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Aspectos geotécnicosmás relevantesdel Código Técnico dela Edificación

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Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

Ministerio de ViviendaDiciembre 2007

Comisión de Consultoría y Ejercicio Libre

Aspectos geotécnicos más relevantes del

Código Técnico de la Edificación


Comisión de Consultoría y Ejercicio Libre

© Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y PuertosAlmagro, 42. Madrid 28010.

Reservados todos los derechos. Prohibida la reproducción total o parcial de la obra, incluso para uso privado, sin permiso escrito de los editores.

ISBN.: 978-84-380-0379-4Depósito Legal: M-4.356-2008

Maqueta: José Luis Saura

Impreso en España. Printed in Spain.Artes Gráficas Palermo, S.L.

Para la redacción de este Cuaderno se ha contado con la colaboración especial de José Manuel Martínez Santamaría y Claudio Olalla Marañón, Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

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En el ámbito del Convenio suscrito con el Ministerio de Vivienda se redacta este cuader-

no cuyo fin principal es informar a los ingenieros de caminos en la aplicación del Código

Técnico de la Edificación.

Dada la importancia que en el Código Técnico tienen los aspectos geotécnicos y el

diseño de las cimentaciones en el proyecto de las edificaciones, se ha considerado

conveniente facilitar el conocimiento y la divulgación a través de este cuaderno sobre

los Aspectos geotécnicos más relevantes del Código Técnico de la Edificación y otros

dos más, cuyos títulos son: Descriptores Geotécnicos del Terreno y Contenido Formal del

Informe Geotécnico, respectivamente.

Se destacan en este cuaderno los aspectos que se pueden considerar como los más

importantes y significativos del Código Técnico de la Edificación en cuanto a la aplica-

ción de la Geotecnia en la ejecución de edificaciones.

En este sentido, el criterio de seguridad utilizado en el Código supone una modifica-

ción fundamental en la práctica geotécnica habitual en España, en donde tradicional-

mente se ha trabajado con el método de los coeficientes de seguridad globales. Sin

embargo, de forma general, los valores de los coeficientes parciales incluidos en el

Código arrojan unos resultados semejantes a los obtenidos aplicando los coeficientes

de seguridad globales.

El Colegio, dentro de los objetivos previstos en sus Estatutos, promueve e impulsa la

formación permanente de los ingenieros de caminos a través de este cuaderno, ade-

más de contribuir al progreso de la Ingeniería.

Edelmiro Rúa Álvarez

Presidente del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

Presentación

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1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62. Método de los estados límtes y coeficientes de seguridad parciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1. Planteamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2. Coeficientes de seguridad parciales propuestos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3. Comentarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3.1. Respecto de los coeficientes de seguridad de las acciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3.2. Respecto de los coeficientes de seguridad de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3.3. Respecto al arrancamiento y rotura horizontal del terreno en pilotes . . . . . . . . . . . 112.3.4. Respecto a la estabilidad global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.3.5. Respecto al estudio de pantallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.6. Síntesis final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3. Estudio y reconocimiento geotécnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.1. Planteamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2. Competencia profesional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3. Alcance de los trabajos de reconocimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.4. Contenido del Estudio Geotécnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4. Cimentaciones directas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.2. Rigidez de la cimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184.3. Módulo de balasto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204.4. Cálculo de asientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.5. Cimentaciones en roca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.6. Recomendaciones constructivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5. Cimentaciones profundas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245.1. Pilote aislado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245.2. Zonas activa y pasiva de influencia de la punta de un pilote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.3. Valoración de la resistencia por fuste de un pilote en medios arcillosos . . . . . . . . . . . . 255.4. Tope estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.5. Posibles problemas que se pueden presentar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275.6. Recomendaciones constructivas y control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6. Elementos de contención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.1. Coeficientes de empuje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296.2. Estabilidad de las pantallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306.3. Pantallas continuas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306.4. Muros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316.5. Recomendaciones constructivas y control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

7. Acondicionamiento del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.1. Excavaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.2. Rellenos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337.3. Presencia del agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

8. Mejora o refuerzo del terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349. Anclajes al terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

9.1. Definiciones y tipologías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359.2. Ensayos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359.3. Acciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369.4. Estados límite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369.5. Análisis de la estabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Índice

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1. Introducción

Se elabora el presente documento dentrodel ámbito de colaboración existente entreel Colegio de Ingenieros de Caminos Cana-les y Puertos y la Administración Central delEstado, en particular con la Dirección Gene-ral de Arquitectura del Minister io de laVivienda, con el objeto de divulgar y com-plementar los aspectos geotécnicos másrelevantes que se encuentran presentes enel vigente Código Técnico de la Edificación(CTE en adelante).

El Colegio de Caminos es consciente deque en el dominio de la edificación, la expe-riencia profesional demuestra que, lamenta-blemente, un porcentaje muy importante delorigen de daños y de desperfectos en la edifi-cación se encuentra precisamente en lainfluencia del terreno. Ello lo es tanto comoconsecuencia de un escaso conocimientodel mismo, como de una mala estimación desus propiedades geotécnicas. En definitiva, ypor lo tanto, es consecuencia de un déficiten el conocimiento de su comportamiento yfrente a esta carencia se pretende paliar, ensu caso, los déficits de formación que pudie-ran existir.

El Real Decreto 314/2006, de 17 de marzoaprobó el CTE que desarrolla los requisitosbásicos que deben cumplir las edificaciones,establecidos por la Ley 38/1999, de 5 de

noviembre de Ordenación de la Edificación,con el fin de establecer las responsabilidadesde los diferentes agentes que participan a lolargo del proceso de la edificación y decubrir las garantías de los usuarios.

El CTE se compone de dos partes: una pri-mera que contiene las disposiciones genera-les y una segunda formada por una serie detextos denominados “Documentos Básicos”,en los que se establecen los requisitos particu-lares que deben contemplarse en los estudiosgeotécnicos necesarios para las obras deedificación.

Entre estos documentos básicos seencuentra el denominado SE-C de SeguridadEstructural: Cimientos.

En el presente cuaderno se recogen yseñalan aquellos aspectos que se puedenconsiderar como los más importantes, rele-vantes o significativos que el CTE ha incluidopara su aplicación en la Geotecnia de lasedificaciones.

Este cuaderno es complementario deotros dos cuadernos de esta misma colec-ción, que también han sido elaborados por elColegio de Caminos, denominados: “Descrip-tores geotécnicos del terreno” y “Contenidoformal del informe geotécnico”.

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2. Método de los estados límites y coeficientes de seguridad parciales

2.1. Planteamiento

En el CTE se recoge como criterio de seguridadel método de los estados límites aplicandocoeficientes de seguridad parciales, de acuer-do con los criterios del Eurocódigo SC-7 (NormaEuropea En 1997-1). Este aspecto, de la aplica-ción de los coeficientes de seguridad parcialesa los estados límites, constituye una modifica-ción fundamental en la práctica geotécnicahabitual en España dentro del mundo de laedificación, en la medida en que tradicional-mente se ha trabajado con coeficientes deseguridad globales.

Como punto de partida debe indicarseque la adopción de los coeficientes de seguri-dad parciales frente a los coeficientes de segu-ridad globales (aplicados de forma general enla práctica de la Ingeniería Geotécnica enEspaña), ha constituido una exigencia en loscriterios de redacción del CTE, con el objetivode conseguir un texto compatible con el Euro-cógido SC-7: Norma Europea para el cálculode cimentaciones.

La utilización de los coeficientes de segu-ridad parciales implica “la verificación” deque para las diferentes s i tuaciones dedimensionado de la cimentación (persisten-te, transitoria o extraordinaria) no se superaninguno de los estados límite, consideradosal introducir los valores de cálculo de las dis-tintas variables que presentan los efectos delas acciones sobre la cimentación y la resis-tencia del terreno.

Los valores de cálculo de las variables seobtienen multiplicando o dividiendo sus valorescaracterísticos por los correspondientes coefi-cientes de seguridad parciales.

En el CTE se recogen las siguientes variablescon valores característicos:

Frep = valor representativo de la acciónEk = valor característico del efecto de lasaccionesXk = valor característico del material Rk = valor característico de la resistencia

De acuerdo con el Documento Básico SE(Seguridad Estructural), se denomina valorcaracterístico, según los casos:

• a su valor medio; • a un fractil superior o inferior, (en este caso,

de forma general, se suele denominarcomo valor característico superior al fractildel 95% y como valor característico inferioral fractil del 5%, considerando una distribu-ción estadística normal); o

• a un valor nominal.

Los valores de cálculo son:Fd = γF • Frep = valor de cálculo de la acción,siendo γF el coeficiente parcial para lasaccionesEd = γE • Ek = valor de cálculo del efecto delas acciones, siendo γE el coeficiente parcialdel efecto de las accionesXd = Xk /γM = valor de cálculo del material,siendo γM el coeficiente parcial para laspropiedades de los materialesRd = γR • Rk = valor de cálculo de la resisten-cia, siendo γR el coeficiente parcial para laresistenciaad = valor de cálculo de la dimensión geo-métrica

Como estados límite se consideran lassiguientes situaciones:1. Estados límites últimos: entendidos o asocia-

dos al colapso o rotura del terreno o con elfallo estructural de la cimentación.

2. Estados límite de servicio: entendidos o aso-ciados como requisitos impuestos a lasdeformaciones del terreno por razonesestéticas y de servicio.

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Las verificaciones que deben cumplirseson:

1. Estados límite últimos:– Verificación de equilibrio:Ed, dst < Ed, stb

Ed, dst = valor de cálculo del efecto de lasacciones desestabilizadorasEd, stb = valor de cálculo del efecto de lasacciones estabilizadoras– Verificación de resistencia:Ed < Rd

siendo:Ed = γE x E (γF x Frep, Xk/γM , ad)Rd = R (γF x Frep, Xk/γM , ad) / γR

– Verificación de la capacidad estructuralde la cimentación:

La resistencia de la cimentación comoelemento estructural se verifica si el valor decálculo del efecto de las acciones del edifi-cio y del terreno sobre la cimentación nosupera el valor de cálculo de la resistencia dela cimentación como elemento estructural.

2. Estados límite de servicio:El comportamiento de la cimentación con

relación a un criterio determinado se verificasi se cumple, para la situación de dimensio-nado considerada, la condición:

Eser < Clim

siendo:Eser = efecto de las acciones para unadeterminada situación de dimensionado Clim = valor límite para el mismo efecto

Con relación a los estados límite de servi-cio, un aspecto que se considera muy

importante en la redacción del CTE es lainclusión, salvo que se especifiquen demanera concreta en Proyecto, de valoresde referencia límite.

En la tabla 2.2 se muestran los valores lími-te de la distorsión angular, entendida comoel cociente entre el asiento diferencial entredos puntos y la distancia que los separa, y enla tabla 2.3, de la distorsión horizontal, en estecaso definida como el desplazamiento hori-zontal diferencial entre dos puntos divididopor la distancia que los separa.

Con la inclusión de estos valores, el CTEdota a los proyectistas, mediante la asigna-ción de unos límites concretos para estas dosvariables de distorsión angular y de distorsiónhorizontal, de un criterio explícito, que debecumplirse, para poder cuantificar y prevenirposibles daños por causas geotécnicas en lasedificaciones, en función del tipo de estructu-ra y de los movimientos que éstas admiten sinque lleguen a producirse daños en sus condi-ciones de servicio.

2.2. Coeficientes de seguridad parciales propuestos

Los valores recogidos en el CTE para los coefi-cientes de seguridad parciales son los queaparecen en la Tabla 2.1 adjunta.

TIPO DE ESTRUCTURA Límite de Seguridad

Estructuras isostáticas y muros de contención 1/300Estructuras reticuladas con tabiquería de separación 1/500Estructuras de paneles prefabricados 1/700Muros de carga sin armar con flexión cóncava hacia arriba 1/1.000Muros de carga sin armar con flexión cóncava hacia abajo 1/2.000

TIPO DE ESTRUCTURA Límite de Seguridad

Muros de carga 1/2.000

Tabla 2.2. del CTE. Valores límite de servicio basados en la distorsión angular

Tabla 2.3. del CTE. Valores límite de servicio basados en la distorsión horizontal

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Situaciôn de Tipo Materiales Acciones

dimensionado γγr γγm γγE γγF

Hundimiento 3,0(1) 1,0 1,0 1,0

Deslizamiento Vuelco(2) 1,5(2) 1,0 1,0 1,0

Acciones estabilizadoras 1,0 1,0 0,9(3) 1,0

Acciones desestabilizadoras 1,0 1,0 1,8 1,0

Estabilidad global 1,0 1,8 1,0 1,0

Persistente Capacidad estructural _(4) _(4) 1,6(5) 1,0

Pilotes

o Arrancamiento 3,5 1,0 1,0 1,0

Rotura horizontal 3,5 1,0 1,0 1,0

transitoria Pantallas

Estabilidad fondo excavación 1,0 2,5(6) 1,0 1,0

Sifonamiento rotaciôn o traslaciôn 1,0 2,0 1,0 1,0

Equilibrio limite 1 1,0 0,6(7) 1,0

Modelo de Winkler 1 1,0 0,6(7) 1,0

Elementos finitos 1,0 1,5 1,0 1,0

Hundimiento 2,0(8) 1,0 1,0 1,0

Deslizamiento Vuelco(2) 1,1(2) 1,0 1,0 1,0

Acciones estabilizadoras 1,0 1,0 0,9 1,0

Acciones desestabilizadoras 1,0 1,0 1,2 1,0

Estabilidad global 1,0 1,2 1,0 1,0

Capacidad estructural _(4) _(4) 1,0 1,0

Extraordinaria Pilotes

Arrancamiento 2,3 1,0 1,0 1,0

Rotura horizontal 2,3 1,0 1,0 1,0

Pantallas

Rotaciôn o traslación

Equilibrio límite 1,0 1,0 0,8 1,0

Modelo de Winkler 1,0 1,0 0,8 1,0

Elementos finitos 1,0 1,2 1,0 1,0

(1) En pilotes se refiere a métodos basados en ensayos de campo o fórmulas analíticas (largo plazo), para métodos basa-

dos en fórmulas analíticas (corto plazo), métodos basados en pruebas de carga hasta rotura y métodos basados en prue-

bas dinámicas de hinca con control electrónico de la hinca y contraste con pruebas de carga, se podrá tomar 2,0.

(2) De aplicación en cimentaciones directas y muras.

(3) En cimentaciones directas, salvo justificación en contrario, no se considerará el empuje pasivo.

(4) Los correspondientes de los Documentos Básicos relativos a la seguridad estructural de los diferentes materiales o la ins-

trucción EHE.

(5) Aplicable a elementos de hormigón estructural cuyo nivel de ejecución es intenso o normal, según la instrucción EHE. En

los casos en los que el nivel de control de ejecución sea readucido, el coeficiente γE debe tomarse, para situaciones persis-

tentes o transitorias, igual a 1,8.

(6) El coeficiente γM será igual a 2,0 si no existen edificios o servicios sensibles a los movimientos en las proximidades de la

pantalla.

(7) Afecta al empuje pasivo.

(8) En pilotes, se refiere a métodos basados en ensayos de campo o fórmulas analíticas; para métodos basados en pruebas

de carga hasta rotura y basados en pruebas dinámicas de hinca con control electrónico de la hinca y contraste con prue-

bas de carga, se podrá tomar 1,5.

Tabla 2.1 del CTE. Coeficientes de seguridad parciales

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2.3. Comentarios

Un análisis detallado de los valores de los dife-rentes coeficientes de seguridad que apare-cen en la tabla permite realizar un estudiocomparativo entre los coeficientes de seguri-dad en globales aplicados tradicionalmentede forma general en Ingeniería Geotécnicaen España y el cálculo en coeficientes deseguridad parciales aplicado en el CTE.

2.3.1. Respecto de los coeficientes de seguridad de las acciones

Analizando los valores de los coeficientes deseguridad de las acciones se observa que entodos los casos el valor propuesto para elcoeficiente de seguridad parcial de lasacciones, γF, es igual a 1. Ello supone trabajar,tal como se hace en globales, sin mayorar ominorar acciones, mientras que es el coefi-ciente parcial del efecto de las acciones, γE,el que adopta valores semejantes a los habi-tualmente utilizados en el cálculo en globalespara las acciones.

Así, para igualar ambos métodos, el CTEpropone valores de mayoración en el análi-sis de la capacidad estructural de γE = 1,6,para situación de dimensionado persistenteo transitoria, y de γE = 1, para situaciónextraordinaria.

También se mayoran las acciones estabili-zadoras, en el análisis del vuelco de cimenta-ciones y muros, con un valor γE = 1,8, parasituación de dimensionado persistente o tran-sitoria, y de γE = 1,2, para situación de dimen-sionado extraordinaria.

Además, se adoptan valores de minora-ción para las acciones desestabilizadoraspara el análisis del vuelco de cimentacio-nes y muros con un valor γE = 0,9, para situa-ción de dimensionado persistente, transito-ria y extraordinaria. También se minora elempuje pasivo en el análisis de la rotación

o traslación de pantallas por el método deequilibrio límite o por el modelo de Winkler,con un valor γE = 0,6, para situación dedimensionado persistente o transitoria, y deγE = 0,8, para situación de dimensionadoextraordinaria. En el resto de los casos, enlos que se incluyen los cálculos geotécnicosmás habituales de hundimiento, desliza-miento y estabilidad global, el valor de γE esigual a 1.

Con estos valores del coeficiente deseguridad parcial de las acciones, γF, y delcoeficiente parcial del efecto de las accio-nes, γE, puede afirmarse que, en la conside-ración de las acciones, al menos de formageneral, con los valores propuestos para loscoeficientes de seguridad parciales en elCTE, no hay variación significativa, en lacuantificación de las acciones a considerar,con relación a lo que de forma general seha venido realizando tradicionalmente apli-cando los coeficientes de seguridad globa-les (en donde de forma general no semayoran ni minoran las acciones para losanálisis geotécnicos y sí para los análisisestructurales).

2.3.2. Respecto de los coeficientes de seguridad de los materiales

En cuanto a los coeficientes de seguridadparciales que afectan a los materiales (γR,coeficiente parcial de resistencia, y γM, coefi-ciente parcial para las propiedades de losmateriales), se observa que, de forma gene-ral, para los cálculos geotécnicos de hundi-miento y deslizamiento, el coeficiente parcialde resistencia, γR, tiene valores equivalentes alos habitualmente utilizados en el cálculo englobales.

Así, en el caso del análisis del hundimiento,para situación de dimensionado persistente otransitoria, el valor propuesto de γR es de 3 y,para situación de dimensionado extraordina-ria, de 2.

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En el caso del deslizamiento, para el análi-sis de cimentaciones y muros, los valores queadopta γR, son de 1,5, para situación persis-tente o transitoria, y de 1, para situación dedimensionado extraordinaria.

Con estos valores, y al ser en estos casosel coeficiente parcial para las propiedadesde los materiales, γM, igual a 1, y los coefi-cientes parciales de las acciones, γF y γE,también iguales a 1, los coeficientes finales aaplicar en estos casos son equivalentes a loshabitualmente utilizados en el análisis englobales:

• Situación de dimensionado persistente otransitoria: Hundimiento; F.S. = 3

• Situación de dimensionado extraordinaria:Hundimiento; F.S. = 2

• Situación de dimensionado persistente otransitoria: Deslizamiento; F.S. = 1,5

• Situación de dimensionado extraordinaria:Deslizamiento; F.S. = 1,2

2.3.3. Respecto al arrancamiento y roturahorizontal del terreno en pilotes

Un análisis semejante puede hacerse para elestudio de los estados límite de arrancamien-

to y rotura horizontal del terreno en cimenta-ciones profundas, en donde los valores quese dan para γR son de 3,5, para situación dedimensionado persistente o transitoria, y de2,3, para situación de dimensionado extraor-dinaria, siendo los coeficientes γM, γF y γE igua-les a 1.

2.3.4. Respecto a la estabilidad global

Una mención especial merece el análisis dela estabilidad global, en donde en el cálculoen globales, en los análisis habituales con lateoría de equilibrio límite por rebanadas, loscoeficientes de seguridad se aplican, duran-te los cálculos, a los materiales. Este aspectose recoge también en el cálculo en coefi-cientes de seguridad parciales aplicado en elCTE, al ser, en este caso, el coeficiente parcialde resistencia, γR, igual a 1, y el coeficienteparcial para las propiedades de los materiales,γM, igual a 1,8, para situación de dimensiona-do persistente o transitoria, e igual a 1,2, parasituación de dimensionado extraordinaria,siendo en ambos casos γF y γE iguales a 1.

Por lo que de nuevo, ambos métodos, conlos valores dados a los coeficientes de seguri-dad parciales en el CTE, son equivalentes.

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2.3.5. Respecto al estudio de pantallas

En el caso del estudio de pantallas, para suanálisis por elementos finitos ocurre lo mismoque en la estabilidad global, en donde loscoeficientes de seguridad en globales seaplican durante el cálculo, criterio que tam-bién incorpora el CTE, al ser el coeficienteparcial de resistencia, γR, igual a 1, y el coe-ficiente parcial para las propiedades de losmateriales, γM, igual a 1,5, para situación dedimensionado persistente o transitoria, eigual a 1,2, para situación de dimensionadoextraordinaria, siendo en ambos casos γF yγE iguales a 1.

2.3.6. Síntesis final

De todo lo indicado a lo largo del presenteapartado, se considera que el cambio de

formato de seguridad de coeficientes deseguridad globales, habitualmente utilizadoen la geotecnia de edificación en España, acoeficientes de seguridad parciales (con losvalores dados en el CTE para éstos), nosupone modificación en la seguridad exigi-da a los elementos de cimentación de lasedificaciones.

Por lo que se puede indicar que, cum-pliéndose los requisitos de adoptar en el CTElos procedimientos del Eurocódigo SC-7(Norma Europea En 1997-1), en donde losanálisis de seguridad se abordan mediantecoeficientes de seguridad parciales, se haconseguido que los análisis geotécnicos pormedio del CTE sean equivalentes, en cuantoa seguridad, a los que de forma general sehan realizado tradicionalmente en Españaen edificaciones, de manera habitual.

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3. Estudio y reconocimiento geotécnico

3.1. Planteamiento

Uno de los aspectos más novedosos del CTEpara el estudio de las cimentaciones de edi-ficaciones son los referidos al estudio geo-técnico que debe ser realizado y, en espe-cial, dentro de los requisitos que debe con-templar dicho estudio, los planteamientosrelacionados respecto del alcance de losreconocimientos geotécnicos que debenabordarse.

Es importante indicar que el Cuaderno deesta misma colección, de título: “Contenidoformal del informe geotécnico”, analiza deforma muy detallada los diferentes aspectosque deben integrar un estudio geotécnico,con especial referencia a lo indicado en elCTE y a la participación de los ingenieros deCaminos como técnicos competentes parasu realización.

El contenido del presente apartado selimita, de acuerdo con los objetivos de esteCuaderno, a destacar los puntos de mayorrelevancia con relación a los estudios y reco-nocimientos geotécnicos que deben ser teni-dos en cuenta, de acuerdo con lo indicadoen el CTE.

3.2. Competencia profesional

Por la importancia que supone para laredacción de los estudios geotécnicos, elprimer punto a señalar es el de la autoría delestudio. El CTE indica de manera expresaque “la autoría del estudio geotécnicocorresponderá al proyectista, a otro técnicocompetente o, en su caso, al Director deObra y contará con el preceptivo visadocolegial”.

Con este planteamiento, el CTE abre laposibilidad de que el estudio geotécnico

sea redactado por un “técnico competen-te” diferente al proyectista o al director deobra, requiriéndose, en cualquier caso, lanecesidad del visado colegial. Es importan-te indicar que los ingenieros de Caminos,por los contenidos de Geotecnia y Estructu-ras impartidos para la obtención del título,son técnicos competentes para la redac-ción de Estudios Geotécnicos, pudiendo, endeterminados casos, dependiendo del tipode edificación y del tipo de proyecto, tam-bién ser proyectistas y/o directores de obrade acuerdo con la Ley 38/1999 de 5 deNoviembre de Ordenación de la Edificación(LOE).

Con relación a este aspecto, se conside-ra reseñable indicar que la cimentación,como elemento estructural del edificio, esuna parte importante del comportamientodel mismo y const ituye una unidad endonde la interacción entre ambas condicio-na la respuesta. En la mayor parte de loscasos se requiere que su concepción y dise-ño tengan en cuenta tanto los aspectosrelativos al terreno como los de la propiaestructura que se quiere cimentar y la inte-racción entre ambos. Por ello, se consideraque los técnicos competentes, o en su casolos proyectistas, deben tener formación enambos aspectos: estructural y geotécnico,en donde los conceptos de esfuerzos, tensio-nes, momentos, cortantes, etc. tienen unaimportancia determinante.

3.3. Alcance de los trabajos de reconocimiento

Con relación al reconocimiento del terreno,el CTE establece, con rango obligatorio, sien-do éste un aspecto clave de su redacción,los reconocimientos que, como mínimo,deben de ser llevados a cabo para la realiza-ción de un estudio geotécnico.

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TIPO DESCRIPCIÓN (1)

C-0 Edificio de menos de 4 plantas y superficie construida inferior a 300 m2

C-1 Edificios de menos de 4 plantas y cualquier superficie construida mayor de 300 m2

C-2 Edificios de 4 a 10 plantasC-3 Edificios de 11 a 20 plantasC-4 Edificios de carácter monumental o singular, o con más de 20 plantas. Serán objeto de un

reconocimiento especial, cumpliendo al menos las condiciones que corresponden

(1) En el cómputo de plantas se incluyen los sótanos.

GRUPO DESCRIPCIÓN

T-1 Terrenos favorables: Aquellos cuyas características geológicas y comportamiento geotécnico resultan suficientemente conocido y poco variable y en los que la práctica habitual en la zona es cimentación directa mediante elementos aislados

T-2 Terrenos intermedios: Aquellos en los que existe experiencia de que las circunstancias geológicas dan lugar a alguna variabilidad en el comportamiento geotécnico. En la zona no siempre se recurre a la misma solución de cimentación. Terreno con rellenos antrópicos de espesor inferior a 3.0 m

T-3 Terrenos desfavorables: De forma general se integran en este grupo todos aquellos terrenos que no se puedan encuadrar en alguno de los grupos anteriores, bien porque sus circunstancias geológicas no lo permitan por ser una zona compleja, bien porque no haya experiencia fiable de su comportamiento geotécnico

De forma especial se considerarán en este grupo los siguiente terrenos:Suelos expansivosSuelos colapsablesSuelos blandos o sueltosTerrenos kársticos en yesos o calizasTerrenos variables en cuanto a composición y estadoRellenos antrópicos con espesores superiores a 3 mTerrenos en zonas susceptibles de sufrir deslizamientosRocas volcánicas en coladas delgadas o con cavidadesTerrenos con desnivel superior a 15ºSuelos residualesTerrenos de marismas

Para ello clasifica las construcciones encinco tipos: C-0, C-1, C-2, C-3 y C-4 (Tabla 3.1del CTE), y el terreno en tres grupos: T-1, T-2 yT-3 (Tabla 3.2 del CTE).

En base a las clasificaciones efectuadasrespecto del tipo de construcción y del tipodel terreno, y con el criterio general, de queel mínimo número de puntos a reconocer

debe ser de tres, el CTE recoge, en la Tabla3.3, una serie de distancias orientativasmáximas entre puntos de reconocimiento. Apartir de estas distancias se puede obtenerel mínimo número de puntos de reconoci-miento necesario y las profundidades aalcanzar para edificios con superficies enplanta de hasta 10.000 m2. Para superficies

Tabla 3.1. del CTE. Tipo de Construcción

Tabla 3.2. del CTE. Grupo de Terreno

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mayores se indica la posibilidad de reducirla densidad de puntos, con un límite de un50%.

En cualquier caso, y teniendo en cuentaque la citada Tabla 3.3 es orientativa a efec-tos de las profundidades, el CTE indica quedebe comprobarse que la profundidad plani-ficada de los reconocimientos es suficientepara alcanzar una cota en el terreno pordebajo de la cual no se desarrollen asientossignificativos. Esta cota la define como lacorrespondiente a una profundidad tal queen ella el aumento neto de la tensión en elterreno bajo el peso del edificio sea igual oinferior al 10% de la tensión efectiva verticalexistente en el terreno en esa cota antes deconstruir el mismo.

En los casos en los que se alcance unaunidad geotécnica resistente, entendida ésta

como aquella en la que las presiones aplica-das por la cimentación del edificio no produ-cen deformaciones apreciables, el CTE haceuna salvedad con relación al criterio anterior.Indica que, en estos casos, la profundidad ainvestigar debe de ser al menos de 2 metrosmás 0,3 metros adicionales por cada plantaque tenga el edificio.

En el caso de prever una cimentación pro-funda mediante pilotes, el CTE para estable-cer la profundidad a investigar recoge elmismo criterio anterior de investigar hasta unacota tal que en ella el aumento neto de latensión en el terreno bajo el peso del edificiosea igual o inferior al 10% de la tensión efecti-va vertical existente en el terreno en esa cotaantes de construir el edificio. En este caso,considera que la cota de aplicación de lacarga del edificio sobre el terreno es lacorrespondiente a una profundidad igual a

Edificio Terreno

T1 T2

dmáx (m) P (m) dmáx (m) P (m)

C-1 35 6 30 18C-2 30 12 25 25C-3 25 14 20 30C-4 20 16 17 35

Tabla 3.3. del CTE. Distancias máximas entre puntos de reconocimiento y profundidades orientativas

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las dos terceras partes de la longitud estima-da para los pilotes. En el caso de pilotescolumna, salvo justificación, la profundidadde reconocimiento debe ser como mínimode 5 diámetros por debajo de la cota de lapunta previsible del pilote.

Complementariamente, el CTE incluye enla Tabla 3.4, también en función del tipo deedificio y del grupo de terreno, la estimacióndel número mínimo de sondeos mecánicos arealizar y el porcentaje del total de puntos dereconocimiento (obtenido este total a partirde la Tabla 3.3) que pueden sustituirse porpruebas continuas de penetrómetros.

Con relación a los terrenos tipo T-3 (terre-nos desfavorables), no incluidos en la Tabla3.4, el CTE indica expresamente que debendisponerse reconocimientos en las zonasproblemáticas hasta definirlas adecuada-mente.

Con todo estos aspectos, el CTE establecelos criterios que permiten cuantificar el reco-nocimiento mínimo necesario que debe con-templarse de forma obligatoria para la reali-zación del estudio geotécnico de una edifi-cación, debiéndose, en cualquier caso, justifi-car la coherencia de los trabajos de investi-gación con los objetivos del estudio y con lainformación previa disponible.

3.4. Contenido del Estudio Geotécnico

Por último, cabe resaltar que el CTE especifi-ca de forma clara y expresa, en función deltipo de cimentación propuesta, cuáles sonlos valores y especificaciones que debenrecogerse en el estudio geotécnico para elproyecto. Estos valores y especificacionesson:

• Tipo de cimentación.• Cota de cimentación.

Tipo de edificación Número Mínimo % de sustitución

T-1 T-2 T-1 T-2

C-0 - 1 - 66

C-1 1 2 70 50

C-2 2 3 70 50

C-3 3 3 50 40

C-4 3 3 40 30

Tabla 3.4. del CTE. Número mínimo de sondeos mecánicos por reconocimiento y porcentaje de sustitución por pruebas continuas de penetración

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• Presión vertical admisible (y de hundi-miento) en valor total y, en su caso, efec-tivo, tanto bruta como neta.

• Presión vertical admisible de servicio(asientos tolerables) en valor total y, en sucaso, efectivo, tanto bruta como neta.

• En el caso de pilotes, resistencia al hundi-miento desglosada en resistencia porpunta y por fuste.

• Parámetros geotécnicos del terreno parael dimensionado de elementos de con-tención. Empujes del terreno: Activo, Pasi-vo y Reposo.

• Datos de la ley “tensiones en el terreno-desplazamientos” para el dimensionadode elementos de pantallas u otros ele-mentos de contención.

• Módulos de balasto para idealizar demanera simplificada el comportamientodel terreno en cálculos de dimensionadode cimentaciones y elementos de con-tención, mediante modelos de interac-ción suelo-estructura.

• Resistencia del terreno frente a accioneshorizontales.

• Asientos y asientos diferenciales, espera-bles y admisibles para la estructura deledificio y de los elementos de contenciónque se pretende cimentar.

• Calificación del terreno desde el puntode vista de su ripabilidad, procedimientode excavación y terraplenado más ade-cuado. Taludes estables en ambos casos,con carácter definitivo y durante la eje-cución de las obras.

• Situación del nivel freático y variacionesprevisibles. Influencia y consideracióncuantitativa en los datos para el dimensio-nado de cimentaciones, elementos decontención, drenajes, taludes e impermea-bilizaciones.

• Cuantificación de la agresividad delterreno y de las aguas que contenga,para su cualificación al objeto de esta-blecer las medidas adecuadas a la dura-bilidad especificada en cimentaciones yelementos de contención, de acuerdo

con los documentos básicos del CTE rela-tivos a la seguridad estructural de losdiferentes materiales o la Instrucción EHE.

• Caracterización del terreno y coeficien-tes de solicitación a emplear para reali-zar el dimensionado bajo el efecto de laacción sísmica.

• Cuantificación de cuantos datos relativosal terreno y a las aguas que contenganecesarios para el dimensionado del edi-ficio, en aplicación de los DocumentosBásicos del CTE relativos a la seguridadestructural de los diferentes materiales ola Instrucción EHE.

• Relación de asuntos concretos, valoresdeterminados y aspectos constructivos, aconfirmar después de iniciada la obra, alinicio de las excavaciones, o en elmomento adecuado que así se indique,y antes de ejecutar la cimentación, loselementos de contención o los taludesprevistos.

Al analizar esta lista de aspectos que elCTE indica que deben recogerse en el estu-dio geotécnico, se observa que en una parteimportante de ellos el redactor del estudiodebe conocer con detalle el proyecto estruc-tural de la edificación, por lo que el CTE obli-ga a que haya una estrecha relación entre elredactor del estudio geotécnico y el estructu-ralista y/o proyectista, para poder obtener uncorrecto diseño de los elementos estructura-les de cimentación y contención.

Este punto se considera muy importante,ya que el CTE, con su redacción, ha intenta-do corregir la mala práctica de que el estu-dio geotécnico en su conjunto se realice deforma previa al proyecto de la edificación,debiéndose evitar (lo que en determinadoscasos ha sido habitual), desajustes entre lasrecomendaciones del estudio geotécnico yla solución constructiva adoptada en el Pro-yecto, en donde el tipo de estructura y sucomportamiento condicionan la respuestadel terreno.

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4.1. Introducción

Respecto de un tema tan importante y decisi-vo como es la definición de las cimentacio-nes directas de una estructura, el CTE introdu-ce algunas novedades e incorpora algunosprocedimientos de cálculo que son dignos deresaltar, en tanto en cuanto suponen unamodificación de los hábitos y de las prácticashabituales más extendidas en España enestos aspectos.

4.2. Rigidez de la cimentación

El CTE incorpora el concepto, por otro ladobien conocido históricamente en el dominiode la Geotecnia, pero de escaso uso en lapráctica habitual, de rigidez de una zapata.

El texto dedica todo un Anejo a conside-rar los efectos de interacción suelo estructuraque se producen en la superficie que delimitaambos elementos.

Distingue dos tipos de rigidez:

Por un lado, desde el punto de vistaestructural, define una estructura rígida cuan-do el vuelo sea menor que dos veces elcanto de la zapata (ver figura 1).

Por otro lado rigidez relativa, en el que seevalúa el problema de la interacción entre laestructura y el terreno.

Desde este punto de vista resulta clave laevaluación del factor Kr, denominado rigidezrelativa, mediante la siguiente expresión:

Kr = EE · IB / Es · B3

En donde:EE: El módulo de deformación global repre-sentativo de los materiales empleados en laestructura, normalmente hormigón.IB: El momento de inercia de la estructura pormetro de ancho.Es: El módulo de deformación del terrenosupuesto en un comportamiento elástico ylineal.B: El ancho de la cimentación.

En base a este valor considera que “laestructura es rígida” en relación con el terre-no cuando Kr > 0,5 mientras que la consideraflexible cuando Kr < 0,5.

Sin embargo, este tipo de calificación nopresupone ningún comportamiento específi-co respecto de la distribución de presionesque transmite al terreno, y se incluye sólo

4. Cimentaciones directas

Figura 1.

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con el objetivo de diferenciarla respecto delconcepto de “rigidez relativa de la cimenta-ción”.

Este concepto de “rigidez relativa de lacimentación”, aplicable cuando se estudia,no una estructura, sino una zapata aislada, seconsidera representativo de un comporta-miento rígido de la misma cuando:

siendo:v: El vuelo de la zapata en una direccióncualquiera.Ec: El módulo de deformación del materialde la zapata, normalmente hormigónarmado, representativo del tipo de cargay de su duración.IC: El momento de inercia de la secciónde la zapata perpendicular a la dirección

del vuelo considerado respecto al horizon-tal que pasa por el centro de gravedad.B: El ancho de la zapata en dirección per-pendicular al vuelo considerado.ksB: El módulo de balasto de cálculo, enfunción de de las dimensiones del cimien-to.

De la misma manera, estos conceptos sepueden también utilizar en el caso de zapa-tas corridas en la dirección perpendicular ala misma.

Todas estas consideraciones tienen suimportancia a efectos de valorar las trans-misiones de cargas y, consecuentementelas deformaciones que se producen en elterreno, en función de los esfuerzos quetransmite la estructura.

En la figura 2 se ilustra el criterio de rigi-dez relativa dada en el CTE para zapatasaisladas.

v ≤

π4

4EcIcBksB

4

Figura 2.

20

4.3. Módulo de balasto

Se trata de un concepto muy útil a efectos delcálculo de estructuras, pero que sin embargono goza de buen predicamento entre los inge-nieros geotécnicos por las dificultades queplantea su cuantificación y, sobre todo, por laslimitaciones teóricas de las que adolece elmodelo en el que se basa.

En efecto, téngase en cuenta que elmódulo de balasto desde el punto de vistariguroso representa dentro de un modeloelástico, aquél que reproduce el comporta-miento del terreno, bajo las hipótesis de unsuelo cuyo módulo de elasticidad crecelinealmente con la profundidad y siendo nuloen superficie.

El llamado módulo de balasto, o de Win-kler, representa precisamente la pendiente, elcrecimiento, del módulo elasticidad con laprofundidad.

En consecuencia, caben resaltar tresaspectos:

• Tiene unidades de peso específico. • El módulo de balasto no es un factor intrín-

seco del terreno. Con ello se quiere poner

de manifiesto que el terreno no tiene unúnico valor del módulo de balasto.

• El módulo de balasto depende de lasdimensiones geométricas de la cimenta-ción que se vaya a implementar en elterreno. Por lo tanto exige del conocimien-to previo de la estructura, para poderlodefinir.

Sin embargo, dada su utilidad a efectosdel dimensionamiento de estructuras quevayan a estar en contacto con el terreno,suele ser requerido por los especialistaspara poder llevar a cabo los cálculos perti-nentes.

En este sentido, el CTE presenta unatabla (D.29), dentro del Anejo D correspon-diente, con unos valores orientativos deldenominado coeficiente de balasto, K30, enfunción del tipo de terreno y su estado. Elsubíndice hace precisamente mención alhecho de que la geometría de la cimenta-ción influye y, por lo tanto, el valor que seproporciona es el correspondiente a unaplaca de 30 cm de diámetro. Para dimen-siones diferentes de la estructura de cimen-tación se debe extrapolar convenientemen-te, con el objeto de proporcionar un valoradecuado.

TIPO DE SUELO COEFICIENTE DE BALASTO K30 (MN/m3)

Arcilla blanda 15 – 30

Arcilla media 30 - 60

Arcilla dura 60 – 200

Limo 15 - 45

Arena floja 10 – 30

Arena media 30 – 90

Arena compacta 90 – 200

Grava arenosa floja 70 – 120

Grava arenosa compacta 120 – 300

Margas arcillosas 300 – 400

Rocas algo alteradas 300 – 5.000

Rocas sanas > 5.000

Tabla D.29. del CTE. Valores orientativos del coeficiente de balasto, K30

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Con el objeto de extrapolar a otras confi-guraciones geométricas en el Anejo E aparta-do D5, se proporcionan las fórmulas a utilizarpara efectuar la conversión del módulocorrespondiente a la placa de 30 cm, conrespecto al llamado coeficiente de referen-cia ksb,

Tiene en cuenta de manera diferenciadasi se trata:

• de terrenos granulares o de terrenos cohe-sivos;

• de zapatas cuadradas o rectangulares; • así como para la cimentación de losas y

los emparrillados.

Respecto de estos dos últimos casos, enrealidad, el CTE recomienda recurrir alempleo de otros métodos y modelos delterreno que sean más representativos delcomportamiento del terreno y que se basenen la realización de ensayos, in situ o de labo-ratorio, y en el posterior cálculo geotécnicode asientos.

4.4. Cálculo de asientos

En primer lugar, el CTE efectúa una distinciónde los distintos tipos de asientos que se pue-den producir en función del tiempo, y quedenomina respectivamente instantáneo, deconsolidación primaria y de compresiónsecundaria.

También distingue los distintos tipos desuelo que se pueden contemplar: granulares,granulares gruesos y arcillosos.

A) Para el cálculo de asientos en terrenosgranulares propone utilizar el procedimientoconocido como de Burland y Burtbridge(1985). Este procedimiento todavía no es deuso extendido en nuestro país, motivo por elcual se considera un avance respecto deotras formulaciones más antiguas utilizadasen España.

Se basa en el uso directo de la fórmulasiguiente:

Si = fl · fs · q’b · B0,7 · Ic

siendo:Si: El asiento medio al final de la construcción,en milímetros.fl: Un factor de corrección que permite consi-derar la existencia de una capa rígida pordebajo de la zapata a una profundidad HS yque es función de la profundidad de influen-cia bajo la zapata dentro de la cual se pro-duce el 75% del asiento.fs: Un coeficiente dependiente de las dimen-siones de la cimentación directa, supuestaésta rectangular .q’b: La presión efectiva bruta aplicada en labase de la cimentación en kN/m2. B: El ancho de la zapata o losa en metros.Ic: El índice de compresibilidad, definido enfunción del valor medio del golpeo de losensayos SPT en una zona de influencia bajo lazapata o losa cuya profundidad viene deter-minada en función del ancho de la cimenta-ción.

Existen una serie de matices y considera-ciones que, para su correcta y completa apli-cación, se deben consultar, bien el docu-mento original de dichos autores, o bien en elpropio CTE, en el resumen y la transcripciónexistente en el Anejo F.

B) En terrenos granulares gruesos, que el CTEidentifica como aquellos que tienen una pro-porción en peso de partículas de más de 20mm superior al 30%, recomienda utilizar parala estimación de asientos las formulacioneselásticas.

Respecto de la dificultad que suele existiren la práctica, para la asignación de pará-metros del módulo de deformación, se pro-pone, lo cual representa también una origi-nalidad, que se deduzca dicho módulo apartir de ensayos de geofísica.

22

Estos ensayos proporcionan el módulode deformación correspondiente a nivelesdel mismo que son muy bajos. En realidad,los valores que se deducen se suelen califi-car como de “dinámicos” pues son válidospara deformaciones extremadamente redu-cidas, del orden de 10-4 – 10-5 %, aproxima-damente. La extrapolación para niveles dedeformación más elevados, propios de larespuesta real de la zapata (del orden de 10-

1 – 100,) es tal que considera que el móduloelasticidad a incorporar en los cálculosdebe ser la mitad del valor obtenidomediante los ensayos cross-hole o down –hole. Es decir:

E = Gmax/2siendo:Gmax, el módulo de rigidez transversal máxi-mo deducido a partir de los ensayos geofísi-cos citados.

C) Para los suelos finos, arcillosos, que el CTEidentifica como aquellos que tienen un con-tenido de finos superior al 35%, recomienda:

• el uso de ensayos de laboratorio y decampo, que sean de buena calidad, o

• bien la estimación del módulo elastici-dad sin drenaje, Eu, en el caso de arci-llas sobreconsolidadas en función tantodel rango de sobreconsolidación comodel índice de plasticidad del suelo.

Finalmente, cabe mencionar, que resul-tan muy interesantes y de gran utilidad losvalores que califica de orientativos recogi-dos en la Tabla D.23, respecto del módulode elast ic idad en función del t ipo desuelo.

También proporciona valores, que deno-mina como orientativos, del coeficiente dePoisson en la Tabla D.24.

4.5. Cimentaciones en roca

Son dos los aspectos que merecen ser rese-ñados en el CTE respecto de la determina-ción de las tensiones verticales admisiblespara el diseño de cimentaciones en roca.

TIPO DE MATERIAL MÓDULO DE ELASTICIDAD (E; MN/m2)

Suelos muy flojos o muy blandos < 8Suelos flojos o blandos 8 – 40Suelos medios 40 – 100Suelos compactos o duros 100 – 500Rocas blandas 500 – 8.000Rocas duras 8.000 – 15.000Rocas muy duras > 15.000

TIPO DE SUELO COEFICIENTE DE POISSON

Arcillas blandas normalmente consolidadas 0,40Arcillas medias 0,30Arcillas duras consolidadas 0,15Arenas y suelos granulares 0,30

TABLA D.23 del CTE. En lo referente a valores orientativos del módulo de elasticidad para diferentes tipos de suelos

TABLA D.24 del CTE. Valores orientativos del Coeficiente de Poisson

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En primer lugar, la posibilidad de conside-rar al medio rocoso, cuando tenga una resis-tencia a compresión simple muy baja, ocuando se encuentre fuertemente diaclasa-do o meteorizado, como si se tratase de unsuelo. Ello implica, evidentemente, con cier-tas salvaguardias y cuidados, poder utilizartodas las herramientas de estudio y análisispropias de la Mecánica de Suelos.

En segundo lugar, la formulación propues-ta para determinar la tensión admisible tieneen cuenta no sólo la resistencia a compresiónsimple de las rocas sanas, es decir de las frac-ciones intactas de la misma, sino que tam-bién incorpora otros factores importantes quedefinen al macizo rocoso, como son:

• el espaciamiento de las discontinuidades;• la apertura de las mismas, y• las dimensiones de la cimentación.

La carga admisible de diseño que resultade aplicar este procedimiento, se encuentraentre el 10% y el 50% de la resistencia com-presión simple de la roca intacta (qu).

Un aspecto importante que incorpora eltexto, a efectos de verificar las condicionesde servicio de una cimentación en roca, esque, de forma orientativa, propone emplearla siguiente expresión matemática que cuan-tifica el módulo elasticidad del macizo enfunción del Índice Geomecánico RMR cuan-do éste sea inferior a 50. (El Índice Geomecá-nico conocido coloquialmente como RMRrepresenta el grado de calidad del mediorocoso y su cuantificación responde a unoscriterios tabulados, concretos, presentes losmanuales de uso de mecánica rocas.)

siendoα = 0,1 para qu = 1 Mpaα = 0,2 para qu = 4 Mpa

α = 0,3 para qu = 10 Mpaα = 0,7 para qu = 50 Mpaα = 1,0 para qu > 100 Mpa

4.6. Recomendaciones constructivas

En el CTE se enumeran toda una serie de pre-cauciones a tener en cuenta para garantizarla seguridad de la cimentación y, en definiti-va, para protegerse frente a eventualesdefectos del terreno.

También se elaboran una serie de reco-mendaciones respecto de las excavacionesa realizar y, en particular, respecto de los cui-dados a tener en cuenta cuando se encuen-tren zapatas próximas entre sí, actuando adiferentes niveles, a distintas cotas.

Análogamente, identifica los riesgos y lasrecomendaciones a tener en cuenta, respec-to de los problemas que plantea la presenciadel agua y las necesidades de agotamientode la misma, así como de las necesidades dedrenaje y saneamiento del terreno.

Efectúa también una serie de considera-ciones para proteger a las cimentacionesfrente a:

• Los aterramientos. • Las inundaciones. • Al posible hielo.

De la misma forma, especifica una seriede criterios de buena práctica para tener encuenta en la ejecución de losas de cimenta-ción.

Finalmente, termina con recomendacio-nes que deben ser tenidas en cuenta parael control y comprobación de las hipótesisdel proyecto, respecto del terreno decimentación y respecto de los materiales deconstrucción, en particular en cuanto a lascomprobaciones a tener en cuenta durantela ejecución.

Emacizo = α ⋅10RMR−10

40 (GPa )

24

5. Cimentaciones profundas

5.1. Pilote aislado

En el CTE se limita la posibilidad de ejecuciónde pilotes aislados a una serie de casos con-cretos que quedan claramente definidos enel texto.

Así, en el caso de los pilotes prefabricadoshincados se indica que se podrán construiraislados siempre que se realice un arriostra-miento en dos direcciones ortogonales y quese demuestre que los momentos resultantesen dichas direcciones son nulos o bien absor-bidos por la armadura del pilote o por lasvigas riostras.

En el caso de los pilotes hormigonados insitu se indica que:

a) Para un diámetro < 0.45 m; no se debenejecutar pilotes aislados, salvo en ele-mentos de poca responsabilidad en losque un posible fallo del elemento decimentación no tenga una repercusiónsignificativa.

b) 0.45 m < diámetro < 1,00 m; se podránrealizar pilotes aislados siempre que serealice un arriostramiento en dos direc-ciones ortogonales y se asegure la inte-gridad del pilote en toda su longitud deacuerdo con los métodos de controlrecogidos en el apartado 5.4 del CTE.

c) Diámetro > 1,00 m; se podrán realizarpilotes aislados sin necesidad de arrios-tramiento siempre y cuando se asegurela integridad del pilote en toda su longi-tud de acuerdo con los métodos de con-

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trol recogidos en el citado apartado 5.4y se arme para las excentricidades per-mitidas y momentos resultantes.

Como se observa, el CTE limita la posibi-lidad de ejecución de pilotes aislados acasos muy concretos, de forma general,obligando a arriostrar en dos direccionesortogonales y realizando un control exhaus-tivo de su integridad en los pilotes hormigo-nados in situ que, en el caso de diámetrosentre 0,45 y 1 metro, se concreta, en almenos dos ensayos por cada 20 pilotes,que pueden consistir en transparencia sóni-ca, impedancia mecánica o sondeo.

Para pilotes de diámetro superior a 1 metro,poco habituales en edificación, no se obligaa su arriostramiento, pero se establece queel control de su integridad se haga en almenos 5 pilotes de cada 20.

Con todo lo indicado, el CTE aun admi-tiendo la solución de pilotes aislados, esta-blece l imitaciones, para asegurar sucorrecto diseño y comportamiento, enespecial en el caso de los pilotes hormigo-nados in situ, por los posibles problemas deejecución que puedan presentarse, vincu-lados, entre otros argumentos, con la inte-gridad de los mismos y a la práctica imposi-bilidad de que los ejes de los pilotes y lospilares respectivos coincidan en todos lospilotes.

5.2. Zonas activa y pasiva de influencia de la punta de un pilote

Para la valoración de la carga hundimien-to distingue, lógicamente, la contribuciónde la resistencia de la punta de la colabo-ración del fuste.

Con el objeto de cuantificar la resisten-cia por la punta de un pilote, uno de losaspectos determinantes, que además sepuede considerar como objeto de debate,

es el correspondiente a la cuantificaciónque efectúa respecto de las denominadascomo zona activa y zona pasiva de resis-tencia de un pilote.

El CTE considera que el alcance de lazona pasiva es de seis diámetros, situadospor encima de la posición de la punta delpilote. A su vez considera que el alcancede la zona activa es sólo de tres diáme-tros.

Lógicamente, esta configuración geo-métrica responde a unos determinadosmarcos teóricos, conceptuales, que existenen la l i teratura técnica para def in i r e lalcance de la contribución del terreno quese encuentra en el entorno de la punta delpilote. Sin embargo, existen también otrosmarcos teóricos, diferentes de los anterio-res, en los cuales el alcance de la zonapasiva no es tan extenso, que tambiénpodrían ser tenidos en cuenta.

Procediendo de la manera que insta elCTE resulta de mayor importancia el mate-rial que se encuentra por encima de lapunta del pilote, que el que se encuentrapor debajo de la punta del mismo.

5.3. Valoración de la resistencia porfuste de un pilote en medios arcillosos

Conviene resaltar que en el CTE hay dos mati-ces importantes, novedosos respecto de otroscódigos españoles, para la cuantificación dela resistencia por fuste de un pilote en mediosarcillosos.

1. La no minoración de la resistencia parapilotes de gran diámetro. Este aspectoprobablemente no sea de gran interés encimentaciones de edificación, dado quenormalmente se utilizan pilotes con diáme-tros de dimensiones reducidas.

2. La valoración de la resistencia al corte sindrenaje.

26

Con respecto a otras prácticas y a otroscódigos vigentes y existentes en nuestro país,el CTE cuantifica la resistencia unitaria dehundimiento por fuste de un pilote, τf, a partirde la siguiente expresión:

τf = 100 cu /(100 + cu)

estando cu en kPa.La determinación de la resistencia al corte sindrenaje del suelo limoso o arcilloso, cu, debehacerse teniendo en cuenta la presión deconfinamiento en el nivel de la punta obteni-da en célula triaxial o, en su caso, medianteensayos de resistencia compresión simple,adoptando cu = (σu/2). Para estos casos, elCTE considera que la presión de confinamien-to al nivel de la punta está definida por elentorno comprendido entre dos diámetrospor encima y dos diámetros por debajo deella.

El resto de prescripciones (influencia deltipo de pilote, consideraciones de la resisten-

cia a largo plazo, valores máximos, etc.), sonmuy similares a los vigentes en otras normati-vas españolas.

5.4. Tope estructural

Un aspecto fundamental del capítulo de pilo-tes del CTE es el establecimiento de unosvalores recomendados para el tope estructu-ral (Tabla 5.1 del CTE), entendido éste comola expresión:

Qtope = σ · A

siendo: σ la tensión del tope estructural del pilote y A el área de la sección transversal.

La inclusión en el texto de estos valoressupone un avance importante en la capaci-dad de carga que pueden llegar a alcanzarlos pilotes por motivos geotécnicos. De formageneral, el valor del tope estructural ha esta-do limitado entre 3,5 y 4 MPa, valores que,

Procedimiento Tipo de pilote Valores de σσ (Mpa)

Hincados Hormigón pretensado o postesado 0,30 (fck – 0.9 fp)Hormigón armado 0,30 fckMetálicos 0,30 fykMadera 5

Tipo de apoyo

Suelo firme Roca

Perforados* Entubados 5 6Lodos 4 5En seco 4 5En presencia de agua (bajo N.F.) 3,5 5Barrenados 3,5 -

Notas:*Con un control adecuado de la integridad, los pilotes perforados podrán ser utilizados con topes estructu-rales un 25% mayores.fck = Resistencia característica del hormigónfp = Tensión introducida en el hormigón por el pretensadofyk = Límite elástico del acero

Tabla 5.1. del CTE. Valores recomendados para el tope estructural de los pilotes

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según los casos, pueden considerarse, con elnivel de conocimiento actual, excesivamenteconservadores. Éste ha sido el motivo, igualque ocurre en la Guía de Cimentaciones deObras de Carretera del Ministerio de Fomen-to, por el que en el CTE se ha consideradoeste aspecto.

5.5. Posibles problemas que se pueden presentar

De particular interés son la enumeración ydescripción de los posibles problemas quepueden plantearse durante el proyecto, odurante la obra, de un pilote. En buenamedida no suelen ser objeto de cálculo,pero sí deben ser motivo de estudio y preo-cupación.

Tales causas son las siguientes:

1. Influencia de la hinca de pilotes prefa-bricados en estructuras o edificacionescercanas.

2. Ataques del medio ambiente al mate-rial del pilote, en particular la corrosióndel acero en zonas batidas por la carre-ra de marea o por las oscilaciones delnivel freático.

3. Posible expansividad del terreno quepuede provocar el problema inverso derozamiento negativo, causando ellevantamiento de la cimentación.

4. Posible heladicidad del terreno quepuede afectar a los encepados empo-trados en el mismo.

5. Agresión de la helada en la cabeza delos pilotes recién construidos.

6. Posible ataque químico del terreno ode las aguas.

7. Posible modificación local del régimenhidrogeológico por conexión de acuífe-ros ubicados a distintas profundidadesque podrían quedar conectados al eje-cutar los pilotes.

8. Posible contaminación medioambientalpor el uso de lodos tixotrópicos o polí-

meros, durante la excavación de pilo-tes hormigonados in situ.

9. Estabilidad de los taludes de las exca-vaciones y plataformas específicamen-te realizadas para la ejecución de lospilotes.

10. Desprendimientos sobre la cabeza delos pilotes recién construidos.

11. Mala limpieza del fondo de las excava-ciones de los pilotes perforados.

12. Colapso de suelos como consecuenciade una estructura metaestable.

13. Posibles efectos sísmicos, en particular laposible licuefacción del entorno naturalque pudiera afectar al propio pilote.

14. Posible pérdida de capacidad portantepor socavación.

Todas estas posibles amenazas o riesgos sedeben tener en cuenta, aunque sólo seacomo meras posibilidades de agresión, de ori-gen de problemas o de causa de un mal fun-cionamiento de la cimentación profundadefinida. Lógicamente, dependiendo de lascircunstancias, algunas de estas problemáti-cas pueden no tener lugar y por consiguienteno deben ser objeto de consideración.

5.6. Recomendaciones constructivas y control

El CTE recoge una serie de recomendacionesconstructivas y de control tanto para los pilo-tes hormigonados in situ como para los pilotesprefabricados hincados. Como criterio, suredacción en lo referente a pilotes hormigo-nados in situ ha seguido los criterios recogidosen la norma UNE-EN1536:2001 y, para los pilo-tes prefabricados hincados, lo indicado en lanorma UNE-EN12699-2001.

Entre los aspectos que cabe destacar, encuanto a los pilotes hormigonados in situ, seresalta la importancia de ejecutarlos alamparo de entubaciones y/o de lodos tixo-própicos, en función de la alteración y/oestabilidad de las paredes del pilote.

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Otro aspecto importante es el de los pilo-tes barrenados y las exigencias que se pidenpara su ejecución:

• Inclinación del pilote: máximo 6º, salvoque se tomen medidas de direccionadode la perforación y colocación de laarmadura.

• Pilotes aislados: no se deben realizar, salvoque se pueda asegurar, con registro conti-nuo de parámetros, la continuidad estruc-tural del pilote.

• Terreno inestable: no se deben ejecutarcuando se detecten espesores de terrenoinestable mayores de tres veces el diáme-tro del pilote.

Con relación a las materias primas sehace referencia a la obligación de cumplir lorecogido en la Instrucción de HormigónEstructural, EHE.

Finalmente, en cuanto al control, cabedestacar la necesidad de llevar un parte enel que se recojan los datos más importantesdel pilote (tipo, diámetro, longitud de entuba-ción, datos del terreno, armaduras, hormigo-nes, etc.), así como la recomendación derealizar una serie de controles en relación con

el replanteo, excavación, lodo, armaduras yhormigón. Además, se hace referencia explí-cita a la posibilidad y recomendación deefectuar ensayos de integridad (transparen-cia sónica, impedancia mecánica y sondeos)y de carga (estáticos y dinámicos) en los pilo-tes.

En el caso de los pilotes prefabricados hin-cados, además de las exigencias constructi-vas recogidas en la citada norma UNE-EN12699-2001, se establece la necesidad decontrolar los efectos de la hinca de los pilotesy la de registrar la curva completa de lahinca en un cierto número de pilotes quedebe fijarse en el Pliego de Condiciones delProyecto.

De forma general, se indica que los con-troles a realizar son:

• Mazas: altura de caída, peso o energía degolpeo, número de golpes de la maza porpenetración.

• Pilotes hincados por vibración: potencianominal, amplitud, frecuencia, velocidadde penetración.

• Pilotes hincados por presión: fuerza verticalaplicada en el pilote.

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6. Elementos de contención

En el CTE se analizan como tipologías deelementos de contención de tierras: laspantallas y los muros.

El CTE denomina pantallas a las estruc-turas de contención de t ier ras que seemplean para realizar excavaciones verti-cales, en aquellos casos en los que el terre-no o las estructuras cimentadas en lasinmediaciones de la excavación no sonestables sin sujeción. También aquellascuyo objetivo es eliminar posibles filtracio-nes de agua a través de los taludes de laexcavación y eliminar o reducir a límitesadmisibles las posibles filtraciones a travésdel fondo de la misma, o de asegurar laestabilidad de éste frente a fenómenos desifonamiento.

Se construyen desde la superficie delterreno, previamente a la ejecución de laexcavación y trabajan fundamentalmentea flexión.

Los muros se definen como elementosde contención destinados a establecer ymantener una diferencia de nivel en elterreno con una pendiente de transiciónsuperior a lo que permitiría la resistenciadel suelo, transmitiendo a su base y resis-tiendo, con deformaciones admisibles, loscorrespondientes empujes laterales. En elcaso de muros de sótano, éstos se utilizanpara independizar una construcción delterreno circundante.

El formato de seguridad aplicado a loselementos de contención en el CTE es eldel cumplimiento de los estados límite, últi-mos y de servicio, utilizando los coeficien-tes de seguridad parciales, con los mismoscriterios que los aplicados para el restos, delos elementos de cimentación incluidos enel texto.

6.1. Coeficientes de empuje

Para la definición de las acciones, el CTErecoge unas expresiones para la obtencióndel empuje activo, KA, y del empuje pasivo,KP, semejantes a los establecidos por Cou-lomb para unas condiciones generales decarga.

siendo:φ’ y c’: el ángulo de rozamiento interno y lacohesión del terreno o relleno del trasdós.β, i: los ángulos definidos en la figura adjunta. δ: el ángulo de rozamiento entre el muro y elterreno o relleno.

KA =cosecβ ⋅ sen β − ′φ( )

sen β + δ( ) +sen δ + ′φ( ) ⋅ sen ′φ − i( )

sen β − i( )

⎡

⎣

⎢⎢⎢⎢⎢

⎤

⎦

⎥⎥⎥⎥⎥

2

KP =cosecβ ⋅ sen β + ′φ( )

sen β − δ( ) −sen δ + ′φ( ) ⋅ sen ′φ + i( )

sen β − i( )

⎡

⎣

⎢⎢⎢⎢⎢

⎤

⎦

⎥⎥⎥⎥⎥

2

30

Además se da una expresión para laobtención del coeficiente de empuje al repo-so, K0, en la que se tiene en cuenta la razónde sobreconsolidación del terreno, Roc:

K0 = (1 – sen φ’) · (Roc)1/2

En el texto se hace la salvedad de que lafórmula anterior no se debe utilizar para valo-res extremadamente altos de Roc (es decir,mayores de 25-30).

Para la definición de los empujes sobre elelemento de contención se indica que, encaso de considerar el efecto de la cohesión,en la estimación del empuje, ésta debe defi-nirse de forma específica para cada estudio,valorando la dispersión que puede presentar,la fiabilidad de la información disponible, suestabilidad en el tiempo, la posible presenciade fisuras en el terreno y la sensibilidad delestudio a dicho valor. Este criterio del CTE esimportante y novedoso dada la incidenciaque la no consideración de la cohesión tieneen el dimensionamiento de los elementos decontención.

Con relación al coeficiente de empuje aconsiderar, el CTE indica que se deberá tomarel empuje activo en el trasdós, salvo en aque-llos casos en los que debido a la rigidez del ele-mento de contención, las restricciones impues-tas a su deformación o por su proceso de pues-ta en obra, no se puedan producir los movi-mientos mínimos necesarios para movilizarlo.

El criterio anterior se modifica en caso depresencia de edificios o de servicios sensiblesa los movimientos situados a poca profundi-dad, a una distancia de la coronación delelemento de contención inferior a la mitadde su altura. En estos casos el CTE indica quedebe considerarse el coeficiente de empujeal reposo, K0, en el dimensionado de los ele-mentos de contención con las teorías deequilibrio límite. En los casos en los que estadistancia esté comprendida entre la mitad

de la altura y la altura del elemento de con-tención el coeficiente de empuje que debeconsiderarse es K = (K0 + KA)/2, valores quepueden ser modificados si se realiza un estu-dio de detalle para el cálculo de movimien-tos. Con estos planteamientos el CTE introdu-ce de forma obligatoria la consideración deunos coeficientes de empuje, en caso depresencia de edificios medianeros o próxi-mos, que limitan los procesos de deformaciónen éstos.

6.2. Estabilidad de las pantallas

Uno de los aspectos más relevantes incluidosen el CTE con relación al análisis de la estabili-dad de las pantallas es la posibilidad deefectuar el estudio, además de por los méto-dos tradicionales de equilibrio límite y de losmétodos basados en modelos tipo Winkler,por medio de la aplicación de cálculos porelementos finitos o diferencias finitas, conside-rando el comportamiento del terrenomediante un modelo elastoplástico.

A este respecto se indica que los cálculosdeben realizarse con programas suficiente-mente conocidos y que, en su caso, debenefectuarse análisis de contraste con los pro-cedimientos clásicos de cálculo. Además, seindica que la pantalla debe modelarse comouna viga elástica, con unos elementos deinterface que caractericen el contacto terre-no-pantalla, con el objetivo de evitar unaadherencia perfecta entre la pantalla y elterreno circundante, para evitar resultadosalejados de la realidad.

6.3. Pantallas continuas

Con relación a las pantallas continuas, cabedestacar que se recomienda utilizar a efectosde los cálculos a flexión una resistenciacaracterística del hormigón de 18 MPa, aun-que se utilicen hormigones de 25 MPa (deacuerdo con lo indicado en la Instrucción deHormigón Estructural, EHE, de 11 de diciembre

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de 1998), con el criterio de tener en cuentalas condiciones de puesta en obra.

6.4. Muros

Con relación al estudio de los muros cabedestacar dos aspectos importantes, en cuan-to al análisis del deslizamiento.

El primero de ellos es la no consideracióndel efecto estabilizador del empuje pasivo(habitualmente se ha venido considerando un50% de este empuje) y el segundo la conside-ración de “una cohesión reducida”, que el CTEdenomina c*, cuyo valor es del 50% de lacohesión efectiva de terreno (c´k) y que, ade-más, se limita, a un valor de 0,05 Mpa.

En el caso del análisis del vuelco para losmuros, es importante resaltar que el CTE indi-ca que se puede prescindir de su cálculosiempre que se asegure que la resultante delas fuerzas tiene su punto de aplicación en elnúcleo central de la base.

6.5. Recomendaciones constructivas y control

Al igual que en el resto de los elementos decimentación tratados en el CTE, uno de losaspectos más novedoso introducido para loselementos de contención es el referente a lascondiciones constructivas y de control.

Su redacción, en lo referente a pantallas,sigue los criterios recogidos en la norma UNE-EN 1538:2000. “Ejecución de trabajos geo-técnicos especiales. Muros Pantalla”. Entrelos diferentes temas tratados cabe destacar,como criterio importante, la exigencia deasegurar la docilidad y la fluidez del hormi-gón durante todo el proceso de puesta enobra, para garantizar que no se producenfenómenos de atasco en el tubo Tremie. Sedebe confirmar que, durante todo el proce-so de hormigonado y, como mínimo, encuatro horas, se mantiene la consistenciadel hormigón con un cono de Abrams noinferior a 100 mm.

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7. Acondicionamiento del terreno

En el capítulo correspondiente al acondicio-namiento del terreno se hace menciónexpresa a las operaciones relativas a:

• Las excavaciones.• Los rellenos controlados que pueden ser

necesarios llevar a cabo para acomodarla topografía inicial del terreno a las nece-sidades de proyecto.

• La influencia del agua y a todas las con-secuencias negativas que su presenciapuede tener; aspecto que se mencionade forma especial.

Explícitamente se reconoce que no secontemplan los efectos que pueden producirla presencia de edificaciones próximas, o deotro tipo de obras, en los cimientos. Obvia-mente, dado el carácter de “básico” de estedocumento, estas cuestiones exceden delalcance de un texto normativo y se necesitade un estudio específico y detallado al res-pecto.

A continuación se reseñan los aspectosmás singulares respecto de estos tres temas.

7.1. Excavaciones

La necesidad de proceder a excavar partedel terreno da lugar a la ejecución de desni-veles y, en consecuencia, a la provocaciónde posibles inestabilidades, como conse-cuencia de los taludes temporales o definiti-vos que se puedan ejecutar.

Sí es necesario hacer una mención espe-cial a la importancia que tiene la definiciónde excavaciones temporales. Tal es el casopor ejemplo de las zanjas, en las cuales, entreotros destinos, se instalan parte de los servi-cios necesarios en las obras de edificación.Estas zanjas constituyen una amenaza paraaquellos que las ejecutan. La posible presen-

cia de agua hace de ellas unos elementosde claro riesgo.

No es extraño encontrar en la prensa laproducción de accidentes y muertes nodeseados, todo ello como consecuencia delos fenómenos de inestabilidad en este tipode excavaciones temporales. Se debe pros-cribir de manera taxativa la presencia depersonal humano en el interior de las mismas,cuando la altura de los taludes sea del ordende magnitud o superior a la altura de un serhumano y no exista entibación.

Deben ser objeto de estudio y análisis pre-vio para garantizar que estos riesgos son, a losefectos prácticos, eliminados.

El CTE analiza de manera somera la nece-sidad de garantizar frente al deslizamiento,tanto en taludes en suelos como en roca;

• un coeficiente de seguridad suficiente, delorden de 1,5 para situaciones persistentesy transitorias;

• del orden de 1,1 para situaciones extraor-dinarias.

En este sentido, se resalta que en un mediorocoso las inestabilidades también se puedenproducir y se van a desarrollar precisamente alo largo de las superficies singulares, por los pla-nos de debilidad que puedan estar alojadosen el interior de la masa rocosa.

De mayor dificultad, que excede delalcance del CTE, es el análisis de los movi-mientos que se pueden producir como con-secuencia de las excavaciones. En el casode que se encuentren edificios próximos,pueden dar lugar a la producción de daños.Téngase en cuenta que los edificios sonestructuras particularmente sensibles a losmovimientos horizontales, en mayor medida

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que a los movimientos verticales normalmen-te calificados como asientos.

7.2. Rellenos

De particular relevancia son las posibles inci-dencias que pueden producirse como conse-cuencia de la presencia de rellenos en elterreno.

El CTE recoge un abanico de considera-ciones respecto de los rellenos controladosque se utilizan en edificación, en un tripleámbito:

1. En cuanto a la selección del material enorigen y los aspectos que deben ser cono-cidos, así como a las posibilidades queexisten para mejorar sus condiciones geo-mecánicas.

2. En cuanto a los diferentes procedimientosde colocación y de compactación.

3. En cuanto a los requisitos que se debenexigir para controlar realmente las condi-ciones en las que son puestos en obra.

Por otro lado, debe tenerse en cuentaque la presencia de rellenos incontroladoses una de las principales causas de laspatologías que se producen en los edificios.En la mayoría de los casos se debe a queno son conocidos, o no se han contempla-

do en el proyecto, o no son esperados en lamagnitud que aparecen. Provocan que lascimentaciones sean deficitarias y los movi-mientos que se producen, vinculados conlos rellenos, duran lustros, e incluso déca-das.

Este aspecto no por conocido y reseñadoen el CTE debe ser dado por supuesto uobviado. El mayor problema surge cuando sedefine una cimentación sin ser conscientesde que se va a afectar a la presencia derellenos no controlados, de origen antrópico ypor lo tanto heterométricos y de mala cali-dad geotécnica.

7.3. Presencia del agua

Otro aspecto de particular interés, al quehace mención el CTE, lo constituye la presen-cia de niveles freáticos. El agua, entre otrosmotivos, es:

• el origen de daños;• la causa de movimientos y asientos impor-

tantes; • la producción del fenómeno conocido

como “colapso” por humectación; • el motivo de solicitaciones importantes;

y todo ello da lugar a que el agua deba serestudiada y analizada con detalle.

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8. Mejora o refuerzo del terreno

En el CTE se entiende por mejora o refuerzo delterreno el incremento de sus propiedades resis-tentes, o de rigidez, para poder apoyar sobreél adecuadamente cimentaciones, viales oservicios.

Un aspecto importante que incluye es lanecesidad de establecer las condiciones ini-ciales del terreno mediante un estudio geotéc-nico para tener datos que permitan optar porel procedimiento de mejora a realizar.

En cuanto a los procedimientos de mejora,el CTE se limita a establecer, sin ningún tipo dedesarrollo de los mismos, cuáles son los posiblesprocedimientos de mejora. Incluye la siguientelista: mezcla con conglomerantes hidráulicos(cemento o cal), sustitución, precarga, com-pactación dinámica, vibro-flotación, inyec-ción, inyección de alta presión (“jet grouting”)u otros procedimientos que garanticen unincremento adecuado de sus propiedades.

Como aspecto relevante, establece cuálesson los factores a considerar para elegir el pro-cedimiento de mejora o refuerzo más adecua-do, entre los que indica los siguientes:

• Espesor y propiedades del suelo o relleno amejorar.

• Presiones intersticiales en los diferentes estra-tos.

• Naturaleza, tamaño y posición de la estruc-tura a apoyar en el terreno.

• Prevención de daños a las estructuras o ser-vicios adyacentes.

• Mejora provisional o permanente del terre-no.

• En términos de las deformaciones previsi-bles, relación entre el método de mejoradel terreno y la secuencia constructiva.

• Los efectos en el entorno, incluso posiblecontaminación por sustancias tóxicas (en elcaso en que éstas se introdujeran en elterreno en el proceso de mejora) o modifi-caciones en el nivel freático.

• La degradación de los materiales a largoplazo (por ejemplo en el caso de inyeccio-nes de materiales inestables).

Finalmente, el CTE especifica, aspectoque se considera fundamental y claramenteinnovador, que en Proyecto deben estable-cerse:

• las especificaciones de los materiales aemplear;

• las propiedades a conseguir en el terrenotras su mejora;

• y las condiciones constructivas y los requisi-tos de control.

En este mismo sentido se indica que los cri-terios de aceptación de los procedimientos demejora deben fijarse en Proyecto y debenconsistir en unos valores de referencia mínimosde determinadas propiedades del terreno trassu mejora.

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9. Anclajes al terreno

9.1. Definiciones y tipologías

El capítulo de anclajes, de acuerdo con elCTE, es aplicable al cálculo de situacionesprovisionales y permanentes en las siguientesactuaciones:

• Sostenimiento de estructuras de conten-ción.

• Estabilización de laderas, cortes de exca-vación o galerías.

• Resistencia a la subpresión en estructurascon transmisión de reacción de tracción auna formación resistente o roca sana.

Como anclaje permanente se entiendeaquel cuya vida útil es superior a dos años.Esta misma definición, en cuanto a tiempo deduración de vida útil, es la que recoge la

norma UNE EN-1537:2001, así como el artículo675 de Anclajes del texto del PG-3 de laDirección General de Carreteras.

Debe reseñarse que el CTE especifica deforma expresa que no se contemplan, en suredacción actual, los bulones o sistemas declaveteado del terreno.

9.2. Ensayos

Un aspecto importante, en donde tambiéncoincide con lo incluido en la norma UNE EN-1537:2001, son las posibles pruebas de cargaa realizar en los anclajes, para lo cual admitelos siguientes tres tipos de ensayo:

a) Ensayo de aceptación: prueba de cargain situ para confirmar que cada anclaje

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cumple las condiciones que se exijan enproyecto.

b) Ensayo de adecuación: prueba de cargain situ destinada a confirmar que el tipo deanclaje correspondiente se correspondecon las condiciones particulares del terre-no existente

c) Ensayo de investigación: prueba de cargain situ destinada a establecer el estadoúltimo de un anclaje instalado por un pro-cedimiento determinado en el terreno enestudio, así como el comportamiento delanclaje en el intervalo de cargas previstoen servicio.

Respecto de los procedimientos a seguiren cada caso, el CTE indica que se conside-ran válidos los recogidos en la citada normaUNE EN-1537:2001.

9.3. Acciones

En cuanto a las acciones a considerar seincluye, como aspecto importante a reseñar,una serie de situaciones que deben ser teni-das en cuenta en Proyecto:

a) Todas las fases de construcción y las posi-bles situaciones de solicitación a lo largode la vida de la obra.

b) La situación del nivel freático y las presio-nes intersticiales en acuíferos confinados.

c) Posibles consecuencias de la rotura decualquier anclaje.

d) Posibilidad de que las fuerzas de pretensa-do de los anclajes excedan a las solicita-ciones de proyecto de la estructura.

e) La fuerza de pretensado del anclaje sedebe considerar como acción desfavora-ble para el proyecto del mismo.

g) La resistencia característica del anclaje sedebe determinar en base a ensayos deadecuación o a partir de experienciacontrastable.

h) La resistencia de cálculo se debe compro-bar mediante ensayos de aceptacióndespués de la ejecución.

i) La ejecución y protección anti-corrosiónde los anclajes debe cumplir la norma UNEEN 1537. En el caso de armaduras deacero se debe tener especialmente encuenta la posible agresividad del terrenocircundante.

9.4. Estados límite

Adicionalmente a estas s i tuaciones, ycomo estados límite a considerar para elestudio de los anclajes, tanto individualescomo combinados, se establecen, sin quese indique la metodología a seguir, lossiguientes:

a) Rotura estructural de la armadura o de lacabeza de transmisión, causada por lastensiones aplicadas, por distorsión de lacabeza de transmisión o por corrosión.

b) Para anclajes inyectados, rotura del con-tacto entre el sólido inyectado y el terrenocircundante.

c) Rotura del contacto entre la armadura yel material de sellado.

d) Para anclajes con placa de anclaje, rotu-ra por insuficiente capacidad de reacciónde ésta.

e) Pérdida de la fuerza de anclaje por exce-sivo desplazamiento de la cabeza detransmisión o por fluencia y relajación.

f) Rotura o excesiva deformación de partesde la estructura anclada como conse-cuencia de la aplicación de la fuerza deanclaje.

g) Pérdida de la estabilidad global del terre-no y de la estructura de contención.

h) Interacción inaceptable de grupos deanclajes con el terreno y las estructurasadyacentes.

9.5. Análisis de la estabilidad

En el CTE se especifica de forma clara yexpresa los procedimientos que debenseguirse para la comprobación de la tensiónadmisible del anclaje, del deslizamiento en la

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zona de bulbo y de la seguridad frente alarrancamiento.

A este respecto, cabe destacar, en elcaso de la comprobación al deslizamiento, lasiguiente expresión dada para la obtenciónde la tensión de adherencia límite, τlim, entreel anclaje y la lechada:

τlim = 6.9 (fCK/22,5)

donde fCK es la resistencia característica dela lechada.

Se indica que, para esta comprobación,el exceso de longitud del bulbo, por encimade 14 m, se debe minorar por un coeficientede 0,70, a fin de tener en cuenta su posiblerotura progresiva.

En el caso de la comprobación de laseguridad frente al arrancamiento del bulbo

la expresión que se incluye para la adheren-cia admisible, aadm, es:

aadm = (cm´ + σ´ tg φ´) / γR

siendo:γR = 1,35cm´= la cohesión efectiva del terreno en elcontacto terreno-bulbo, minorada por uncoeficiente de 1,2σ’ = componente normal al bulbo de la pre-sión efectiva vertical ejercida por el terrenoφ´ = ángulo de rozamiento interno efectivodel terreno

Ambas expresiones, tanto la correspon-diente a la adherencia límite entre el anclajey la lechada, τlim, como a la de la adheren-cia admisible, aadm, se consideran innovado-ras y aclaratorias de los procedimientos quedeben seguirse para el cálculo de los ancla-jes según el CTE.

Publicaciones de esta colección

Cuadernos para la ordenación del ejercicio profesional

1 El Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos2 Relación de Normativa Técnica aplicable a la Ingeniería

de Caminos, Canales y Puertos. 2006.3 La participación de los Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos

en las Asistencias Técnicas de Proyectos y Direcciones de Obra de las Administraciones Públicas. 2007.

4 Empleo Público a nivel nacional para Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2007.

5 Los Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos en el mundo de la edificación. 2007.

6 Los costes en el ejercicio de la consultoría e ingeniería de proyecto. 2007.

7 Los Seguros de Responsabilidad Profesional para los Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2007.

8 La Responsabilidad Profesional delos Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2007.

9 Descriptores geotécnicos del terreno. 2007.10 Contenido formal del Informe Geotécnico. 2007.11 Aspectos geotécnicos más relevantes

del Código de la Edificación. 2007

Comisión de Construcción y Financiación de Infraestructuras

1 Recomendaciones referentes a los Pliegos del Régimen de Concesión de Obra Pública. 2006.

2 Tarificación de Infraestructuras de Transporte en la UE: Adecuación del sistema español y su aplicación en la red viaria. 2006.

Comisión de Transportes

EDE 3 Libro Verde del transporte en España. 2003.EDE 8 Libro Verde de los sistemas inteligentes de transporte. 2003.EDE 10 Libro Verde de indicadores de calidad de servicio

de carreteras. 2005.EDE 11 Libro Verde de intermodalidad. 2005.

1 Pirineos, la frontera europea. 2005.2 Informe sobre la liberalización del ferrocarril. 2006.3 El peaje urbano: un posible instrumento para la movilidad

sostenible en nuestras ciudades. 2006.EDE 22 Libro Verde de los sistemas inteligentes

de transporte de mercancías. 2007.

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