Practica 2 Resuelta Edificacion

CURSO DE ADAPTACIÓN AL GRADO EN INGENIERÍA DE OBRAS PÚBLICAS. CONSTRUCCIONES CIVILES. ASIGNATURA: EDIFICACIÓN.

Alumno: María Alonso Valderrama Página 1 de 14

EJERCICIO Nº2. ESTUDIO GEOTÉCNICO (CONFORME DB‐SE‐C DEL CTE) 1. Programación del reconocimiento del terreno a realizar para la redacción del

Proyecto de Ejecución de las edificaciones señaladas. Según el DB‐SE‐C del CTE apartado 3.2. Reconocimiento del terreno: “Para la programación del reconocimiento del terreno se deben tener en cuenta todos los datos relevantes de la parcela, tanto los topográficos o urbanísticos y generales del edificio, como los datos previos de reconocimientos y estudios de la misma parcela o parcelas limítrofes si existen, y los generales de la zona realizados en la fase de planeamiento o urbanización”. En el caso propuesto se define una parcela de 5.000 m2, situada en Madrid. Dicha parcela está compuesta por un edificio de VPO de 2.550 m2 (zona 1). El edificio está constituido por 10 plantas sobre rasante y dos plantas bajo rasante, destinadas probablemente a uso de almacén y aparcamiento. Además se dispone una zona verde de 2.310 m2 (zona 2), en la que se ubicarán equipamiento deportivo y ocio (pista de padel y pérgola) y un edificio en el que se ubicará un centro social de 140 m2 (zona 3).

Figura 1. Croquis 3D de la parcela.



No se poseen datos geotécnicos de urbanizaciones anteriores, sin embargo el enunciado de esta práctica si dice que el terreno será no desfavorable, por lo que se descartan:

• Suelos expansivos • Suelos colapsables • Suelos blandos o sueltos • Terrenos kársticos en yesos o calizas • Terrenos variables en cuanto a composición y estado • Rellenos antrópicos con espesores superiores a 3 m • Terrenos en zonas susceptibles de sufrir deslizamientos • Rocas volcánicas en coladas delgadas o con cavidades • Terrenos con desnivel superior a 15º • Suelos residuales • Terrenos de marismas

En enunciado del problema tampoco hace mención a los posibles riesgos sísmicos, ya que es una zona de peligrosidad sísmica baja, situándose en un rango de intensidades sísmicas menores al grado VI.

Figura 2. Mapa de peligrosidad sísmica IGME.

“A efectos del reconocimiento del terreno, la unidad a considerar es el edificio o el conjunto de edificios de una misma promoción, clasificando la construcción y el terreno según las tablas 3.1 y 3.2 respectivamente.” Según la tabla 3.1 del DB‐SE‐C donde se recoge el tipo de edificación nuestra parcela tiene DOS tipos de construcciones C‐0 y C‐3.



Tabla 1. Tipos de construcción.

Tipo Descripción Nº Plantas Edificación C‐0 Construcciones menores de 4

plantas y superficie construida inferior a 300 m2

2 y S=140 m2

ZONA 3

C‐3 Construcciones entre 11 a 20 plantas.

12 ZONA1

*En el cómputo de las plantas se incluyen los sótanos. Para el caso concreto de la zona 2, supongo que no se trata de construcciones relevantes sino más bien de pequeña entidad por lo que atendiendo al art. 2 párrafo 2. del CTE “se aplicará a las obras de edificación de nueva construcción, excepto a aquellas construcciones de sencillez técnica y de escasa entidad constructiva, que no tengan carácter residencial o público, ya sea de forma eventual o permanente, que se desarrollen en una sola planta y no afecten a la seguridad de las personas” justifico la no necesidad de realizar puntos de inspección en dicha zona. En cuanto al estudio del tipo de terreno, el problema mencioona que no siempre se recurre al mismo tipo de cimentación, por lo que se puede deducir que el tipo de terreno es un T‐2.

Tabla 2. Grupo de terreno.

Grupo Descripción

T‐2 Terrenos intermedios: aquellos con poca 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 m.

Otro punto importante a tener en cuenta es la profundidad a la que se encuentra el nivel freático, que de este dato dependerá un correcto dimensionamiento de las redes de drenaje.



2. Número mínimo de sondeos mecánicos y pruebas continúas de penetración que se deben hacer en cada zona. ¿Cuáles son las pruebas continuas de penetración y ensayos de campo más usuales?

“Con carácter general el mínimo de puntos a reconocer será de tres. En la tabla 3.3 del DB‐SE‐C se recogen las distancias máximas dmáx entre puntos de reconocimiento que no se deben sobrepasar y las profundidades orientativas P bajo el nivel final de la excavación. La profundidad del reconocimiento en cada caso se fijará teniendo en cuenta el resto del articulado de este capítulo y el corte geotécnico del terreno.” La densidad y profundidad del reconocimiento del terreno se definirán según el tipo de edificio, la superficie de ocupación en planta y el grupo de terreno, obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 3. Distancias máximas entre puntos de reconocimiento y profundidades orientativas.

Tipo de construcción

Tipo de terreno T‐2

Dmáx (m) P(m)

Edificación

C‐0 30 18 ZONA 1 C‐3 20 30+6 ZONA 2

Se debe de comprobar que la profundidad planificada de los reconocimientos es 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. “Dicha cota podrá definirse como la correspondiente a una profundidad tal que en ella el aumento neto de tensión en el terreno bajo el peso del edificio sea igual o inferior al 10% de la tensión efectiva vertical existente en el terreno en esa cota antes de construir el edificio, a menos que se haya alcanzado una unidad geotécnica resistente tal que las presiones aplicadas sobre ella por la cimentación del edificio no produzcan deformaciones apreciables.”

Figura 3. Bulbo de presiones según proximidad entre zapatas.



Está profundidad será de al menos 2 m, más 0,3 m adicionales por cada planta que tenga la construcción.

plantasºn*3,02PmínP +=≥

Tabla 4. Profundidades mínimas de reconocimientos.

Tipo de

construcción Profundidad mínima (m)

Edificación

C‐0 2,6 ZONA 1 C‐3 5,6+6,0 ZONA 2

La tabla de profundidades orientativas es más restrictiva, por lo que para estar del lado de la seguridad tomaremos esos valores a la hora de realizar los testigos, sin embargo para los ensayos SPT tomaré los valores de la tabla en función de la influencia ya que los resultados de este ensayo a partir de 14m pueden dar lugar a error. A continuación se muestra un croquis acotado de la zona de objeto de estudio y de los puntos de inspección a realizar.

Figura 4. Puntos a reconocer y distribución.

“En la tabla 3.4 del DB‐SE‐C se establece el número mínimo de sondeos mecánicos y el porcentaje del total de puntos de reconocimiento que pueden sustituirse por pruebas continuas de penetración cuando el número de sondeos mecánicos exceda el mínimo especificado en dicha tabla.”



Tabla 5. Número mínimo de sondeos mecánicos y porcentaje de sustitución.

Tipo de construcción

Tipo de terreno T‐2

Nºmin % de sustitución

Edificación

C‐0 1 66 ZONA 1

C‐3 3 40 ZONA 2 En este caso se podría aplicar el porcentaje de reducción en la ZONA 3 ya que disponemos de 10 puntos de inspección cuando el mínimo es 3. Al aplicar el 40% del total (10), se obtiene que 4 puntos se puedan sustituir por pruebas continuas de penetración. En la zona 1 ya llegamos al mínimo por lo que no se aplica la reducción del porcentaje. Tal y como he justificado anteriormente en la zona 2 no existe una obligación de realizar puntos de inspección debido a la entidad de las edificaciones a construir. Sin embargo la EHE hace obligatoria la realización de un estudio geotécnico (Art. 4.1). “Todo Proyecto comprenderá: Un estudio geotécnico de los terrenos sobre los que la obra se va a ejecutar, salvo cuando resulte incompatible con la naturaleza de la obra”. Esto significa la realización de algún tipo de prospección geotécnica de la que se obtengan los datos del tipo de terreno y su resistencia. Con estos precedentes en la zona 2 si sería recomendable que se realizara por lo menos una calicata, a fin de comprobar las características del terreno, además se obtendrán datos que se pueden correlacionar con los obtenidos de sondeos.

Tabla 6. Número sondeos mecánicos, pruebas continuas de penetración y calicatas.

Nº de punto de inspección

Sondeo mecánico Prueba continua de penetración

Calicatas

P.1 S‐1 P.2 PC‐1 P.3 S‐2 P.4 S‐4 P.5 PC‐2 P.6 PC‐3 P.7 S‐4 P.8 S‐5 P.9 PC‐4 P.10 S‐6 P.11 S‐7 P.12 C‐1 TOTAL 7 4 1



Figura 5. Distribución de sondeo (S), pruebas continúas de penetración (PC) Y calicatas (C).

*Se ha mantenido la numeración en coordenadas UTM (x;y) a fin de identificar el número de puntos de inspección representados de la figura 4. *Con esta distribución, además de cumplir con las distancias mínimas exigidas en el CTE‐DB‐SE‐C, se ha intentado obtener el mayor número de perfiles del terreno para identificar mejor el perfil geológico del terreno. Las pruebas continuas de penetración y calicatas se podrán correlacionar con los puntos de sondeos más próximos. PRUEBAS CONTINUAS DE PENETRACIÓN. “Las pruebas continuas de penetración proporcionan una medida indirecta, continua o discontinua de la resistencia o deformabilidad del terreno, determinándose estas propiedades a través de correlaciones empíricas. Podrán ser estáticas o dinámicas.” Tal y como se define en el CB‐SE‐C principalmente existen dos tipos: Estáticas: DPH o DPHS Dinámicas: Cono (CPTE) o piezocono (CPTU) Consisten en hincar un elemento con punta generalmente cónica en el terreno, desde su superficie hasta la profundidad deseada o hasta alcanzar el rechazo, midiendo la energía necesaria para profundizar intervalos de longitud definida, siendo esta energía el número de impactos de una maza que se eleva a una altura determinada y se deja caer libremente. En la tabla D.6 del DB‐SE‐C. se puede encontrar los tipos de pruebas continuas de penetración, atendiendo al tipo (estático o dinámico) y al tipo de suelo donde deben utilizarse.



ENSAYOS DE CAMPO “Los ensayos de campo son los que se ejecutan directamente sobre el terreno natural y que proporcionan datos que pueden correlacionarse con la resistencia, deformabilidad y permeabilidad de una unidad geotécnica a una determinada profundidad.“ Los más utilizados son: En sondeo: Ensayo de penetración estándar (SPT): Consiste en contar el número de golpes necesarios para que se introduzca a una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca) muy robusta, que permite tomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior. Ensayo de molinete (Vane Test): Consiste en introducir a partir del fondo de un sondeo, una varilla que lleva en su extremo un molinete con cuatro aspas. Al llegar a la profundidad deseada, se hace girar el molinete hasta producir la rotura del suelo. Únicamente se puede obtener la resistencia al corte sin drenaje suponiendo que la rotura se produce según una superficie cilíndrica que envuelve las aspas. Ensayo presiométrico (PMT): Consiste en la aplicación a las paredes de un sondeo, de una presión radial creciente, llegando o no hasta la condición límite de rotura del terreno. Éste consiste en una célula cilíndrica, de pared lateral flexible, a cuyo interior, una vez colocada a la profundidad deseada, se aplica una presión mediante inyección de un fluido, midiéndose la expansión radial de la pared en función de la presión aplicada. Ensayo Lefranc: Se levanta algo la entubación, dejando una porción de sondeo en el fondo sin entubación lateral. En el caso de ensayos de carga constante, se mantiene el nivel de agua en el sondeo mediante la adición de un determinado caudal. El caudal que se filtra, depende de la permeabilidad Ensayo Lugeon: consistentes en inyectar agua a presiones crecientes, en un tramo limitado por dos obturadores. Se define la unidad Lugeon como la permeabilidad que permite la admisión de 1 litro de agua por minuto y por metro lineal de sondeo, a una presión de 1 MPa (10 kp/cm²). En superficie o en pozo: Ensayo de carga con placa: Consiste en aplicar una carga sobre una placa (generalmente rígida), colocada sobre la superficie del terreno, y medir los asientos producidos. Puede llegarse a la condición límite de rotura de la muestra, es decir dónde termina el ensayo, de no fallar, se toma los valores máximos a los cuales se asignan a los suelos no friccionantes.



En pozo. Ensayo de bombeo: En calicatas, es posible la realización de ensayos de permeabilidad mediante llenado de agua hasta una cota superior al nivel freático circundante, y luego midiendo el descenso del nivel de agua en la cata con el tiempo, o bien achicando el agua del interior y dejando posteriormente recuperar el nivel. En cualquier caso, el ensayo permite, mediante la aplicación de la formulación correspondiente, estimar el coeficiente de permeabilidad midiendo el tiempo de recuperación. En la tabla D.7 del DB‐SE‐C. se puede encontrar los tipos de ensayos de campo y las características del terreno que son definidas mediante este tipo de ensayos. “En el caso de suelos con un porcentaje apreciable de grava gruesa, cantos y bolos y cuando la importancia del edificio lo justifique, se pueden contrastar los valores de resistencia SPT con los valores de velocidad de transmisión de las ondas S obtenidas mediante ensayos de tipo “cross‐hole” o “down‐hole”. En el caso de estudio, supongo que no se dan ninguna de las condiciones descritas por el DB‐SE‐C. para realizar ensayos de campo mediante métodos de geofísicos.



3. Si se pretende realizar unos ensayos de agresividad del suelo al Hormigón

(contenidos sulfatos) en la ZONA 1; cuál será el número orientativo de determinaciones in situ o ensayos de laboratorio que se deben estipular?

“El objetivo de la toma de muestras es la realización, con una fiabilidad suficiente, de los ensayos de laboratorio pertinentes según las determinaciones que se pretendan obtener. Por tanto en la toma de muestras se deben cumplir unos requisitos diferentes según el tipo de ensayo que se vaya a ejecutar sobre la muestra obtenida.” En el DB‐SE‐C se especifican tres categorías de muestras: A: son aquellas que mantienen inalteradas las propiedades del suelo como por ejemplo estructura, densidad, humedad, granulometría, plasticidad y componentes químicos estables. B: son aquellas que mantienen inalteradas las propiedades del suelo como por ejemplo humedad, granulometría, plasticidad y componentes químicos estables. C: todas aquellas que no cumplen las especificaciones de la categoría B. En la tabla 3.5 del CB‐SE‐C se señala la categoría mínima de la muestra requerida según los tipos de ensayos de laboratorio que se vayan a realizar.

Tabla 7. Categoría mínima de muestra según ensayo a realizar.

Propiedades a determinar Categoría mínima

de la muestra ‐ Identificación organoléptica C ‐ Granulometría C ‐ Humedad B ‐ Límites de Atterberg C ‐ Peso específico de las particulas B ‐ Contenido en materia orgánica y en CaCO3 C ‐ Peso específico aparente. Porosidad A ‐ Permeabilidad A ‐ Resistencia A ‐ Deformabilidad A ‐ Expansividad A ‐ Contenido en sulfatos solubles C Tal y como muestra la tabla para la realización de ensayos que determinen la agresividad del suelo contra el hormigón (contenido de sulfatos) con una muestra del tipo C (muestra en saco) sería suficiente, este tipo de muestras son las obtenidas de calicatas.



En el caso planteado el análisis del contenido de sulfatos solubles se realizaría sobre las muestras obtenidas de los testigos de los sondeos a diferentes profundidades. “El número de determinaciones del valor de un parámetro de una unidad geotécnica investigada será el adecuado para que éste sea fiable. Para una superficie de estudio de hasta 2000 m2, en cada unidad de importancia geotécnica se considera orientativo el número de determinaciones que se indica en la tabla 3.7.” “Para superficies mayores se multiplicarán los números de la tabla 3.7 por (s/2000)1/2, siendo s la superficie de estudio en m2.” “El número de determinaciones in situ o ensayos indicados corresponde a edificios C‐1 ó C‐2. Para edificios C‐3 o C‐4 los valores del cuadro se recomienda incrementarlos en un 50%.”

2000550.2ºº tablaensayosnensayosn −=

Tabla 8. Numero de ensayos orientativos a realizar en suelos. ZONA 1

Propiedades Terreno T2 Nº ensayos

formula +13%

Nº ensayos + 50 %

Total

Identificación Granulometría 6 1 3 10 Plasticidad 5 1 3 9

Deformabilidad Arcillas y limos 6 1 3 10 Arenas 5 1 3 9

Resistencia a compresión simple Suelos muy blandos 6 1 3 10 Suelos blandos a duros 5 1 3 9 Suelos fisurados 7 1 4 12

Resistencia al corte Arcillas y Limos 4 1 2 7 Arenas 5 1 3 9

Contenido de sales agresivas 4 1 2 7 El número de ensayos representados en esta tabla corresponden a cada unidad geotécnica que pueda ser afectada por las cimentaciones. En nuestro caso dado que desconocemos la columna litológica supondremos que son dos las unidades geotécnicas afectadas en la zona 1 y una unidad geotécnica en la zona 3.



Dado que la zona 1 se trata de un tipo de construcción C‐3 seguiremos la recomendación del DB‐SE‐C y aumentaremos el número de ensayos un 50 %. Sin embargo para la zonas 3 solo será necesario lo estipulado en la tabla por defecto. En la zona 2 se realizarán los ensayos posibles derivados de calicatas (tipo de muestra C). Además tal y como se indica en el DB‐SE‐C. se tomará como mínimo una muestra en la mitad de los sondeos realizados para caracterizar la agresividad del agua freática. Como el número de sondeos en la zona 1 es de 6 tomaremos muestras en 3 de los sondeos (por simetría a la hora de correlacionar los resultados realizaré 4) y 1 muestra para las zonas 2 y 3. Tras la valoración de la zona de estudio siguiendo el DB‐SE‐C, los ensayos a realizar dependiendo del tipo de terreno y siempre bajo el carácter hipotético argumentado durante este trabajo, se desglosan en trabajos de campo y ensayos de laboratorio, los posibles trabajos a desarrollar:



Tabla 9. Ensayos de campo a realizar.

*Para las muestras de testigo A el diámetro interior de perforación será mayor de 70mm, ya que supongo un terreno formado por arenas finas.

SONDEOS PRUEBAS DE PENETRACIÓN DINÁMICA

CALICATAS TIPO DE MUESTRA OBTENIDA

SPT

ZONA DE ESTUDIO

PUNTO DE INSPECCIÓN

3m 6m 9m 12m LEFRANC TUBERÍA PIEZOMÉTRICA DPHS BOMBEO

PLACA DE CARGA

MUESTRA A

MUESTRA B

MUESTRA C

S‐1 X X X X X

S‐2 X X X X X

S‐3 X X X X X X

S‐4 X X X X X X

S‐5 X X X X X

S‐6 X X X X X

PC‐1 X

PC‐2 X

PC‐3 X

ZONA 1

PC‐4 X

ZONA2 C‐1 X X X

ZONA3 S‐7 X X X X X X

TOTAL 20 3 7 5 1 1 5 2 1



Tabla 10. Ensayos de laboratorio a realizar.

IDENTIFICACIÓN ESTADO DEFORMABILIDAD RESISTENCIA QUIMICOS

ZONA DE ESTUDIO

PUNTO DE INSPECCIÓN GRANULOMETRÍA PLASTICIDAD HUMEDAD

PESO ESPECÍFICO

EDOMÉTRICO COMPRESIÓN

SIMPLE CORTE DIRECTO

SUELO AGUA

S‐1 4 3 4 4 4 5 4 2 1

S‐2 4 3 4 4 5 5 5 3

S‐3 2 3 2 2 2 1

S‐4 2 3 2 2 2 1

S‐5 4 3 4 4 4 5 5 3

ZONA 1

S‐6 4 3 4 4 5 5 4 2 1

ZONA2 C‐1 6 5 4 1

ZONA3 S‐7 6 5 6 6 5 6 5 4 1

TOTAL 32 28 26 26 23 26 23 22 6 *He supuesto que se trata de un terreno formado principalmente por arenas‐arcillosas blandas.

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