Informe geotécnico (II). ¿En qué consiste un estudio geotécnico?

Cómo se lleva a cabo un estudio del terreno para cimentar un edificio.

Para poder asentar correctamente un edifico, que el apoyo de la cimentación y la estructura sean correctos y no se produzcan daños, es necesario conocer, como se explicaba en la entrada Informe Gotécnico (I), un estudio del terreno. Un estudio geotécnico tiene siempre tres partes muy claras:

La campaña in situ, en que se toman las muestras del terreno, se inspecciona y se ensaya.
La campaña de laboratorio, donde las muestras extraidas son tratadas para obtener la información necesaria de ellas.
Un técnico competente, por lo general un geólogo, tiene que redactar un informe que recoja toda la información recabada y emita un diagnóstico acerca del comportamiento del terreno y proporcione los datos geotécnicos básicos necesarios.

Para la inspección in situ se emplean las siguientes técnicas o ensayos básicos:

Calicata: consiste en abrir, en puntos escogidos, zanjas o agujeros de cierto porte, que permitan una visión directa del terreno oculto para su caracterización y, en algunos casos, para su análisis.

Imagen 1. Calicata realizada por medios mecánicos. Fuente: Geolén

Penetrómetros: en puntos del solar escogidos previamente, se trata de hincar en el terreno una varilla con una puntaza cónica mediante el golpeo sistemático de una pesa desde una altura ya prescritas. Contando el número de golpes que hay que darle a la varilla para que penetre 20 cm en el terreno, y sucesivamente cada 20 cm, se obtiene lo que denomina la columna de golpeos, que no es más que cuántos golpes hace falta emplear para peforar 20 cm a medida que se desciende de nivel. Emplear muchos golpes significa estar en terrenos más competentes que emplear pocos. De hecho, hay, para cada tipo de terreno, una correlación entre el número de golpes y la resistencia del terreno. Por tanto, nos permite saber la resistencia del terreno a cada profundidad, pero no nos dice nada de su naturaleza. Cuando el número de golpes para peforar 20 cm supera el valor de 100, o tres tandas consecutivas de 75, se dice que se ha llegado al rechazo, porque por más que se percuta ya no se penetra apreciablemene en el terreno.

Imagen 2. Penetrómetro DPSH sobre oruga. Fuente: Geo3tec y Geoprovi

Imagen 3. Resultado de ensayo penetrométrico

Sondeos: consisten en perforar el terreno con una sonda cilíndrica que va extrayendo la parte atrapada dentro del cilindro. A medida que se sacan las muestras se van colocando por orden de profundidad en cajas de muestras. De este modo se puede saber qué tipo de terreno hay a cada profundidad y extraer muestras del mismo para su posterior ensayo o clasificación. También permite detectar la presencia de agua, sea procedente de un nivel freático o de aguas colgadas -agua que queda atrapada en el terreno-. Con esta información se elabora lo que se llama una columna estratigráfica. Ligando entre sí varias columnas estratigráficas de distintos sondeos , se pueden trazar pefiles del terreno y tener una idea de los distintos estratos que podemos encontrar en cada punto del solar.
Ensayos SPT: consisten en realizar, dentro de una columna de un sondeo, a la profundidad que interese, un ensayo de golpeo parecido al de un penetrómetro, que nos permitirá estimar la resistencia del terreno a esa profundidad. La zona aplastada por este ensayo se extrae y se desecha, porque es ya un terreno alterado.

Imagen 4. Máquina de sondeo sobre oruga. Fuente: Geo3tec y Geoprovi

Con las muestras extraidas in situ, una vez en el laboratorio, se realizan los siguientes ensayos básicos, si bien no todos corresponden a todos los tipos de terreno:

Análisis químico: tiene como función detectar componentes químicos que sean agresivos para las cimentaciones o que las condicionen. Básicamente se busca la presencia de sulfatos, de cloro y el grado de acidez de los suelos, porque condicionan las características de los hormigones a emplear en las cimentaciones.
Caracterización: consiste en determinar la granulometría del terreno -% de distintos tamaños de árido del terreno-, la plasticidad -básicamente para arcillas y terrenos con finos-, la densidad aparente y real y otras propiedades básicas de la composición del suelo.
Ensayos mecánicos: básicamente se destinan a saber cuál es la capacidad resistente y la rigidez del material del suelo. Suelen emplearse para materiales cohesivos -arcillas- y raramente para suelos granulares. Se trata del ensayo de compresión simple, el de corte directo y otros que nos indicarán cuáles son las propiedades mecánicas del suelo.

Imagen 5. Muestra de terreno extraida en caja portatestigos. Columna estratigráfica. Fuente: Geo3ec y Geoprovi

Con los datos que se obtengan de todo lo anterior, el técnico redactor del informe deberá exponerlos en orden indicando los parámetros más relevantes y, lo más imporante, haciendo un diagnóstico del comportamiento del terreno con las cargas que sufrir á e indicando qué tipo de cimentación es más conveniente, y con qué tensiones admisibles máximas podemos dimensionar la cimentación, si es que se cimentara con zapatas. Si ha de emplearse otro sistema, losa de cimentación, pilotes, etc, entonces será el técnico redactor el que deba indicar cuál es el tipo a emplear y todos los parámetros de cálculo necesarios para diseñar la cimentación con el tipo indicado. Del buen hacer del redactor del informe depende en mucho lo atinado de la cimentación a construir.

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