOTÉCNICOS TRADICIONALES Tradicionalmente la cimentación de los edificios se diseñaba en base a experiencias locales y muy habitualmente se recurría a lo que era posible ejecutar, sin otros criterios que las apreciaciones organolépticas que hacía la propia Dirección Facultativa. En este sentido encontramos edificios históricos que pueden llevar cientos de años Como ejemplos clásicos, en actuaciones dentro de cascos históricos se hacen ESTUDIOS GEOTÉCNICOS TRADICIONALES NECESIDADES DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO funcionando a través de cimentaciones que actualmente no consideramos viables. demoliciones de antiguas viviendas, normalmente cimentadas a través de un somero empotramiento de los propios muros, a su vez construidos con argamasa. Cuando se realiza un estudio geotécnico actual las recomendaciones de cimentación que surgen pueden ser drásticas aun cuando se piensa trabajar con menores solicitaciones y estructuras mas rígidas. Esta es una clásica situación de discordia entre geotécnicos, Direcciones facultativas y promotores. Evidentemente, cada caso es muy particular, pero la principal causa de esta circunstancia resulta de los factores de seguridad que aplica cada parte interviniente en el desarrollo del proyecto. En estos casos hay que considerar criterios adicionales como la sobreconsolidación de los suelos superficiales por el sobrepeso de la estructura demolida, la dificultad de accesos con maquinarias especializadas en cimentaciones, los estados de las medianerías respecto a los trabajos de cimentación etc. Finalmente hay que considerar otros condicionantes, mas burocráticos que técnicos, como son las necesidades de contratación del seguro decenal de la vivienda, para el que las propias aseguradoras (como entidades privadas) establecen sus propios factores de seguridad de cara reducir riesgos por siniestralidad. El actual ritmo en la construcción no permite considerar el asentamiento progresivo conforme a la evolución de la obra. 5 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 1.2.- OBLIGATORIEDAD ACTUAL DE LOS ESTUDIOS GEOTÉCNICOS 1.2.1.-LOE: Ley de Ordenación de Edificación 38/1999, de 5 de noviembre. La aparición de esta ley supuso un gran avance en la calidad y garantía de la construcción, afectando también a la obligatoriedad de los estudios geotécnicos de los terrenos a edificar. Seguidamente se entresacan los artículos que refieren esta obligatoriedad. El objetivo prioritario de la LOE es regular el proceso de la edificación y establecer LOE: Ley Ordenación Edificación 38/1999, 5 -noviembre OBLIGATORIEDAD ACTUAL DE LOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS ARTÍCULO 1.1. responsabilidades y garantías de forma que los edificios deban cumplir determinados requisitos técnicos estableciendo un seguro de daños. ARTÍCULO 2.1. (Ámbito de aplicación) Aplicación al sector de la construcción, de obra nueva y rehabilitación. El proceso de edificación comprende las acciones de promoción, la actividad de construcción, el efecto del proceso constructivo, y las garantías de su permanencia continuada a lo largo de un tiempo determinado. ARTÍCULO 12.3.b La ley establece la necesidad de un control técnico de la obra, de manera que el proyecto viene después a materializarse por el director de la obra que tiene entre sus obligaciones verificar las características geotécnicas del terreno. Para la redacción del proyecto es necesario que exista un ESTUDIO GEOTÉCNICO suficiente como para conocer convenientemente el terreno y adecuarlo al proyecto a realizar. ARTÍCULO 14 La misión del control de calidad realizado por empresas externas es informar acerca de la idoneidad del proyecto, de los procedimientos constructivos y de la calidad de lo edificado. 6 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 1.2.2.- El Estudio Geotécnico desde el CTE.DB-SE.C GENERALIDADES (Punto 3.1): 1. El estudio geotécnico es el compendio de información cuantificada en cuanto a las características del terreno en relación con el tipo de edificio previsto y el entorno donde se ubica, que es necesaria para proceder al análisis y dimensionado de los cimientos de éste u otras obras. de actividades que en su conjunto se denomina reconocimiento del terreno y cuyos resultados quedarán reflejados en el estudio geotécnico. El Estudio Geotécnico desde el CTE.DB-SE.C OBLIGATORIEDAD ACTUAL DE LOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS NECESIDADES DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO 2. Las características del terreno de apoyo se determinarán mediante una serie 3. El reconocimiento del terreno, que se fijará en el estudio geotécnico en cuanto a su intensidad y alcance, dependerá de la información previa del plan de actuación urbanística, de la extensión del área a reconocer, de la complejidad del terreno y de la importancia de la edificación prevista. Salvo justificación el reconocimiento no podrá ser inferior al establecido en este DB. 4. Para la realización del estudio deben recabarse todos los datos en relación con las peculiaridades y problemas del emplazamiento, inestabilidad, deslizamientos, uso conflictivo previo tales como hornos, huertas o vertederos, obstáculos enterrados, configuración constructiva y de cimentación de las construcciones limítrofes, la información disponible sobre el agua freática y pluviometría, antecedentes planimétricos del desarrollo urbano y, en su caso, sismicidad del municipio, de acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente NCSE vigente. 5. Dado que las conclusiones del estudio geotécnico pueden afectar al proyecto en cuanto a la concepción estructural del edificio, tipo y cota de los cimientos, se debe acometer en la fase inicial de proyecto y en cualquier caso antes de que la estructura esté totalmente dimensionada. 6. La autoría del estudio geotécnico corresponderá al proyectista, a otro técnico competente o, en su caso, al Director de Obra y contará con el preceptivo visado colegial. 7 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 1.2.3.- Los Organismos de Control Técnico: O.C.T.: Su papel en el E.G. La figura de los O.C.T. surge al amparo de la L.O.E. 38/99 como consecuencia de la obligatoriedad de establecer un Seguro Decenal para el resarcimiento de daños causados por vicios o defectos que tengan su origen o afecten a la cimentación y Los Organismos de Control Técnico: O.C.T.: Su papel en el E.G. OBLIGATORIEDAD ACTUAL DE LOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS NECESIDADES DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO la estructura. La materialización de la Póliza de Seguros se basa en un informe de riesgos por el estudio de la documentación del Proyecto, emitiéndose informes sobre la estructura y la cimentación. Estos informes son emitidos por empresas independientes, especializadas y autorizadas por UNESPA (Unión Española de Entidades de Seguros y Reaseguros). En una primera revisión, por chequeo distintas partes del Proyecto y Estudio Geotécnico (memorias generales y de cálculo, planos, secciones, cimentación, suficiencia de investigaciones, correspondencias ...), se emite un Informe de Conclusiones Provisionales con observaciones como: - Correctas - Recomendaciones - Aclaraciones - Reservas Técnicas Este documento se hace llegar a la Dirección del Proyecto, y las partes implicadas como los redactores del Estudio Geotécnico. Estas observaciones deben ser contestadas, aclaradas o consideradas por la parte que corresponda hasta subsanar y cancelar todas las RT, permitiéndose la elaboración del Informe Final de Conclusiones D-6. Este documento informa favorablemente a la Aseguradora en cuanto al Control de Calidad con un Riesgo Asegurable. 8 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 1.2.4.- Revisiones del Estudio Geotécnico para su validación 1.2.4.a.- Acreditaciones de la Empresa – Laboratorio. Con la finalidad de garantizar un Control de Calidad en cuanto a la realización de las diferentes investigaciones geotécnicas (toma de muestras y ensayos de laboratorio), a través de la Orden de 15 de junio de 1989 y su desarrollo en Orden registro de Entidades Acreditadas. Revisiones del Estudio Geotécnico para su validación OBLIGATORIEDAD ACTUAL DE LOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS NECESIDADES DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO de 18 de febrero de 2004, la C.O.P.y T. de la Junta de Andalucía se dispone de un Esta acreditación define un Control de Calidad en cuanto a procedimientos y ejecución de trabajos, garantizando que los mismos se realizan de acuerdo a criterios y Normas establecidas y revisadas. La acreditación que afecta a la parte de geotecnia se recoge bajo los epígrafes GTL (área de ensayos de laboratorio), GTC (área de toma de muestras), existiendo dos categorías: ensayos básicos y ensayos especiales opcionales. La acreditación en cualquiera de esas áreas requiere disponer de la maquinaria y personal cualificado para dar cumplimiento a la normativa (UNE, ASTM, EHE, XP ...) de ejecución de ensayos y toma de muestras. 1.2.4.b.- Número, distribución y tipo de investigaciones. Existen diferentes propuestas recogidas en la N.T.E. – C.E.G.; el EuroCódigo 7 “Proyecto Geotécnico”, así como las propuestas de diferentes autores de prestigio, donde además de la entidad, de los antecedentes, de la experiencia y de las características del proyecto se incluyen aspectos como las dimensiones y geometría del área de investigación. Actualmente se entiende de obligado cumplimiento los requerimientos establecidos por CTE.DB-SE.C. En todo caso debe considerarse que las investigaciones geotécnicas tienen un carácter puntual, y la mayor aproximación a la realidad deriva del mayor número de investigaciones puntuales. 9 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 2.- CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA 2.1.- PROGRAMACIÓN DE CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA (CTE) La vigente normativa (Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre) define el CTE.DB como el documento a seguir en el proceso constructivo, incluyendo el informe geotécnico (SE.C), y por tanto recogiendo la programación de ensayos de PROGRAMACIÓN DE CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA (CTE) CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA investigación geotécnica. El CTE establece campañas de investigación tomando como unidad la edificación proyectada (cargas en función del numero de plantas), la superficie de ocupación y el tipo de terreno previsible. Además considera la experiencia de la zona y reconocimientos del entorno con posibles afecciones sobre el propio proyecto o sobre otras instalaciones cercanas. Clasificación del tipo de edificación: TIPO C-0 C-1 C-2 C-3 C-4 Tabla 3.1. (CTE) tipo de construcción Descripción Construcción de menos de 4 plantas y superficie construida inferior a 300 m2. Otras construcciones de menos de 4 plantas. Construcciones entre 4 y 10 plantas. Construcciones entre 11 y 20 plantas. Construcciones de mas de 20 plantas, o conjuntos monumentales o singulares. Clasificación del tipo de terreno: Grupo T-1 T-2 T-3 Tabla 3.2. (CTE) Grupo de terreno Descripción Terrenos favorables: a) Terrenos de poca variabilidad b) Práctica habitual de cimentación litológica y geotécnica directa mediante elementos aislados Terrenos intermedios: c) Terrenos con cierta variablilidad e) Se presume la presencia de rellenos litológica y geotécnica antrópicos, sin superar los 3,00 m. d) No siempre se recurre a la misma solución de cimentación Terrenos Desfavorables: Los que no pueden clasificarse dentro de los grupos anteriores, y especialmente se considerarán los siguientes terrenos: a) Suelos expansivos. g) Terrenos de deslizamientos b) Suelos colapsables. h) Rocas volcánicas o con cavidades c) Suelos blandos o sueltos. i) Terrenos con desnivel > 15º d) Terrenos karsticos (yesos o calizas) j) Suelos residuales e) T. variables (composición y estado.) k) Terrenos de marismas. f) Rellenos antrópicos (>3,00 m) . . 10 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica En función del tipo de terreno y el tipo de edificación se definen las distancias sondeos y porcentaje máximo de sustitución por penetrómetros: Tabla 3.3. (CTE) Distancias máximas entre puntos de reconocimientos y profundidades. Tabla 3.4. (CTE) Número mínimo de sondeos mecánicos y % sustitución por penetros. Modificadas por combinación GRUPO TIPO dmáx(m) C-0 C-1 C-2 C-3 C-4 Leyenda Condiciones adicionales PROGRAMACIÓN DE CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA (CTE) CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA máximas entre puntos de reconocimiento, profundidades orientativas, nº mínimo de 35 35 30 25 20 T-1 Nmin S P (m) 6 1 6 2 12 3 14 3 16 T-2 %max Pt 70 70 50 40 dmáx (m) 30 30 25 20 17 Nmin S 1 2 3 3 3 P (m) 18 18 25 30 35 %max Pt 66 50 50 40 30 dmáx (m).- Distancia máxima entre puntos de investigación P (m) .- Profundidad orientativa de reconocimiento Nmin S.- Número mínimo de sondeos %max Pt.- Porcentaje máximo de sustitución por Penetraciones dinámicas continuas a) El mínimo de puntos a reconocer será de 3 b) Punto 9 (Aptdo. 3.2.1) En la tabla 3.4 se establece el número mínimo de sondeos mecánicos y el porcentaje del total de puntos de reconocimiento que pueden sustituirse por pruebas contínuas de penetración cuando el numero de sondeos mecánicos exceda el mínimo especificado en dicha tabla. c) En superficies mayores de 10.000 m2 se podrá reducir la campaña hasta un 50% de los obtenidos con la regla anterior sobre el exceso de esa superficie. d) La profundidad planificada debe ser suficiente para alcanzar cotas bajo las cuales no habrá asientos significativos. e) Esa unidad geotécnica resistente, debe comprobarse al menos en 2,00 m, y 0,3 m adicionales por cada planta de edificación. f) En caso de cimentaciones profundas se reconocerán al menos 5 diámetros por debajo de la previsible punta de los pilotes. g) En caso de terrenos del grupo T-3 se intercalarán puntos de reconocimiento en las zonas problemáticas hasta definirlas adecuadamente. 11 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 3.- TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO 3.1.- TECNICAS DE INVESTIGACIÓN SEGÚN CTE Tabla D.7. (CTE) Utilización de los ensayos in situ Descripción Utilización para Determinar Compacidad de suelos granulares. Nº de golpes NSPT para hincar 30 Densidad relativa. Ángulo de Ensayo de penetración cm de un cilindro hueco de rozamiento interno en suelos granulares estándar (SPT) dimensiones normalizadas. UNE 103800:1992 Golpeo con maza de 63,5 kg Resistencia de arcillas cayendo desde 76 cm preconsolidadas por encima del nivel freático Rotación de unas aspas dispuestas Ensayo de molinete (Vane a 90º e introducidas en el terreno, Para determinar la resistencia al Test) midiendo el par necesario para corte de arcillas blandas por encima ENV-199-3 hacerlas girar hasta que se o por debajo del nivel freático produce el corte del suelo Dilatación, por gas a presión, de una célula cilíndrica contra las Ensayo presiométrico paredes de un sondeo midiendo Presión límite y deformabilidad de (P.M.T.) la deformación volumétrica suelos granulares, arcillas duras, ENV-199-3 correspondiente a cada presión etc. hasta llegar, eventualmente, a la rotura del terreno Medida del caudal de agua Permeabilidad de suelos Ensayo Lefranc bombeada al terreno a través de un tramo de sondeo de 50 cm Medida de los caudales bombeados a un tramo de sondeo, a presiones Permeabilidad de rocas Ensayo Lugeon escalonadas, durante moderadamente fisuradas un tiempo de 10 min. Relación presión asiento en suelos Medida de los asientos de una granulares, para la placa utilizada(1) placa rígida cuadrada o circular al Ensayo de carga con Coeficiente de balasto de cualquier ir aplicando cargas crecientes, placa(1) ENV-199-3 terreno llegando o no a la rotura del Capacidad portante sin drenaje de terreno suelos cohesivos En sondeo En superficie o pozo En pozo TECNICAS DE INVESTIGACIÓN SEGÚNCTE TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO Tipo Ensayo de bombeo (1) Medida de la transmisividad y coeficiente de almacenamiento del acuífero en la zona influencia del pozo de Capacidad de agotamiento o rebaje del nivel freático El ensayo de carga con placa debe interpretarse con las lógicas reservas debidas a la diferencia entre las dimensiones de la placa y la de la cimentación proyectada (véase apartado E.5; Figura E.8). 12 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica La prospección del terreno podrá llevarse a cabo mediante calicatas, sondeos mecánicos, pruebas continuas de penetración o métodos geofísicos. En el anejo C del CTE.DB-SE.C, se describen las principales técnicas de prospección así como su aplicabilidad, que se llevarán a cabo de acuerdo con el Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción. 3.2.- CALICATAS 1. Son excavaciones de formas diversas (pozos, zanjas, rozas, etc.) que permiten una muestras y, eventualmente realización de ensayos in situ. Este tipo de reconocimiento podrá emplearse con: a. Profundidad de reconocimiento < 4m; b. Terrenos excavables con pala mecánica o manualmente; c. Ausencia de nivel freático; CALICATAS TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO observación directa del terreno, toma de d. Terrenos preferentemente cohesivos; e. Terrenos granulares donde las perforaciones no serían representativas. 2. Los reconocimientos con calicatas son adecuados cuando: a. Se puede alcanzar el estrato firme o resistente; b. No sea necesario realizar pruebas in situ asociadas a sondeos (p.e. SPT). 3. Se excluirá este método cuando pueda deteriorarse el terreno de apoyo de las futuras cimentaciones o se creen inestabilidades para estructuras próximas. 4. En las paredes del terreno excavado, podrán realizarse ensayos in situ como el penetrómetro de bolsillo, con el fin de obtener una indicación orientativa del comportamiento del terreno. 5. En calicatas de una profundidad mayor a 1,5 m ninguna persona podrá acceder a su inspección o revisión si no se encuentran debidamente entibadas o adecuadamente retaluzadas. 13 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 3.3.- SONDEOS MECÁNICOS 1. Perforación de diámetro y profundidad variable para reconocer la naturaleza y localización de las diferentes unidades geotécnicas del terreno, extraer muestras del mismo y, en su caso realizar ensayos a diferentes profundidades. Deben utilizarse para: a) Alcanzar a profundidades superiores a 4 m; b) Reconocer el terreno bajo el nivel freático; c) Perforar capas rocosas, o muy duras; e) Realizar pruebas en su interior (de tipo presiométrico, molinete, spt, etc); f) Tomar muestras de aguas o realizar ensayos de permeabilidad in situ; g) Determinar valores índice de la roca en macizos rocosos (RQD); SONDEOS MECÁNICOS TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO d) Extraer muestras inalteradas profundas; h) Detectar y controlar las variaciones del nivel freático, con piezométricos. 2. Para la ejecución de sondeos mecánicos existen varios métodos: rotación con extracción de testigo continuo; percusión; con barrena helicoidal (hueca ó maciza). 3. Los sondeos a rotación con extracción continua de testigo, con baterías simples, dobles o especiales en cualquier tipo de terreno. En suelos granulares finos bajo el nivel freático y gravas gruesas pueden resultar dificultosos y con recuperaciones deficientes. También deben AXAN, sl AXAN, sl interpretarse con cuidado los testigos extraídos de suelos colapsables o de rocas blandas de tipo areniscoso que pueden fragmentarse excesivamente por efecto de la rotación. 4. Los sondeos a percusión pueden realizarse cuando el terreno pueda atravesarse con energía de golpeo, considerándose adecuados en suelos granulares gruesos, y/o en suelos granulares finos con cucharas de tipo clapeta. 5. Los sondeos con barrena helicoidal hueca o maciza podrán utilizarse cuando no sea necesario disponer de muestras inalteradas, el terreno sea relatvamente blando y cohesivo, y no se requieran grandes precisiones en la acotación de profundidad de las diferentes capas. 14 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 3.4.- ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA CONTÍNUA 1. Proporcionan una medida indirecta, continua o discontinua de la resistencia o deformabilidad del terreno, interpretadas desde correlaciones empíricas. 2. Podrán ser estáticas o dinámicas, exigiéndose correlaciones justificadas. 3. seguidamente se indican las condiciones de uso más apropiadas de cada tipo: ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA CONTÍNUA TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO (CTE.DE-SE-C Anexo D) Tabla D.6. Utilización de las pruebas de penetración Tipo de Penetrómetro Principio de Funcionamiento Estático Medición de la resistencia a la penetración de una punta y un vástago mediante presión Dinámico Medición de la resistencia a la penetración de una puntaza por golpeo con una energía normalizada Tipo CPTE CPTU UNE 103804 :1993 DPH UNE 103802:1998 BORRO DPSH UNE 103801:1994 Suelo más idóneo Arcillas y limos muy blandos. Arenas finas sueltas a densas sin gravas Arenas sueltas/medias. Limos arenosos flojos a medios Arenas medias/densas. Arcillas preconsolidadas sobre el N.F. Gravas areno arcillosas Terreno en que es Impracticable Rocas,bolos, gravas, suelos cementados. Arcillas muy duras. Arenas muy densas. Suelospreconsolidados y/o cementados Rocas,bolos,costras, suelos cementados. Conglomerados Rocas,bolos, conglomerados Para el ensayo de penetración dinámica tipo borros, se aplica la UNE 103801-94 (DPSH), donde la diferencia radica en la altura de caída, peso de la maza y sección de la puntaza. En cualquier caso, existen correlaciones basadas en investigaciones empíricas que acreditan suficientemente los resultados e interpretación de estos ensayos. Este ensayo se ha diseñado inicialmente para el reconocimiento de materiales incoherentes (granulares), aunque la experiencia permite su uso e interpretación para casi todos los tipos de suelos. Para su correcta interpretación se hace imprescindible algún ensayo de reconocimiento directo que permita su correlación. En los reconocimientos de los tipos de construcción C-0 y grupo de terreno T-1, las pruebas de penetración deben complementarse siempre con otras técnicas de reconocimiento como podrían ser calicatas. 15 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 3.5.- INVESTIGACIONES GEOFÍSICAS 1. Cuando se trate de grandes superficies a construir, y con el fin de obtener información complementaria, se podrán utilizar las siguientes técnicas: a) Sísmica de refracción: proporciona información sobre la profundidad a la que se encuentran el nivel freático y la unidad geotécnica resistente, siempre que se trate de capas subhorizontales (buzamiento inferior a 15º) y permite estimar su grado de ripabilidad; sobre la profundidad del nivel freático, espesores de las distintas capas horizontales y detección de cavidades o desarrollos cársticos); INVESTIGACIONES GEOFÍSICAS TÉCNICAS DE PROSPECCIÓN EN CAMPO b) Resistividad eléctrica: “sondeo eléctrico vertical” SEV facilita información c) Geo-radar: para obtener información sobre servicios enterrados, conducciones, depósitos, fluidos, nivel freático, unidades geológicas y cambios laterales de las litologías. d) Microgravimétricas: Para detectar deficiencias de masas asimilables a oquedades, karstificaciones. con equipos que expresan perfiles de anomalías de Bouguer en ud. 10-7 m/s2. e) Otras: Magnetometría, VLF, calicateo electromagnético, gravimetría, etc.; que puedan aportar una información adicional. 2. El, procesado e interpretación de los trabajos geofísicos se realizará integrando los resultados en el marco geológico, geotécnico y morfológico del área estudiada. Aun así, se requiere disponer de resultados de ensayos geotécnicos (sondeos y penetros), que permitan su interpretación. 3. En zonas sísmicas y para edificios de los tipos C-1 y C-2 se recomienda la utilización de ensayos “down-hole” o “cross-hole” (norma ASTM: D 4428) para identificar la velocidad de propagación vs de las ondas S y clasificar las distintas unidades geotécnicas conforme a la NCSE. Para edificios C-2 y C-3 en zonas con ab>0,08 g será obligatoria la realización de estos ensayos. 16 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 4.- ENSAYOS “IN SITU” 4.1.- ENSAYOS “IN SITU” DENTRO DEL SONDEO 4.1.1.- El ensayo S.P.T. (estandar penetracion test) Como parte de la acreditación en el área GTC, el ensayo de penetración estándar SPT se encuentra normalizado según UNE 103800-92 y define el número de golpes (N) necesario para que una maza de 63,5 (± 0,5) kg de masa golpee en la cabeza del varillaje desde una altura de 760 (±10) mm. y consiga que el tomaequipo y tras la denominada penetración de asiento, de otros 150 mm. La ejecución del mismo requiere una maniobra previa para la limpieza del fondo de la perforación, y otra maniobra para instalar el útil necesario. El ensayo S.P.T. ENSAYOS IN SITU DENTRO DEL SONDEO: ENSAYOS “IN SITU” muestras penetre 300 mm., después del descenso inicial por el propio peso del Cuando este ensayo está previsto sobre una roca mas dura e impenetrable a priori se utilizará una puntaza ciega cónica. En este caso no se recupera material alguno pero se obtiene un gráfico de penetrabilidad. Es útil en gravas por ejemplo, donde la cuchara normal se rompería y no recuperaría nada. Seguidamente se expresa una interpretación de los parámetros resistentes de un suelo en base al NSPT, según tabla D.23 , Tabla D.23.(CTE) Valores orientativos de NSPT, resistencia a compresión simple y módulo de elasticidad (Modificada) Tipo de suelo Suelos muy flojos o muy blandos Suelos flojos o blandos Suelos medios Suelos compactos o duros Rocas blandas Rocas duras Rocas muy duras 2 2 2 2 NSPT qu (kN/m ) qu (kp/cm ) E (MN/m ) E (kp/cm )/F=2 < 10 0- 80 0- 0.82 <8 40.77 10 - 25 80 - 150 0.82 – 1.53 8 – 40 40.77-203.87 25 - 50 150 - 300 1.53 – 3.06 40 – 100 203.87-509.68 50 – Rechazo 300 - 500 3.06 – 5.10 100 – 500 509.68-2548.42 Rechazo Rechazo Rechazo 500 – 5.000 5.000 – 40.000 > 40.000 5.10– 50.97 50.97 – 407.75 > 407.75 500 – 8.000 8.000 – 15.000 >15.000 2548.42-40774.67 40774.67-76452.59 >76452.59 . 17 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 4.1.2.- El ensayo de molinete (Vane Test) El ensayo de molinete (Vane Test) arcillas susceptibles, especialmente a grandes profundidades, donde la toma de muestras es dificultosa. Consiste en la hinca de un molinete de cuatro aspas hasta la cota deseada. El método puede ser dinámico o estático (como si se tratase de un penetrómetro), o bien puede realizarse en el interior de sondeo y a cota de perforación. Una vez alcanzada la cota deseada se procede a una torsión del molinete a través del varillaje rompiendo el terreno a través de un momento de torsión que medido en superficie, permite calcular la resistencia al corte del suelo. Existen molinetes manuales para la realización del ensayos en tramos superficiales o en muestras de suelos. 4.1.3.- Presiometros El presiómetro unicelular Oyo dispone de una sonda cilíndrica con membrana expandible que se introduce en el interior de una perforación, previamente ejecutada con el diámetro de la sonda unicelular y hasta la cota requerida por el ensayo. Este es adecuado para realizar ensayos en suelos muy consolidados e incluso rocas, permitiendo calcular Presiometros ENSAYOS IN SITU DENTRO DEL SONDEO ENSAYOS “IN SITU” Adecuado para la determinación de la resistencia sin drenaje de módulos de deformación in situ El presiómetro tricelular Menard es el mas utilizado dentro de Geotecnia. Se trata de un ensayo de carga estática del terreno, que se realiza introduciendo en un pozo una sonda cilíndrica dilatable radialmente. El ensayo permite obtener una curva de variación de las deformaciones volumétricas del suelo, en función del esfuerzo aplicado, y definir una relación esfuerzo-deformación, en la hipótesis de una deformación plana. 18 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 4.1.4.- Ensayos de permeabilidad La permeabilidad “K” es la capacidad que tiene un terreno para permitir el paso del agua. El método determina el caudal de agua que pasa a por una sección de terreno, bajo la carga producida por un gradiente hidráulico a una temperatura determinada. Q=ckH Donde : Q = caudal c = Constante que depende de la forma de la cavidad=5r; r=radio sondeo H = Gradiente hidráulico (altura de la lámina de agua) K = Permeabilidad Los ensayos de bombeo de pozos suelen dar excelentes resultados ya que realidad. Sin embargo, son costosos y largos. Ensayos de permeabilidad El ensayo Lefranc consiste en la observación del volumen de agua necesario (caudal Q) para mantener constante el nivel H de agua en un sondeo. Está concebido para cotas infrayacentes al nivel freático. El ensayo Lugeon in situ efectuados con obturador (simple o doble), habitualmente en macizos rocosos. La propuesta inicial de este ensayo pretendía ofrecer una clasificación de macizos rocosos, pero de su uso y experiencia se dedujo la posibilidad de calcular la permeabilidad. El ensayo normalizado se ejecuta en un sondeo para una longitud de 1 m o más, y se aplica una presión de 10 kp/cm2 durante 10 min. La unidad lugeon (uL) se define como la pérdida de 1l. De agua por minuto y por metro lineal. 4.1.5.- La permeabilidad en el código técnico La permeabilidad en ENSAYOS IN SITU DENTRO DEL SONDEO ENSAYOS “IN SITU” afectan a grandes masas de terreno y, proporcionan valores muy próximos a la Para la determinación del coeficiente de permeabilidad y en base a la dificultad y costes de estos trabajo, el CTE permite recurrir a correlaciones granulo-plásticas: Tabla D.28. (CTE) Valores orientativos del coeficiente de Permeabilidad Tipo de suelo Grava limpia Arena limpia y mezcla de grava y arena limpia Arena fina, limo, mezclas de arenas, limos y arcillas Arcilla kz (m/s) > 10-2 10-2 – 10-5 10-5 – 10-9 < 10-9 19 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 4.2.- OTROS ENSAYOS “IN SITU” 4.2.1.- Ensayo de penetración estática CPT y CPTU Los ensayos de penetración estática presentan su mayor desarrollo a partir de la experiencia de los holandeses que desarrollan estas técnicas para reconocimiento de suelos blandos y saturados. Por tanto la aplicación de estos ensayos se refiere a determinaciones de los parámetros de consolidación y resistencia de suelos Ensayo de penetración estática CPT y CPTU El ensayo de penetración estática CPT (Cone Penetration Test) Determinación del esfuerzo necesario para realizar la hinca o penetración de una punta cónica en el terreno, a través de una presión continua y a una velocidad constante (2 cm/s) El ensayo de penetración estática CPTU El cono del CPTU dispone de un captor para registrar la presión intersticial, consistente en un filtro poroso rígido y permeable. La piedra porosa se satura con agua y glicerina en una cámara al vacío. Para la ejecución del ensayo, la saturación se conserva con un capuchón de caucho. El ensayo de disipación La hinca del penetrómetro en un suelo saturado conlleva un cizallamiento y un incremento positivo o negativo de la presión intersticial. El ensayo de disipación consiste en la detención de la penetración mientras que se continua midiendo la disipación de la presión intersticial hasta conseguir un valor de equilibrio que coincide con el valor de la presión hidrostática a la cota ensayada 4.2.2- Dilatómetros El ensayo dilatométrico pretende determinar “in situ” los parámetros de Dilatómetros OTROS ENSAYOS “IN SITU” ENSAYOS “IN SITU” blandos (marismas ...) resistencia de un suelo o una roca. El método consiste en la hinca o introducción en el taladro de un sondeo, de una sonda capaz de ejercer presión sobre el terreno en dos o mas direcciones, controlando la deformación y el momento de la rotura. 20 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica sonda capaz de ejercer presión sobre el terreno en dos o mas direcciones, controlando la deformación y el momento de la rotura. El dilatómetro Marchetti Dilatómetros En esencia el ensayo consiste en introducir en el terreno la cuchilla del DMT mediante empuje hidráulico o dinámico, parando a intervalos de profundidad variable (por ejemplo cada 1,50 m.) membrana de acero para obtener cuatro lecturas que después son calculadas o interpretadas informáticamente. 4.2.3- Placa de carga El ensayo de placa de carga permite determinar las características de deformación, y a veces la resistencia de un terreno. Consiste en colocar una placa sobre el terreno, aplicar una serie de cargas, y Placa de carga OTROS ENSAYOS “IN SITU” ENSAYOS “IN S ITU” En cada parada, el operador actúa inyectando gas a presión y dilatando la medir las deformaciones. El resultado del ensayo se presenta en un diagrama tensión deformación. A partir de un ensayo de carga se pueden deducir las características elásticas, el coeficiente de Poisson y el módulo de deformación. El apartado 10 del E.5 define que el reducido bulbo de tensiones de la placa de ensayo puede quedar limitado a las zonas más competentes del terreno, y no reflejar la deformabilidad del conjunto terreno-cimentación. 21 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 4.2.4- Instrumentación inclinométrica El inclinómetro es una instrumentación adecuada a estudios de estabilidad de taludes y laderas. También es un sistema de instrumentación adecuado para controlar el funcionamiento de una pantalla durante el vaciado del intrados. Permiten detectar y medir los movimientos laterales en áreas deslizadas, o deformación de elementos sometidos a solicitaciones laterales (pilotes, pantalla...) Un sistema de inclinometría incluye una instalación fija dentro de sondeo de la Inclinómetros OTROS ENSAYOS “IN SITU” ENSAYOS “IN SITU” Características del equipo. Montaje, realización de lecturas tubería inclinométrica adecuadamente protegida mediante una arqueta en la boca del sondeo, una unidad móvil formada por un sensor que detecta inclinaciones y es capaz de convertirlas a desplazamientos relativos a lo largo del sondeo con respecto a un punto fijo, un cable de control y una unidad de lectura. El movimiento lateral del terreno causa que la tubería se desplace de la posición inicial a una nueva posición. Mediante lecturas sucesivas se puede determinar por tanto la profundidad a la que se encuentra la zona de mayores empujes laterales o superficie de rotura del deslizamiento. 22 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 5.- TIPOS DE MUESTRAS DE SUELOS 5.1.- GENERALIDADES SOBRE LA TOMA DE MUESTRAS Una de las principales causas por la que se realiza un sondeo geotécnico es la disponibilidad de un testigo o muestra de suelo o roca sobre el que se pueden realizar ensayos de laboratorio para la caracterización geomecánica de los mismos. Está claro que la obtención de muestras de suelo solo consiste en la toma de un GENERALIDADES SOBRE LA TOMA DE MUESTRAS TIPOS DE MUESTRAS DE SUELOS pedazo de testigo que tras ser machacado y secado se encuentra disponible para realizar granulometrías y determinación de los límites de Atterberg. Además se pueden realizar ensayos para determinación de sulfatos, carbonatos, materia orgánica, e incluso ensayos para determinar la potencial expansividad en el aparato Lambe. No obstante durante la perforación a rotación, si el testigo de suelo es de consistencia blanda, media e incluso firme, se produce una cierta alteración de la estructura del mismo con lo que otros parámetros como la resistencia a la rotura, el grado de desecación, etc, no pueden ofrecer valores reales. Si por el contrario, el material atravesado es de una consistencia dura o naturaleza rocosa esta alteración por rotación es mínima. Para conseguir la menor alteración posible de las condiciones naturales de un suelo o roca se procede a la toma de muestras inalteradas. Cuando se trata de suelos de consistencia dura o naturaleza rocosa, frecuentemente se procede al parafinado de la muestra que fundamentalmente conserva la humedad natural del suelo. Cuando se trata de suelos de consistencia blanda, media o firme, para conservar sus características se procede a la toma de muestras inalteradas con dispositivos especiales. Cuando se trata de materiales no cohesivos (sueltos), la toma de muestras inalteradas es prácticamente imposible. 23 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 5.1.1.- Tipos de Muestras según CTE 1. En la toma de muestras se deben cumplir unos requisitos diferentes según el tipo de ensayo que se vaya a ejecutar sobre la muestra obtenida. a) Muestras de categoría A: mantienen inalteradas las propiedades: estructura, densidad, humedad, granulometría, plasticidad y componentes químicos estables; b) Muestras de categoría B: mantienen inalteradas las propiedades: Tipos de Muestras según CTE GENERALIDADES SOBRE LA TOMA DE MUESTRAS TIPOS DE MUESTRAS DE SUELOS 2. Se especifican tres categorías de muestras: humedad, granulometría, plasticidad y componentes químicos estables; c) Muestras de categoría C: todas aquellas que no cumplen las especificaciones de la categoría B. 3. En la tabla 3.5 del CTE se señala la categoría mínima de la muestra requerida según los tipos de ensayos de laboratorio que se vayan a realizar. Tabla 3.5 (CTE Modificada). Categoría de las muestras de suelos y rocas para ensayos de laboratorio Propiedades a determinar - Peso específico aparente. Porosidad - Permeabilidad - Resistencia - Deformabilidad - Expansividad - Humedad - Peso específico de las partículas - Identificación organoléptica - Granulometría - Límites de Atterberg - Contenido en materia orgánica y en CaCO3 - Contenido en sulfatos solubles Categoría mínima de la muestra A B C Denominación común Habitualmente denominadas Muestras Inalteradas (MI y TP) Habitualmente denominadas Muestras Alteradas (MA) 24 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 5.1.2.- Tipos de toma-muestras según CTE 4. la tabla D.8 del CTE especifica los diferentes tipos de tomamuestras, el método de hinca y la categoría adjudicada. Presión Percusión φ ≥ 80 mm Percusión Batería sencilla de perforación Tubo doble/triple Rotación φ ≥ 80 mm Abierto bipartido de pared gruesa sin o con dispositivo de retención Como el anterior con elementos gruesos hasta 10 mm. Arenas con finos compactos bajo el nivel freático. Suelos cohesivos de consistencia media a muy firme Como el anterior con elementos grueso hasta 30 mm Arena limpia bajo el nivel freático. Suelos cohesivos de consistencia dura Suelos arcillosos de consistencia dura. Rocas no deleznables Rotación Abierto seccionado de pared semidelgada sin o con dispositivo de retención Suelos cohesivos de consistencia blanda a media. Arenas sobre el nivel freático no muy compactas Suelos arcillosos de consistencia dura. Rocas blandas o disgregables Categoría Método de hinca Tallada a mano Pico y pala Percusión a mano Suelos cohesivos de consistencia blanda a media. Arena y gravilla Presión Cubo de 200 mm 1 kg Arcillas, arenas, gravas, costras φ ≥ 86 mm Mecánico en sondeo Abierto de pared delgada (Shelby) Suelos cohesivos de consistencia media a dura φ ≥ 150 mm Cilindro Tipo de suelo idóneo φ ≥ 86 mm Manual en catas En saco Dimensio nes Valores mínimos φ ≥ 70 mm Tipo de tomamuestras Bloque o caja Tipos de toma-muestras según CTE GENERALIDADES SOBRE LA TOMA DE MUESTRAS TIPOS DE MUESTRAS DE SUELOS Tipo de Muestreo Tabla D.8. (CTE) Tipo y categoría de los tomamuestras Tipo de suelo en que no es practicable A Arenas flojas. Suelos disgregables. Gravas C B Cantos Costras A Grava. Arenas bajo el nivel freático. Suelos arcillosos de consistencia dura. Suelos estratificados gruesos A/B Grava gruesa. Arenas bajo el nivel freático. Suelos arcillosos de consistencia dura. Suelos estratificados gruesos A/B C Grava, bolos, arenas. Arcillas blandas a medias B/A Gravas, bolos, arenas. Arcillas muy blandas a compactas 25 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 6.- TIPOS DE “TOMA-MUESTRAS” EN SONDEOS 6.1.- EJEMPLOS DE DIFERENTES “TOMA-MUESTRAS” 6.1.1.- Muestras alteradas Tipo “C” , Una muestra alterada consiste en tomar un fragmento de testigo de suelo para someter a determinados ensayos de laboratorio. Dada las alteraciones físicas del Muestras alteradas Tipo “C” interviene ni la humedad natural ni la resistencia del suelo (granulometría, Limites de Atterberg, Lambe, ..). En cuanto a los parámetros químicos (sulfatos, carbonatos, materia orgánica...) debemos tener en cuenta el tiempo transcurrido desde la obtención del testigo hasta la realización del ensayo. Para su viabilidad debemos considerar los componentes químicos a analizar y su volatibilidad o alterabilidad. Como excepción, cuando se trata de un testigo rocoso, la muestra alterada puede ser sometida a rotura por compresión simple ofreciendo un valor qu de bastante fiabilidad. No obstante es recomendable su inalterabilidad a través de un parafinado que conserve la humedad natural. 6.1.2.- Muestras inalteradas Tipo “A” y “B” La inalterabilidad de una muestra de suelo o roca se refiere a la conservación de las características naturales en el mayor grado posible, desde el momento de su Muestras inalteradas Tipo “A” y “B” EJEMPLOS DE DIFERENTES “TOMA-MUESTRAS” TIPOS DE “TOMA-MUESTRAS” EN S0NDEOS testigo, los parámetros representativos del mismo solo son aquellos en los que no extracción hasta el momento de su apertura y montaje en la bancada de laboratorio. En este sentido, la inalterabilidad de una muestra no solo depende de su adecuada y cuidadosa extracción sino también de su manipulación, transporte a laboratorio, conservación hasta el momento de su apertura y por ultimo su tallado, según el caso, y el montaje en el aparato de ensayo deseado, (prensa, triaxial, aparato de corte, edómetro ...). Como anotación de sentido común, debemos pensar que la muestra inalterada no existe. Aun cuando la pericia del sondista y operario son extremadas, el simple hecho de extraer una muestra de suelo de su posición natural conlleva una alteración que a efectos prácticos debemos despreciar pero no olvidar. 26 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.- RECONOCIMIENTOS DE SUELOS 7.1.- ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS Los materiales del subsuelo terrestre se encuentran constituidos por rocas y suelos cuya génesis o procedencia puede ser de origen sedimentario o producto de la alteración - meteorización de un sustrato rocoso. Los suelos y las rocas se encuentran constituidos por agregados de partículas sólidas de geometría y disposición irregular. Las irregularidades inherentes a cualquier material natural implica que la representatividad de una muestra depende del La estructura de un suelo se encuentra constituida por tres fases: • Sólida: Granos minerales . • Líquida: agua con compuestos químicos en poros y o estructura mineral . • Gaseosa: aire y otros gases en poros y huecos. Según el tamaño y forma de los granos, al ponerse en contacto con el agua se producen fuerzas superficiales que aumentan al disminuir el tamaño de las partículas provocando la adherencia de las mismas por un fenómeno denominado cohesión. Ante tal circunstancia, una primera clasificación de suelos se basa en el tamaño de las partículas constituyentes del mismo, diferenciándose suelos de grano grueso y suelos de grano fino. Dependiendo del comportamiento físico-químico de las partículas de los suelos de grano fino, estos definen una nueva gran diferenciación: suelos cohesivos y suelos. 7.1.1.- El esqueleto sólido El esqueleto sólido de un suelo son los granos o partículas minerales de tamaño y , El esqueleto sólido ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS volumen de la muestra ensayada. forma variable. El tamaño de las partículas La medida de los tamaños de grano se realiza a través de análisis granulométricos por tamizado o sedimentación, estableciéndose unos criterios de tamaño que se correlacionan con descripciones de tamaño bolos, gravas, arena, limos y arcilla. 27 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica La forma de las partículas El esqueleto sólido ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS AXAN, s.l. Según Krumbrein y Sloss (1955) las partículas se clasifican por su forma y por su redondeamiento. Esto último se refiere al estado de su superficie. La clasificación ha de hacerse visualmente, observando el material con una lupa o microscopio, si fuera necesario. La figura adjunta es la plantilla en la que se basa. Para materiales (gravas) existen gruesos otras escalas basadas en la medida directa de un número suficientemente grande de la relación entre las dimensiones extremas de las partículas. Estas determinaciones suelen hacerse con frecuencia en los áridos destinados a ser empleados en pavimentos de carreteras. La norma NLT 354/74 proporciona un *índice de lajas y agujas de los áridos para carreteras. 28 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.1.2.- Los huecos: la Porosidad La porosidad y el índice de poros se determinan a partir del peso específico de las partículas y peso específico seco. La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen, y el peso específico es la cantidad de peso por unidad de volumen. Los suelos y rocas son sistemas trifásicos: sólido + líquido + gas. Normalmente el La porosidad (n) es el volumen ocupado por líquido y/o gas. El índice de poros (e) es la relación entre el espacio ocupado por poros y el ocupado por las partículas sólidas. Los huecos: la Porosidad ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS líquido es agua y gas vapor de agua. Dentro de un conjunto o agregado de granos minerales, existe una cantidad de huecos dependiente del grado de compacidad, del tamaño de las partículas, de la redondez y esfericidad de los granos ... Este espacio entre granos constituye la porosidad del sólido, manteniendo una relación directa con su permeabilidad . El Índice de Poros (e) es la relación del volumen de poros respecto al volumen de partículas sólidas. La relación entre el índice de poros (e) y el de porosidad (n) queda representado gráficamente en el esquema, y se interpreta: n = e /1+e e = n /1-n De manera genérica, en el siguiente cuadro se describen los valores típicos de las diferentes propiedades elementales de suelos y rocas. 29 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.1.3.- La cohesión La mecánica de suelos hace una clara distinción entre suelos cohesivos y no cohesivos: Suelos cohesivos o coherentes.- son aquellos cuyas partículas o granos (generalmente de tamaño fino), mantienen una ligadura tensional entre si, como consecuencia de sus características físico-químicas. Generalmente se trata de arcillas con plasticidad, impermeabilidad y tamaño de partícula inferior a 2 micras. son muy sensibles a los contenidos en humedad. Suelos no cohesivos o incoherentes.- son aquellos cuyos granos no se mantienen unidos salvo en presencia de cierto grado de humedad en que las fuerzas de tensión superficial del agua que rellena los poros hace de adherente. Generalmente son de estructura granular visible, no plásticos y permeables. La cohesión ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS La dimensión de las tensiones que mantienen ligadas o unidas a estas partículas La cohesión es la componente friccional del esfuerzo total al que se ve sometido un suelo ante ciertas solicitaciones (confinamiento, presión normal + presión horizontal). Son fuerzas electroquímicas que favorecen la adhesión intergranular. La cohesión de un suelo depende del grado de humedad en tanto que el agua presenta una c= 0. La cohesión efectiva (c´) es la fuerza soportada por el esqueleto granular del suelo tras su drenaje, es decir en condiciones a largo plazo. La cohesión total (c) es la suma de tensiones absorbidas por el agua intergranular y por los propios granos, es decir sin permitir el drenaje o en condiciones a corto plazo. Los esfuerzos horizontales son absorbidos por el rozamiento intergranular que se define como Angulo de rozamiento interno, dependiente del grado de consolidación o presión normal y el agua intersticial que favorece, por lubrificación, el desarrollo del hipotético plano de rotura. Por el contrario, el aumento de la presión normal aumenta el rozamiento entre granos. 30 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.2.- CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS 1. Según CTE, de todas las muestras obtenidas en calicatas o sondeos se hará una , descripción detallando aquellos aspectos que no son objeto de ensayo, como el color, olor, litología de las gravas o trozos de roca, presencia de escombros o materiales artificiales, etc, así como eventuales defectos en la calidad de la muestra, para ser incluida en algunas de las categorías A o B. La descripción de suelos permite una primera idea del tipo de terreno, que permitirá decidir los ensayos de laboratorio y una primera aproximación de resultados. El principal objetivo de la descripción es clasificarlo al menos dentro de los 2 principales grupos: - Suelos de grano grueso. - Suelos de grano fino. El tipo de suelo viene definido por su granulometría y plasticidad, además de por su colorimetría y estado de consistencia o densidad. 7.2.1.1- Granulometría y plasticidad. La primera caracterización de suelos de define en base a la granulometría y la plasticidad del mismo. En este sentido, las diferentes descripciones son: Granulometría y plasticidad Criterios de descripción CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS 7.2.1.- Criterios de descripción Suelos de grano grueso: Se toma una fracción representativa de la muestra y se extiende sobre una superficie plana. Una vez extendida, se examina con la idea de determinar graduación, tamaño, forma y en lo posible composición mineralógica. Bolos, gravas y arenas, se suelen identificar fácilmente por su tamaño. El material alterado se reconoce por sus decoloraciones y por la relativa facilidad con la que se pueden disgregar sus granos. Para la fracción fina, en suelos de grano grueso, es difícil de calcular su 31 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica porcentaje en el campo, aunque existen métodos aproximativos como el de extender la muestra sobre una superficie plana y calcular visualmente el número de partículas presentes. La presencia de arena fina se puede precisar frotando una porción de muestra entre los dedos; las partículas de limos y arcillas son suaves al tacto y Granulometría y plasticidad DIFERENCIA ENTRE GRAVAS Y ARENAS Gravas (>2 mm) Arenas (entre 0,06 y 2 mm) Los granos no se apelmazan Los granos se apelmazan si aunque estén húmedos, debido están húmedos debido a la a la pequeñez de las tensiones importancia de las tensiones capilares capilares. Criterios de descripción CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS manchan los dedos, mientras que la arena no. DIFERENCIA ENTRE ARENAS Y LIMOS Arenas (entre 0,06 y 2 mm) Limos (entre 0,002 y 0,06 mm) Partículas visibles. Partículas invisibles. En general, no plásticas. En general, algo plásticos. Los terrenos secos tienen una ligera cohesión, pero se reducen a polvo fácilmente entre los dedos. Los terrones secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos. Fácilmente erosionadas por el Difícilmente erosionados por el viento. viento. Cajas de Sondeo con materiales de tipo granular 32 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Suelos de grano fino: Para la identificación de este tipo de suelos en el campo se utilizan una serie de ensayos que entre otros son: - Valoración de la proporción de finos plásticos. Básicamente consiste en seleccionar una muestra ponerla blanda. Seguidamente se sacude horizontalmente golpeándola entre las palmas de las manos. Un suelo de grano fino que no sea plástico o que tenga una baja plasticidad, Granulometría y plasticidad se pondrá brillante por subir el agua a su superficie mientras se sacude. Criterios de descripción CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS de suelo añadiéndole el agua necesaria para Finalmente al perder la humedad se disgregará del conjunto, quedando separadas las dos fracciones. - Estimación de la plasticidad. Este procedimiento es el que se emplea en el laboratorio para establecer el límite plástico del suelo, pero que a groso modo puede ser útil en el campo para identificar la fracción arcillosa. Consiste en extraer un pedazo de la muestra de suelo e intentar hacer un rulo con él varias veces. El suelo que no sea plástico, o que tenga una baja plasticidad, no tendrá tenacidad (facilidad de moldeado) o muy baja. DIFERENCIA ENTRE LIMOS Y ARCILLAS Limos (entre 0,002 y 0,06 mm) Arcillas (<0,002 mm) No suelen tener propiedades Suelen tener propiedades coloidales. coloidales. Tacto áspero. Tacto suave. Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos. Los terrones secos tienen una cohesión apreciable, pero se pueden reducir a polvo con los dedos Se secan lentamente y se pegan a los dedos. Los terrones secos se pueden partir, pero no reducir a polvo con los dedos. 33 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.2.1.2- Colorimetría. La colorimetría puede contribuir a los criterios identificativos tanto por su composición mineralógica como por el estado de alteración en que se encuentra. Suelos con tonalidades marrón-pardas son característicos de niveles de alteración edáfica (tierra vegetal) y suelen presentar restos de raíces. frecuentes nódulos carbonatados consecuencia de oscilaciones del nivel freático que dan lugar a este tipo de precipitaciones (carbonatos). Los horizontes de transición también pueden definirse por ambientes de oxidación que dan lugar a tonalidades marrón-rojizas. Colores amarillentos y marrón anaranjados son característicos de formaciones pliocenas de naturaleza limosa y limo arenosa que pueden presentar nódulos Colorimetría Criterios de descripción CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS Colores beige blanquecinos son característicos de horizontes de transición con y pátinas ocre ferruginosas. Arcillas con coloraciones gris verdosas a gris azuladas son características de depósitos miocenos formados en condiciones anaerobias (ausencia de colores amarillentos y rojizos que marcan los procesos de oxidación aerobios). Por último, coloraciones gris oscuras a gris negruzcas en arcillas son típicas de depósitos cuaternarios fangosos con gran cantidad de materia orgánica. Por tanto el color del suelo ayuda a establecer una primera aproximación de su naturaleza, edad geológica y tipo de depósito. 34 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.2.1.3- Consistencia. El estado de consistencia de un suelo en un criterio de campo que nos ayuda a valorar al mismo desde el punto de vista de su resistencia. La consistencia de un suelo depende de su granulometría así como del grado de saturación. En este sentido, suelos con una misma granulometría pueden presentar ejemplo: arcillas saturadas presentan una resistencia muy baja, mientras que arcillas secas tiene una resistencia muy elevada). Para obtener una primera aproximación de la resistencia del material “in situ” y en condiciones naturales, existe un sencillo ensayo de campo que nos ofrece estos parámetros de resistencia, en base a la facilidad o no de introducir el puño o de no poder introducir ni siquiera la uña, como extremos dentro de Consistencia Criterios de descripción CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS distintos estados de consistencia en función de su grado de humedad (por una escala de resistencia a la penetración. Para la realización de este tipo de ensayo es necesaria una cierta experiencia en el conocimiento de suelos. Así mismo, utilizando valores deducidos de los ensayos de penetración (SPT o MI) podemos establecer una escala de resistencia que nos da una idea del estado de consistencia/compacidad en la que se encuentra un suelo. 35 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 7.2.1.4- Textura y estructura. De manera resumida se distinguen los siguientes tipos de suelos según su origen geológico, cuya interpretación puede realizarse reconociendo la textura y estructura. Suelos residuales o eluviales: Restos de rocas descompuestos “in situ”. Suelos coluviales: Suelos que han sufrido un transporte por gravedad o heterogéneos y mezclados. Suelos aluviales: Suelos que han sufrido un transporte más prolongado, que ha producido una verdadera clasificación. El término aluvial suele referirse a suelos depositados por cursos de agua. Suelos eólicos: Suelos de granulometría uniforme. El más importante es el Textura y estructura Criterios de descripción CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE SUELOS RECONOCIMIENTOS DE SUELOS lluvia y que suelen entrañar una cierta segregación. Suelen ser de loess, suelo arenoso o limoso cuyos granos se encuentran adheridos por un cemento calcáreo o arcilloso. 36 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 8.- RECONOCIMIENTOS DE ROCAS Y MACIZOS ROCOSOS 8.1.- CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE ROCAS 1. , A los efectos del CTE, un macizo rocoso se caracteriza por la resistencia de la roca matriz, que debe matizarse con otras propiedades de su discontinuidad, como son: apertura, rugosidad, tipo de relleno, espaciamiento, índice de fracturación, persistencia, clase RQD, o presencia de agua. Dichos parámetros podrán utilizarse para determinar otros índices, tales como el RMR, indicativos del comportamiento 8.1.1.- Criterios generales La roca es un agregado de minerales ligados estrechamente entre sí y tan poco alterados como para reconocer la estructura de origen. Criterios generales La composición mineralógica y la textura son las que permiten una identificación y calificación definitiva. No sólo será importante el tipo de roca, sino el estado en que se encuentre. Los criterios de descripción tienen en cuenta el estado de la roca sana, y sobre todo el tipo, número y espaciado de las discontinuidades que presenta en macizo rocoso. La descripción geotécnica básica constituye una caracterización geomecánica del terreno basada en la observación directa del mismo, aportando el nombre de la roca y las características estructurales y mecánicas del medio rocoso como el espesor de estrato y las características de las discontinuidades. 8.1.2- Descripción petrológica. Descripción petrológica CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE ROCAS RECONOCIMIENTOS DE ROCAS Y MACIZOS ROCOSOS global del macizo rocoso. Desde el punto de vista geológico, las rocas se pueden agrupar en función de su génesis los grupos: Tabla D.4. (CTE) Clasificación de rocas Rocas sedimentarias: Rocas metamórficas: Rocas plutónicas:. Rocas volcánicas: Conglomerados, Areniscas, Limolitas, Argilitas, Margas, Calizas, Calizas margosas, Calcarenitas, Dolomías, Yesos. Cuarcitas, Pizarras, Esquistos, Gneises, Corneanas. Granitos, Dioritas, Gabros, Pórfidos, Peridotitas Basaltos, Fonolitas, Piroclastos, Traquitas, Ofitas, Riolitas, Andesitas, Dacitas. 37 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica deducirse inferirse el grado de meteorización, las discontinuidades que presenta e incluso el espaciado. Grado de meteorización de la roca CRITERIOS DEL CTE PARA RECONOCIMIENTOS DE ROCAS Clasificación de visu de los testigos o fragmentos de roca de la cual puede Tabla D.5. (CTE) Grado de meteorización de las rocas (ISRM) Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas Grado Denominación Criterio de reconocimiento I Roca sana o fresca La roca no presenta signos visibles de meteorización, pueden existir ligeras pérdidas de color o pequeñas manchas de óxidos en los planos de discontinuidad II Roca ligeramente meteorizada La roca y los planos de discontinuidad presentan signos de decoloración. La roca puede estar decolorada en la pared de las juntas pero no es notorio que la pared sea más débil que la roca sana Roca moderadamente meteorizada La roca está decolorada en la pared. La meteorización empieza a penetrar hacia el interior de la roca desde las discontinuidades. El material es notablemente más débil en la pared que en la roca sana. Material débil <50% del total IV Roca meteorizada o muy meteorizada Más de la mitad del material está descompuesto a suelo. Aparece roca sana o ligeramente meteorizada de forma discontinua V Roca completamente meteorizada Todo el material está descompuesto a un suelo. La estructura original de la roca se mantiene intacta VI Suelo residual La roca está totalmente descompuesta en un suelo y no puede reconocer-se ni la textura ni la estructura original. El material permanece “in situ” y existe un cambio de volumen importante III 8.2.- CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO 8.2.1.- Características estructurales y mecánicas del macizo rocoso Características estructurales CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO RECONOCIMIENTOS DE ROCAS Y MACIZOS ROCOSOS 8.1.3- Grado de meteorización de la roca. Un macizo rocoso se caracteriza por la resistencia de la roca matriz, que debe matizarse con otras propiedades de su discontinuidades: apertura, rugosidad, tipo de relleno, espaciamiento, índice de fracturación, persistencia, clase RQD, o presencia de agua. Dichos parámetros podrán utilizarse para determinar otros índices como el RMR, indicativos del comportamiento global del macizo rocoso. En las tablas D.9 a D.17 se indican criterios para esta caracterización. En el siguiente apartado se recoge la clasificación de macizos rocosos, recogiendo todos los criterios descritos en esas tablas (D.9 a D.17) 38 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 8.2.2.- Clasificación del macizo rocoso (RMR - Bieniaswski, 1989) Desarrollada por Bieniawski en 1973 y actualizada en 1979 y 1989, constituye un sistema de clasificación de macizos rocosos según índices de calidad. A través de parámetros obtenidos en estaciones geomecánicas y sus puntos de lectura, según los criterios anteriores así como por los ensayos de rotura por compresión simple: 2 5 Estado de las discontinuidades 4 >10 10-4 4-2 2-1 Compresión simple (MPa) Compresión simple >250 250-100 100-50 50-25 25-5 5-1 <1 15 12 7 4 90%-100% 75%-90% 50%-75% 25%-50% <25% 20 17 13 6 3 >2m 10 0,6-2 m 15 0,2-0,6 m 10 0,06-0,2 m 8 <0,06 m 5 <1 m 1-3 m 3-10 m 10-20 m >5 mm 6 Nada 6 5 <0,1 mm 5 3 0,1-1,0 mm 3 1 1-5 mm 1 0 >5 mm 0 Rugosidad Muy rugosa Rugosa Ligeramente rugosa Ondulada Suave Puntuación 6 Separación entre diaclasas Agua freática 3 Ensayo de carga puntual Puntuación RQD Puntuación Puntuación Longitud de la discontinuidad Puntuación Abertura Puntuación 3 1 0 Relleno blando Relleno blando < 5 mm 4 >5 mm 2 < 5 mm 2 >5 mm 0 Ligeramente alterada Medianament alterada Muy alterada Descompuesta 5 < 10 litros/min 3 10-25 litros/min 1 25-125 litros/min 0 >125 litros/min 0 0-0,1 0,1-0,2 0,2-0,5 >0,5 Seco Ligeramente húmedo Húmedo Goteando Agua fluyendo 7 4 0 -5 -7 -25 Desfavorables -10 -15 -50 Muy desfavorables -12 -25 -60 60-41 Media III 40-21 Mala IV <20 Muy mala V 10 horas con 2,5 m de vano 1-2 kp/cm2 30 minutos con 1 m de vano < 1 kp/cm2 15º-25º <15º Puntuación 6 Alteración Inalterada Puntuación Caudal por 10 m de túnel 6 Tiempo de mantenimiento y longitud Cohesión Angulo de rozamiento 0 Relleno duro Ninguno Estado general 1 5 Relleno Presión de gua/Tensión principal mayor 2 Relleno duro Nulo Puntuación 15 10 Corrección por la orientación de las discontinuidades Muy Dirección y buzamiento Favorables favorables Túneles 0 -2 Puntuación Cimentaciones 0 -2 Taludes 0 -5 Clasificación Puntuación 100-81 80-61 Calidad Muy buena Buena Clase I II Característic. geotécnicas Clasificación del macizo rocoso (RMR - Bieniaswski, 1989) CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DEL MACIZO ROCOSO RECONOCIMIENTOS DE ROCAS Y MACIZOS ROCOSOS 1 Resistenci a matriz rocos(MPa) Parámetros de clasificación Medias 10 años con 6 meses con 1 semana con 15m d vano 8m d vano 5 m de vano > 4 kp/cm2 3-4 kp/cm2 2-3 kp/cm2 >45º 35º-45º 25º-35º 39 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 9.- LOS ENSAYOS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO 9.1.- PROGRAMACION DE ENSAYOS DE LABORATORIO (CTE) 2. , El número de determinaciones del valor de un parámetro de una unidad geotécnica investigada será el adecuado para que éste sea fiable. Para una superficie de estudio de hasta 2000 m2, en cada unidad de importancia geotécnica se considera orientativo el número de determinaciones que se indica en la tabla 3.7. 3. Deberá procurarse que los valores se obtengan de muestras procedentes de PROGRAMACION DE ENSAYOS DE LABORATORIO (CTE) LOS ENSAYOS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO puntos de investigación diferentes, una vez que se hayan identificado como pertenecientes a la misma capa. Las determinaciones se podrán obtener mediante ensayos en laboratorio, o si es factible con ensayos in situ, aplicando las oportunas correlaciones si fueran necesarias. 4. Para superficies mayores se multiplicarán los números de la tabla 3.7 por (s/2000)1/2, siendo s la superficie de estudio en m2. Tabla 3.7. (CTE) Número orientativo de determinaciones in situ o ensayos de laboratorio para superficies de estudio de hasta 2000 m2 Propiedad Granulometría Identificación Plasticidad Arcillas y limos Deformabilidad Arenas Suelos muy blandos Resistencia a Suelos blandos a duros compresión simple Suelos fisurados Arcillas y Limos Resistencia al corte Arenas Contenido de sales agresivas Terreno T-1 3 3 4 3 4 4 5 3 3 3 T-2 6 5 6 5 6 5 7 4 5 4 5. Los ensayos indicados en la tabla 3.7 corresponden a cada unidad geotécnica que pueda ser afectada por las cimentaciones. El número de determinaciones in situ o ensayos indicados corresponde a edificios C-1 ó C-2. Para edificios C-3 o C-4 los valores del cuadro se recomienda incrementarlos en un 50%. 6. Para terrenos tipo T-3 se decidirá el tipo y número de determinaciones, que nunca serán inferiores a las indicadas para el T-2. 7. En la tabla D.18 se indican ensayos considerados adecuados para la determinación de las propiedades más usuales de un suelo o de una roca matriz. 40 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 9. Para la comprobación de los estados límite considerados en los distintos capítulos de este DB se distinguirá entre aquellos suelos cuya proporción en finos (limo + arcilla) sea inferior al 35% y los que superen dicha proporción, pudiéndose denominar unos y otros tal y como se indica en las tablas D.20 y D.21. Granulares 9.2.1.- Denominación de suelos granulares Tabla D.20. (CTE) Denominación matizada de suelos granulares(1) Porcentaje de finos < 35% Denominación % de arcilla y limo Nombre principal Grava o arena Nombre secundario Arenosa o con grava Con indicios de Limos o arcillas 1 - 10 Algo Limosa o arcillosa 10 - 20 Bastante Limosa o arcillosa 25 - 35 (1) Los términos arcilla y arcillosa de la tabla deben emplearse cuando se trata de finos plásticos y los términos limo y limosa, cuando los finos no son plásticos o poco plásticos según el criterio de Casagrande. 9.2.2.- Denominación de suelos finos Finos DENOMINACIÓN DE SUELOS SEGUN ANALISIS LOS ENSAYOS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO 9.2.- DENOMINACIÓN DE SUELOS SEGÚN ANÁLISIS 8. Los resultados de los ensayos granulométricos de suelos permitirán matizar los criterios de clasificación denominándolos con una palabra según su componente principal que podrá acompañarse de calificativos y sufijos según los componentes secundarios teniendo en cuenta el baremo de proporción en % de peso de cada fracción de suelo según se indica en las tablas D.20 y D.21. Tabla D.21. (CTE) Denominación matizada de suelos finos(1) Denominación Nombre principal Arcilla o limo Nombre secundario Arenosa/so o con grava Porcentaje de finos > 35% % de arena y grava < 35 35-65 9.3.- AGRESIVIDAD QUÍMICA DE SUELOS ROCAS Y AGUAS 10. La acidez Baumann-Gully y el contenido en sulfatos, detectados en muestras de suelo y rocas, así como determinados componentes químicos, presentes en el agua freática, permiten clasificar la agresividad química del terreno frente al hormigón. 11. La agresividad del agua freática se tomará al menos en el 50% de los sondeos. 12. La Instrucción EHE establece el empleo de cementos que posean resistencia adicional a los sulfatos, según la norma UNE 80303:96, para una exposición tipo Q, es decir, que el contenido en sulfatos del terreno sea SO42- en suelos ≥ 3000 mg/kg y/o ≥ 600 mg/l en el agua freática. Tabla D.22. (CTE) Clsificación de la agresividad química de suelos, rocas y aguas (EHE) Tipo de Medio agresivo Parámetros(1) Valor del pH Agua Suelo CO2 agresivo (mg CO2/l) + Ión amonio (mg NH4 /l) + Ión magnesio (mg Mg2 /l) 2 Ión sulfato (mg SO4 -/l) Residuo seco a 110º C (mg/l) Grado de acidez Baumann-Gully 2- Ión Sulfato (mg SO4 /kg de suelo seco) 6,5-5,5 Tipo de exposición Qb Ataque Medio 5,5-4,5 Qc Ataque Fuerte < 4,5 15-40 15-30 300-1000 200-600 75-150 40-100 30-60 1000-3000 600-3000 50-75 > 100 > 60 > 3000 > 3000 < 50 Qa Ataque Debil > 20 -(1) -(1) 2000-3000 3000-12000 > 12000 (1) Estas condiciones no se dan en la práctica 41 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.- DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO 10.1.- ENSAYOS IDENTIFICATIVOS. Los ensayos identificativos, básicamente son análisis granulómetricos y determinación de los límites de Atterberg. Con estos parámetros se pueden deducir por correlación muchos otros parámetros representativos de un suelo. 10.1.1.- Análisis granulométrico. Una de las propiedades mas importantes de un suelo es la distribución de El análisis granulométrico de suelos por tamizado se basa en la UNE 103101:1995, por la cual se especifica el método para determinar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo, expresándolas en %, hasta el tamiz de 0,08 mm. El análisis consta de dos partes: la fracción de suelos que pasa a través del tamiz de 0,08 mm (finos) y la fracción que queda retenida en el mismo (gruesos). Dentro de la fracción gruesa se diferencian Análisis granulométrico. ENSAYOS IDENTIFICATIVOS DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO tamaños de grano. los retenidos por el tamiz de abertura 5 mm (gravas) y los que pasan por este y son retenidos por el 0,08 (arenas). Entre estos tamices se insertan otros de aberturas intermedias, que delimitan los tamaños de grano con mayor precisión. Los análisis granulométricos se expresan en % de peso retenido en cada tamiz, respecto al peso seco total ensayado. Los resultados se presentan a través de curvas granulométricas cuyo eje de abcisas, en escala logarítmica representa los diferentes tamaños de tamices, y en el eje de ordenadas y escala decimal, el porcentaje de peso retenido. Además, desde la curva granulométrica, se pueden establecer coeficientes característicos, como el coeficiente de uniformidad y el coeficiente de curvatura: Cu = d 60 d10 Cc = 2 d30 d10 ⋅ d 60 42 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.1.2.- Límites de Atterberg Las propiedades mecánicas de los suelo, como pueden ser entre otras, su resistencia al corte, su capacidad de carga, o su comportamiento remoldeado en rellenos o excavaciones, dependen en gran medida de su humedad y Los limites de Atterberg pretenden delimitar el estado de cada suelo en función del grado de humedad, y de esta manera conocer el comportamiento geomecánico del mismo ante posibles variaciones de humedad. Límites de Atterberg ENSAYOS IDENTIFICATIVOS DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO fracción arcillosa. La repetitividad de resultados y comparación con situaciones reales permite asignar características geomecánicas similares para suelos con iguales límites de Atterberg. De esta manera, los límites de Atterberg son: Estado de consistencia Sólido Semisólido Límite de RETRACCIÓN Plástico Límite PLÁSTICO Líquido Límite LÍQUIDO Los límites de Atterberg, conjuntamente con la granulometría, son las determinaciones mas habituales en los laboratorios de análisis de suelos. La experiencia acumulada en muchas miles de determinaciones permite caracterizar y clasificar al suelo aproximando una fácil correlación con otros parámetros geotécnicos y geomecánicos. De hecho, la granulometría y límites de Atterberg permiten definir si un suelo es de grano fino o grueso, y los finos son o no plásticos, y por tanto es un suelo cohesivo o no cohesivo, con todas las implicaciones geomecánicas que ello implica. 43 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.2.- ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. 10.2.1.- Deformación Unidimensional en Edómetro. Es uno de los ensayos mas antiguos de la mecánica de suelos, y a través del mismo se pretende conocer el acortamiento o asentamiento de una porción de en los poros del suelo. La muestra se encuentra confinada en un anillo indeformable y cubierta por Deformación Unidimensional en Edómetro ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO suelo inalterado ante una presión vertical, por expulsión del aire y agua contenido piedras porosas que permiten el drenaje durante la consolidación. Permite conocer la reducción del volumen de huecos o poros ante cada escalón de carga. El ensayo se realiza por escalones de carga consecutivos, cada 24 horas. Los resultados se expresan a través de una curva edométrica en cuyo eje de ordenadas y con escala decimal se representa el número de poros “e”, y en abcisas los diferentes escalones de carga, en escala logarítmica. Bancada edométrica Con los valores obtenidos del edómetro se calculan coeficientes como CC (Coeficiente de compresibilidad), CS (Indice de entumecimiento o hinchazón), y E (módulo edométrico deformación. Anillos conteniendo muestra o de La bancada edométrica es un equipo con un sistema de palancas y pesas que traducen determinadas cargas a la probeta de suelo ensayada. 44 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.2.2.- Deformación en Triaxial. El fundamento del aparato triaxial se basa en la deformación de una probeta cilíndrica de suelo sometida a tensión normal y con deformación transversal controlada, que representa al confinamiento de la muestra en La tensión normal se transmite como si fuese una prensa, mientras que las tensiones laterales se transmiten a través de un fluido. Deformación en Triaxial ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO su estado natural. La muestra se encuentra envuelta en una fina funda de goma que impide el acceso del fluido a los poros de la muestra, mientras que en sus extremos existen piedras porosas para controlar el drenaje. De este ensayo se obtienen valores de cohesión, ángulo de rozamiento interno y resistencia muy próximos a realidad. El ensayo contempla la ejecución del mismo sobre tres probetas idénticas, para las que se mantiene fija la tensión del fluido (σ3) y se va aumentando la tensión normal (ζ ) hasta producir la rotura del suelo. Representando σ1 - σ3 en el espacio de Mohr para las tres probetas, la tangente común a estos círculos define la Recta de Coulomb y se pueden determinar la cohesión (c) y ángulo de rozamiento interno (φ). 45 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.2.3.- Corte Directo. El ensayo de corte directo trata de representar la resistencia de una muestra de suelo a un esfuerzo cortante (σ) y bajo diferentes tensiones normales (ζ). Como es de suponer, cuanto mayor sea la tensión normal aplicada, mayor unión existirá entre los granos del suelo, y mayor será la resistencia al esfuerzo cortante (σ). El ensayo se realiza para tres muestras bajo tensiones normales crecientes, de ordenadas define la cohesión (c), y forma un ángulo con abcisas que representa al ángulo de rozamiento interno (φ). El ensayo se puede realizar de tres Corte Directo ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO definiendo una recta que al cortar el eje maneras: Ensayo tipo CD.- Consolidado y drenado. Permite una previa consolidación y drenado, reproduciendo las condiciones de estabilidad a largo plazo. Ensayo tipo CU.- realiza una consolidación previa, pero no permite el drenaje, obteniéndose parámetros a largo plazo pero en presencia de agua. Ensayo tipo UU.- Sin consolidar y sin drenar. Es un ensayo rápido y representa las condiciones a corto plazo. La principal crítica a este ensayo se refiere a que la muestra se obliga a romper por un plano predeterminado. 46 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.2.4.- Rotura a Compresión Simple. El ensayo de rotura a Compresión Simple trata de reproducir en laboratorio, la resistencia de un suelo a una tensión o solicitación de componente vertical. La facilidad de ejecución de este ensayo de rotura uniaxial le hace interesante y suficientemente resolutivo. simple se realiza en tiempo limitado, no se permite el drenaje de la muestra. Por tanto, la resistencia al corte sin drenaje es independiente del aumento de la presión Rotura a Compresión Simple ENSAYOS DE RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO Dado que el ensayo de rotura a compresión normal, con lo que φ =0. En este caso de φ = 0 (suelo eminentemente qu:resistencia a la compresión simple arcilloso), y para un ensayo a compresión simple donde σ3=0, el círculo de Mohr correspondiente es ordenadas, y la tangente Recta de al eje de Coulomb es Resistencia al corte sin drenaje en una arcilla saturada prácticamente paralela al eje de abcisas, por ser φ casi 0, con lo cual c es igual al radio del círculo, o sea : Prensa y monitor de control c = σ1 2 Expresado en el espacio de Mohr, la resistencia al corte sin drenaje (SU)es equivalente a la mitad de la resistencia a la compresión simple. El ensayo se encuentra regulado por la UNE 103400/1993. 47 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.3.- ENSAYOS DE EXPANSIVIDAD Y COLAPSO. Una de las propiedades físico–químicas mas llamativas de los suelos cohesivos, es su capacidad de cambiar de volumen en función de cambios de humedad. Estos cambios de volumen se refieren a absorción o expulsión de agua por parte de la propia estructura mineral de la arcilla. 10.3.1.- El aparato Lambe 1960) consiste en dinamométrico un que o un mide desplazamiento (hinchazón anillo con comparador el vertical presión de hinchamiento) de una muestra de suelo confinada en un anillo metálico y sometida a inundación o saturación. El aparato Lambe El ensayo se realiza a partir de una muestra alterada que debe ser compactada en una célula anular (de 70 mm de diámetro y 16 mm de altura) con una energía determinada (maza de 2,5 kg cayendo desde una altura de 305 mm). El número de capas y golpes varia según la humedad de partida con que se realice el ensayo. Humedad de partida Tipo de ensayo ENSAYOS DE EXPANSIVIDAD Y COLAPSO DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO El aparato Lambe (diseñado en Límite plástico Húmedo (100% H.Relativa) Seco (50% H.relativa) Nº de capas 1 3 3 Nº de golpes por capa 5 4 7 Dado que el ensayo puede partir de uno u otro grado de humedad, que no tiene que ver con el estado natural del suelo, es fácilmente deducible que los resultados deben ser correctamente interpretados y valorarlos con las reservas que supone partir de condiciones de humedad y consistencia diferentes a las naturales, con añadidura del propio remoldeo. 48 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.3.2.- Inundación Bajo Carga en Edómetro El ensayo de inundación bajo carga engloba a Bancada edométrica los ensayos normalizados UNE 103601/96 “Hinchamiento 103602/96 Libre “Presión en de Edómetro” y Hinchamiento en edómetro”. Este ensayo pretende paliar las deficiencias del suelo (estado de consistencia y humedad natural) confinada en un anillo con piedras Inundación Bajo Carga en Edómetro ENSAYOS DE EXPANSIVIDAD Y COLAPSO DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO Lambe partiendo de una muestra inalterada de porosas que permiten el drenaje, y determinando su hinchazón o colapso ante una inundación (saturación). El ensayo se realiza para condiciones sin carda, o con la palanca del edómetro se somete a varias cargas hasta contrarrestar la presión de hinchamiento. Los valores obtenidos son muy próximos a la realidad. 49 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.4.- ENSAYOS DE COMPACTACIÓN El principal interés y utilidad de estos ensayos de laboratorio se define en el conocimiento del comportamiento de un suelo tras su remoldeo, así como la variación de ese comportamiento en función de las condiciones del remoldeo. Básicamente, el mencionado remoldeo se refiere a la compactación del mismo, averiguando con qué grado de humedad y con que energía de compactación se obtienen las mejores densidades que en definitiva representan a las mejores 10.4.1.- Ensayos Proctor Normal y Modificado El ensayo Proctor trata de reproducir en laboratorio una muestra del futuro terraplén. Para ello se fabrica una muestra en un molde estandar, compactado con una energía estandar y un grado de humedad determinado. El proceso se repite para varias Ensayos Proctor Normal y Modificado humedades y en cada caso se mide la densidad obtenida. En definitiva, para varias humedades y con la misma energía de compactación, se obtienen diferentes densidades. Con al menos tres puntos (probetas), se elabora un gráfico humedad-densidad, del que se desprenden los valores de densidad máxima y humedad optima para la puesta en obra del suelo analizado. La 1,66 1,64 1,64 diferencia 1,63 1,62 entre el ensayo Normal y el modificado se basa 1,60 DENSIDAD SECA ENSAYOS DE COMPACTACIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO condiciones de resistencia, estabilidad ... 1,58 en la energía de compactación y dimensiones 1,56 1,54 1,52 del molde utilizado. 1,51 1,50 1,5 1,48 0 5 10 15 20 % HUMEDAD 25 30 50 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.4.2.- Ensayo C.B.R. El C.B.R. (California Bearing Ratio) es un índice que no depende del suelo en si mismo, sino del estado de densidad y humedad. La ejecución del ensayo contempla al menos tres moldes de suelo, compactados con capas, nº de golpes por capa, y humedad). Estos moldes se inundan durante cuatro días con una sobrecarga, midiéndose el hinchamiento cada 24 h. Una vez finalizadas las operaciones de Ensayo C.B.R. inundación, el indice CBR se define como la resistencia que presenta el molde a ser penetrado con un cilindro de dimensiones estandarizadas. Los resultados se expresan en un gráfico que relaciona el índice CBR con la densidad de compactación. 1,700 1,650 DENSIDAD SECA ENSAYOS DE COMPACTACIÓN DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO energías diferentes y estandarizadas (nº de 1,65 1,600 1,56 1,550 1,500 1,450 1,43 1,400 0 1 2 3 4 5 6 7 INDICE C.B.R. 51 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.5.- ANÁLISIS QUÍMICOS. 10.5.1.- Sulfatos solubles Este análisis pretende determinar la posible agresividad por contenido de sulfatos solubles (SO42- en mg/kgsuelo) de un suelo a los cementos y armaduras de posibles cimentaciones en contacto con el mismo. La determinación puede ser de carácter cualitativo, (UNE 103102/1995) o de carácter cuantitativo, (UNE 103101/1996). tipos de agresividad. Para ello se recurre a la determinación de clases generales y específicas de exposición, que definen ambientes a los que aplicar las diferentes instrucciones. La determinación de estas sales se realiza a través de los ensayos descritos en las mencionadas normas. Los métodos se basan en pasar el sulfato del suelo a una Sulfatos solubles ANÁLISIS QUÍMICOS DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO La EHE define los tipos de cementos y armaduras mas adecuados a los diferentes disolución con agua y depuse hacerlo precipitar con cloruro bárico: SO 2 − 4 + Ba 2 + M SO 4 + Ba Cl 2 ⇒ ⇒ Ba SO 4 SO 4 + M Cl 2 52 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 10.5.2.- Materia orgánica El ensayo pretende determinar la cantidad de materia Materia orgánica oxidable a través de una valoración con permanganato potásico. Esta determinación permite caracterizar la naturaleza y comportamiento geomecánico de un suelo ante diferentes circunstancias: • • • Colapsabilidad del suelo por oxidación de la parte correspondiente al volumen ocupado por la materia orgánica. Clasificación del suelo como un OL o un OH (limos orgánicos) Clasificación de un suelo como material de aporte en terraplenados. 10.5.3.- Carbonatos Con este ensayo se determina el contenido en carbonatos de un suelo. Esta ANÁLISIS QUÍMICOS propiedad confiere ciertos comportamientos geomecánicos al mismo, actuando como un cemento entre partículas. Además el contenido en carbonatos permite clasificar una arcilla como más o menos margosa, hasta determinar una caliza. Caliza y dolomía Caliza y arena Caliza y arcilla Mezcla Carbonatos DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO orgánica 0 5 15 35 65 85 95 a a a a a a a Porcentaje 5 % de Co3 Ca 15 % de Co3 Ca 35 % de Co3 Ca 65 % de Co3 Ca 85 % de Co3 Ca 95 % de Co3 Ca 100 % de Co3 Ca Denominación Arcilla pura Arcilla Margosa Marga Arcillosa Marga Marga calcárea Caliza margosa Caliza 0 a 50 % de arena 50 a 85 % de arena 85 a 100 % de arena Calcita 95a 100 % 95 a 90 % 90 a 50 % 50 a 10 % < del 10 % Equipo Bureta graduada Tubo-Depósito Nivel Caliza arenosa Arena Calcárea Arena Dolomía 0a5% 5 a 10 % 10 a 50 % 50 a 90 % < del 90 % Caliza Caliza Magnésica Caliza Dolomítica Dolomía Calcárea Dolomía Matraz Erlenmeyer Tubos de ensayo para ácido clorhídrico Rodel de corcho para apoyo de Erlenmeyer El ensayo se realiza con el método y aparato Calcímetro de Bernard, basado en la cantidad de anhídrido carbónico gaseoso que se desprende por la acción del ácido clorhídrico según la reacción: CO3 M + 2 Cl H = Cl2 M + C O2 + H2 O 53 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 11.- CLASIFICACIONES DE SUELOS Las clasificaciones de suelos pretenden agrupar suelos de similares características físicas para su fácil reconocimiento e identificación respecto a las actuaciones constructivas que se realizan con los mismos o que de alguna manera interaccionan con las mismas. Las clasificaciones de suelos deben buscar criterios universales que definan propiedades inherentes al suelo, independientemente del estado natural en que el mismo se encuentre. Por ejemplo, no tendría sentido utilizar parámetros como la resistencia que no son útiles en tanto que un mismo suelo puede presentarse en varios estados de consistencia y ofrecer comportamientos muy variados. La granulometría ofrece un medio sencillo para clasificar suelos, dividiendo sus fracciones granulométricas en una determinada gama de tamaños. distintos grados de humedad, definiendo su plasticidad. 11.1.- SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (U.S.C.S.) El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos propuesto por A. Casagrande es el sistema más efectivo de clasificación de suelos. El sistema clasifica a los suelos finos principalmente con base en sus características de plasticidad, correlacionable con muchas de las propiedades mecánicas básicas. Los "finos" comprenden los suelos orgánicos, limos y arcillas. Los "gruesos" comprenden los grupos denominados arena y grava. La base del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos es el ábaco de Plasticidad, como resultado de una investigación realizada por A. Casagrande en el laboratorio, donde a través de un sistema coordenado define un ábaco con 2 lineas (A y B) que separan grupos de propiedades afines. ÁBACO DE CASAGRANDE 60 50 CH 40 ÍNDICE DE PLASTICIDAD SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (U.S.C.S.) CLASIFICACIONES DE SUELOS La otra propiedad inherente a los suelos finos es la variación de la plasticidad ante 30 20 CL 10 0 0 10 CL MH u OH ML 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LÍMITE LÍQUIDO 54 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (U.S.C.S.) CLASIFICACIONES DE SUELOS TAMIZ SUELOS DE GRANO GRUESO + del 50 % del total son gruesos 25 1” 20 3/4 10 3/8 5 2 Los casos intermedios se designan con doble nomenclatura SUELOS DE GRANO FINO + del 50 % del total son finos 0,4 GRAVAS + del 50 % de gruesos son gravas (mm) A S T M C.u. > 4 C.c.=1 a 3 10 40 0,08 200 SUELO DE ESTRUCTURA ORGANICA GW GRAVAS LIMPIAS < 5 % Finos C.u. < 4 C.c.≠1 a 3 GRAVAS CON FINOS > 12% Finos I.P. <4 o debajo de línea A I.P. >7 o encima de línea A C.u.>4 C.c.=1 a 3 4 ARENAS + del 50 % de gruesos son arenas U N E LIMOS Y ARCILLAS U.S.C.S José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica GP ARENAS CON FINOS > 12 % Finos LIMOS Y ARCILLAS L.L. < 50 I.P. <4 o debajo de línea A I.P. >7 o encima de línea A I.P. <4 o debajo de línea A I.P. >7 o encima de línea A Gravas limosas. Mezclas de gravas, arenas y limos. GC Gravas arcillosas. Mezcla de gravas, arenas y arcillas. SW Arenas y arenas con gravas bien graduadas, con pocos finos o sin finos. SP Arenas y arenas con gravas mal graduadas, con pocos finos o sin finos. SM Arenas limosas. Mezclas de arena y limos. SC Arenas arcillosas. Mezclas de arena y arcilla. ML CL OL LIMOS Y ARCILLAS L.L. >50 I.P. <4 o debajo de línea A I.P. >7 o encima de línea A Gravas y mezclas grava-arena mal graduadas, con pocos finos o sin finos. GM ARENAS LIMPIAS < 5 % Finos C.u.<4 C.c.=1 a 3 Gravas y mezclas grava-arena bien graduadas, con pocos finos y sin finos. MH Limos inorgánicos, arenas muy finas, polvo de roca, arenas limosas o arcillosas Arcillas inorgánicas de baja-media plasticidad. Arcilla con grava, arena o limo Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. Limos inorgánicos y arenas finas, limos con mica, diatomeas, limos plásticos. CH Arcillas inorgánicas de elevada plasticidad. OH Arcillas inorgánicas de alta-media plasticidad PT Turbas, fangos y otros suelos de alto contenido orgánico 55 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calid dad AXAN, s.l. T TÉCNICAS D DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO S José María Ma Noriega Rivera GEÓ ÓLOGO – Ing geniería Geot otécnica 11.2 2.- OTRAS S CLASIFIC CACIONE ES DE SUE ELOS (PG--3) S bien el Código Si C Téccnico no se e pronunciia sobre lo os proyecto os de infra aestructura as, es e evidente q que existen infraestructuras viarias v de urbanizacciones que e requieren n un e estudio dell comporta amiento de e los sueloss de cara al a dimensio onado de viarios. v En este OTRAS CLASIFICACIONES DE SUELOS (PG-3) CLASIFICACIONES DE SUELOS s sentido enttresacamoss los criterios de classificacioness de sueloss según PG G-3. , 56 P..I. Guadalquivir, c/ T Tecnología, 25 – Gelvves 41120 (Sevilla)- Tel: T 955 762 824 – Fa ax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.c w com – axan@axangeo otecnia.com Sociedad inscrita Re egistro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. 3 Folio 121, Inscrripción 1ª. C.I.F.:B-9 91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. 12.. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica CRITERIOS GENERALES URBANIZACIONES PARA PROYECTOS DE VIARIOS DE 12.1.- Resumen: Norma 6.1 Secciones de firme de la Instrucción de Carretera NORMA 6.1 SECCIONES DE FIRME DE LA INSTRUCCIÓN DE CARRETERA (FOM/3460/03). CRITERIOS GENERALES PARA PROYECTOS DE VIARIOS DE URBANIZACIONES (Orden FOM/3460/2003, de 28 de noviembre). La aplicación de la Norma 6.1 y .2 IC “Secciones de firme” (Orden FOM/3460/2003 de 28 de noviembre; BOE de 12 de diciembre de 2003)establece ciertas modificaciones basadas en la experiencia acumulada, definiendo categorías de tráfico y proponiendo secciones y materiales mas usuales en nuestro territorio. Esta norma será de aplicación a los proyectos de firmes de carreteras de nueva construcción y de acondicionamiento de las existentes. 12.2.- CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO La estructura del firme, deberá adecuarse, entre otros factores, a la acción prevista del tráfico pesado, durante la vida útil del firme. Por ello, la sección estructural del firme dependerá en primer lugar de la intensidad media diaria de vehículos pesados (IMDp) que se prevea en el carril de proyecto en el año de puesta en servicio. Dicha intensidad se utilizará para establecer la categoría de tráfico pesado. Se definen ocho categorías de tráfico pesado, según la IMDp que se prevea. CATEGORÍAS DE TRÁFICO PESADO CATEGORÍA DE TRÁFICO PESADO T 0.0 IMDp (vehículos pesados/día) ≥4000 T0 T1 T2 T 3.1 T 3.2 T 4.1 T 4.2 <4000 <2000 < 800 < 200 < 100 ≥2000 ≥ 800 ≥ 200 ≥ 100 ≥ 50 < 50 ≥ 25 < 25 57 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Resumen: NORMA 6.1 SECCIONES DE FIRME DE LA INSTRUCCIÓN DE CARRETERA (FOM/3460/03). CRITERIOS GENERALES PARA PROYECTOS DE VIARIOS DE URBANIZACIONES 12.3.- FORMACIÓN DE LA EXPLANADA A los efectos de definir la estructura del firme en cada caso, se establecen tres categorías de explanada que se determinan según NLT-357 «Ensayo de carga con placa», o equivalente al C.B.R: CATEGORÍA DE EXPLANADA EV2 (MPa) C.B.R. <E1 < 60 <5 E1 ≥ 60 ≥5 E2 ≥ 120 ≥ 10 E3 ≥ 300 ≥ 20 La formación de las explanadas, entre otras deberán tener en cuenta los siguientes criterios: a) Los espesores que se indican son los mínimos para cualquier sección. b)Los materiales han de cumplir las prescripciones del PG-3 y normas 6.1 y .2 IC c) La figura de espesores se estructura según el tipo de suelo. IN Inadecuados y marginales 0 Tolerables 1 Adecuados 2 Seleccionados 3 Seleccionados con CBR =20 en las condiciones de puesta en obra R Roca d) Para poder asignar al suelo de la explanación o de la obra de tierra subyacente una clasificación deberán tener un espesor mínimo de 1 m. En caso contrario, se asignará la clasificación inmediatamente inferior. e) Salvo justificación en contra, a efectos de la definición de las secciones de firme se unificarán las explanadas por su categoría, en tramos de menos de 500 m. Materiales para la formación de explanadas: SIMBOLO DEFINICIÓN DEL MATERIAL - SUELO ARTÍCULO DEL PG-3 IN Inadecuado o Marginal 330 0 Tolerable 330 Adecuado Seleccionado Seleccionado 330 330 330 Estabilizado in situ con cemento o cal 512 1 2 3 S-EST1 S-EST2 S-EST3 PRESCRIPCIONES COMPLEMENTARIAS - Se empleará únicamente estabilizado con cal o cemento (S-EST1 o S-EST2) - CBR ≥ 3 en las condiciones de obra. - Contenido en Materia orgánica < 1%. - Contenido en Sulfato soluble (SO3) < 1% - Hinchamiento libre < 1% - CBR ≥ 5 - CBR ≥ 10 - CBR ≥ 20 - Espesor mínimo: 25 cm - Espesor máximo: 30 cm 58 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Resumen: NORMA 6.1 SECCIONES DE FIRME DE LA INSTRUCCIÓN DE CARRETERA (FOM/3460/03). CRITERIOS GENERALES PARA PROYECTOS DE VIARIOS DE URBANIZACIONES 12.4.- CATÁLOGO DE SECCIONES DE FIRME Esta norma se basa, fundamentalmente en los tipos de sección estructural, entre las intensidades de tráfico pesado, en los niveles de deterioro admisibles al final de la vida útil y a comprobaciones analíticas. Cada sección se designa por un número de tres o cuatro cifras: • La primera (si son tres cifras) o las dos primeras (si son cuatro cifras) indican la categoría de tráfico pesado, desde T00 a T42. • La penúltima expresa la categoría de explanada, desde E1 a E3. • La última hace referencia al tipo de firme, con el siguiente criterio: - 1: Mezclas bituminosas sobre capa granular. - 2: Mezclas bituminosas sobre suelo-cemento. - 3: Mezclas bituminosas sobre grava-cemento construida sobre suelo-cemento. - 4: Pavimento de hormigón. 59 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.- EL INFORME GEOTÉCNICO. Elección del tipo de cimentación. 13.1.- SECCIONES DE UN INFORME GEOTÉCNICO. El informe geotécnico es el documento por el cual se recopilan e interpretan los parámetros geotécnicos obtenidos a través de las diferentes investigaciones de campo y laboratorio. El informe geotécnico, además, debe definir los diferentes condicionantes que pueden manera justificada, y realizando las recomendaciones geotécnicas que correspondan al tipo de suelo y tipo de cimentación. Si bien el informe geotécnico, básicamente se refiere al contenido del párrafo anterior, es habitual y recomendable que el mismo conste de varias partes o secciones: Identificación 13.1.1.- Identificación del estudio , En esta sección se define el estudio, el contratante, las características generales del proyecto y del área de actuación, así como la localización y cualquier otro dato identificativo del mismo. 13.1.2.- Normas y procedimientos empleados Normas Una sección del informe debe dedicarse a la definición de normas y procedimientos empleados en los trabajos realizados. También se pueden incluir en este apartado referencias bibliográficas. 13.1.3.- Caracterización geológica y geotécnica Geología y geotécnia SECCIONES DE UN INFORME GEOTÉCNICO EL INFORME GEOTÉCNICO. Elección del tipo de cimentación influir en la elección del tipo de cimentación pronunciándose en este sentido, de Además de un encuadre geológico general, resulta ilustrativo identificar la formación geológica reconocida y definir diferentes niveles, tramos u horizontes, expresando espesores y características geomecánicas de cada uno de ellos. En este apartado resulta muy interesante definir la posible existencia de zonificaciones del área investigada. 60 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.2.- CARACTERÍSTICAS DE LA PARCELA Y PROYECTO 13.2.1.- Características físico geomorfológicas del área de investigación Localización Descripción de la parcela, e incluso accesos. Características geométricas, adaptaciones a medianeras, etc. y estado PARCELA O SOLAR topográfico: inclinada, deprimida, etc. Geometría y topografía Zonas de vaguadas que puedan horadar o generar cambios de humedad. La topografía del área de actuación puede ser decisiva si se combina con otros condicionantes, para elegir la solución de cimentación más adecuada. Superficie de la parcela o solar a investigar, incluso dimensiones máximas de longitud y anchura. Dimensiones Este criterio es un condicionante básico para el diseño de las campañas de investigación conforme al CTE. 13.2.2.- Características generales del Proyecto Residencial unifamiliar adosado o aislado. Entre medianeras; Plurifamiliar; Tipología Industrial; urbanización etc. A efectos de estimaciones para posteriores cálculos estimativos de Plantas S/R solicitaciones al terreno, estimaciones de asientos e incluso posibles PROYECTO necesidades de determinados valores de carga admisible. Número de plantas de sótano, semisótanos en su caso, alturas de vaciados previstos etc. que permitan considerar posibles interferencias con niveles Plantas B/R freáticos, clasificación de los futuros planos geológico-geotécnicos de desplante de edificación, consideraciones sobre compensaciones de cargas, etc. A efectos de definir esos futuros planos de desplante de edificación es muy Cotas de implantación interesante disponer de información aproximada de la “cota 0” de proyecto, para estimar desde donde se realizarán los vaciados respecto a la cota de boca de los sondeos y ensayos de reconocimiento. 61 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.2.3.- Observaciones y características generales del entorno Conocer los antecedentes del área de actuación puede suponer una importante información de cara a lo que podemos encontrar: zonas de OBSERVACIONES DE CARÁCTER GENERAL Antecedentes antiguas vaguadas, vertederos, solar recién demolido, zona tradicionalmente destinada a actividades agrícolas …. Los proyectos que cuentan con medianerías deben considerar el estado de Medianeras las mismas y las posibles afecciones que puede suponer la implantación del nuevo proyecto sobre estas. Las edificaciones del entorno, independientemente de las normativas Edificaciones del entorno urbanísticas, proporcionan ideas sobre lo que se puede hacer, y lo que presumiblemente será mas o menos costoso hacer. Según EHE Artículo 37.3.3, cuando un hormigón esté sometido a una clase de exposición F, se deberá introducir un contenido mínimo de aire ocluido Acciones climáticas del 4,5 %, determinado de acuerdo con UNE 83315/1996. Dependiendo del lugar donde se vaya a implantar la edificación habrá que considerar estas acciones. 62 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.3.- FACTORES GEOTÉCNICOS CONDICIONANTES. 13.3.1.- Inestabilidades de laderas No será lo mismo actuar en un solar o parcela plana y dentro de un entorno Pendientes plano, que en zonas con pendientes acusadas, taludes de consideración etc, Para pendientes acusadas se debe atender a criterios como desalineaciones (de vallas, de arboledas...) grietas, lóbulos, escarpes o cualquier otro que Criterios evidencie riesgos en el sentido de potenciales inestabilidades. Antecedentes Los antecedentes de inestabilidades de laderas pueden ser un claro criterio para adoptar medidas precautorias en ese sentido. ESTABILIDD DE TALUDES EN TERRENO NATURAL Cuando el área investigada se localiza en una ladera con una pendiente natural media superior al 15% se deben observar criterios por riesgos de inestabilidad. Hay que prestar atención a patologías o antecedentes de esta índole en el entorno. Como recomendación genérica, los taludes en suelos no deben considerar pendientes superiores a 1V:2H. Sin embargo, y en condiciones a corto plazo, estos taludes podrán mantener cierta verticalidad durante la fase de ejecución. 13.3.1.b.- CONSIDERACIONES SOBRE ESTABILIDAD DE TALUDES DE RELLENOS: Como condición general, la ejecución de plataformas en laderas debe procurarse en la medida de lo posible, que sean ejecutadas por excavación, evitando terraplenados, ESTABILIDAD DE TALUDES DE RELLENOS INESTABILIDADES DE LADERA 13.3.1.a.- CONSIDERACIONES SOBRE ESTABILIDAD DE TALUDES EN TERRENO NATURAL: con lo que se consigue eliminar sobrepesos en la ladera garantizando su estabilidad. Además se llevarán a cabo otras actuaciones dirigidas a la estabilidad del conjunto. De manera extraordinaria podemos referirnos a plataformas que surgen por excavación y terraplenado de reducida entidad, donde las cargas a transmitir por el proyecto no supongan sobrecargas capaces de desestabilizar la ladera. Se considerará: 1º.-Adecuada ejecución del terraplén 2º.-Aseguramiento de taludes de terraplén 3º.-Elección de un tipo de cimentación que no sobrecargue la ladera. La tercera condición, de cimentación, se resuelve considerando elementos que atravesando los rellenos o terraplenes alcancen al terreno natural, lo que por otro lado supone un “cosido” de la ladera que incluso puede jugar a favor de su estabilidad. 63 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.3.2.- Suelos Blandos: Rellenos, S. Compresibles y S. Colapsables. SUELOS BLANDOS Rellenos Suelos compresibles Las capas susceptibles de presentar fenómenos de colapsabilidad o alta compresibilidad ante hipotéticas sobre-presiones superficiales son las mas superficiales y de consistencia blanda, cabiendo destacar fundamentalmente la heterogeneidad de esas capas, con irregularidades que pueden presentar fenómenos de diferente compresibilidad entre puntos distintos, con los Suelos colapsables consecuentes asentamientos diferenciales como principal problemática de patologías. 13.3.3.- Expansividad Independientemente de los resultados arrojados por los diferentes ensayos Resultados de de análisis laboratorio y reconocimientos organolépticos, la lectura de esos resultados debe ser interpretada: La expansividad es una propiedad inherente a suelos cohesivos (arcillosos), presentando mayor o menor efectividad en función del grado de plasticidad y el estado natural de consistencia y humedad. Además, su efectividad depende de la posibilidad real de que se produzcan cambios de humedad, EXPANSIVIDAD como responsables de los posibles cambios de volumen. Por otro lado, los análisis de laboratorio, (especialmente el Lambe), deben ser correctamente interpretados al considerar que reproduce unas condiciones extremas que difícilmente se producirán en la naturaleza, siendo Interpretación mas representativos los ensayos sobre muestra inalterada, realizados en el edómetro. En este sentido en necesario conocer la naturaleza, plasticidad, consistencia y grado de humedad de las capas mas superficiales (dentro de la “capa activa”). Este conocimiento permitirá una correcta interpretación de los análisis y la efectividad de ese potencial expansivo. De cara a las actuaciones del proyecto, cuando este cuenta con sótano se puede considerar haber atravesado esas capas mas superficiales y de mayor riesgo, reduciendo sensiblemente la efectividad de ese potencial expansivo. 64 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica En el caso de actuaciones entre medianerías y zonas pavimentadas, los EXPANSIVIDAD riesgos de accesos de aguas al terreno están muy minorizados, por lo que la efectividad de ese potencial expansivo también queda limitado. Interpretación Cuando no concurren ninguna de esas circunstancias benévolas, será necesario recurrir a elementos de cimentación que se empotren a profundidades capaces de atravesar la capa activa y transmitiendo tensiones puntuales que, sin agotar la tensión admisible, sean capaces de contrarrestar posibles presiones de hinchamiento. 13.3.4.- Excavabilidad La presencia o ausencia de formaciones rocosas puede ser un criterio de Rocas validación del proyecto por su mayor capacidad portante o por su dificultad EXCAVABILIDAD de excavación. De cara a las excavaciones de la propia cimentación e incluso de posibles sótanos, se debe hacer una evaluación aproximada de las posibilidades mecánicas. Los suelos, habitualmente son excavables con medios mecánicos habituales del tipo retroexcavadora, mientras que en el caso de tratarse de Excavabilidad rocas la evaluación debe realizarse desde la recuperación del sondeo (valores RQD), o afloramientos del entorno. Para una mayor precisión de este aspecto se debería recurrir a ensayos geofísicos de tipo sísmica de refracción capacitada para definir el grado de ripabilidad o incluso voladuras. 13.3.5.- Capas freáticas CAPAS FREÁTICAS Las campañas ofrecidas por el informe geotécnico se basan en los ensayos Generalidades realizados, determinando la posición del nivel de agua en el interior de los sondeos medidas desde la boca de ensayo o cota topográfica original Habitualmente se hacen varias campañas piezométricas, comenzando por la primera en fecha de finalización del sondeo, y al menos otra antes de la Campañas entrega del informe. La primera campaña suele estar distorsionada por los fluidos de refrigeración del sondeo, o por su vaciado para otras medidas. 65 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO CAPAS FREÁTICAS AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Con las campañas que permite el plazo de entrega del informe, y a fecha de las campañas realizadas, se puede establecer que el nivel de agua en el Interpretación interior de sondeos se localiza en un determinado entorno de profundidad, respecto a su boca o rasante natural. Esta información puede ser contrastada con la experiencia de la zona. 13.3.6.- Coeficiente de permeabilidad COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD Para la determinación del coeficiente de permeabilidad de un suelo existen ensayos y análisis específicos, habitualmente no realizados por su elevado coste. No obstante , y con carácter orientativo es posible recurrir a Generalidades correlaciones granulo-plásticas, como las recogidas por CTE-DB.SE-C, donde en el anejo D, página 122 se recoge la tabla D.28 “Valores orientativos del coeficiente de permeabilidad”, que transcribimos seguidamente TIPO DE SUELO Rangos de permeabilidad e interpretación Grava limpia KZ (m/s) >10-2 Arena limpia y mezcla de grava y arena limpia 10-2 – 10-5 Arena fina, limo, mezclas de arenas, limos y arcillas 10-5 – 10-9 Arcilla <10-9 13.3.7.- Agresividad de suelos y aguas freáticas Con los ensayos realizados sobre muestras de suelos y/o aguas freáticas en su caso, que puedan estar en contacto con la cimentación, se define la AGRESIVIDAD Generalidades agresividad y tipo de ambiente para recurrir al tipo de hormigón según Anejo V de EHE. De los resultados obtenidos en los diferentes análisis se obtiene un tipo de ambiente (Agresividad nula, débil, media o fuerte), que conforme a criterios Interpretación de EHE (referidos por CTE), para la fabricación de los elementos de cimentación requerirá determinados tipos de hormigón en cuanto resistencia y/o aditivos. 66 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica ACELERACIÓN SÍSMICA DE CÁLCULO 13.3.8.- Aceleración sísmica de cálculo La Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-02, viene regulada por el R.D. 997/2002, de 27 de septiembre. El valor de la “aceleración sísmica de cálculo” permite determinar el dimensionado de la estructura así como la obligatoriedad del uso de Generalidades arriostramientos. En acorde con la normativa a este respecto, se ofrecen los valores de cálculo relativos al proyecto y su esquema geotécnico. Para ello se recurre a adoptar los valores de ab y k correspondientes al Término Municipal, y se establece el valor c a través del esquema geotécnico, hasta concluir con el valor de ac. 67 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Estructura desordenada Restos de raíces y materia orgánica Indicios de restos de origen antrópico - a 0,80 de 0,80 2 Horizontes de transición Arcilla limo arenosa y arena limo arcillosa marrón anaranjada a rojiza. Nódulos carbonatados Tonalidades rojizas por fenómenos de oxidación Representa un tramo de transición entre los rellenos superficiales y el terreno natural - a 1,60 de 1,60 Resistencia Blando-Heterogéneo Rellenos Arena limo arcillosa marrón parda. Media-Firme 1 Expansividad 0,00 Descripción resumen de los niveles No crítico Profundidad media desde boca ensayo de Valores medios ensayados y/o deducidos Marginal Nivel Otros parámetros USCS SC NSPT 4 Wl 23,4 3 Wp 12,2 NB qu kp/cm2 0,30-0,40 %W 9,3 γ3 t/m 1,70-1,80 Tamiz 4 Tamiz 200 kp/cm2 0,00 38,4 Φ (º) 17º-19º USCS CL NSPT 13 Wl 28,9 10 Wp 16,6 NB qu kp/cm2 1,00-1,50 %W 12,5 γ3 t/m 1,90-2,00 c Tamiz 4 Tamiz 200 64,6 c 38,3 kp/cm2 0,10-0,15 62,6 Φ (º) 22º-24º USCS CL NSPT 34 Wl 35,6 26 Wp 22,3 NB qu kp/cm2 2,20-3,20 %W 25,8 γ3 t/m 2,00-2,20 c kp/cm2 0,20-0,30 Φ (º) 24º-26º 3 a Plioceno carbonatado Arcilla limosa marrón amarillenta. Algún nódulos carbonatado Alternancia de alguna lente algo mas limosa e incluso algo arenosa - 6,00 Firme-Dura Marginal-Critico RESUMEN DEL ESQUEMA GEOTÉCNICO DE NIVELES 13.4.- RESUMEN DEL ESQUEMA GEOTÉCNICO Tamiz 4 Tamiz 200 18,7 84,7 13.5.- TERRAPLENADOS, EXCAVACIONES Y VACIADOS PARA SOTANOS TERRAPLENADOS EXCAVACIONES Y VACIADOS PARA SÓTANOS En este apartado se considerarán: - Alturas de vaciado. - Excavabilidad de los terrenos afectados por el vaciado. - Presunción de posibles interferencias con niveles freáticos. - Parámetros para el dimensionado de los muros o pantallas en su caso. - Recomendaciones de cara a posibles terraplenados. - Recomendaciones específicas de ejecución (bataches, pozos drenantes...) e incuso consideraciones sobre efectos de supresiones hidrostáticas en la hipotética circunstancia de cimentar bajo nivel freático. 68 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 13.6.- PROPUESTA DE CIMENTACIÓN. La solución de cimentación a un proyecto determinado no solo depende de Generalidades las características geotécnicas y geomecánicas del subsuelo; en esa elección interviene decisivamente la interacción que sobre el terreno ejerce el propio proyecto. CONDICIONANTE CONDICIONANTES PARA LA PROPUESTA DE CIMENTACIÓN Zonificación Pendientes Rellenos Condicionantes geotécnicos Expansividad Terrenos rocosos Nivel freático Agresividad A. Sísmica Breve descripción del condicionante geotécnico Se hará referencia, si existe, a posibles heterogeneidades, zonas de rellenos y zonas naturales, etc. o al menos referir al punto del informe donde estas circunstancias se describen y detallan. Se definirán las pendientes máximas y mínimas, así como el punto del informe donde se describen y detallan. Se hará mención si esta circunstancia influirá en las recomendaciones de cimentación. Se describirán los espesores máximos y mínimos, que serán muy útiles para establecer la posibilidad de ser atravesados o sustituidos para el recurso de cimentaciones. Se definirá el potencial expansivo y su efectividad, haciendo referencia a los apartados del informe donde esos criterios quedan claramente justificados. Se hará mención de su presencia, en su caso, y las cotas de aparición de cara a posibles dificultades de excavabilidad. Se definirá la posición definida por los ensayos realizados y en la fecha indicada, contrastándola si es posible con la experiencia de la zona. Cualquier otra interpretación se remitirá al apartado correspondiente del informe donde se describen con precisión estos detalles. Se concluirá con el tipo de ambiente obtenido, la clase de agresividad correspondiente y su procedencia de suelos o aguas, en tanto que aguas agresivas muy profundas y sin contacto con el cimiento no supondrán condicionante en ese sentido. Se expresará el valor de la aceleración sísmica de cálculo obtenido del esquema geotécnico y la zona sísmica referida. En este apartado se hará una breve descripción del proyecto en cuanto a las previsibles solicitaciones y/o planos de desplante de edificación, especialmente con vistas a los condicionantes geotécnicos que ha desarrollado el propio informe de investigación. Condicionantes del proyecto Por ejemplo se puede matizar que la ejecución del sótano supondrá atravesar los rellenos no aptos para cimentar, o que se alcanzan planos de profundidad con insignificantes problemáticas de expansividad, incluso que se pueden considerar compensaciones de cargas, o por el contrario los inconvenientes que supondrá de cara a interferencias con niveles freáticos. 69 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Con los criterios expresados, considerando tanto los condicionantes geotécnicos del terreno como las características del proyecto y la interacción que el mismo ejerce en ese esquema geotécnico, se concluye con la solución o soluciones de cimentación mas acordes desde el punto de CONDICIONANTES PARA LA PROPUESTA DE CIMENTACIÓN vista funcional, de su ejecución e incluso de su valoración económica. En tanto que la decisión final corresponde a la Dirección Facultativa, y que los costos de uno u otro tipo oscilarán en función del diseño siempre que sea posible se estudian varias soluciones alternativas de cimentación. Para cada una de esas soluciones se adoptarán los factores de seguridad normativos y se deben justificar los cálculos seguidos para concluir con los parámetros necesarios para el dimensionado del cimiento: Tipología - Empotramiento - Necesidades de mejoras - Carga admisible - Coeficiente de Balasto - Asiento 70 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 14.- TIPOS DE CIMENTACIÓN: USOS, VENTAJAS E INCONVENIENTES. 14.1.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES: zapatas y pozos. Principales ventajas y usos. Las cimentaciones por pozos o zapatas se caracterizan por transmitir las cargas al terreno de manera puntual, por lo que independientemente del diseño, el número de zapatas y pilares, así como sus dimensiones, se encuentran condicionadas por la El uso de este tipo de cimientos se refiere a terrenos geotécnicamente favorables y a CIMENTACIONES SUPERFICIALES: Zapatas y pozos TIPOS DE CIMENTACIÓN: USOS, VENTAJAS E INCONVENIENTES carga admisible que ofrece el terreno. edificios con bajas solicitaciones en terrenos algo menos favorables. Habitualmente se recurre a esta tipología en: • Terrenos rocosos de elevada capacidad portante. • Gravas y materiales granulares densos, donde no sea necesario un gran empotramiento. • Suelos cohesivos de suficiente consistencia, en los que no sólo cuenta la resistencia en punta, sino el empotramiento como factor decisivo para definir la carga admisible. • En arcillas expansivas suele ser recomendable recurrir a soluciones de cimentación por pozos profundos (hasta el entorno de los 3,00 m de profundidad) con la intención de atravesar la “capa activa”. En este sentido, la carga admisible del terreno debe ser suficiente como para que la carga transmitida sea al menos igual a la presión de hinchamiento. Diseño de amplias luces (carga puntual y menor distorsión angular). • La cimentación por pozos o zapatas también es funcional en situaciones de solares heterogéneos o zonados, donde el plano de cimentación se localiza a profundidades variables. Principales inconvenientes. En suelos incoherentes y sueltos, que requerirán de empotramientos superiores a los 0,80-1,00 m. la ejecución resulta muy dificultosa. El peso del propio pozo, (equilibrio entre la profundidad de cimentación y la necesidad de carga admisible). 71 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad AXAN, s.l. TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 14.2.- CIMENTACIONES SUPERFICIALES: LOSAS. Principales ventajas y usos. Distribuye las cargas homogéneamente, con lo que su funcionamiento no requiere de grandes valores de carga admisible. CIMENTACIONES SUPERFICIALES: Losas TIPOS DE CIMENTACIÓN: USOS, VENTAJAS E INCONVENIENTES • • Terrenos con irregularidades puntuales. • Proyectos de gran entidad. • Facilidad de ejecución. • Estanqueidad y capacidad de soportar sub-presiones hidrostáticas en el caso de sótanos con interferencia sobre el N.F. • Proyectos implantados superficialmente sobre terrenos incoherentes. Principales inconvenientes. La solución de cimentación por losa no resulta adecuada en situaciones como: • Zonificación del solar con apoyos diferenciales y asentamientos muy diferentes. Este tipo de circunstancias pueden conducir al vuelco o rotura de la misma. • En el caso de arcillas expansivas, no suele ser recomendable la losa. Baja transmisión de cargas, inferior a las presiones de hinchamiento. • No obstante, hay que considerar las características del proyecto pudiéndose recurrir a una sustitución bajo la losa con material granular y bolos, capaz de absorber pequeños movimientos. En estos casos resulta aconsejable recurrir a un diseño de luces reducidas. • En casos de suelos muy blandos y con asientos previsibles considerables, es habitual recurrir a losas de gran rigidez y nervadas en su borde, de tal manera que impida fluencias laterales. 72 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 14.3.- CIMENTACIONES PROFUNDAS. La solución de cimentación por pilotes se adecua a terrenos con rellenos, suelos blandos fangosos o importantes requerimientos de carga admisible, que no se encuentran en las capas superficiales. • Zonas de relleno de gran espesor, con insuficiente capacidad portante o irregularidades y heterogeneidades. En estos casos, se debe alcanzar suelos que ofrezcan resistencia por punta y/o fuste. El diseño y cálculo de estos elementos debe considerar el efecto rozamiento negativo. CIMENTACIONES PROFUNDAS TIPOS DE CIMENTACIÓN: USOS, VENTAJAS E INCONVENIENTES Algunos casos de uso más frecuente. • Zonas de suelos fangosos blandos que inducen a grandes asentamientos a largo plazo. En este caso, los requerimientos de limitaciones de asientos se consiguen con pilotes que alcancen un estrado duro o denso, o funcionar de manera “flotante” por rozamiento (fuste). • En suelos expansivos, los pilotes deben ser diseñados para resistir los esfuerzos de tracción. En este sentido deben estar suficientemente armados. Tipo de pilote más adecuado. Dentro de los tipos de pilote, hay que considerar que la hinca de rollizos no es un pilote en sí, sino que debe considerarse como un sistema de mejora del terreno. La elección del tipo de pilote de hinca o de extracción, depende de varios factores: - El pilote de hinca es adecuado en terrenos fangosos y donde no existan edificaciones próximas en las que puedan producirse perturbaciones. - También resulta adecuado el pilote de desplazamiento en terrenos de resistencia variable, hincando cada pilote hasta la profundidad del rechazo. - El pilote de hinca no suele ser operativo cuando tenga que atravesar capas rígidas o rellenos con elementos duros que puedan ocasionar falsos rechazos. - El pilote de extracción resulta adecuado en casi todas las circunstancias. De manera más específica y ante situaciones de dificultosa accesibilidad con maquinaria pesada de pilotaje, se puede recurrir a la ejecución de micropilotes 73 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 15.- CRITERIOS DE CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS DE PARÁMETROS PARA DIMENSIONADO DE CIMIENTOS. . 15.1.- EXPRESIÓN DE LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO: CIMENTACIONES DIRECTAS PRESIÓN DE HUNDIMIENTO EN SUELOS COHESIVOS (CTE-DB.SE-C) Expresión de la presión de hundimiento: qh Presión vertical de hundimiento o resistencia del terreno Rk. q0 k Presión vertical alrededor del cimiento al nivel de su base. La presión de ck hundimiento de una B* cimentación directa γK vendrá definida por la ecuación expresada, en N C , N q , Nγ presiones totales o d C , d q , d γ efectivas, brutas o s C , s q , sγ netas. iC , iq , iγ t C , t q , tγ Valor característico de la cohesión del terreno Ancho equivalente del cimiento Peso específico del terreno por debajo de la base del cimiento. Factor de capacidad de carga: factor de cohesión, de sobrecarga y de peso específico. Adimensional según (φk). Coeficiente corrector de la resistencia al corte del terreno. Coeficiente corrector de la forma en planta del cimiento. Coeficiente corrector por inclinación de las acciones. Coeficiente corrector por proximidad del cimiento a un talud. Los parámetros característicos de la resistencia al corte del terreno (ck, φk), al menos, entre 1 y 1,5 veces el ancho real de la cimentación (B), desde la base de ésta. COEFICIENTES d Coef. corrector factor Nc. Coef. corrector factor Nγ. D (1 − senϕ K ) 2 ⋅ arctan dq = 1+ 2 Nc B* dγ = 1 para ϕ K = 0 : d q = 1 D ≤ 2B * y N q ≅ tgϕ ≅ 0,2 K Nc Coef. corrector factor Nc. COEFICIENTE s COEFICIENTE i Coef. corrector factor Nq. Nq Zapata circular sc = 1,20 Zapata rectangular sc = 1 + 0,2 B* L* Coef. corrector factor Nc. iq ⋅ N q − 1 Para φ K = 0 i = c N q −1 ⇒ Donde COEFICIENTE t EXPRESIÓN ANALÍTICA DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO 1 qh = cK NC dC sC iC tC + q0K Nq dq sq iq tq + B *γ K Nγ dγ sγ iγ tγ 2 ⎛ H ic = 0,5⎜⎜1 + 1 − B * L * cK ⎝ Coef. corrector factor Nq. Zapata circular sc = 1,20 Zapata rectangular sc = 1 + 1,5 ⋅ tgϕ K Zapata circular B* L* Coef. corrector factor Nq. iq = (1 − 0,7 ⋅ tgδ B ) ⋅ (1 − tgδ L ) 3 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ Coef. corrector factor Nγ. Zapata rectangular s c = 0,6 s c = 1 − 0,3 B* L* Coef. corrector factor Nγ. iγ = (1 − tgδ B ) ⋅ (1 − tgδ L ) 3 δ , δ B , δ L son los ángulos de desviación respecto a la vertical. Coef. corrector factor Nc. Coef. corrector factor Nq. Coef. corrector factor Nγ. t c = e −2 β ⋅tgφK t q = 1 − sen 2 β tγ = 1 − sen 2 β Donde β es el ángulo de inclinación en radianes 74 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica PRESIÓN DE HUNDIMIENTO PARA SUELOS COHESIVOS (CTE-DB.SE-C) A efectos prácticos, se podrán tomar los valores de la presión de hundimiento (qh) que figuran en la tabla, para zapata rectangular de ancho equivalente entre 1 y 3 m. EXPRESIÓN ANALÍTICA PRESiÓN HUNDIMIENTO – S. COHESIVOS 15.2.- PRESIÓN DE HUNDIMIENTO PARA SUELOS COHESIVOS DETERMINACIÓN DE LA CARGA ADMISIBLE SUELO COHESIVO EN CONDICIONES DE CARGA SIN DRENAJE Y DESDE EL LADO DE LA SEGURIDAD ASIMILANDO LAS CONDICIONES MENOS FAVORABLES. Para cimiento cuadrado y condición mas desfavorable de carga sin drenaje SUELO COHESIVO (φ = 0), q h = ( 1,2 × c × Nc ) + ( γ × D SUELO INCOHERENTE (c = 0) ) qh = ( γ × D × N q q ADM = CARGA ADMISIBLE PARA SUELOS COHESIVOS: A efectos de cálculo, desde el lado de la seguridad y asimilando a un suelo cohesivo en condiciones de carga sin drenaje: 1,2 × c × Nc ) + (γ × D ) t m 2 q ADM = ( F q ADM = { ( 1,2 × c × Nc F 10 ⎡1,2 × c × Nc q ADM = ⎢ F ⎣ )+ ( qh F ) + (γ × D ) ) + (γ × D )⎤⎥ ⎦ x 0,3γ × B × N γ }kp ) F=3 cm 2 [ 9.8066 ] kPa c = Cohesión sin drenaje = 1/2 qu (resistencia a compresión simple) (kp/cm2) qu = Mínimo de los valores disponibles a cota de cimentación, (correlacionando valores de c.s., NSPT y NB). γ = Densidad aparente del terreno (g/cm3) Nc = Coeficiente de capacidad portante D = Profundidad de Empotramiento de la Cimentación (m) F = Factor de seguridad 75 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 15.3.- PRESIÓN DE HUNDIMIENTO PARA SUELOS GRANULARES EXPRESIÓN ANALÍTICA PRES. ADMISIBLE- S. GRANULARES PRESIÓN ADMISIBLE PARA SUELOS GRANULARES (CTE-DB.SE-C) A efectos del CTE-DB.SEC, cuando se admita la producción de asientos de hasta 25 mm, la presión vertical admisible de servicio podrá evaluarse mediante las siguientes expresiones basadas en el golpeo NSPT obtenido en el ensayo SPT. Para B* < 1,2 m D ⎞ ⎛ St ⎞ ⎛ 2 q ADM = 12 ⋅ N SPT ⋅ ⎜1 + ⎟ ⋅ ⎜ ⎟ kN / m ⎝ 3B * ⎠ ⎝ 25 ⎠ Para B* ≥ 1,2 m D ⎤ ⎛ S t ⎞ ⎛ B * +0,3 ⎞ ⎡ 2 ⋅⎜ ⎟⋅⎜ q ADM = 8 ⋅ N SPT ⋅ ⎢1 + ⎟ kN / m ⎥ ⎣ 3B * ⎦ ⎝ 25 ⎠ ⎝ B * ⎠ (kPa≡ kN / m2 = 0,0102 kp/ cm2 ) 2 St El asiento total admisible, en mm. N SPT Valor medio en la zona comprendida entre 0,5B* por encima de la base y 2B* por debajo. D B Empotramiento del cimiento Lado del cimiento D ⎤ ⎡ ⎢1 + 3B * ⎥ ≤ 1,3 ⎣ ⎦ Valor a introducir en las ecuaciones será menor o igual a 1,3. A efectos prácticos se podrán tomar los valores de qadm que figuran en la tabla, calculadas para valores de NSPT = 10. Para valores de NSPT > 10, la presión admisible varía proporcionalmente. Para este mismo tipo de suelo y según criterios de la expresión general de la presión de hundimiento, se podrá recurrir a esta otra formulación: q ADM = CARGA ADMISIBLE PARA SUELOS INCOHERENTES: SEGÚN EXPRESIÓN GENERAL DE LA PRESIÓN DE HUNDIMIENTO : qh = ( γ × D × N q q ADM = ( γ × D × Nq ) + ( 0,3γ × B × Nγ ) q ADM = { qh F F=3 SUELO INCOHERENTE (c = 0) )+ ( [ 0,3γ × B × N γ ( γ × D × N q )+ ( ) 0,3γ × B × N γ F 10 ) ] }⋅ kp cm 2 F ( ) ( q ADM = [ γ xDxN q + 0,3γ xBxN γ φ = Ángulo de Rozamiento Interno Nq = Coeficiente de Capacidad de Carga γ = Densidad aparente del terreno (t/m3) ) ] x [9.8066] kPa Nγ = Coeficiente de Capacidad de Carga B = Ancho del cimiento (m) D = Profundidad de Empotramiento de la Cimentación (m) F = Factor de seguridad 76 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 15.4.- MÓDULO DE BALASTO K30 MÓDULO DE BALASTO Ó MÓDULO DE REACCIÓN O MÓDULO DE WINKLER KS Relación entre la tensión aplicada sobre una superficie y la deformación producida Δ q KS = KS = S Δd δ ó donde: ΔS = Incremento de la presión de contacto donde: q = carga transmitida δ = asiento obtenido con la carga transmitida Δd = Incremento de asiento o deformación - Los datos se obtienen del ensayo de placa de carga de 0,30 x 0,30 m2, midiéndose la presión a la que se alcanza un asiento de 2.54 cm. - En ausencia de ensayos de placa de carga, para su cálculo en una cimentación real, se puede recurrir a: KS = 40 (FS) · qadm (KN/m3 = 0.0001 kg/cm3) Donde: q adm = carga admisible del terreno en kPa = kN/m2 = 0.01 kg/cm2 FS= Factor de seguridad. Usualmente 3. - La expresión se basa en que la presión última es la que produce un asentamiento admisible de ΔH= 2.54 cm, Ante la dificultad de realizar estos ensayos a diferentes profundidades, habitualmente se acude a correlaciones con qU o ensayos de penetración dinámica NSPT y NB (Terzaghi, Jiménez Salas, ...). Tabla D.29. (CTE) Valores orientativos del coeficiente de balasto, K30 K30 (MN/m3) 15 – 30 30 – 60 60 – 200 15 – 45 10 – 30 30 – 90 90 – 200 70 – 120 120 – 300 200 – 400 300 – 5.000 >5.000 Tipo de suelo Arcilla blanda Arcilla media Arcilla dura Limo Arena floja Arena media Arena compacta Grava arenosa floja Grava arenosa compacta Margas arcillosas Rocas algo alteradas Rocas sanas K30 (kp/cm3) 1,53-3,06 3,06-6,12 6,12-20,41 1,53-4,59 1,02-3,06 3,06-9,18 9,18-20,41 7,14-12,24 12,24-30,61 20,41-40,81 30,61-510,20 >510,20 Para pasar de K30 al KREAL de la cimentación, CTE-DB.SE-C estima: Cimiento en planta Cuadrada En suelos cohesivos k sB = k sp 30 0,3 B En suelos granulares k sB ⎛ B + 0,3 ⎞ = k sp 30 ⎜ ⎟ ⎝ 2⋅ B ⎠ 2 Cimiento en planta Rectangular B ⎞ ⎛ k sBL = k sB ⎜1 + ⎟ ⎝ 2⋅ L ⎠ B y L = dimensiones en planta del cimiento 77 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 15.5.- ESTIMACION DE ASIENTOS EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES • Asiento inmediato o instantáneo. • Asiento de consolidación. • Asiento de fluencia lenta (consolidación secundaria). Los tres tipos de asientos son típicos de arcillas y limos plásticos saturados, mientras que en el caso de suelos no saturados o cuando se trata de arenas o suelos granulares, en los que las sobrepresiones intersticiales se disipan casi instantáneamente, los asientos son muy rápidos y de tipo predominantemente elástico. MÉTODO ELÁSTICO Asimila el suelo a un medio elástico anisótropo. METODO EDOMÉTRICO Teoría de la Consolidación Unidimensional ESTIMACIÓN DE ASIENTOS: • • • Steinbrenner: modelo multicapa sobre capa rígida Terzaghi (1925), Skempton-Bjerrum (1957), Biot (1941). El asiento de cada capa se calcula según: ⎛ σ A + Δσ A ⎞ H i ⎟⎟ Si = cci log10 ⎜⎜ 0 A 1 + e0 σ 0 ⎝ ⎠ El procedimiento se basa en calcular el acortamiento de un estrato “ i ”, supuestamente homogéneo. La suma de acortamientos de cada estrato permite evaluar el asiento total sufrido. Si = So − Sz Donde: S0 = Asiento inicial SZ = Asiento al final de la capa σ0A = Tensión efectiva inicial ΔσA = Incremento de tensión efectiva debida a la sobrecarga CÁLCULO DE ASIENTOS PARA CIMENTACIONES SUPERFICIALES (STEINBRENNER). La fórmula de Steinbrenner z m= corresponde al asiento bajo 1 t+n A = 1− μ 2 B ; ; = ( + n× la esquina de un área n t−n 1 π rectangular cargada: φ S Z = pb ( Aφ − B φ ) 1 2 2E B = 1 − μ − 2μ 2 ; n= L B l φ ; 2 = m π × arctg l n t +1 ) t −1 n t.m ( t = 1+ n2 + m2 E = Módulo deformació n ; μ = Coef . Pisson ; b = Ancho del cimiento ) 1 2 ; p = Tensión Neta a cot a cimentación DETERMINACIÓN Y/O ESTIMACIÓN DEL MÓDULO EDOMÉTRICO Para las capas arcillosas mediante la expresión: E = 5 N = 5 N 20 (kp/cm2) Para las capas granulares puede aumentarse a: E = 8 N = 8 N 20 (kp/cm2) Del ensayo edométrico o de Inundación Bajo Carga, según: E EDOM = ΔT Δe ; E = 0,74 × E EDOM Tabla D.23.(CTE) Valores orientativos de NSPT, resistencia a compresión simple y módulo de elasticidad (Modificada) Tipo de suelo Suelos muy flojos o muy blandos Suelos flojos o blandos Suelos medios Suelos compactos o duros Rocas blandas Rocas duras Rocas muy duras 2 2 2 2 NSPT qu (kN/m ) qu (kp/cm ) E (MN/m ) E (kp/cm )/F=2 < 10 0- 80 0- 0.82 <8 40.77 10 - 25 80 - 150 0.82 – 1.53 8 – 40 40.77-203.87 25 - 50 150 - 300 1.53 – 3.06 40 – 100 203.87-509.68 50 – Rechazo 300 - 500 3.06 – 5.10 100 – 500 509.68-2548.42 Rechazo Rechazo Rechazo 500 – 5.000 5.000 – 40.000 > 40.000 5.10– 50.97 50.97 – 407.75 > 407.75 500 – 8.000 8.000 – 15.000 >15.000 2548.42-40774.67 40774.67-76452.59 >76452.59 78 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. El asiento medio con distribución parabólica bajo cimiento es: SMEDIO = S ESQUINA + 0,66 José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica ( SCENTRO − S ESQUINA ) ASIENTOS ADMISIBLES (cm) NBE – AE - 88 Características edificación Suelo arenoso Obras de carácter monumental 1,2 Estructura de hormigón armado de gran rigidez 3,5 Edificio de hormigón armado de pequeña rigidez Estructura metálica hiperestática 5,0 Edificio con muro de fábrica Comprobando que no se Estructura metálica isostática produce desorganización Estructura de madera de estructura ni 5,0 Estructura provisional cerramientos Los asientos diferenciales y distorsiones angulares no deben superar el 1 Suelo cohesivo 2,5 5,0 7,5 7,5 500 . Entendiendo que de la recuperación de suelos granulares puede existir un importante lavado de finos, desde el lado de la seguridad se puede asumir un porcentaje de finos superior al 35 %, y entonces seguir los criterios de CTE para recurrir a un cálculo como si de suelos cohesivos se tratase. 79 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica 15.6.- CRITERIOS DE CÁLCULO PARA CIMENTACIONES PROFUNDAS CRITERIOS DE CÁCULO DEL CTE-DB.SE-C (F.2) Con métodos basados en la teoría de la Plasticidad, para la determinación de resistencias por punta y fuste se considerará si se trata de suelos granulares o finos/cohesivos. DETERMINACIÓN ANALÍTICA DE RESISTENCIA DE HUNDIMIENTO EN SUELOS GRANULARES fp = 3 Resistencia por punta q p = f p = 2,5 f p ⋅ σ ´vp ⋅ N q ≤ 20 MPa qp Para pilotes hincados Para pilotes hormigonados in situ σ ´vp Presión vertical efectiva antes de instalar el pilote 1 + senφ π ⋅tgφ Factor de capacidad de carga, donde: ⋅e φ = Angulo rozamiento interno. 1 − senφ Dada la dificultad de obtener valores de Ф en laboratorio, se recurrirá a correlaciones con ensayos in situ de penetración (NSPT) contrastadas en las tablas: Nq = Resistencia por fuste qs= τ τ f = σ ´v ⋅k f ⋅ f ⋅ tgφ ≤ 120 kPa f σ ´v Presión vertical efectiva al nivel considerado kf Coeficiente de empuje horizontal f Factor de reducción de rozamiento por fuste φ PILOTE HINCADO PILOTE IN SITU kf =1 k f = 0,75 f = 0,9 f = 1,0 Angulo de rozamiento interno del suelo granular DETERMINACIÓN ANALITICA DE RESISTENCIA DE HUNDIMIENTO EN SUELOS COHESIVOS Con drenaje o a largo plazo Sin drenaje o a corto plazo La carga de hundimiento, evaluada por Condiciones de hundimiento sin drenaje o a corto plazo fórmulas estáticas debe calcularse en dos Condiciones de hundimiento con drenaje o a largo plazo situaciones: Resistencia τ f = 0,8 Coeficiente reductor por punta q p = N p ⋅ cu N p = 9,0 qp Resistencia por fuste qs= τ τf = 100 ⋅ cu (τ f y cu en kPa ) 100 + cu cu f Resistencia por punta q p = f p ⋅ σ ´vp ⋅ N q ≤ 20 MPa Resistencia por fuste τ f = σ ´v ⋅k f ⋅ f ⋅ tgφ ≤ 120 kPa τ f ≤ 0,1 MPa qp qs= τ φ c=0 Depende del empotramiento. Resistencia al corte sin drenaje. Considerando presión de confinamiento en la punta (2 diámetros por encima y 2 por debajo) en triaxial o compresión simple. Angulo de rozamiento de ensayos de laboratorio. Se desprecia la cohesión. La resistencia unitaria por fuste, salvo justificación no superará 0,1 MPa f 80 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica DETERMINACIÓN DE RESISTENCIA DE HUNDIMIENTO POR MÉTODO DEL “SPT” (CTE-DB.SE-C) El método de valuación de seguridad frente al hundimiento basado en el SPT es valido para pilotes perforados e hincados en suelos granulares si gravas gruesas (<30% de tamaño > 2 cm) que puedan desvirtuar el resultado del ensayo. En suelos cohesivos con resistencia a compresión simple (qu>0,1MPa) se podrán utilizar , a efectos orientativos, correlaciones entre SPT y CPT. Si se dispone de ensayos de penetración dinámica contínua, se pueden traducir los resultados correspondientes a índices SPT, y utilizar después el siguiente método (CTE-DB.SE-C. F.2.2.2) fN Resistencia por punta q p = f N ⋅ N (MPa) qp N SPT ≤ 50 Resistencia por fuste τ f = 2,5 ⋅ N SPT ( kPa ) qs= τ N ≡ N SPT N SPT ≤ 50 N SPT ≤ 50 f fN N ≡ N SPT N SPT ≤ 50 PILOTE HINCADO PILOTE IN SITU f N = 0,4 f N = 0,2 Valor medio de NSPT . Se obtendrá la media en la zona activa inferior y la media en la zona pasiva superior. El valor de N será la media de esas dos. Valor de NSPT en el nivel considerado. En el caso de pilotes metálicos, la resistencia por fuste se reducirá al 80% de la considerada para pilotes in situ. A efectos de estos cálculos el valor a considerar será inferior a 50 RESISTENCIA DE HUNDIMIENTO PARA PILOTES EN ROCA (CTE-DB.SE-C) La resistencia por punta en roca qp.d para pilotes excavados se podrá calcular de acuerdo con los criterios de cimentaciones superficiales en roca, introduciendo el coeficiente df (empotramiento en roca) qu Resistencia por punta qp.d K sp q p .d = K sp ⋅ qu ⋅ d f df Resistencia a Compresión Simple de la Roca K sp = 3+ s B a 10 ⋅ 1 + 300 s L d f = 1 + 0,4 r ≤ 3 d s > 300 s Espaciamiento discontinuidades B Ancho de cimiento (m) . a Apertura Junta limpia discontinuidades Junta rellena 0 < a s < 0,02 Lr Profundidad de empotramiento en roca d Diámetro real o equivalente del pilote. 0,05 < s <2 B a < 5mm a < 25mm Resistencia 0 ,5 por fuste τ f .d = 0,2 ⋅ qu ( MPa ) La resistencia por fuste para pilotes perforados se evalúa para la zona de roca empotrada. qs.d= τ f .d Se debe verificar que la roca es estable en agua. 81 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO EFECTO GRUPO CONSIDERACIÓN DEL AXAN, s.l. En los grupos de pilotes, y debido a la interferencia de las cargas, el asiento de cada pilote puede ser mayor. Para tenerlo en cuenta, se podrán adoptar las siguientes simplificaciones: z = α ⋅ λ2 José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica Para pilotes columna, trabajando por punta en roca, separados más de tres diámetros, el efecto grupo se considera despreciable. Para otras situaciones se supone que toda la carga del grupo está uniformemente repartida en un plano situado a profundidad "z" bajo superficie de terreno: "α" y "l2" son los indicados arriba, con dimensiones transversales B1 x L1 dadas por: B1 = Bgrupo + (1 − α ) ⋅ λ2 L1 = L grupo + (1 − α ) ⋅ λ 2 El cálculo del asiento debido a esta carga vertical repartida en profundidad se estimará de acuerdo con los procedimientos generales de cálculo de asientos de cimentaciones superficiales. ESTIMACION DE ASIENTOS EN PILOTES (CTE-DB.SE-C) ASIENTO DE PILOTE INDIVIDUAL AISLADO Se puede adoptar la simplificación de que el asiento de un pilote vertical aislado sometido a una carga vertical, de servicio, en su cabeza igual a la máxima recomendable por razones de hundimiento, es aproximadamente, el uno por ciento de su diámetro, más el acortamiento elástico del pilote. El asiento del pilote individual aislado, considerando el acorta-miento elástico del pilote se podrá expresar mediante la siguiente fór-mula aproximada: ⎛ D λ + α ⋅ λ2 ⎞ ⎟⋅ P si = ⎜⎜ + 1 A ⋅ E ⎟⎠ ⎝ 40 ⋅ Rck si D P Rck Asiento del pilote individual aislado λ1 λ2 A E Longitud de pilote fuera del terreno α Diámetro de pilote (diámetro equivalente para no circulares) Carga sobre la cabeza de pilote Carga de hundimiento Longitud de pilote dentro del terreno Área de la sección transversal del pilote Módulo de elasticidad del pilote Parámetro según el tipo de transmisión de cargas α =1 α = 0,5 α= 1 ⋅ (0,5 ⋅ R fk + R pk ) Rck Trabajo por punta Trabajo por fuste R pk Carga hund. punta R fk Carga hund. fuste RESISTENCIA DEL TERRENO A ACCIONES HORIZONTALES (CTE-DB.SE-C) Rhk Carga de rotura horizontal del terreno. Se determina con la figura adjunta. H Punto donde se aplica la carga, de momento flector nulo en función de los cálculos estructurales Caso particular de terreno puramente granular c = 0 Caso particular de terreno puramente cohesivo φ = 0 82 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367 Gestión de Calidad TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DEL SUELO AXAN, s.l. José María Noriega Rivera GEÓLOGO – Ingeniería Geotécnica VALORES RECOMENDADOS PARA EL TOPE ESTRUCTURAL DE LOS PILOTES (tabla 5.1 CTE-DB.SE-C) HINCADOS TIPO DE PILOTE HINCADO VALORES DE (σ (Mpa )) 0,30 ⋅ ( f ck − 0,9 ⋅ f p ) f ck Resistencia característica del hormigón Hormigón armado 0,30 ⋅ f ck fp Tensión introducida por el pretensado Metálicos 0,30 ⋅ f yk f yk Límite elástico del acero Hormigón pretensado o postensado Madera 5 PERFORADOS TIPO DE PILOTE PERFORADO TIPO DE HORMIGÓN Entubados Con Lodos En Seco Barrenado sin control de parámetros Barrenado con control de parámetros HA-25 HA-25 SIN Control integridad CON Control integridad 5.00 4.00 4.00 3.50 4.00 6.20 5.00 5.00 4.40 5.00 HA-25 HA-25 PERFORADOS TIPO DE PILOTE PERFORADO TIPO DE HORMIGÓN Entubados Con Lodos En Seco Barrenado sin control de parámetros Barrenado con control de parámetros TIPO DE APOYO SUELO FIRME σ Mpa HA-30 HA-30 ( SIN Control integridad ( CON Control integridad 6.00 7.50 4.80 6.00 4.80 6.00 4.20 5.25 4.80 6.00 TIPO DE APOYO ROCA σ Mpa HA-30 HA-30 ( )) ( )) HA-35 HA-35 SIN Control integridad CON Control integridad 7.00 5.60 5.60 4.90 5.60 8.70 7.00 7.00 6.10 7.00 HA-35 HA-35 SIN Control integridad CON Control integridad SIN Control integridad CON Control integridad SIN Control integridad CON Control integridad 6 5 5 - 7.50 6.20 6.20 - 7.20 6.00 6.00 - 9.00 7.50 7.50 - 8.40 7.00 7.00 - 10.80 8.70 8.70 - Con los parámetros geotécnicos obtenidos y siguiendo los criterios de cálculo establecidos por CTE-DB.SE-C, se define un resumen con las longitudes de pilote para diferentes diámetros, y para diferentes topes estructurales según el hormigón utilizado (según agresividad del terreno y(o aguas freáticas) para su ejecución. CONDICIONES ADICIONALES POR FENÓMENOS DE ROZAMIENTO NEGATIVO Estimación del ROZAMIENTO NEGATIVO en pilotes Según el CTE-DB.SE-C, la situación de rozamiento negativo se produce cuando el asiento de la superficie del terreno es mayor que el asiento de la cabeza del pilote. En esta situación, el pilote soporta, además de la carga que le transmite la estructura, parte del peso del terreno. Como consecuencia, el rozamiento negativo hace que la carga total de compresión que el pilote ha de soportar aumente. El problema puede ser resuelto por la diferencia entre el cálculo del asentamiento del terreno y asentamiento del pilote. Con estas bases de cálculo y otras consideraciones de NTE, se determina el valor del rozamiento negativo unitario, en t/m, como sobrecargas de cada pilar y según diámetro del pilote . 83 P.I. Guadalquivir, c/ Tecnología, 25 – Gelves 41120 (Sevilla)- Tel: 955 762 824 – Fax: 955 762 942 – www.axangeotecnia.com – [email protected] Sociedad inscrita Registro Mercantil Hoja SE-42455, Tomo 3164. Folio 121, Inscripción 1ª. C.I.F.:B-91094367
