JORNADA TÉCNICA SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN. 19 de Mayo 2011

Transcripción

1 SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN. Ponente: Roger Oriol Gibert Elias Geólogo G.P.O. Ingeniería, S.A.

2 Índice JORNADA TÉCNICA Que debe cumplir un E.G.? Legalidad y Calidad Visado/Supervisado Optimización de la cimentación? Cómo se hace un presupuesto de un E.G.? - Costes de investigación: Ensayos de penetración vs sondeos (Investigación). Sondeos helicoidales vs sondeos Testigo Continuo (Muestreo). Ensayos de laboratorio básicos vs avanzados (Parametrización). Ensayos insitu básicos vs avanzados (Parametrización). Implicaciones en el coste de la cimentación: Dimensionado de pilotes CPTU. Ej. Fábrica en el Delta del Llobregat Dimensionado de micropilotes Presiómetros. Ej. Edificio en Barcelona Sagrera. Conclusiones: E.G. Un trámite o un recurso para el proyecto? E.G. Reducir costes o REDUCIR COSTES

3 Legislación y normativa de Estudios Geotécnicos Ley 38/1999 de 5 noviembre de Ordenación de la Edificación: Regula los agentes que intervienen fijando sus obligaciones y responsabilidades. Capítulo II. Exigencias Técnicas - Código Técnico de la Edificación (RD 314/2006) Exigencias GEOTÉCNICAS del CTE (RD 314/2006) DB SE-C C(SE-Cimientos): Intensidad y tipología de la investigación para el reconocimiento del terreno. Intensidad y tipología de análisis de laboratorio. Identificación ió y caracterización ió del terreno. Estados límite de servicio y últimos de las cimentaciones relacionados con el terreno. Aplicación de la NCSE-02 Normativa / Acreditación / Declaración Responsable: Ensayos de Campo y de Laboratorio: Agrupa más de 40 normas UNE que permiten la obtención de parámetros geotécnicos y las diferentes propiedades del terreno (resistencia, deformabilidad, permeabilidad, agresividad, ). Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Normas UNE para la realización de trabajos de estabilización de terrenos y estructuras de contención (elementos, tipo de ejecución, calidad, ). Acreditación/Declaración responsable.

4 Calidad (Seguridad) del Estudio Geotécnico Trazabilidad de los trabajos: De los reconocimientos de investigación. De los ensayos de laboratorio. Registros y actas Buenas prácticas técnicas: Guías técnicas de referencia (MIFO, ROM, Jiménez Salas, ) Conformidad de los cálculos. Conformidad de las recomendaciones Responsabilidad civil: Seguro de R.C. previo a los reconocimientos. Seguro de R.C. civil y profesional.

5 Eficiencia del Estudio Geotécnico Integración con el Proyecto: - Objeto del Estudio Geotécnico Timing de trabajo. - Ámbito: taludes, agua subterránea, riesgos geológicos, g - Relaciones Interprofesionales Arquitecto Geólogo. - Diseño de la campaña geotécnica en función de la cimentación Utilidad para el Proyecto: - Incluye todo el ámbito del proyecto? - Resuelve todos los parámetros que necesito? - Ofrece la mejor solución de cimentación?

6 Cómo se hace un presupuesto de un E.G.? Costes de investigación Promotor / Arquitecto / Aparejador: Tipo de edificio. Situación geográfica/geológica. Requerimientos. Ámbito (taludes, rellenos, limitaciones, etc). Geólogo: Estima tipo de cimentación. Dimensiona campaña de investigación a medida. Completa presupuesto. Reduce costes del proyecto. Reduce costes de la campaña: Tipo de reconocimientos. Ensayos (laboratorio/insitu).

7 Costes de Investigación: Sondeos o DPSH? Sondeo: Perforación + Muestreo DPSH: Resistencia a la penetración - Maquinaria grande; requere espacio. - Maquinaria relativamente pequeña. - Suministro de agua. - Poco espacio necesario. - Rendimiento bajo. - Rendimiento alto. -EL CTE permite la realización de ensayos de penetración sustituyendo sondeos.

8 Costes de Investigación: Sondeos o DPSH? Sondeo: Perforación + Muestreo DPSH: Resistencia a la penetración - Registro detallado naturaleza del terreno. - Limitado it por el técnico. - Capacidad de muestreo. - Registro continuo de golpes. - Limitado por el terreno Rechazo. - Incertidumbres.

9 Costes de Investigación: Sondeos o DPSH? Sondeo: Perforación + Muestreo Banco Precios ITEC: J03D0370 (J) - Desplazamiento de la maquinaria a más de 35 km - 472,77 /u. J03D0380 (J) - Traslado y emplazamiento en el punto de sondeo - 53,71 /u. J03D0400 (J) - Sondeo a rotación con bateria en suelos y rellenos hasta 25 m de profundidad - 51,74 /m. J03D0550 (J) - Cajas porta-testigos plàstico ( 3m ) - 13,89 /u. TOTAL: 1.202, ,15 Tiempo y costes: 2 Personas (Oficial 1ª + Ayudante). Un día de trabajo. Gasoil + Agua + Dietas + Amortización. DPSH: Resistencia a la penetración Banco Precios ITEC: J03D0630 (J) - Desplazamiento de la maquinaria a más de 35 km - 235,69 /u. J03D0630 (J) - Emplazamiento de penetración en cada punto - 34,66 /u. J03D0660 (J) Ensayo de penetración dinámica DPSH UNE /94-20,83 /m. TOTAL: 478, ,96 Tiempo y costes: 1 Personas (Oficial 1ª o Ayudante). ¼ día de trabajo. Gasoil + Amortización. COSTES: Con el coste de 1 sondeo puedo hacer un mínimo de 3 DPSH. INFORMACIÓN: Incertidumbres en la naturaleza del material.

10 Costes de Investigación: Rendimiento o Recuperación? - EL CTE permite la realización de diferentes tipos de sondeos meánicos; a rotación con extracción de testigo, ti mediante helicoide id y mediante percusión. Sondeo helicoidal Sondeo con recuperación de testigo Foto: CPGEOLOGICS Perforación rascando el terreno con una Perforación a partir de la rotación y presión de un tubo herramienta llamada trialeta asociada a un tubo vacio de hierro que presenta una corona de corte helicoidal. La presión realizada por el sistema exterior. La corona de corte, corta el material, y este hidraulico de la máquina, junto con la rotación, queda retenido en el interior de la tubería. rompe el terreno en pequeños trozos. Esto implica que se obtiene un registro continuo de La calidad de la muestra no es buena, ya que se todo el perfil del terreno. extrae completamente roto y mezclado.

11 Costes de Investigación: ió Rendimiento i o Recuperación? Sondeo helicoidal Sondeo con recuperación de testigo Banco Precios ITEC: Banco Precios ITEC: - J03D0440 (J) Sondeo helicoidal - 34,71 /m. Rendimiento: 51,74 /m. - Perforación continua - Rendimiento elevado sondeos de m/día. - J03D0400 (J) - Sondeo a rotación con bateria en suelos y rellenos hasta 25 m de profundidad - - J03D0550 (J) - Cajas porta-testigostestigos plàstico (3m) - 13,89 /u. Rendimiento: - Perforación discontinua - Rendimiento lento 1 sondeo de m/día. -Los sondeos con extracción de testigo podrán utilizarse en cualquier tipo de terreno. Los helicoidales, no. Los sondeos helicoidales SOLO poden utilizarse cuando: - El terreno sea blando y cohesivo. - No existan capas cementadas o de gravas. - No existan capas arenosas bajo freático. - No sea necesario penetrar en rocas. RENDIMIENTO: Los sondeos helicoidales presentan un rendimiento una 3 veces superior a los de testigo continuo y son sensiblemente más económicos. INFORMACIÓN: Se debe interpretar los resultados a la realidad ya que no hay testigo. APLICABILIDAD: No es una técnica apta para todos los materiales.

12 Costes de Investigación: Correlación o Parametrización? EL CTE indica que las determinaciones se podrán obtener mediante ensayos en laboratorio, o si es factible con ensayos in situ, aplicando las oportunas correlaciones si fueran necesarias. Correlación: Parametrización: Estimación de parámetros resistentes y deformacionales a partir de correlaciones empíricas. Correlaciones diferentes para materiales cohesivos o para materiales granulares. Requiere determinar la dureza del suelo. Cuantificación de los parámetros resistentes y deformacionales a partir de ensayos de laboratorio. Requiere obtener muestras del propio material donde apoyará el edificio a construir y ensayarlas.

13 Costes de Investigación: Correlación o Parametrización? Correlación: Banco Precios ITEC: -J03D0720 (J) - Standard Penetration Test (SPT) UNE103800/92-27,78 /u. Rendimiento: - Requiere correcciones en función de la energía y de la profundidad. Parametrización: Banco Precios ITEC: - J03D0700 (J) - Muestra inalterada UNE 7371/75-28,88 /u. - J03D1050 (J) - Ensayo triaxial CU UNE /98-384,47 /u. Rendimiento: - Requiere ensayo en laboratorio. RANGO DE VALORES ESTIMACIÓN PARÁMETROS 100% Arcillas o 100% Arenas VALORES REPRESENTATIVOS PARÁMETROS QUANTIFICADOS Material real

14 Costes de Investigación: Rotura o Control de la rotura? Rotura - SPT Control de la rotura - Presiómetro: Foto: Igeotest Foto: Igeotest Año: Año: Contar el golpeo de un maza de 63,5 kg Prueba directa de carga del terreno cayendo de 0,76 cm de altura. inflando una membrana introducida en Estima la resistencia del terreno y su el sondeo hasta romper el terreno. deformabilidad. Cuantifica la resistencia del terreno y su deformabilidad.

15 Rotura - SPT JORNADA TÉCNICA Control de la rotura - Presiómetro: Banco Precios ITEC: Banco Precios ITEC: -J03D0720 (J) - Standard Penetration Test - J03D0740 (J) Ensayo presiómetro Menard - (SPT) UNE103800/92-27,78 /u. 346,60 /u. Qué obtengo del ensayo? Qué obtengo del ensayo? N 30 : N 60?

16 Implicaciones en el coste de la cimentación Estudio geotécnico Geólogo: Ejecuta el presupuesto aceptado. Realiza el E.G. en base a la investigación presupuestada. Promotor / Arquitecto / Aparejador: Dimensiona la cimentación en base a las conclusiones del E.G. Actua en el ámbito de la obra en base al E.G. Cumple el C.T.E. Ejecuta lo que le pagan. Mayor incertidumbre; mayor F.S. Ejecuta lo que viene en el E.G. Mayor F.S.; mayor coste de la obra EJEMPLOS

17 0 m -10 m -20 m -30 m JORNADA TÉCNICA Costes de Cimentación ió Ensayos Insitu I- Nave Industrial Calle A Zona Franca Rellenos Arenas Trabajos geotécnicos realizados: - 2 Sondeos a rotación con testigo contínuo de 25 m. - 1 Ensayo de penetración estática CPTU de 35 m SPTS y 8 MI. - Ensayos de laboratorio de identificación, deformabilidad (edómetros) )y resistencia corte (CD). 13 Arenas: -N 30 = 13 Arcillas: N 60 = 16 φ = 32º - Cu = 60 kpa y limos Arcillas Condiciones de cimentación: - Debido a la presencia de rellenos, la exigencia de las cargas y la imposibilidad de hacer precargas por espacio se requiere una cimentación profunda. -40 m

18 Nave Industrial Calle A Zona Franca Rellenos Arenas Arcil llas y limos Ensayo de Penetración Estática: - Medida continua de la resistencia a penetración. - Medida continua de la presión intersticial. - El CTE prevé en el capítulo F el dimensionado de pilotes mediante ensayos penetrométricos estáticos. Banco Precios ITEC: - J03D0620 (J) - Desplazamiento de la maquinaria a más de 35 km - 329,27 /u. - J03D0630 (J) - Emplazamiento de penetración en cada punto - 34,66 /u. -J03D0650 (J) Ensayo de penetración estática CPTU - 43,04 /m.

19 Nave Industrial Calle A Zona Franca SPT Lpilote = 11,5 m Qadm= 62 t CPTU Lpilote = 11,5 m / 6,5 m Qadm= 105 t / 62 t

20 Nave Industrial Calle A Zona Franca Edificio y terreno: - Nave industrial 80 x 40 metros. 3 Plantas. - C-1 / T-2 Minimo 2 sondeos + 1 Ensayo de penetración. - Profundidad de investigación 18 metros. Estudio geotécnico 1: - 2 sondeos de 20 metros. - 1 DPSH de 20 metros SPTS. Coste trabajos de campo ITEC: Condiciones de cimentación: - Pilotes de 11,5 metros en ambiente Qb. - 3E5867K - Pilote barrenado hormigonado por el tubo central en terreno blando, de diámetro 65 cm con hormigón HA- 30/L/20/IIa+Qb - 74,23 /m.l. - E3EB Armadura para pilotes AP500 S de acero 70 kg/m 3 23,23 /m.l m.l. de pilotes. Coste pilotes ITEC: Estudio geotécnico realizado: - 2 sondeos de 25 y 30 metros. - 1 CPTU de 35 metros SPTS. Coste trabajos de campo ITEC: Condiciones de cimentación: - Pilotes de 6,5 metros en ambiente Qb. - 3E5867K - Pilote barrenado hormigonado por el tubo central en terreno blando, de diámetro 65 cm con hormigón HA- 30/L/20/IIa+Qb - 74,23 /m.l. - E3EB Armadura para pilotes AP500 S de acero 70 kg/m 3 23,23 /m.l m.l. de pilotes. Coste pilotes ITEC: Ahorro de en la cimentación

21 Costes de Cimentación Ensayos insitu II Edificio Sagrera 0 m -5 m Re ellenos Trabajos geotécnicos realizados: - 3 Sondeos a rotación con testigo contínuo m. - 4 Ensayos Presiométricos SPTS y 6 MI. - Ensayos de laboratorio de identificación, deformabilidad (edómetros) y resistencia corte (CU). 35kg/cm 2-10 m 57kg/cm 2-15 m 53kg/cm 2 50kg/cm 2 Arc illas y limo os Relleno: -N 30 = 8 N 60 = 11 φ=30º Arcillas: -N 30 = 20 N 60 = 21 Cu=0,6 kg/cm 2 - Cu =08kg/cm 2 lab Qu = 1.6 kg/cm 2 (0,16 MPa). -P lím = 45 kg/cm 2 (4,50 MPa). Condiciones de cimentación: - Debido a la presencia de rellenos y la exigencia de las cargas y espacio se requiere una cimentación profunda mediante micropilotes -20 m

22 Costes de Cimentación Ensayos insitu II Edificio Sagrera r fuste =0,20 MPa fuste, r fuste =0,09 MPa Qu=0,16 MPa P lím =4,50 MPa

23 Costes de Cimentación Ensayos insitu II Edificio Sagrera Edificio y terreno: - Edificio de 10 plantas 40 x 30 metros. - C-2 2/T2: T-2: 3 sondeos. - Prof. de investigación 25 metros bajo cota de cimentación situada a 2,5 m de profundidad. Estudio geotécnico 1: - 3 sondeos helicoidales metros SPTs. Coste trabajos de campo ITEC: Condiciones de cimentación: - Micropilotes il de 18 m (3 m en rellenos + 15 metros en arcillas) / 55 t/micro. - E3D171B3 - Micropilotes sin entubación de 200 mm de diámetro, armado con tubo de acero de 560 N/mm 2, 139,7 mm de diámetro y de 9 mm de espesor e inyección única con lechada de cemento CEM I 42,5 R 143,05 /m.l m.l. de micropilote. Coste pilotes ITEC: Estudio geotécnico realizado: - 3 sondeos testigo de metros. - 4 Presiómetros SPTs. Coste trabajos de campo ITEC: Condiciones de cimentación: - Micropilotes de 13 m (3 m en rellenos + 10 metros en arcillas) / 76 t/micro. - E3D171B3 - Micropilotes sin entubación de 200 mm de diámetro, armado con tubo de acero de 560 N/mm 2, 139,7 mm de diámetro y de 9 mm de espesor e inyección única con lechada de cemento CEM I425R143 42,5 143,05 /m.l m.l. de micropilote. Coste pilotes ITEC: Ahorro de en la cimentación

24 Conclusiones - E.G. Un trámite o un recurso para el proyecto? El E.G. es un trámite necesario según el CTE. Es un trámite sencillo y relativamente económico comparado con el coste de un proyecto de edificación. El visado colegial garantiza su revisión así como la corrección formal y legal del E.G. Seguro R.C. El E.G. es la herramienta que determina el tipo de terreno y de cimentación más adecuado. No solo debe concernir a la cimentación, sino también a los taludes, obras de contención, aguas subterráneas, riegos geológicos, contaminaciones,... Un E.G. óptimo y útil requiere de que el proyectista lo entienda como un recurso, con unos datos técnicos de VALOR.

25 Conclusiones - E.G. reducir costes o REDUCIR COSTES? Las soluciones de cimentación propuestas en un E.G. están directamente t relacionadas con la inversiónió en investigación y en materia gris. Los ensayos más sencillos resultan más económicos pero implican un F.S. mayor. Un E.G. cuesta del orden del 2% del coste de la cimentación. Ésta, a su vez, significa del orden del 10% del coste de construcción de un edificio: E.G Cim Edificio: Los sondeos representan el mayor coste de un E.G. (SON OBLIGATORIOS). Los ensayos de laboratorio/insitu representan entre un 15 y un 20% del coste de los sondeos. Diferentes técnicas geotécnicas pueden resultar en diferencias de Qadm (del dimensionado de la cimentación) del 100%. Los edificios son unas estructuras muy caras; invertir en geotecnia reduce SU COSTE así como el RIESGO DE PATOLOGÍAS asociadas a riesgos geológicos.

26 SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN. VISADO COSTE DE INVESTIG. LEGALIDAD Y CALIDAD COSTE DE CIMENTACIÓN Las investigaciones i insituit siempre se pagan, antes o después Prof. Vallejo Ponente: Roger Oriol Gibert Elias Geólogo G.P.O. Ingeniería, S.A.