CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Viceconsejería de Deportes

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1 CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Viceconsejería de Deportes ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO. CABAÑAS DE LA SAGRA - TOLEDO - CONSULTOR: MARZO 2008 Ref.: 005 / 08

2 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ÍNDICE ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS. 2.- CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS DE LA ZONA GEOLOGÍA REGIONAL GEOLOGÍA LOCAL RIESGOS GEOLÓGICOS Riesgo sísmico Riesgo por hundimiento Riesgo por expansividad Riesgo por agresividad de los suelos y el agua Nivel freático. 3.- CAMPAÑA DE RECONOCIMIENTO DEL TERRENO TRABAJO DE CAMPO Sondeos mecánicos a rotación Ensayos de penetración dinámica TRABAJO DE LABORATORIO Ensayos de identificación y estado Ensayos de resistencia Ensayos de expansividad Componentes secundarios. 4.- CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DE LOS MATERIALES RELLENO ARENO ARCILLOSO (Unidad I) ARCILLA LIMOSA (Unidad II). 5.- TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN CIMENTACIÓN SUPERFICIAL Cargas admisibles Asientos admisibles Bulbo de esfuerzos CONCLUSIONES RECOMENDACIONES COMPLEMENTARIAS. Página 1

3 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. TABLA RESUMEN ANEJOS I. PLANOS DE SITUACIÓN Y DE LOS TRABAJOS DE CAMPO. Plano de situación de la zona de estudio. Plano de situación de los trabajos de campo. II. PERFIL LITOESTRATIGRÁFICO. Perfil litoestratigráfico 1: B-4, Sr-3, Sr-2, Sr-1 y B-2. Perfil litoestratigráfico 2: B-3, Sr-2 y B-1. III. BULBO DE ESFUERZOS. IV. REPORTAJE FOTOGRÁFICO. V. INFORME DE RESULTADOS DE CAMPO Y LABORATORIO. TESTIFICACIÓN DE LOS SONDEOS MECÁNICOS. ο Sondeo mecánico a rotación Sr-1. ο Sondeo mecánico a rotación Sr-2. ο Sondeo mecánico a rotación Sr-3. ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA. ο Ensayo de penetración dinámica B-1. ο Ensayo de penetración dinámica B-2. ο Ensayo de penetración dinámica B-3. ο Ensayo de penetración dinámica B-4. ENSAYOS DE LABORATORIO. ο Muestra inalterada S ο Muestra inalterada S ο Muestra inalterada S ο Muestra de agua A Página 2

4 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS. El presente estudio ha sido realizado por la empresa GEHYM, S. L. (Geotecnia, Hidrogeología y Medio Ambiente, S. L.) a petición de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha, Consejería de Educación y Ciencia, Viceconsejería de Deportes. El presente estudio se redacta con el objetivo de analizar y valorar las características geológico-geotécnicas del subsuelo, existente en la parcela destinada a la construcción de un Pabellón Polideportivo Cubierto, situado en la urbanización Miralcázar, correspondiente al término municipal de Cabañas de la Sagra, en la provincia de Toledo. Se realizaron varios muestreos mediante sondeos mecánicos a rotación y ensayos de penetración dinámica, identificando tanto visual como mecánicamente los diferentes niveles litológicos, así como la cota de aparición del terreno natural. Una vez definido el modelo geológico-geotécnico representativo del terreno, se evalúan los parámetros geotécnicos y la capacidad portante estimada, para así poder determinar el estrato competente de cimentación (naturaleza y profundidad), y las condiciones de cimentación más adecuadas, incluyendo las zonas más o menos favorables. Superficie aproximada de la parcela: 2500 m 2. Tipo de construcción: C-1. (1 Planta). Grupo de Terreno: T-1 (Terrenos favorables). Superficie construida total: 1600 m 2 aproximadamente. Estado actual de la zona: Parcela de libre acceso. Cota de trabajos de campo: En torno a nivel de los viales. El informe se estructura en los siguientes capítulos: Página 3

5 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 1.- Introducción y Objetivos. Capítulo preliminar en el que estamos. 2.- Características geológicas de la zona. Donde se describe la información geológica que pueda ser de interés práctico para el proyecto y se evalúan los riesgos geológicos asociados. 3.- Campaña de reconocimiento del terreno. En este capítulo se hace mención a los trabajos realizados. Trabajos de campo, que han consistido en la ejecución de sondeos mecánicos a rotación con extracción continua de testigo y ensayos de penetración dinámica, y trabajo de laboratorio, que han consistido en ensayos de identificación y estado, ensayos de resistencia, ensayos de expansividad y ensayos de componentes secundarios. 4.- Características geotécnicas de los materiales. El terreno se caracterizará, además de por su naturaleza y espesor de las distintas capas que los componen, por los parámetros geotécnicos determinados a partir de ensayos de laboratorio y pruebas in situ. 5.- Resumen y Conclusiones. En este último apartado, se presentan las conclusiones obtenidas en el estudio geotécnico realizado, analizándose las zonas más favorables para la construcción y la unidad competente estimando la carga admisible de trabajo, así como los demás aspectos prácticoconstructivos relacionados con la obra. Página 4

6 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 2.- CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS DE LA ZONA GEOLOGÍA REGIONAL. La Cuenca La mayor parte de la superficie del norte de Toledo pertenece a la denominada Cuenca del Tajo, la cual responde al modelo típico de una gran Cuenca sedimentaria, de tipo continental. El relleno de esta cuenca se realizó por grandes ríos procedentes del norte, que erosionaban los relieves de las actuales sierras del Macizo Central, y dieron lugar a depósitos de tipo abanico, dando como resultado una distribución aleatoria de canales arenosos, intercalados en un conjunto de tipo arcillo arenoso en proporciones muy variables. Según su situación respecto al área de aporte de los sedimentos y respecto a la posición dentro de la Cuenca de depósito, se diferencian dentro de los materiales de relleno de la Cuenca cuatro grandes grupos: facies detríticas de borde, facies de transición, facies evaporíticas y por último las que podemos definir como facies de colmatación. Cada uno de estos grandes grupos tiene una distribución definida y con características geotécnicas muy diferentes. Dentro de las facies detríticas de borde, se diferencian dos unidades: la Unidad Madrid, al oeste del río Jarama y la Unidad Guadalajara al este del mismo río. La diferencia entre ambas unidades se debe al área fuente de los sedimentos. La Unidad Madrid procede básicamente de la erosión de materiales graníticos en sentido lato, de aquí el predominio de las arenas y gravas en su composición, en tanto que Guadalajara procede de la erosión de esquistos y pizarras básicamente, de aquí que presenten una fracción arcillosa dominante o al menos muy elevada. Página 5

7 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Dentro de las series de transición se diferencian dos facies en el entorno de Madrid: Peñuela y Cayuela. La facies Cayuela está constituida por niveles carbonatados, arcillas y bancos de silex. Los niveles de arcillas suelen ser de alta plasticidad (bentonitas) y/o expansivas con presencia de sepiolitas. La facies Peñuela la integran arcillas de tonos verdosos y azulados, con intercalaciones de carbonatos y algunos niveles de yesos. Son frecuentes los niveles de sepiolitas. En estos materiales comienzan a presentarse, aunque en pequeño grado generalmente, los problemas de agresividad por la presencia de sulfatos y en grado considerable los derivados de procesos de hinchamiento y retracción, por la presencia de bentonitas y sepiolita, estos últimos son más acusados en cimentaciones poco profundas como consecuencia de las variaciones del nivel freático. Facies evaporíticas. A medida que se progresa hacia el sur y sudeste, nos acercamos a la zona central de la Cuenca, donde se dieron condiciones de depósito de tipo lagunar árido o sebka. Como consecuencia, comienzan a aparecer los depósitos de tipo evaporítico: yesos, sales y arcillas de tipo sepiolítico, los cuales pueden representar las peores condiciones constructivas dentro del centro de cuenca. Hacia el noreste de Toledo, en discordancia sobre las facies evaporíticas, se presentan los depósitos de colmatación de la Cuenca. Comienzan con un conjunto de naturaleza muy variada: margas blanquecinas, calizas, arenas, areniscas, yesos, niveles de sepiolitas y, niveles de sílex especialmente hacia el techo. Culmina la serie con las calizas del Páramo, cuya potencia puede llegar a los 45 metros en algunas zonas y que dan lugar a una clásica tabla o mesa, con un notable escarpe topográfico. Página 6

8 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Los tramos basales pueden dar lugar a problemas muy variado, desde deslizamientos favorecidos por el aporte de agua de las calizas superiores, hasta hinchamientos y agresividad. A pesar de sus buenas características mecánicas pueden surgir problemas de hundimiento o asentamientos en sectores karstificados donde se han podido desarrollar procesos de relleno de cavidades. En los bordes de las tablas o páramos pueden producirse caídas de bloques por descalce. Plioceno Sobre las calizas de Páramo y sobre los materiales metamórficos al sur de Toledo, afloran materiales de edad pliocena de diferente naturaleza aunque básicamente por la acción de grandes ríos en condiciones climáticas posiblemente tropicales o subtropicales. El Plioceno lo constituyen arenas finas, arcillas limosas, caliches y travertinos, que dada su variable naturaleza pueden presentar problemas de asientos diferenciales dada su diferente capacidad portante. Los materiales Pliocenos que afloran en retazos sobre los materiales metamórficos, son las denominadas rañas, constituidas por gravas cuarcíticas, engastadas en una matriz arcillosa roja en proporciones variables, por lo que como en el caso anterior pueden existir problemas de asentamientos diferenciales. Cuaternario Sobre cualquiera de los materiales descritos anteriores y en especial ocupando los valles de los ríos, los cuaternarios son depósitos de relleno aportados por los cursos de agua o resultado de la alteración in situ, de aquí que su composición sea muy diversa y función de la naturaleza litológica del área de aporte o de la roca alterada. Página 7

9 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Nos encontramos así: arenas, arcillas, limos, gravas, bolos a veces con presencia de sales de variada naturaleza. Son materiales de baja capacidad portante, con problemas de asentamientos diferenciales, a veces de agresividad y frecuentemente con niveles freáticos próximos a la superficie y con fuertes variaciones estacionales. Es aconsejable su eliminación siempre que sea posible, o recurrir a pilotajes GEOLOGÍA LOCAL. En la zona de Cabañas de la Sagra, los materiales que aparecen en profundidad corresponden a los sedimentos de la zona de las facies evaporíticas del centro de cuenca. Estos sedimentos están formados por arcillas limosas y margas de tonalidades verdosas. En estos materiales comienzan a presentarse, aunque en pequeño grado generalmente, los problemas de agresividad por la presencia de sulfatos y en grado considerable los derivados de procesos de hinchamiento y retracción, por la presencia de bentonitas y sepiolita, estos últimos son más acusados en cimentaciones poco profundas como consecuencia de las variaciones del nivel freático. Página 8

10 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. MAPA GEOLÓGICO Margas yesíferas Facies detrítica Margas y sepiolitas ZONA DE ESTUDIO Página 9

11 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. LEYENDA RIESGOS GEOLÓGICOS. A continuación se detallan algunos aspectos generales de los riesgos geológicos que pueden tener una especial incidencia para los fines del presente estudio. Página 10

12 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO Riesgo sísmico. Según la Normativa Sismorresistente PDS-1 de 1974, desde el punto de vista sísmico y para el cálculo de estructuras, el área de estudio se encuentra enclavada en un área de intensidad sísmica de Grado Bajo, G < V, según la Escala Internacional Macrosísmica (MKS). La Norma de Construcción Sismorresistente NCSR-02, a esta información puede añadírsele que dicha área tiene asignado un valor de aceleración sísmica básica a b menor de 0,04 veces la aceleración de la gravedad (a b < 0,04 g), índice que representa la aceleración horizontal de la superficie del terreno correspondiente a un período de retorno de 500 años. La aceleración sísmica de cálculo dependerá del período de vida para el que se proyecte la construcción. Para un período de 50 años, construcción de normal importancia (ρ = 1,0), la aceleración sísmica de cálculo, a c, coincidirá con la aceleración sísmica básica (a c < 0,04 g), mientras que si se adopta un período de 100 años, construcción de especial importancia, habrá que aplicar a aquella un coeficiente adimensional de riesgo (ρ) de valor 1,30 (a c > 0,052 g). La normativa citada no es de aplicación cuando el valor de la aceleración sísmica de cálculo es inferior a 0,04 g (a c < 0,04 g) como es el caso que nos ocupa, y así queda reflejado en el mapa de peligrosidad sísmica expuesto a continuación. Página 11

13 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO Riesgo por hundimiento. El riesgo de hundimiento en la zona de estudio puede estar ocasionado por la existencia de materiales antrópicos y terreno echadizo. Por tanto, el riesgo de hundimiento en la zona de estudio se considera bajo a nulo, ya que la ubicación de estos materiales es superficial, y teniendo en cuenta la labores de zanjeo de la cimentación, estos materiales han de ser retirados para que no tengan influencia en la cimentación. De tal manera, que para que el riesgo de hundimiento sea lo más bajo posible, habrá que retirar dicho material echadizo, y rellenar con zahorra compactada y hormigón pobre, dichas zonas hasta llegar a la estructura general de cimentación Riesgo por expansividad El peligro que conlleva la expansividad, afecta exclusivamente a suelos cohesivos de naturaleza arcillosa, cuando su textura se ve alterada por diferencias en la concentración de humedad. Para el actual proyecto, el riesgo de expansividad de los suelos detectados se considera bajo a medio. ensayos de laboratorio. Su valoración se aclarará en puntos posteriores, con los resultados de los Página 12

14 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO Riesgo por agresividad de los suelos y el agua. Los terrenos afectados por el presente estudio, contienen sulfatos solubles en su composición en proporciones no elevadas, por tanto el riesgo de agresividad frente a los hormigones será bajo Nivel freático. Durante los trabajos de campo, en el conjunto de las prospecciones desarrolladas en la zona de estudio, se detectó la presencia de agua, únicamente en el sondeo Sr-1, a una profundidad de 5,10 metros. El nivel freático puede fluctuar en épocas de lluvia y/o sequía, pasando a cotas algo superiores y/o inferiores. Página 13

15 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 3.- CAMPAÑA DE RECONOCIMIENTO DEL TERRENO. En una primera fase, se trabaja sobre la caracterización geológica de la zona del estudio, para ello, se parte de una información básica basada en la documentación geológica y geotécnica existente sobre la zona. Una vez estudiada la documentación del entorno geológico, se plantea la campaña de investigación en función de las características del proyecto, y el tipo de terreno que presente la zona. En la segunda fase del estudio, se planifica la campaña de prospección, consistente en, la caracterización del sustrato y sus recubrimientos, mediante el análisis de campo, la testificación de los sondeos mecánicos para la determinación del material existente. La tercera fase consiste en la elaboración de los datos en gabinete para la redacción del informe definitivo TRABAJO DE CAMPO. El reconocimiento del subsuelo ha consistido en la ejecución de tres (3) sondeos mecánicos a rotación con extracción continua de testigo, para la identificación de los distintos niveles existentes en la parcela de estudio, en los que se han realizado diferentes ensayos in situ, para estimar la carga admisible del terreno en profundidad. Para concluir el reconocimiento de la parcela, se ejecutaron cuatro (4) ensayos de penetración dinámica tipo Borros para estimar la carga admisible del terreno en profundidad. Página 14

16 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. La ubicación de los citados trabajos de campo se presenta en el plano de situación, incluido en los anejos del presente informe. Dichos trabajos de campo, se han distribuido de forma que se abarcara la mayor superficie posible. Durante la ejecución de dicho trabajo, se tomaron muestras representativas de los niveles encontrados para su posterior identificación y tratado en el laboratorio. El trabajo de laboratorio ha consistido en una serie de ensayos según Norma UNE o en su defecto las NLT. Los ensayos realizados se clasifican en general en los siguientes grupos: 1.- Ensayos de identificación. 2.- Ensayos de estado. 3.- Ensayos de resistencia. 4.- Ensayos de expansividad. 5.- Análisis químicos de los componentes secundarios Sondeos mecánicos a rotación. Para su ejecución se empleó una sonda de perforación modelo RL 48 L de ROLATEC, montada sobre orugas (Año de fabricación 2006). La perforación se realiza con batería sencilla tipo B, con coronas de widia, con un diámetro de 86 mm. El emplazamiento de los sondeos realizados aparece situado en el plano que acompaña el presente informe. Durante la ejecución de los sondeos se detectó la presencia de agua únicamente en el sondeo Sr-1, a una profundidad 5,10 metros. Página 15

17 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Motor 62 CV Mástil elevación 5500 mm Carrera útil 3400 mm Caudal bomba l/min. Velocidad de rotación 900 r.p.m. Par motor 450 mkg Tracción máxima 7000 kg Mordazas hidráulicas Angulo de perforación 0-180º cuadro adjunto. La profundidad alcanzada en los sondeos mecánicos, queda reflejada en el Sondeo Profundidad Nivel Freático Tubería piezométrica Sr-1 8,00 metros 5,10 Sí (8,00 metros) Sr-2 8,00 metros Seco No Sr-3 8,00 metros Seco No En las fechas de ejecución de los trabajos de campo, la cota de boca de los sondeos mecánicos, se corresponde con la cota de la parcela en las fechas de ejecución, de tal manera que como se observa en el reportaje fotográfico adjunto, la zona queda aproximadamente a nivel de los viales existentes. Con objeto de llevar a cabo los ensayos de laboratorio, se seleccionaron muestras representativas a lo largo de los sondeos (Muestras Inalteradas - XP P94-202), las cuales han permitido caracterizar las litologías afectadas en el presente estudio. Página 16

18 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Este tipo de muestras se obtienen de tal forma que su estructura física y sus propiedades son prácticamente las mismas que las del suelo de donde se han tomado, empleándose para ello, un tomamuestras de pared gruesa de 85 mm de diámetro introducido por golpeo, como refleja la Figura 1. Se han realizado también varios ensayos S.P.T. (Standard Penetration Test - UNE /92) con cuchara normalizada, como se muestra en la Figura 2, en los sondeos perforados, con objeto de caracterizar geotécnicamente las diferentes litologías encontradas en el mismo, estimando así, la resistencia de los citados materiales litológicos. La maza utilizada para la hinca de tres tramos de 15 cm. tiene un peso de 63,5 kg y una altura de caída de 76,2 cm. La suma del número de golpes aplicados en los dos tramos finales, proporciona el parámetro N SPT, denominado también resistencia a la penetración estándar. Figura 1 Figura 2 Página 17

19 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. cuadro siguiente: Las muestras realizadas en el interior de los sondeos mecánicos, se detallan en el SONDEO MUESTRAS Profundidad (m) Golpeo Observaciones MI 1 1,20-1, Tomamuestras Sr-1 SPT 1 1,80-2, C. Normalizada SPT 2 7,55-8, C. Normalizada MI 1 3,00-3, Tomamuestras Sr-2 SPT 1 3,60-4, C. Normalizada SPT 2 6,15-6, C. Normalizada SPT 1 1,50-1, C. Normalizada Sr-3 MI 1 5,10-5, Tomamuestras SPT 2 5,70-6, C. Normalizada Ensayos de penetración dinámica. UNE /98. Como ya se ha citado, se han realizado cuatro (4) ensayos de penetración dinámica tipo Borros con un equipo automático. La mecánica del ensayo de penetración dinámica consiste en la hinca de un tren de varillas mediante el golpeo de una maza; estas varillas están ranuradas cada 20 cm. A lo largo del ensayo se obtienen diferentes valores de N 20, que corresponden al número de golpes necesarios para traspasar 20 cm. en el terreno. Con estos datos (N 20 ) se pueden semicuantificar las tensiones admisibles de los suelos para diferentes profundidades. El ensayo se da por finalizado cuando se obtiene el rechazo a la penetración, o bien, cuando las resistencias obtenidas son suficientes para los requerimientos del proyecto. Página 18

20 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Este tipo de ensayo está especialmente indicado para suelos y tiene como objetivo evaluar la compacidad del suelo, investigar la homogeneidad o anomalías del subsuelo y comprobar la situación en profundidad del estrato competente de cimentación. Peso de la maza: 63,5 kg Altura de caída: 0,50 m Diámetro del varillaje: 32 mm Peso del varillaje: 6,3 kg/ml Puntaza cuadrada: 4 * 4 cm - perdida Gato extractor: 10 t Peso: 700 kg Dimensiones: 2,90 m x 0,90 m Los datos de resistencia del terreno quedan reflejados en los diagramas que se adjuntan en los anejos, así como la ubicación de los mismos en la zona, incluida en el plano de situación. Con este tipo de prospección, sólo pueden obtenerse datos de resistencia in situ del terreno, no pudiéndose identificar la naturaleza real del terreno, ya que no se obtiene testigo alguno durante la ejecución del ensayo. Sin embargo cuando se tiene conocimiento de la litoestratigrafía del subsuelo y los condicionantes del proyecto lo permiten, es un método factible y rápido, para la definición de las tensiones admisibles y la determinación de la cota del estrato competente. Para calcular la carga de hundimiento de los terrenos del subsuelo, a partir de los resultados de la hinca existen diferentes fórmulas. Las más utilizadas son las teorías de Caquot - L Herminier. La expresión viene dada por: Página 19

21 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. R p = P m 2 * h / (P m + P v ) * S * d (1) R p = Resistencia dinámica de punta en kg/cm 2. P m = Peso de la maza (63,5 kg). P v = Peso que carga sobre la puntaza. h = altura de caída (50 cm). S = superficie de la puntaza (16 cm 2 ). d = avance de penetración por cada golpe 20 cm/n 20. N 20 = golpes cada 20 cm de penetración. A partir del resultado de múltiples experiencias, se deduce, que para obtener la carga de hundimiento, resistencia correspondiente a una carga estática en punta, se divide por 20 la resistencia dinámica obtenida mediante la expresión (1) y se aplica un coeficiente de seguridad en función de la naturaleza del terreno. Los datos de resistencia del terreno quedan reflejados en los diagramas que se adjuntan en los anejos, así como la ubicación de los mismos en la zona, incluida en el plano de situación. Con los ensayos se alcanzó una profundidad igual a: Tipo Penetrómetro Profundidad Rechazo B-1 9,00 metros (N 20 = 100) Borros B-2 8,80 metros (N 20 = 100) B-3 8,40 metros (N 20 = 100) B-4 8,20 metros (N 20 = 100) Al mismo tiempo, se fotografió cada uno de los emplazamientos, penetrómetros dinámicos B-1, B-2, B-3 y B-4, con el fin de elaborar el reportaje fotográfico, para su constancia en el presente informe. Página 20

22 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO TRABAJO DE LABORATORIO. Para la caracterización de los parámetros geotécnicos básicos de los materiales presentes en la parcela, se efectúo una identificación de los suelos mediante textura granulométrica, plasticidad, ensayos de resistencia a compresión simple y agresividad. agruparse en: El trabajo de laboratorio ha consistido en una serie de ensayos, que pueden Ensayos de identificación y estado. Los ensayos de identificación nos definen la granulometría, tamaño y estudio de forma del suelo. La granulometría o estudio de los distintos tamaños que componen un suelo se realizan en base a clasificaciones de tamaños normalizados. El análisis granulométrico por tamizado (UNE /95) se realiza tamizando o cribando una determinada cantidad de suelo, en peso, a través de una serie de tamices, pesándose el porcentaje retenido en cada uno de ellos. Conocido lo retenido en cada tamiz, se puede obtener el tanto por ciento de partículas de diámetro inferior al considerado en cada caso. Los Límites de Atterberg, (UNE / /94) determinan las humedades características de las partículas finas, definiéndose al Límite Líquido como la humedad necesaria para que el suelo pase de un estado plástico a un estado fluido, y al Límite Plástico a la humedad necesaria para que el suelo pase de un estado semisólido a un estado plástico. El Índice de Plasticidad se define como la diferencia entre el Límite Líquido y el Límite Plástico. Página 21

23 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. El estado natural del suelo, viene definido por el contenido de humedad natural, que se obtiene mediante el secado en estufa de una fracción de la muestra, calculando la pérdida de peso en agua, y la densidad aparente, determinada mediante el cálculo del volumen de la muestra y el peso de la parte sólida del suelo Ensayos de Resistencia. Ensayo de resistencia a Compresión Simple (Presión inconfinada). UNE /93. Es el ensayo más utilizado en la caracterización de la resistencia a compresión de los suelos con cierta cohesión. En el ensayo se procede a carga una probeta de suelo con rapidez, y en caso de arcillas impermeables, equivale a un ensayo sin drenaje. En suelos granulares los datos obtenidos son meramente orientativos, ya que la falta de cohesión de los granos hace que la muestra se desmorone nada más aplicarle la carga (vertical). Ensayo de Corte Directo sin consolidar y sin drenar (UU). UNE Con el ensayo de corte directo, obtenemos los parámetros de cohesión y ángulo de rozamiento interno de los suelos Ensayos de expansividad. Presión de hinchamiento. UNE Este ensayo se utiliza para determinar en laboratorio la presión vertical necesaria para mantener sin cambio de volumen una muestra confinada lateralmente cuando se inunda en agua. Página 22

24 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO Componentes Secundarios. Contenido en Sulfatos solubles. UNE /96. Su determinación consiste en obtener el contenido de sulfatos, pasándolos a disolución mediante agitación con agua y precipitando luego los sulfatos disueltos, procedentes del suelo, con una disolución de cloruro bárico. Ensayos realizados: ENSAYO Cantidad Granulometría por tamizado 3 Límites de Atterberg 3 Resistencia a Compresión Simple 3 Corte Directo (UU) 2 Ensayos de estado 3 Presión de Hinchamiento 2 Componentes Secundarios 3 Agresividad del agua freática 1 Con los datos obtenidos se clasifican los suelos, según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.), la clasificación H.R.B. revisada y adoptada por la AASHTO como norma M-145, y la clasificación del Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes, PG-3/02, y en su actual revisión. Página 23

25 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 4.- CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DE LOS MATERIALES. La zona de estudio está constituida principalmente por dos (2) unidades litológicas con características geotécnicas distintas. Los niveles detectados en la zona de estudio se describen a continuación RELLENO ARENO ARCILLOSO (Unidad I). Los materiales englobados dentro de esta unidad se corresponden con rellenos arenosos y arcillosos, de tonalidad marrón oscuro, acumulados en la zona por la construcción de los viales adyacentes. Estos materiales se localizan de forma generalizada a lo largo de la parcela investigada; se observa la siguiente potencia en los sondeos mecánicos realizados. Sondeo Profundidad (m) Espesor (m) Sr-1 0,00-0,30 0,30 Sr-2 0,00-0,50 0,50 Sr-3 0,00-1,00 1,00 Estos materiales, presentan unas compacidades muy bajas, caracterizándose por su gran compresibilidad. En este tipo de materiales es casi imposible evaluar su resistencia y predecir su comportamiento a largo plazo, además suelen llevar asociados grandes asentamientos. Son suelos con una alta probabilidad de riesgo de colapso por inundación, debido a fugas o infiltraciones directas de agua. Página 24

26 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Desde el punto de vista geotécnico, estos materiales no se consideran aptos para el apoyo directo y soporte de las cargas de la edificación. Los parámetros teóricos de resistencia al corte estimados para estos materiales, son los que se exponen a continuación: Cohesión c = 0,0 kg/cm 2. Ángulo de rozamiento φ = 17º - 22º. Densidad aparente δ = 1,70 t/m 3. Módulo de Young (E) = kg/cm 2. Coeficiente de Poisson (ν) = 0,35. Coeficiente de Balasto K 30 = 0,70-1,00 kg/cm 3. Teniendo en cuenta el espesor máximo detectado en los sondeos (1,00 m) y su localización superficial, estos niveles de rellenos serán convenientemente retirados con las labores de zanjeo de la cimentación del Pabellón Polideportivo Cubierto proyectado, y por lo tanto no tendrán afección en la cimentación de la misma ARCILLA LIMOSA (Unidad II). Es un nivel que se localiza por debajo de la Unidad I, y se continúa hasta el final de los sondeos mecánicos, marcando el fondo de los mismos. Esta litología está compuesta por unas arcillas limosas de tonalidad marrón verdoso a marrón oscuro. Se diferencian en los tres (3) sondeos realizados, niveles más arenosos, sobre todo a techo de la Unidad. Página 25

27 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Estas arcillas limosas presentan una compacidad media (ver diagramas de penetración dinámica y ensayos de resistencia in situ), localizándose en toda la parcela, representándose en la siguiente tabla la relación de espesores y profundidades encontrados. Sondeo Profundidad (m) Espesor (m) Sr-1 0,30-8,00 7,70 Sr-2 0,50-8,00 7,50 Sr-3 1,00-8,00 7,00 Se han ensayado tres (3) muestras representativas de estos niveles. La primera muestra ensayada se corresponde con la muestra inalterada del sondeo Sr-1 a una profundidad entre 1,20 y 1,80 metros (muestra S ), la segunda muestra ensayada se corresponde con la muestra inalterada del sondeo Sr-2, recogida a una profundidad entre 3,00 y 3,60 metros (muestra S ). La última muestra enviada y ensayada en laboratorio, es la muestra inalterada correspondiente al sondeo Sr-3, recogida a mayor profundidad, 5,10-5,70 metros. Se corresponde con la muestra S Granulometría y Clasificación Como se observa en el cuadro resumen posterior, presentan una textura granulométrica formada por un 1,0-22,0 % de fracción tamaño arena media, un 41,4-47,7 % de fracción arena fina y un 36,6-51,3 % de finos de naturaleza fundamentalmente limosa de plasticidad media a alta. Estos suelos se clasifican como arenas limosas, SM, en los dos casos donde el porcentaje de finos es inferior al 50 %, clasificándose como limo arenoso de alta plasticidad en la muestra restante, donde los finos son ligeramente superiores al 50%, MH, según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Página 26

28 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. En cambio se trata de suelos arcillosos en todas las muestras tipo A-7-5, según la clasificación AASHTO, con un índice de grupo variable entre 3 y 10. muestras ensayadas. Clasificándose como Marginal según la clasificación PG-3/02, en las tres (3) Ensayos de estado (Humedad y densidad) Los ensayos de estado realizados sobre las muestras anteriormente citadas (muestras S , S y S ), proporciona una humedad natural media del 26,3 %; con una densidad seca media de 1,52 t/m 3 y una densidad húmeda media de 1,93 t/m 3. Ensayos de Resistencia Atendiendo a los resultados de laboratorio, podemos conocer la carga admisible del mismo, a partir del resultado de los ensayos de compresión simple de dichas muestras ensayadas, de tal manera que en el cuadro siguiente se resumen los ensayos de resistencia a compresión simple realizados y los resultados obtenidos. Ensayo de Resistencia a Compresión Simple (UNE /93) Profundidad Muestra (Sondeo) (metros) q u (kp/cm 2 ) S (Sondeo Sr-1) 1,20-1,80 4,62 S (Sondeo Sr-2) 3,00-3,60 5,63 S (Sondeo Sr-3) 5,10-5,70 3,45 Página 27

29 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Igualmente, para la obtención de los parámetros de corte, se han realizado en laboratorio, dos (2) ensayos de corte directo, de los cuales se han obtenido los siguientes datos de cohesión y ángulo de rozamiento: Ensayos de Resistencia al Corte (UNE /98) Muestra (Sondeo mecánico) Profundidad (metros) Cohesión (kg/cm 2 ) Áng. de Roz. (º) S (Sondeo Sr-1) 1,20-1,80 0,88 15º S (Sondeo Sr-2) 3,00-3,60 0,33 37º Grado de expansividad Los suelos expansivos son generalmente suelos arcillosos preconsolidados con apreciables cambios de volumen por variaciones de humedad. Los efectos son más importantes en climas secos y áridos. Los Límites de Atterberg de las muestras ensayadas son los que se exponen a continuación (Valores medios). Límite Líquido (WL) = 56,2-73,7 (64,47). Límite Plástico (WP) = 33,6-46,9 (40,37). Índice de Plasticidad (IP) = 22,6-26,8 (24,10). Sobre este material, se han realizado dos (2) ensayos para la determinación de la Presión de Hinchamiento (Ph) según norma UNE , ya que los índices de Plasticidad son superiores a 15. Página 28

30 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Ensayos de Presión de Hinchamiento (UNE /96) Muestra / Sondeo Profundidad (metros) Ph (kg/cm 2 ) S / Sondeo Sr-1 1,20-1,80 0,54 S / Sondeo Sr-2 3,00-3,60 0,14 Los resultados de las muestras ensayadas, indican una presión de hinchamiento P h = 0,14-0,54 kp/cm 2, lo que supone una expansividad potencial de grado bajo a medio. En la siguiente tabla se expresan los criterios de expansividad en función de los límites de plasticidad y de la presión de hinchamiento según Rodríguez Ortiz. WL IP PRESION DE HINCHAMIENTO (kp/cm 2 ) EXPANSIVIDAD < 30 < 15 < 0,30 Baja ,30-1,20 Media ,20-3,00 Alta > 60 > 35 > 3,00 Muy alta Consultando el cuadro propuesto por Oteo (1986) sobre la peligrosidad a partir de la expansividad se obtiene que el tramo ensayado (tramos más susceptible al hinchamiento) vienen encuadrados en el área de grado I. (expansividad nula a baja). Dicho cuadro propuesto por Oteo, se ha incluido en los anejos, tras los protocolos de los ensayos de laboratorio. Página 29

31 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 1 0,8 I II Indice LL 0,6 0,4 III IV 0, I...EXPANSIVIDAD NULA A BAJA. II...EXPANSIVIDAD BAJA A MEDIA. III...EXPANSIVIDAD MEDIA A ALTA. IV...EXPANSIVIDAD ALTA A MUY ALTA. Permeabilidad Son unos materiales considerados poco permeables, debido a su textura fina por lo que son poco susceptibles de captar las aguas de lluvias o de riego de los jardines. En los niveles donde la proporción de finos aumenta, el carácter permeable disminuye. Coeficiente de permeabilidad K = Página 30

32 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Componentes Secundarios Los materiales ensayados que aparecen en el ámbito del estudio, presentan en su composición sustancias agresivas, sulfatos, en proporciones bajas. Parámetros geotécnicos teóricos Los parámetros teóricos estimados para estos materiales, son: Cohesión c = 0,5-1,5 kg/cm 2 (dependiendo del contenido en finos). Ángulo de rozamiento φ = 15-30º. Densidad δ = 1,50-1,65 t/m 3. Coeficiente de Balasto K 30 = 3,2-4,5 kp/cm 3 (placa 0,30 x 0,30 m). Coeficiente de Poisson ν = 0,32-0,35. Ensayos de resistencia in situ (SPT) En el material definido como arcillas limosas marrón verdosas, se han realizado seis (6) ensayos SPT, cuyo resultado se expone en el siguiente cuadro: Sondeo Ensayo SPT Profundidad (m) Golpeo N 30 Observaciones Sr-1 Sr-2 Sr-3 SPT 1 1,80-2, C. Normalizada SPT 2 7,55-8, C. Normalizada SPT 1 3,60-4, C. Normalizada SPT 2 6,15-6, C. Normalizada SPT 1 1,50-1, C. Normalizada SPT 2 5,70-6, C. Normalizada Página 31

33 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. En función de los datos de resistencia in situ SPT, se puede determinar: Según los ensayos expresados en la tabla anterior, se analiza una compacidad firme a dura, teniendo en cuenta que se ha estimado terrenos arcillosos en conjunto, son arcillas limosas. Cabría destacar el ensayo ejecutado en el sondeo Sr-3, a una profundidad de 1,50-1,95 metros, el cual ha proporcionado un valor de N 30 igual a 17, dicho valor es el más bajo de todos los ensayos efectuados en esta litología, analizándose en dicho caso, una compacidad firme. En la siguiente tabla se muestra la correlación entre los valores SPT (N 30 ) y q u (kp/cm 2 ), recomendado por el manual de diseño (DM 7.1) de la U. S. NAVY y SANGLERAT. Tabla 2 SANGLERAT, 1967 Suelo Designación Nº Golpes N 30 Carga kp/cm 2 Arena y Limo Muy suelta 0-4 0,2 Suelta ,2-1,1 Media ,1-2,9 Densa ,9-5,1 Muy densa > 50 5,1-6,3 Muy blanda 0-2 0,27 Blanda 3-5 0,27-0,55 Arcilla Media ,55-2,2 Firme ,2-4,0 Dura > 25 4,0-8,8 Por lo tanto, de acuerdo con los resultados obtenidos hasta el momento y teniendo en cuenta los condicionantes del proyecto, desde el punto de vista geotécnico, estos materiales, arcillas limosas de tonalidad marrón verdosa (Unidad II), se consideran aptos para el apoyo directo y soporte de las cargas de cimentación. Página 32

34 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. En la siguiente tabla, se expresan los valores obtenidos en los ensayos de identificación del material: MUESTRA S S S Sondeo mecánico a rotación (Profundidad) Sr-1 (1,20-1,80 m) Sr-2 (3,00-3,60 m) Sr-3 (5,10-5,70 m) Ensayos Resultado Resultado Resultado Análisis Grava (%) 0,0 0,0 0,0 granulométrico Arena (%) 52,4 63,4 48,7 Finos (%) 47,6 36,6 51,3 Plasticidad Límite Líquido (LL) 73,7 56,2 63,5 Índice de Plasticidad (IP) 26,8 22,6 22,9 Ensayos Humedad (%) 24,2 25,9 29,0 de estado Densidad seca (t/m 3 ) 1,56 1,58 1,44 Ensayos de Resistencia Ensayos de expansividad Componentes Secundarios Clasificación Resistencia a R. C. S. Compresión Simple (kp/cm 2 ) 4,62 5,63 3,45 Corte Directo Cohesión (kp/cm 2 ) 0,88 0,33 - Ángulo de Rozamiento (º) 15º 37º - Presión de Hinchamiento (kp/cm 2 ) 0,54 0,14 - Contenido en Sulfatos (mg/kg) S.U.C.S. SM SM MH A.A.S.H.T.O. (Ig) A-7-5 (9) A-7-5 (3) A-7-5 (10) PG-3 / 02 Marginal Marginal Marginal Página 33

35 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. 5.- TIPOLOGÍA DE CIMENTACIÓN. Una vez conocidas las características geotécnicas de las unidades litológicas que aparecen en el terreno investigado, donde se proyecta la construcción de un Pabellón Polideportivo Cubierto en la parcela situada en la urbanización Miralcázar, de la localidad toledana de Cabañas de la Sagra, se plantea la elección de la tipología de cimentación más adecuada para dicho proyecto. Analizada la columna litológica, con las diferentes unidades detectadas, se determina en función de los condicionantes del proyecto, el estrato competente de cimentación, las presiones de trabajo y los asientos asociados con las mismas. A la hora de analizar la tipología de cimentación más aconsejable, se toman como datos de partida, las características constructivas de la construcción proyectada y los condicionantes geotécnicos del subsuelo, así como trabajos realizados en la zona con anterioridad y nuestra experiencia en la región. Actualmente en la parcela de estudio, no se observan desniveles topográficos importantes, por lo tanto, se ha considerado que la cota de realización de los trabajos es aproximadamente la misma en toda la parcela estudiada, coincidiendo con el nivel de los viales actuales. Con la campaña de investigación realizada se puede cuantificar las tensiones admisibles de los materiales, necesarias para definir las condiciones de cimentación. Partiendo de la testificación realizada en las columnas litológicas de los sondeos mecánicos realizados, se ha determinado un primer nivel de potencia detectada entre 0,30 y 1,00 metro, consistente en rellenos arenosos y arcillosos, Unidad I, que han de ser convenientemente retirados con el zanjeo y en ningún caso apoyar cualquier tipo de cimentación sobre los mismos. Página 34

36 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Tras este nivel de rellenos, aparece un segundo nivel, Unidad II, consistente en arcillas limosas, detectadas en toda la superficie, marcando el final de las prospecciones a una profundidad de 8,00 metros en todos los sondeos, con un espesor variable entre 7,00 y 7,70 metros en los sondeos Sr-3 y Sr-1 respectivamente. Esta litología (Unidad II) posee unas características de carga admisible aceptable para el tipo de construcción proyectado, por tanto, es apropiada para situar la base de la cimentación. En los anejos del presente informe geotécnico, se han incluido dos (2) cortes / perfiles litoestratigráficos del terreno, (longitudinal y trasversal), donde se representa la disposición de las unidades litológicas definidas en profundidad según los sondeos mecánicos realizados; en la escala vertical su potencia es real (en metros), mientras que en la escala horizontal es una correlación CIMENTACIÓN SUPERFICIAL. La cimentación de carácter permanente de cualquier edificación, debe apoyar sobre terrenos naturales competentes, los cuales deben ser identificados y analizados para predecir el comportamiento a corto y a largo plazo con la sobrepresión. A la hora de valorar cualquier unidad como posible nivel de apoyo, debemos tener en cuenta los siguientes puntos. Homogeneidad y espesor de la Unidad de apoyo. Capacidad de carga del suelo bajo la cimentación. Asentamiento del suelo bajo cimientos. Página 35

37 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. Considerando estos conceptos básicos dentro de la Unidad de terreno natural detectada en la zona, pasamos a describir las características propias de dicho nivel a partir de los trabajos de campo realizados. En base al levantamiento estratigráfico del testigo de los sondeos, se han diferenciado dos (2) niveles geotécnicos naturales dentro de los materiales descritos: Unidad I: Rellenos... No apto Unidad II: Arcillas limosas... N Apto A la hora de hacer los cálculos de las tensiones admisibles y definir la tipología de cimentación más aconsejable, se tomarán como base las características geotécnicas de la Unidad II. La Unidad I, rellenos arenosos y arcillosos, queda descartada por su alta compresibilidad, sus asientos y su localización; de tal manera que no se contempla su estudio en cuanto a cimentación, ya que no se debe apoyar ningún tipo de cimentación sobre los mismos. No obstante, teniendo en cuenta su espesor, estos materiales serán convenientemente retirados y no afectarán en la base de apoyo de la cimentación. Un aspecto muy importante es apoyar la cimentación sobre el mismo nivel, evitando apoyar de la cimentación sobre diferentes materiales, para evitar asientos diferenciales. Dicho nivel presenta unas características geomecánicas favorables, con lo que se recomienda una cimentación, tradicional, de tipo superficial, mediante zapatas empotradas en el terreno competente. Página 36

38 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO Cargas admisibles. Los cálculos de cimentación, se realizarán en base al resultado de los ensayos SPT. La utilización de este método está orientada principalmente para materiales granulares. En la parcela de estudio los materiales encontrados, están formados principalmente por arcillas limosas que presentan heterogeneidades en su composición detectándose zonas con un mayor contenido en finos cohesivos y zonas en los que se intercalan niveles arenosos, además se realizará el cálculo de cargas admisibles para suelos cohesivos, de manera que ambos métodos nos darán una estimación aproximada sobre la capacidad portante de los mismos. Cálculo mediante ensayo S.P.T. (Terzaghi y Peck, 1948). Los cálculos de cimentación se realizarán en primer lugar en base a los resultados de los ensayos SPT. Este método no se ajusta completamente al comportamiento geotécnico de las arcillas, aunque nos da una estimación aproximada sobre la capacidad portante de los sedimentos existentes. Refiriéndonos al golpeo de los ensayos SPT, se puede calcular la presión admisible a partir del método simplificado propuesto por CTE (Documento básico) (para B > 1,20 m). Q adm = 8 N SPT {1 + D/3D} (S t /25) (D + 0,3/D) 2 kn/m 2 donde: S t = asiento total admisible, en mm. N = Valor medio de los resultados N 30 obtenidos a cota de cimentación. D = Profundidad definida en el Anejo F. Página 37

39 JCCM. CONSEJERÍA DE EDUCACIÓN Y CIENCIA Ref.: 005 / 08 ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA LAS OBRAS DE CONSTRUCCIÓN DE UN PABELLÓN POLIDEPORTIVO CUBIERTO EN CABAÑAS DE LA SAGRA. TOLEDO. En estas condiciones, la cimentación en la Unidad II, calculamos la carga admisible para zapatas cuadradas (para B > 1,20 m), de 1,80 metros de lado. B > 1,2 m C.T.E. Suelos Granulares Q adm = 8 N 30 (1+D/3B) (S t /25) (B+0,3/B) 2 kn/m 2 Q adm = 208, kn/m 2 N = 17 B = 1,8 m D = 0,6 m St = 25,4 mm Q adm = 2,1 kg/cm D/3B = 1,111 ((B+0,3)/B) = 1,17 ((B+0,3)/B) 2 = 1,36 Estos cálculos se han realizado tomando como referencia un valor de los ensayos SPT realizados igual a 17 (N 30 = 17) ya que es un valor obtenido a muy próximo a las cotas de cimentación, considerándose suficiente para las solicitaciones de este proyecto a pesar de haber obtenido en estos ensayos valores superiores. Las arcillas limosas marrón verdosas ensayadas se encuentran básicamente en el comportamiento cohesivo de una arcilla, aunque con las intercalaciones arenosas pueden tratarse con el comportamiento incoherente de las arenas, con lo que es difícil ajustar un método para estudiar su comportamiento, más difícil si cabe con las intercalaciones de niveles carbonatados superficiales. Ensayos de penetración dinámica tipo borros. Interpretación. Refiriéndonos al golpeo de los ensayos de penetración dinámica se puede calcular la presión admisible a partir de la ecuación según Caquot - L Herminier, expuesta en apartados anteriores. Página 38