Ingeniería & Geotecnia

EL BLOG

23/12/15

Informe geotécnico (I). ¿Para qué sirve un estudio geotécnico?

Características principales que deben conocerse de un terreno para cimentar correctamente un edificio.

Todas las construcciones se apoyan en el suelo y éste es una parte vital de las mismas. El resto de la construcción no permanecerá en pie en buenas condiciones si el suelo en que se asienta no es capaz de soportar el peso de la propia construcción con garantías. Sin embargo, siendo una parte tan vital de la construcción, el suelo es lo único que no fabricamos y disponemos artificialmente en la construcción: el suelo es el que exista en el lugar elegido para construir y sus propiedades son las que tenga y no las que deseemos. Por tanto, es ineludible conocer qué propiedades tiene el suelo en que construimos para garantizar que lo construido no colapsará por su falta de capacidad, y, por lo tanto, es necesario solicitar un informe geotécnico del mismo.

Cuando hablamos de capacidad del suelo nos referimos básicamente a tres datos principales:

1.- La tensión admisible. Es la capacidad portante o resistencia del terreno. Es decir, cuánta carga es capaz de soportar encima sin hundirse. Este parámetro se indica, por lo general, como la tensión -fuerza por unidad de superficie- que soporta a una determinada profundidad. En Kg/cm2, la tensión admisible puede oscilar entre 0,5 y 3, siendo la primera muy baja y la segunda bastante alta. Si resiste más de 3 es un terreno extraordinario, y menos de 0,5 comienza a presentar problemas, dependiendo también de la carga del edificio.

 

Imagen 1. Terreno excavado y realizada la cimentación. Se puede ver la homogeneidad de terreno en los bordes excavados.

Es importante el adjetivo de admisible, porque otro parámetro ligado a éste es la rigidez del terreno, o sea, cuánto se deforma al someterlo al peso de la edificación o, lo que es lo mismo, cuánto se deforma bajo una determinada tensión. Entonces, habrá una tensión máxima que resista el terreno, que se denomina tensión de rotura. Esta tensión supone el hundimiento de la cimentación dentro del terreno, por lo que no podemos considerarla como válida para cimentar.

2.- El coeficiente de balasto. Debemos limitar cuánto se deforma el terreno bajo presión, para que el edificio permanezca en pie sin deformaciones excesivas. Pues bien, la tensión máxima que puede soportar el terreno sin deformaciones excesivas es lo que hemos llamado tensión admisible, que es siempre menor que la tensión de rotura. La tensión admisible se calcula para que el asiento -así se llama la deformación del terreno bajo presión- no supere una pulgada (1”=2’54 cm), y la tensión de rotura es del orden de tres veces la tensión admisible que podemos aprovechar. La relación que hay entre la tensión que soporta el terreno y el asiento que sufre es el coeficiente de balasto, que mide la rigidez del terreno al ser sometido a tensión.

3.- El nivel del firme es a qué profundidad está el estrato en que la tensión admisible antes mencionada es suficiente, entendiendo por firme precisamente el estrato que presenta una tensión admisible suficiente para soportar el edificio sin ser susceptible de variar sus condiciones a lo largo del tiempo.

 

Imagen 2. La construcción de varios sótanos permite llegar al nivel del firme del terreno en la base de las zapatas

Así, no será lo mismo un terreno en que el firme sea muy superficial (a un metro de la superficie) que uno que sea muy profundo (a siete metros de la superficie). Parcialmente, en cuál sea este nivel reside la elección de un tipo de cimentación o de otra.

Antes de construir es necesario saber cuáles son sus propiedades a distintas profundidades y en distintos puntos o zonas, como único modo de prever la cimentación necesaria. Por eso es por lo que realizar un estudio geotécnico es imprescindible: porque vale para saber cómo se comportará el terreno en el que se asentará el edificio y, así, dimensionar y ejecutar su cimentación del modo más económico y conveniente posible.

 

Imagen 3. Terreno excavado con disgregaciones en los bordes que han obligado a hacer talud y apuntalar las aceras circundantes

Los fallos por cimentación de un edificio son los que realmente pueden causar la ruina total, cuando muy difícilmente por otras causas tal cosa puede suceder. Por otro lado, el coste relativo de un informe geotécnico es mínimo dentro de la inversión total de una obra. Por hacerse una idea, en un edificio convencional de viviendas, el estudio del suelo puede costar alrededor del 0’03% de la inversión total. ¿Merece la pena arriesgar la solidez y permanencia en buenas condiciones de una construcción por evitar el pequeño coste del estudio geotécnico?

 

24/02/16

Estructuras de contención (I): ¿Por qué empujan los suelos?

 

Características de los terrenos relativas a las estructuras de contención

Los suelos nos sirven para asentar las construcciones y de su capacidad portante nos valemos para mantenerlas firmes y estables. Sin embargo, cuando una construcción está parciamente enterrada, sea en todo su contorno, sea sólo en algunos lados, los suelos tienden a empujar contra la construcción misma, obligando así a disponer estructuras que contengan dicho empuje. La razón de que los suelos empujen reside en que no son sólidos puros, a pesar de su apariencia, sino que más se asemejan en su comportamiento a los fluidos.

Tomando como referencia el agua, ésta, al estar confinada, no se derrama. Eso se produce gracias a que el recipiente que la contiene ejerce contra ella la misma presión que internamente tiene. Es decir, el recipiente está sometido a la presión hidrostática del agua. Como es sabido, dado que la presión en el interior del agua depende del peso de agua por encima del punto en que medimos aquella, esa presión crecerá linealmente con la profundidad medida desde la superficie. Por ser un fluido puro, esa presión hidrostática -que es horizontal- es exactamente igual a la vertical, que es el peso del agua por encima del punto considerado.

 

Pues en los suelos sucede algo parecido a lo que sucede en el agua, con la diferencia de que, al estar constituidos por gránulos con rozamiento entre ellos, la presión horizontal que ejercen no es igual a la del peso que soportan en vertical, sino menor, ya que una parte de esa presión se disipa en el rozamiento entre los gránulos. Por tanto, la presión del terreno contra lo que lo contiene será proporcional al peso que soporta a la cota considerada y crecerá con la profundidad.

 

Ese rozamiento entre los gránulos que conforman el suelo hace que, si desaparece la contención, el terreno se desparrame hacia la horizontal, quedando lo desmoronado con un cierto ángulo de inclinación. Ese ángulo de inclinación desde la horizontal con que el terreno queda desparramado se conoce como ángulo de rozamiento interno (el ángulo de rozamiento interno del agua es cero: se desparrama por la horizontal sin límite). Cuanto mayor sea el ángulo menor tendencia tendrá el terreno a desparramarse y, por tanto, empujará menos. Como además el empuje -la presión horizontal que ejerce contra la contención- es proporcional al peso que hay por encima del punto del terreno considerado, cuanto más denso sea el terreno y cuanto más profundo sea el punto considerado, mayor será el empuje. La relación que existe entre el peso de terreno en un punto y el empuje que genera en ese punto se denomina coeficiente de empuje, que será siempre menor que la unidad. En el caso del agua, el coeficiente de empuje es la unidad.

Ahora bien, no empuja igual un terreno nada más ser excavado que cuando lleva tiempo excavado, ni lo hace igual cuando se excava una vez contenido que cuando se contiene una vez excavado. Cuando la contención se realiza antes de la excavación -pantallas, pantallas de pilotes o micropilotes- puede considerarse en algunos casos (contenciones muy rígidas) que el terreno está intacto y que, por tanto, cuando se excave, actuará contra la contención con la misma presión horizontal que actuaba entre dos zonas adyacentes del mismo. En tal caso, se considera que actúa el empuje en reposo. Si la contención no es muy rígida o se excava el terreno antes de realizar la contención, la superficie cortada del terreno habrá perdido la presión horizontal y habrá empezado a intentar desmoronarse, según lo indicado antes.

 

En este caso, una cierta cuña de terreno se estará desprendiendo del resto y, al intentar desmoronarse, empujará la contención. Así, nos encontramos ante el empuje activo del terreno, que es el caso más común. Por último, si la contención empuja al terreno -caso de las zonas empotradas de las pantallas o zonas con cables pretensados contra el terreno- el terreno responderá también en función del peso que se movilice al ser empujado horizontalmente, proporcionando entonces una fuerza pasiva de respuesta al ser empujado. Tal empuje recibe el nombre de empuje pasivo, que es siempre mayor que el activo, gracias a lo cual, las pantallas tienen empotramientos suficientemente pequeños y seguros.

 

04/03/13

LOS GEÓLOGOS DENUNCIAN LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS SIN ESTUDIOS GEOTÉCNICOS

  • El Colegio de Geólogos lo considera un incumplimiento del Código de Edificación.
  • Las cimentaciones se estarían diseñando sin atender el coeficiente de seguridad.
  • Desde 2010, el visado de los colegios profesionales es facultativo.

En plena crisis del sector, pocas viviendas se están construyendo. Lo peor del caso es que algunos, para ahorrarse costes, están realizando edificaciones nuevas, como viviendas unifamiliares de autopromoción, sin tener en cuenta las características geotécnicas del terreno donde se asientan.

Es un flagrante incumplimiento del Código Técnico de EdificaciónLo denuncia el
Colegio Oficial de Geólogos (ICOG), que considera que constituye un "flagrante incumplimiento" del Código Técnico de Edificación (CTE), donde se establece la obligatoriedad de los estudios geotécnicos.

Su presidente, Luis Suárez, asegura que en este tipo de obras "las cimentaciones del edificio se diseñan sin atender el coeficiente de seguridad y sin analizar los parámetros geotécnicos reales del terreno".

Desde noviembre de 2010, el visado de estos estudios por parte de los colegios profesionales ya no es obligatorio, sino facultativo. Según el ICOG, se está registrando una "interpretación abusiva" del apartado 3.b del artículo 5 del CTE, por ejemplo en
viviendas unifamiliares de autopromoción

"Han llegado a nuestras manos estudios geotécnicos donde no se ha llevado a cabo un adecuado reconocimiento del terreno, sin extraer datos in situ ni realizar ensayos de laboratorio", destaca Suárez.

Supone riesgo en la seguridad de los bienes y las personasAdemás del riesgo en la seguridad de los bienes y las personas, la degradación de los estudios geotécnicos supone que "el presupuesto real de las cimentaciones de edificios, con un adecuado estudio geotécnico, se triplique o cuadriplique", comenta.

"La no inversión en estudios geotécnicos con carácter previo al proyecto, implica una mala asignación de los recursos y nos encontramos con importantes reformados o incrementos presupuestarios que repercuten en los ciudadanos", alerta el presidente del Colegio de Geólogos.

Por ello, el colegio reclama a los Organismos de Control Técnico encargados por las compañías de seguros para evaluar el riesgo del edificio de daños estructurales, que se esmeren en cumplir hacer cumplir con los requerimientos del CTE para evitar daños en la responsabilidad civil e incluso penal. (20minutos)

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