OPTIMIZACIN DE LACIMENTACIN A TRAVS DELESTUDIO GEOTCNICO.EJEMPLOS DE AHORRO.Jornada EGAP. Calidad e Innovacin, el camino para reducircostes e incertidumbres en el proceso constructivo

Santiago de Compostela, 27 de Mayo 2016

Ramn Montero Cereijo

Marcos Llana Fernndez

Marco normativo destinado a establecer las exigencias bsicas decalidad, seguridad y habitabilidad de los edificios y sus instalaciones,para adaptar el sector de la construccin a los principios de lasostenibilidad econmica, energtica y medioambiental, y garantizaredificios ms seguros, habitables, sostenibles y de mayor calidad.

Cdigo tcnico de edificacin (CTE)

La ley 38/1999 de 5 de noviembre sobre Ordenacin de la Edificacin(LOE), es la normativa que marca las directrices sobre las nuevasedificaciones y la base del CTE actual.

El 29 de Marzo de 2006 entra en vigor el CTE, tratndose del marcolegal actual para establecer las exigencias que deben cumplir losedificios en base a los requisitos bsicos de seguridad y habilidades.

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Estudio geotcnicoSe incluye en el apartado 3 del captulo de SE-C, del CTE.

Consiste en realizar un estudio previo del terreno para proyectar lacimentacin de un edificio de la forma ms funcional y econmica, deforma que se consiga una seguridad suficiente y unas deformaciones oasientos compatibles con las tolerancias de la estructura.

FASES: 1.- Programacin y anlisis de documentacin previa2.-Tcnicas de prospeccin3.- Ensayos de laboratorio4.- Informe de conclusiones y recomendaciones

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Programacin de reconocimientosCriterios del CTE:

Por tipo de construccin: Por tipo de terreno:

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Distribucin:

Programacin de reconocimientos

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2.1.- Ensayos tradicionales de prospeccin geotcnica:

Tcnicas TRADICIONALES

Calicatas Ensayos de penetracin dinmica DPSH Sondeos mecnicos a rotacin Ensayo SPT e ndice Nspt Ensayos de laboratorio

Se trata de ensayos rpidos y econmicos que satisfacen los criterios delCTE, si bien, su eficacia vara en funcin de las caractersticas de losmateriales ensayados.

Se utilizan para medir el grado de compacidad y resistencia del terreno atravs de elementos normalizados de golpeo, siendo especialmenteapropiados para terrenos arenosos, donde las correlaciones para extraerlos parmetros de clculo son ms certeras.

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Ensayo SPT e ndice NSPT

Se correlaciona empricamente con las propiedades especficas in situ delterreno, con reserva tanto mayor cuanto mayor es la proporcin en lafraccin limo-arcilla o de fraccin grava.

Especialmente indicado para correlaciones directas con el ngulo derozamiento () y evitar as las aproximaciones con una doble correlacin(NDPSH).

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Ensayo DPSH e ndice NDPSH

Ofrece un perfil continuo de golpeo entoda la profundidad de investigacin.

Se correlaciona con el NSPT y NBORROScon diferente valor en funcin del tipo dematerial: granular o cohesivo.

GRANULARES

COHESIVOS

Se trata de un ensayo indirecto querequiere de sondeos de correlacin.

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ngulo de rozamiento/SPT y deformabilidad/SPT

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Clculo de tensin admisible y asientos por mtodos tradicionales

Terzaghi y Peck (1948):

Meyerhof (1956):

La experiencia ha demostrado que esta aproximacin esextremadamente conservadora.

Se basan en mtodos de golpeo, correlacionado con el valor mediodel NSPT.

La presencia de capas blandas (limo-arcilla) afectan negativamente.

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Consideraciones sobre losmtodos tradicionales

VENTAJAS:

Sencillo y de bajo coste

Rpida ejecucin einterpretacin

Alta correlacin con otrosndices geotcnicos

Disponible en todo el mundo

LIMITACIONES:

Estimacin grosera de losparmetros del suelo

Muy limitado para arcillas, limosy gravas

Alta variabilidad eincertidumbre

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Se trata de otros ensayos no tan comunes en la prctica habitual delEstudio Geotcnico, aunque estn contempladas y admitidas en el CTE,que permiten aproximarse de forma ms realista a los parmetros delterreno, obteniendo las siguientes mejoras:

Incremento de la calidad con la reduccin de incertidumbres por elajuste del factor de seguridad

Incremento de tensin mxima admisible en relacin a los mtodosde clculo tradicionales, por ajuste de los parmetros deformacionalesdel terreno

Reduccin de los costes de cimentacin

Tcnicas INNOVADORAS

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Ensayos innovadores de prospeccin geotcnica:

Ensayos IN SITU

Ensayo presiomtrico

Ensayo de molinete (vane test)

Ensayo de piezocono (CPTu) Ensayo de piezocono (CPTu) Ensayos triaxiales

Ensayos DE CAMPO Ensayos DE LABORATORIO

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ENSAYOPRESIOMTRICO

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Qu es?

El ensayo presiomtrico consiste enefectuar una carga lateral creciente en elterreno a travs de una sonda cilndricaque se introduce en el interior delsondeo, midiendo la deformacin quesufre el terreno para cada escaln decarga.

Se trata pues de un ensayo in situ decarga-deformacin, siendo necesaria laejecucin de un sondeo.

Sigue la Norma ASTM D 4719 (2007) y EN ISO 22476. 15

Componentes del equipo presiomtrico

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En que consiste el ensayo?

1.- Se suspende la sonda presiomtrica con elvarillaje del sondeo a la profundidad quequeremos investigar.

2.- En cada escaln de carga/descarga secontrola la presin mediante un manmetro,con las vlvulas manoreductoras.

3.- En cada escaln se mide la deformacin de lamembrana en contacto con el terreno a travsde trasductores de deformacin.

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Que se obtiene?

Se obtiene la curva presiomtrica que relaciona la presin aplicada con ladeformacin obtenida del terreno.

La pendiente de la curva tensin-deformacin permite determinar elmdulo de corte G, estandorelacionado directamente con elmdulo de deformacin E, a travsdel coeficiente de Poisson de cadamaterial.

Presinlmite PL

Presinfluencia PF

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Conclusiones del ensayo presiomtrico

VENTAJAS:

Obtencin de parmetrosajustados de estado, resistenciay deformacin del terreno

Buenos resultados en todo tipode terrenos, incluso suelos yrocas.

Buena correlacin con otrosndices geotcnicos: Em, qc,Nspt, etc.

FACTORES A TENER EN CUENTA:

Ejecucin correcta del ensayo

Necesidad de sondeos de apoyo

Mejora de los resultados cuantoms homogneo es el terreno

Ventajas a nivel econmico parala obra

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ENSAYO MOLINETEVANE TEST

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Qu es?

El ensayo de molineteconsiste en la determinacinin situ de la resistencia alcorte del terreno en sueloscohesivos saturados.

Al ser un ensayo rpido secorresponde con el tipo decorte UU

Sigue la norma ASTM D-2573

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En que consiste en ensayo?

1.- Hinca en el terreno de un molinete decuatro aspas a la profundidad de ensayodeseada

2.- Torsin a velocidad constante (6/min) hastala rotura del terreno

3.- Medir la resistencia residual una vezalcanzada la rotura del terreno

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Que se obtiene?

Se obtiene la curva de cizallamiento, definida por al momento torsor en eltiempo

A partir de la resistencia pico de lacurva se obtiene la resistencia alcorte no drenada (Su).

Tambin se obtiene la sensitividad,como la relacin entre laresistencia de pico y la residual.

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Conclusiones del ensayo de molinete

VENTAJAS:

Ensayos muy sencillos y de fcilinterpretacin

Parmetros ajustados UU ensuelos cohesivos

Obtencin de la resistencia nodrenada de terrenos cohesivos

Obtencin de la sensitividad insitu

LIMITACIONES:

Para suelos con Su < 200 kPa

Ensayo lento

Slo aplicable en casos deterrenos cohesivos

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ENSAYOPIEZOCONO CPTu

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Qu es?

El ensayo consiste en hincar a presin en el suelo a velocidad constanteuna punta cnica y medir el esfuerzo para la penetracin del cono,denominado qc.

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Principales Aplicaciones

1.- Ensayo in situ continuo, permitiendo definir el perfil estratigrfico del terreno ydiferenciar los estratos con distinto comportamiento geotcnico.

3.- Perfil continuo de la presin intersticial del terreno, lo que permite unaaproximacin ms exacta a los parmetros geotcnicos y a una mejordiferenciacin de los estratos.

4.- Muy apropiado en terrenos alternantes de suelos cohesivos y arenosos.

2.- Clculo de la resistencia y deformabilidad por estratos o niveles paradeterminar la capacidad portante y asientos del terreno.

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Consideraciones del ensayo de piezocono CPTu

VENTAJAS:

Informacin continua del suelo

Evita la alteracin del terrenoasociada a la perforacin

Obtencin de gran cantidad deparmetros del terreno

LIMITACIONES:

Ensayo indirecto, siendoconveniente el apoyo desondeos

Limitado para suelos con gravasy bolos

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ENSAYO TRIAXIALSUELOS

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Qu es?El ensayo consiste en preparar una probeta cilndrica de suelo dentro de unamembrana de goma, que se introduce en una cmara especial y se le aplica unapresin igual en todo sentido y direccin. Alcanzando el equilibrio, se aumenta lapresin normal sin modificar la presin lateral hasta la rotura.

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En que consiste?

Se realizan al menos tres pruebas por ensayo, con presiones laterales diferentes y serepresentan en un grfico, denominando Crculos de Mohr a los esfuerzos de falla decada muestra.

Trazando una tangente o envolvente a estos se determinan los parmetros de c y .

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Tipos de ensayo triaxial

Existen tres tipos de ensayos triaxiales convencionales.

En todos ellos:

- Se aplica una determinada presin istropa de cmara, permitiendo ono el drenaje.

- Se introducen presiones tangenciales hasta la rotura

Consolidado drenado (CD): Se obtienen los parmetros efectivos, siendoutilizados en suelos granulares (arenas)

Consolidado-sin drenar (CU): Se realiza normalmente con medida de la presinde poro (CUu), a fin de determinar los parmetros C y totales y efectivos

Sin consolidar- sin drenar (UU): Se realiza normalmente en muestras de arcillasaturada. Obteniendo los parmetros totales, siendo la resistencia al cortanteigual a la Cu (Cohesin sin drenaje).

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Principales aplicaciones

Sirve para definir de forma directa los parmetros de cohesin y ngulo derozamiento de los suelos, obteniendo valores de resistencia precisos y ajustadospara cualquier situacin, siguiendo el criterio de falla de mohr-Coulomb

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Conclusiones sobre las tcnicas innovadoras Permiten reducir la variabilidad e

incertidumbre, y con ello, el factor deseguridad en los clculos

Ajustan los parmetros geotcnicos deresistencia y deformabilidad de lossuelos

Evitan correlaciones, ajustando losparmetros de forma ms directa

Se trata de ensayos msrepresentativos de las condicionesreales del terreno, fundamentalmenteen rehabilitaciones

Precisan de mtodos directos (sondeos)de apoyo para determinar las condicionesde ensayo

Permiten reducir la campaa de ensayosde laboratorio, acortando los plazos deejecucin del Estudio Geotcnico

Estas tcnicas suponen normalmente unincremento en costes del Estudiorelativamente bajo, en relacin alaumento en la calidad del resultado,repercutiendo normalmente de formafavorable en fase de obra, con reduccinde costes de cimentacin

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MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIN

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