EL ESTUDIO GEOLÓGICO- GEOTÉCNICO EN LOS PROYECTOS DE EDIFICACIÓN.

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1 EL ESTUDIO GEOLÓGICO- GEOTÉCNICO EN LOS PROYECTOS DE EDIFICACIÓN. Juan Alonso Universidad de Castilla La Mancha Geoscan Consultoría Indice INTRODUCCIÓN LA CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN DEL TERRENO ENSAYOS DE LABORATORIO CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y PROFUNDAS 1

2 Indice INTRODUCCIÓN LA CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN DEL TERRENO ENSAYOS DE LABORATORIO CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y PROFUNDAS Introducción CONTENIDO DEL ESTUDIO GEOTÉCNICO Estabilidad de taludes y parámetros para dimensionamiento de medidas de contención. Tensión de hundimiento + Asiento de cimentaciones. Afecciones a construcciones vecinas. Agua en el terreno. Corto y largo plazo. 2

3 Introducción El ámbito de aplicación del DB-C es el de la seguridad estructural, capacidad portante y aptitud al servicio, de los elementos de cimentación y, en su caso, de contención de todo tipo de edificios, en relación con el terreno, independientemente de lo que afecta al elemento propiamente dicho, que se regula en los Documentos Básicos relativos a la seguridad estructural de los diferentes materiales o la instrucción EHE. Indice INTRODUCCIÓN LA CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN DEL TERRENO ENSAYOS DE LABORATORIO CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y PROFUNDAS 3

4 4

5 Planificación de la campaña de prospección. 5

6 Métodos directos de prospección. Calicatas - Permiten la observación directa de la superficie y hasta una profundidad moderada del perfil geológico del terreno. - Permiten la obtención de muestras alteradas o inalteradas mediante tallado o cilindros metálicos. Métodos directos de prospección. Sondeos Los sondeos rotativos permiten la recuperación de testigo continuo. Conservación en cajas. Permiten obtener muestras alteradas o inalteradas. 6

7 Métodos directos de prospección. Sondeos Toma de muestras. ( CTE). Ensayos SPT Número de golpes necesarios para hincar una puntaza normalizada 60 cm en el terreno. Se cuentan en cuatro tramos de 15 cm, contándose la suma del segundo y tercer tramo, N 30. Muestra Inalterada - Tomamuestras de pared gruesa. - Tomamuestras de pared delgada (Shelby) 7

8 Métodos directos de prospección. Penetrómetros Se contabiliza el número de golpes N necesarios para hincar tramos de varillaje de 10 o 20 cm de longitud. Adecuado para: arenas y limos arenosos, siendo de ninguna utilidad en terrenos rocosos, bolos y gravas compactas, niveles cementados o preconsolidados y rellenos antrópicos de bloques y fragmentos gruesos. Según energía de golpeo se clasifican en: - Ensayo ligero o DPL. - Ensayo pesado o DPH. - Ensayo superpesado o DPSH. Métodos directos de prospección. Penetrómetros 8

9 9

10 Métodos indirectos de prospección. Geofísica Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) Tomografía Eléctrica Sísmica de refracción Sísmica de reflexión Georadar Gravimetría Planificación de la campaña de prospección Tipo de Construcción Tipo Descripción (1) C-0 Construcciones de menos de 4 plantas y superficie construida inferior a 300 m 2 C-1 Otras construcciones de menos de 4 plantas C-2 Construcciones entre 4 a 10 plantas C-3 Construcciones entre 11 a 20 plantas C-4 Conjuntos monumentales o singulares, o de más de 20 plantas (1) En el cómputo de las plantas se incluyen los sótanos. 10

11 Planificación de la campaña de prospección Tipo de Terreno Grupo Descripción T-1 Terrenos favorables: aquellos con poca variabilidad, y en los que la práctica habitual en la zona es de cimentación directa mediante elementos aislados. T-2 Terrenos intermedios: los que presentan variabilidad, o que en la zona no siempre se recurre a la misma solución de cimentación, o en los que se puede suponer que tienen rellenos antrópicos de cierta relevancia, aunque probablemente no superen los 3.0 m. T-3 Terrenos desfavorables: los que no pueden clasificarse en ninguno de los tipos anteriores. De forma especial se considerarán en este grupo los siguientes terrenos: a) Suelos expansivos b) Suelos colapsables c) Suelos blandos o sueltos d) Terrenos kársticos en yesos o calizas e) Terrenos variables en cuanto a composición y estado f) Rellenos antrópicos con espesores superiores a 3 m g) Terrenos en zonas susceptibles de sufrir deslizamientos h) Rocas volcánicas en coladas delgadas o con cavidades i) Terrenos con desnivel superior a 15º j) Suelos residuales k) Terrenos de marismas Planificación de la campaña de prospección Distancias máximas entre puntos de reconocimiento y profundidades orientativas Tipo de Construcción Grupo de terreno T1 T2 Dmax (m) P (m) Dmax (m) P (m) C-0, C C C C D max (m) Área por prueba (m 2 )

12 Planificación de la campaña de prospección Número mínimo % de sustitución T-1 T-2 T-1 T-2 C C C C C Número mínimo de sondeos mecánicos y porcentaje de sustitución por pruebas continuas de penetración. SIEMPRE UN MÍNIMO DE TRES PUNTOS DE PROSPECCIÓN!! Planificación de la campaña de prospección CTE La profundidad planificada de los reconocimientos debe ser suficiente para alcanzar una cota en el terreno por debajo de la cual no se desarrollarán asientos significativos bajo las cargas que pueda transmitir el edificio (aumento neto de tensión igual o inferior al 10 % de la tensión efectiva vertical existente a esa cota antes de construir el edificio o sustrato indeformable). 12

13 13

14 14

15 Caso 2 15

16 16

17 Caracterización del macizo rocoso In Situ: Estaciones Geomecánicas 17

18 Indice INTRODUCCIÓN LA CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN DEL TERRENO ENSAYOS DE LABORATORIO CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y PROFUNDAS Ensayos de Laboratorio. Suelos. Objetivos: - Clasificar el suelo. - Identificar el estado en que se encuentra el suelo. - Evaluar sus propiedades mecánicas. - Prever posibles problemas geotécnicos (expansividad, colapso...) - Agresividad 18

19 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayos de Laboratorio. Identificación suelos. Análisis granulométrico de suelos por tamizado Según se indica en la norma (UNE ) este ensayo tiene por objeto determinar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo y obtener la cantidad, expresada en tanto por ciento, que pasan por los tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el 0.08 mm (tamiz nº 200 ASTM). 19

20 Ensayos de Laboratorio. Identificación suelos. s=s +u 20

21 Caso 1 Arcillas Caso 2 Limos Arenas Gravas 21

22 Ensayos de Laboratorio. Identificación de suelos. Límites de Atterberg - Determinación del límite líquido de un suelo por el método del aparato de Casagrande-UNE Determinación del límite plástico de un suelo-une Se determinarán las propiedades plásticas del terreno; límite líquido, límite plástico y su índice de plasticidad. 22

23 Arcillas Ensayos de Laboratorio. Identificación suelos. 23

24 Ensayos de Laboratorio. Estado. 24

25 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo de compresión simple Ensayos de Laboratorio. Suelos. 25

26 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo de corte directo Ensayos de Laboratorio. Suelos. 26

27 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo Consolidado Drenado (CD). Ensayo Consolidado No Drenado (CU). Ensayo No Consolidado No Drenado (UU). Ensayo con varias pasadas después de la rotura. Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo triaxial 27

28 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo edométrico 28

29 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Cs Cc Valores típicos del índice de compresión: Arcillas duras preconsolidadas Arcillas medias Arcillas blandas Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo de colapso Índice de colapso (I) es el valor del colapso determinado, para una presión vertical cualquiera, como el porcentaje de disminución de altura que experimenta la probeta al ser inundada. I>1 Colapsable I<1 No colapsable 29

30 Ensayos de Laboratorio. Suelos. Ensayo de hinchamiento libre en edómetro Determina el incremento de altura, expresado en tanto por ciento del valor inicial, que experimenta una probeta de suelo cuando se encuentra confinada lateralmente, sometida a una presión vertical de 10 kpa y se inunda de agua Ensayo de presión de hinchamiento en edómetro Determina la presión vertical necesaria para mantener sin cambio de volumen, una probeta confinada lateralmente cuando se inunda de agua de un suelo en edómetro. Indice INTRODUCCIÓN LA CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN DEL TERRENO ENSAYOS DE LABORATORIO CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y PROFUNDAS 30

31 Cimentaciones Cimentaciones superficiales Cimentaciones Cimentaciones profundas 31

32 Cimentaciones Cimentaciones especiales Capacidad portante del terreno El estudio geológico-geotécnico en los proyectos de edificación 32

33 Capacidad portante del terreno q adm q s s adm Tensión vertical admisible de servicio (q s ). El estudio geológico-geotécnico en los proyectos de edificación Cimentaciones. Tensión de hundimiento en cimentaciones superficiales 33

34 Cimentaciones Asiento de cimentaciones superficiales Soluciones a partir del ensayo de penetración estándar Según Terzaghi (1948): Para B 1.20 Para B 1.20 q adm q N s = 8 N s B = 12 B w adm K d 2 Meyerhoff (1695), : Para B 1.20 Para B 1.20 q q N = w 5 N B + 1 = 8 B adm K d w adm K d 2 El estudio geológico-geotécnico en los proyectos de edificación 34

35 Cimentaciones Tensión de hundimiento en cimentaciones profundas Cimentaciones El estudio, en función del tipo de cimentación, debe establecer los valores y especificaciones necesarios para el proyecto relativos a: a) cota de cimentación; b) presión vertical admisible (y de hundimiento) en valor total y, en su caso, efectivo, tanto bruta como neta; c) presión vertical admisible de servicio (asientos tolerables) en valor total y, en su caso, efectivo, tanto bruta como neta; d) en el caso de pilotes, resistencia al hundimiento desglosada en resistencia por punta y por fuste; 35

36 Cimentaciones e) parámetros geotécnicos del terreno para el dimensionado de elementos de contención. Empujes del terreno: activo, pasivo y reposo; f) datos de la ley tensiones en el terreno-desplazamiento para el dimensionado de elementos de pantallas u otros elementos de contención; g) módulos de balasto para idealizar el terreno en cálculos de dimensionado de cimentaciones y elementos de contención, mediante modelos de interacción sueloestructura; h) resistencia del terreno frente a acciones horizontales; i) asientos y asientos diferenciales, esperables y admisibles para la estructura del edificio y de los elementos de contención que se pretende cimentar; Cimentaciones j) calificación del terreno desde el punto de vista de su ripabilidad, procedimiento de excavación y terraplenado más adecuado. Taludes estables en ambos casos, con carácter definitivo y durante la ejecución de las obras; k) situación del nivel freático y variaciones previsibles. Influencia y consideración cuantitativa de los datos para el dimensionado de cimentaciones, elementos de contención, drenajes, taludes e impermeabilizaciones; l) la proximidad a ríos o corrientes de agua que pudieran alimentar el nivel freático o dar lugar a la socavación de los cimientos, arrastres, erosiones o disoluciones; m) cuantificación de la agresividad del terreno y de las aguas que contenga. 36

37 Cimentaciones n) caracterización del terreno y coeficientes a emplear para realizar el dimensionado bajo el efecto de la acción sísmica; o) cuantificación de cuantos datos relativos al terreno y a las aguas que contenga sean necesarios para el dimensionado del edificio, en aplicación de este DB, otros Documentos Básicos relativos a la seguridad estructural de los diferentes materiales o la instrucción EHE, y a otros DB, especialmente al DB-HS (Habitabilidad: Salubridad); p) cuantificación de los problemas que pueden afectar a la excavación especialmente en el caso de edificaciones o servicios próximos existentes y las afecciones a éstos; q) relación de asuntos concretos, valores determinados y aspectos constructivos a confirmar después de iniciada la obra, al inicio de las excavaciones, o en el momento adecuado que así se indique, y antes de ejecutar la cimentación, los elementos de contención o los taludes previstos. 37

38 EL ESTUDIO GEOLÓGICO- GEOTÉCNICO EN LOS PROYECTOS DE EDIFICACIÓN. Juan Alonso Universidad de Castilla La Mancha Geoscan Consultoría 38

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