PARA EDIFICIO DE VIVIENDAS DE 15 PLANTAS Y 2 SÓTANOS EN ...

16069 – INFORME GEOTÉCNICO EDIFICIO 146 VIV. C/CARLOS MARX EN MISLATA (VALENCIA)

PRODEIN, PROYECTOS DE INGENIERÍA, S.L. – C.I.F: B-46076568 Almirante Cadarso, 15 esc Izqda. Pta. 1 – 46005 – Valencia. Tel: 963956500 Fax: 96357710 [email protected]

Socio de AVINCO (Asociación Valencia de Ingenieros Consultores)

INFORME GEOTECNICO

REF: G‐16227

FECHA: ENERO DE 2016

PARA EDIFICIO DE VIVIENDAS DE 15 PLANTAS Y 2

SÓTANOS EN VALENCIA.

G16227 – INFORME GEOTÉCNICO EDIF. VIV. 15 PLANTAS Y 2 SÓT. EN VALENCIA 2

INDICE

1. INTRODUCCIÓN, SITUACIÓN Y OBJETO ........................................................................................................................... 4

2. PLANIFICACIÓN CAMPAÑA GEOTÉCNICA ........................................................................................................................ 5

3. MARCO GEOLÓGICO ........................................................................................................................................................... 8

4. TRABAJOS DE CAMPO REALIZADOS ............................................................................................................................... 11

4.1. SONDEOS ROTATIVOS .......................................................................................................................................... 11 4.2. ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA (DPSH) ................................................................................................ 17 4.3. SUPERVISIÓN DE LOS TRABAJOS ....................................................................................................................... 18

5. ENSAYOS DE LABORATORIO ........................................................................................................................................... 19

6. CARACTERIZACIÓN SUBSUELO ....................................................................................................................................... 20

6.1. NIVEL 0: RELLENOS Y TERRENO VEGETAL (LIMOS DE INUNDACIÓN) .......................................................... 21 6.2. NIVEL A. ARCILLAS ORGÁNICAS ......................................................................................................................... 25 6.3. NIVEL B. LIMOS ARENOSOS-ARCILLOSOS ........................................................................................................ 33 6.4. NIVEL C. ARENAS / GRAVAS ARENOSAS-ARCILLOSAS DE COMPACIDAD MEDIA-DENSA ........................ 43 6.5. NIVEL D. ARCILLAS LIMOSAS .............................................................................................................................. 52

7. CARACTERÍSTICAS SÍSMICAS .......................................................................................................................................... 62

8. NIVEL FREÁTICO ................................................................................................................................................................ 64

9. AGRESIVIDAD MEDIO ........................................................................................................................................................ 65

10. DESCRIPCIÓN EDIFICACIÓN ............................................................................................................................................ 67

11. RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN ........................................................................................................................ 68

11.1. CIMENTACIÓN PROFUNDA (PILOTES/MÓDULOS PANTALLA) .......................................................................... 70 11.1.1. CÁLCULO DE LA CARGA DE HUNDIMIENTO DE UN PILOTE AISLADO ..................................................... 70 11.1.2. CÁLCULO DE LAS RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE ............................................. 73 11.1.3. RESUMEN RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE (PILOTES/MÓDULOS PANTALLA) .................................................................................................................................................................... 75 11.1.4. TOPE ESTRUCTURAL ..................................................................................................................................... 77 11.1.5. ASIENTOS ........................................................................................................................................................ 77

11.2. SOLUCIÓN 2: MEJORA TERRENO CON COLUMNAS MORTERO O MÓDULO CONTROLADO (CMC). ........... 82 11.2.1. DESCRIPCIÓN GENERAL. .............................................................................................................................. 82 11.2.2. DATOS GENERALES DE LAS INCLUSIONES CMC ....................................................................................... 84 11.2.3. CÁLCULO DE LA CARGA DE HUNDIMIENTO DE UNA COLUMNA DE MORTERO (CMC). CAPACIDAD PORTANTE LIMITADA POR LA REACCIÓN DEL SUELO. .......................................................................................... 85 11.2.4. RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE DE LAS COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO. ............................................................................................................................................................. 86 11.2.5. RESUMEN RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE (CMC) .............................................. 93 11.2.6. CAPACIDAD PORTANTE DE LAS COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES UTILIZADOS EN LA INCLUSIÓN (TOPE ESTRUCTURAL). ............... 93 11.2.7. ASIENTOS ........................................................................................................................................................ 95

11.3. CIMENTACIÓN ZONA DE SÓTANO SIN EDIFICIO. ESTUDIO FLOTABILIDAD ................................................... 97 11.4. NOTA COMPLEMENTARIA ..................................................................................................................................... 97

12. EXCAVACIONES, ELEMENTOS DE CONTENCIÓN .......................................................................................................... 99

12.1. CALCULO DE LOS EMPUJES SOBRE LOS MUROS-PANTALLA ......................................................................... 99 12.2. CÁLCULO DE LA CARGA DE HUNDIMIENTO DE MUROS PANTALLA .............................................................. 100

12.2.1. CÁLCULO DE LAS RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE ........................................... 100 12.2.2. RESUMEN RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE (PANTALLAS) ................................ 100

12.3. MÓDULO DE BALASTO HORIZONTAL................................................................................................................. 102 12.4. RESISTENCIAS UNITARIAS PARA EL CÁLCULO DE ANCLAJES AL TERRENO .............................................. 104

13. ESTABILIDAD HIDRAÚLICA EXCAVACIÓN. REBAJAMIENTO DEL NIVEL FREÁTICO Y ALIVIO DE PRESIONES. ... 107

13.1. LEVANTAMIENTO DE FONDO .............................................................................................................................. 107 13.2. SIFONAMIENTO. .................................................................................................................................................... 109 13.3. LONGITUD DE LOS MUROS PANTALLA.............................................................................................................. 111 13.4. REBAJAMIENTO DEL NIVEL FREÁTICO.............................................................................................................. 111

14. RECOMENDACIONES COMPLEMENTARIAS ................................................................................................................. 113

15. RESUMEN FINAL .............................................................................................................................................................. 114

16. UNIDADES ......................................................................................................................................................................... 119

17. FECHA Y FIRMA ................................................................................................................................................................ 120


APÉNDICE I PLANO DE SITUACIÓN PERFIL LONGITUDINAL REGISTROS SONDEOS, PENETRACIONES DINÁMICAS ENSAYOS PRESIOMÉTRICOS

APÉNDICE II ACTAS DE ENSAYOS ACREDITADOS EN ÁREA GTC

APÉNDICE III ACTAS DE ENSAYOS ACREDITADOS EN ÁREA GTL

APÉNDICE IV DOCUMENTACIÓN FOTOGRÁFICA

APÉNDICE V ASIENTOS

APÉNDICE VI PERMEABILIDAD


1. INTRODUCCIÓN, SITUACIÓN Y OBJETO

Con motivo de la redacción del proyecto constructivo de un “EDIFICIO DE VIVIENDAS DE

15 PLANTAS Y 2 SÓTANOS EN VALENCIA…………. solicitó a la empresa PRODEIN la

redacción del correspondiente estudio geotécnico del subsuelo del solar donde se ubicará

la futura construcción.

Fig. 1. Plano situación obras

El objeto del presente estudio es:

- Caracterizar los parámetros de cada uno de los niveles diferenciados.

- Analizar posibles soluciones de cimentación y contención.

- Estudio de asientos y capacidad portante de cada uno de los elementos de

cimentación.


2. PLANIFICACIÓN CAMPAÑA GEOTÉCNICA

La edificación tendrá 2 sótanos, y 15 plantas, por lo que la construcción se puede catalogar

como C3 según CTE.

Fig. 2. Planta sótano y sección edificio.


Considerando un terreno T2 (terrenos intermedios: aquellos en los que existe experiencia

de que las circunstancias geológicas dan lugar a 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 metros).

Fig. 3. Número mínimo de sondeos mecánicos y porcentaje de sustitución por pruebas continuas de

penetración (CTE).


Fig. 4. Ubicación en planta puntos de investigación.

En cumplimiento del CTE, se ha previsto la ejecución de 3 sondeos rotativos hasta

profundidades desde la cota de referencia +0.00 m (nivel de acera) de 30 m (S1), 30 m (S2)

y 39 m (S3) y 4 penetraciones dinámicas hasta rechazo, con lo cual contaremos con un

total de 7 puntos de reconocimiento.


3. MARCO GEOLÓGICO

El área en estudio geológicamente se localiza en la Hoja nº 722 de Valencia a escala

1:50.000 del IGME.

Fig. 5. Mapa geológico Hoja 722

INTRODUCCIÓN

El río Turia tiene un marcado carácter torrencial. Las grandes avenidas del Turia son

debidas a los aportes de las ramblas que vierten sus aguas por la derecha y por la

izquierda, aguas abajo del actual embalse de Benageber.

En los siglos XV y XVI se encauzó la margen derecha del río, protegiendo la ciudad. La

margen izquierda no se encauzó, por lo que el río siguió esa dirección en numerosas

ocasiones. Esta zona está afectada por numerosos barrancos y ramblas.

Algunos autores han propuesto la existencia de un antiguo brazo del Turia que, por la

margen derecha, bordearía el núcleo antiguo de la ciudad. Según esta hipótesis, la antigua

ciudad se encontraría en una isla fluvial o bien entre dos cauces de un supuesto río de tipo

entrelazado. Sin embargo no existen evidencias de este hecho y el supuesto cauce podría

ser la yuxtaposición de dos barrancos, afluentes del Turia.


La parte más baja del Turia, junto a la desembocadura, ha sido la más castigada por las

riadas y su curso ha ido sin duda variable. El curso tradicional procede de un desvío,

construido en el siglo XIX, para permitir la expansión del puerto.

Los diferentes terrenos de la ciudad de Valencia han sido conformados por los siguientes

factores:

Las aportaciones del Turia en sus avenidas, que han creado un lecho aluvial sobre el

que excava sus posibles cauces (río trenzado).

Las aportaciones tipo rambla de las pequeñas subcuencas a la principal,

fundamentalmente por la margen izquierda.

Las aportaciones sólidas en forma de mantos de arroyada provenientes de los

relieves próximos sobre todo por la margen derecha.

Los procesos de desecación por exposición a la intemperie y de cementación por

oscilaciones del nivel freático rico en carbonatos, contribuyen a las propiedades

geotécnicas de los materiales.

DEPÓSITOS CUATERNARIOS

La parcela objeto de actuación se encuentra enclavada en una zona de depósitos de edad

Cuaternaria de tipo mixto continental-marino, compuesto por unos “Limos pardos (Q2 I)”

correspondiente a depósitos recientes de relleno.


Fig. 6. Leyenda del mapa geológico Hoja 722


4. TRABAJOS DE CAMPO REALIZADOS

4.1. SONDEOS ROTATIVOS

Se ha llevado a cabo un total de 3 sondeos rotativos hasta profundidades de 30 m (S1), 30

m (S2) y 39 m (S3) metros desde la cota de referencia +0.00 m (nivel de acera), con una

sonda sobre orugas TP50 a rotación (S1 y S2) y con la misma sonda sobre camión (S3),

con recuperación continua de testigo. Durante la ejecución del sondeo rotativo se han

realizado ensayos “in situ” de Penetración Normalizada (SPT). Consiste en contar el

número de golpes necesarios para hincar en el terreno una longitud de 30 cm, un

tomamuestras hueco bipartido que irá albergando el terreno atravesado. El diámetro interior

es de 36,8 mm.

Fig. 7. Ejecución sondeo rotativo


Fig. 8. Metodología ejecución ensayo SPT

El golpeo SPT se calculará:

20/17/18/21 → 17+18=35 golpes

15/50R (5 cm) → Rechazo

Por otra parte a medida que avanza la perforación se han tomado muestras inalteradas de

pared gruesa (con camisa de PVC), para posteriormente ensayar en laboratorio. La

metodología es muy similar al ensayo SPT contándose el número de golpes necesarios

para hincar en el terreno una longitud de 30 cm pudiéndose obtener valores equivalentes

Nspt (*) multiplicando los golpeos obtenidos por el 60%.

El golpeo de muestra inalterada se calculará:

20/17/18/14 → 35 golpes → Nspt equivalente = 35 x 60%= (21*) golpes


A continuación se muestran las profundidades, referidas a boca de sondeo, así como el

muestreo efectuado:

SONDEO Prof. (m)

desde boca sondeo

Prof. (m) desde cota acera

Tipología GOLPEO

S-1

2.20-2.80 4.20-4.80 MI 3-4-5-5 (5.4*)

4.00-4.60 6.00-6.60 MI 4-6-6-7 (7.2*)

6.40-7.00 8.40-9.00 MI 8-9-12-13 (12.6*)

9.00-9.60 11.00-11.60 MI 13-17-15-21 (19.2*)

9.60-10.20 11.60-12.20 SPT 6-8-8-9 (16)

12.60-13.20 14.60-15.20 SPT 17-20-26-27 (46)

15.40-16.00 17.40-18.00 MI 18-17-23-37 (24)

18.60-19.20 20.60-21.20 SPT 3-3-4-6 (7)

21.00-21.60 23.00-23.60 SPT 23-38-30-27 R

24.20-24.80 26.20-26.80 MI 10-15-23-29 (22.8*)

27.40-28.00 29.40-30.00 SPT 4-6-5-6 (11)

S-2

1.40-2.00 3.40-4.00 MI 2-2-2-3 (2.4*)

2.00-2.60 4.00-4.60 SPT 1-2-2-2 (4)

6.00-6.60 8.00-8.60 SPT 3-5-7-8 (12)

8.00-8.60 10.00-10.60 MI 10-14-12-11 (15.6*)

9.60-10.20 11.60-12.20 SPT 5-9-19-26 (28)

12.20-12.80 14.20-14.80 SPT 20-22-29-15 (51)

14.00-14.60 16.00-16.60 SPT 18-23-21-26 (44)

16.40-17.00 18.40-19.00 SPT 5-6-7-7 (13)

18.60-19.20 20.60-21.20 MI 5-6-6-6 (7.2*)

21.00-21.60 23.00-23.60 SPT 12-17-20-18 (37)

23.80-24.40 25.80-26.40 SPT 8-8-9-10 (17)

25.60-26.20 27.60-28.20 SPT 4-4-4-6 (8)

27.40-28.00 29.40-30.00 MI 5-6-7-10 (7.8*)

S-3

11.00-11.60 13.00-13.60 SPT 7-21-21-23 (42)

15.00-15.60 17.00-17.60 SPT 29-29-19-11 (48)

21.00-21.15 23.00-23.15 SPT 68-R

25.80-26.40 27.80-28.40 SPT 9-20-30-25 (50)

29.40-30.00 31.40-32.00 SPT 26-35-29-25 ---R

31.40-32.00 33.40-34.00 SPT 30-25-15-10 (40)

36.40-37.00 38.40-39.00 SPT 9-9-11-11 (20)


Fig. 9. Registro golpeos SPT

También se han realizado 6 ensayos “in situ” presiométricos a 5.10, 7.50, 10.80, 13.80 y

19.20 m en sondeo S1 y a 3.10 m en sondeo S2 (profundidades medidas desde boca de

sondeo). Consiste en la aplicación a las paredes del sondeo, de una presión radial

creciente, llegando o no hasta la condición límite de rotura del terreno. Para ello se

introduce en el sondeo, previamente perforado, el elemento de ensayo. Éste consiste en

una célula cilíndrica, de pared lateral flexible, a cuyo interior, una vez colocada a la

profundidad deseada, se aplica una presión mediante inyección de un fluido, midiéndose la

expansión radial de la pared en función de la presión aplicada. El presiómetro utilizado ha

sido el presiómetro de Menard.


ENSAYOS PRESIOMÉTRICO

SONDEO NOMENCLATURA PROFUNDIDAD ENSAYO

DESDE BOCA DE SONDEO

S-1 PRESIÓMETRO 1 5.10 m






Fig. 10. Presiómetro de Menard

Por último, se ha llevado a cabo en el interior del sondeo S3 un total 3 ensayos “in situ” de

permeabilidad. El ensayo consiste en introducir un volumen de agua en el sondeo entubado

en el instante inicial, y posteriormente se mide la evolución de la recuperación dentro del

entubado. Se adjunta tabla resumen de los ensayos de realizados:


ENSAYOS DE PERMEABILIDAD

SONDEO TRAMO ENSAYADO DESDE BOCA DE SONDEOO

S-3

7.00 m

13.00 m

18.00 m

Para los sondeos se ha elaborado un parte donde se incluye:

datos del sondeo, localización, número, obra etc.

características generales de la perforación, tipo de perforación, diámetro del

revestimiento y de perforación, cota del nivel freático.

columna litológica del terreno.

descripción del terreno atravesado.

muestras obtenidas, ensayos "in situ" y cotas de estas.

resumen de los resultados obtenidos en ensayos de campo.

Al final del informe se adjunta además las fotografías de todas las cajas portatestigos.

Los sondeos mecánicos presentan ventajas importantísimas sobre otras técnicas de

reconocimiento geotécnico.

Son un método directo de reconocimiento

Permiten obtener muestra alterada en toda la columna o perfil litológico.

Permiten alcanzar profundidades superiores a las alcanzables con otras técnicas

como catas.

Permiten reconocer el terreno bajo el nivel freático.

Permiten atravesar capas de terreno de alta resistencia.

Finalizar el presente apartado indicando que los sondeos S1 y S2 fueron cementados a

base de cemento y mortero desde el fondo de la perforación hasta superficie, y el sondeo

S3 fue cementado desde el fondo hasta la cota -16 dejando instalado un piezómetro de

control del nivel freático para futuras lecturas.


4.2. ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA (DPSH)

Se han realizado 4 penetraciones dinámicas hasta rechazo, (11.40 m en PD1, 12.00 m

PD2, 11.80 m PD3 y 11.80 m PD4) con un penetrómetro dinámico superpesado,

consistiendo el ensayo en introducir en el subsuelo una puntaza perdida de sección 20 cm2,

golpeando para ello con una maza de 63,5 kgs, con altura de caída 76 cms.

En el ensayo se anota el número de golpes necesarios para introducir dicha punta, de 20

en 20 cms, teniendo en cuenta que además el peso del varillaje es de 6,3 kg/ml.

A partir de dicho número de golpes, se procede a calcular la resistencia convencional

dinámica Rd, mediante la aplicación de la conocida fórmula de los holandeses:

)(

2

PMeA

HMRd

siendo:

Rd = resistencia convencional dinámica en Kg/cm2.

M = peso de la maza en Kgs

H = altura de caída de la maza en cms.

A = sección de la punta en cm2

e = penetración unitaria del penetrómetro por golpe de maza, en cms.

P = peso del varillaje, punta y demás pesos muertos que intervienen en el ensayo.

Este proceso de cálculo, teniendo en cuenta que el peso del varillaje se incrementa a

medida que progresa el ensayo (de forma discreta, cada vez que se empalma una nueva

varilla), se realiza mediante ordenador y los resultados se presentan en los gráficos

correspondientes.


Fig. 11. Esquema máquina ejecución ensayo DPSH

En este ensayo se facilita un registro continuo en función de la profundidad, pero no se

recogen muestras.

4.3. SUPERVISIÓN DE LOS TRABAJOS

Todos los trabajos de campo fueron dirigidos por un Ingeniero de Caminos.


5. ENSAYOS DE LABORATORIO

Se han realizado varios ensayos de laboratorio a partir de las muestras que se han

considerado representativas para su utilización en el correspondiente estudio y cálculo

geotécnico.

SONDEOProf. (m) desde

boca sondeo

Prof. (m) desde cota acera angel

de Villena

recuperación de muestra en

cmTipología GOLPEO Granul.

Límites Atterberg

Densidad aparente

Humedad Sulfatos RCS CD EDOQUÍMICO AGUAS

S-1 2.20-2.80 4.20-4.80 60 MI 3-4-5-5 (5.4*)

S-1 4.00-4.60 6.00-6.60 60 MI 4-6-6-7 (7.2*) X X X X

S-1 6.40-7.00 8.40-9.00 60 MI 8-9-12-13 (12.6*) X X X

S-1 9.00-9.60 11.00-11.60 60 MI 13-17-15-21 (19.2*) X

S-1 9.60-10.20 11.60-12.20 60 SPT 6-8-8-9 (16)

S-1 12.60-13.20 14.60-15.200

(puntaza ciega)SPT 17-20-26-27 (46)

S-1 X

S-1 15.40-16.00 17.40-18.00 MI 18-17-23-37 (24)

S-1 18.60-19.20 20.60-21.20 SPT 3-3-4-6 (7)

S-1 21.00-21.60 23.00-23.600

(puntaza ciega)SPT 23-38-30-27 R

S-1 24.20-24.80 26.20-26.80 MI 10-15-23-29 (22.8*)

S-1 27.40-28.00 29.40-30.000


S-2 1.40-2.00 3.40-4.00 60 MI 2-2-2-3 (2.4*) x x x x x

S-2 2.00-2.60 4.00-4.60 30 SPT 1-2-2-2 (4)

S-2 6.00-6.60 8.00-8.60 60 SPT 3-5-7-8 (12) x x x x

S-2 8.00-8.60 10.00-10.60 20 MI 10-14-12-11 (15.6*) x x x x x

S-2 9.60-10.20 11.60-12.20 60 SPT 5-9-19-26 (28)

S-2 12.20-12.80 14.20-14.800


S-2CAJA DE

SONDEOSx x

S-2 14.00-14.60 16.00-16.600


S-2 16.40-17.00 18.40-19.00 60 SPT 5-6-7-7 (13)

S-2 18.60-19.20 20.60-21.20 30 MI 5-6-6-6 (7.2*) x x x x x

S-2 21.00-21.60 23.00-23.60 60 SPT 12-17-20-18 (37) x x

S-2 23.80-24.40 25.80-26.400


S-2 25.60-26.20 27.60-28.200


S-2CAJA DE

SONDEOSx x

S-2 27.40-28.00 29.40-30.00 0 MI 5-6-7-10 (7.8*)

S-3 11.00-11.60 13.00-13.600


S-3 15.00-15.60 17.00-17.600


S-3 21.00-21.15 23.00-23.150

(puntaza ciega)SPT 68-R

S-3 25.80-26.40 27.80-28.400


S-3 29.40-30.00 31.40-32.00 60 SPT 26-35-29-25 ---R

S-3 31.40-32.00 33.40-34.00 60 SPT 30-25-15-10 (40)

S-3 36.40-37.00 38.40-39.00 60 SPT 9-9-11-11 (20)

Fig. 12. Petición de ensayos de laboratorio.


6. CARACTERIZACIÓN SUBSUELO

Los puntos de investigación realizados se pueden considerar prácticamente a nivel entre

ellos, pero con unos 2 metros de desnivel respecto de la acera.

Por tanto, tomando como referencia el plano topográfico proporcionado por la Dirección

Técnica, podemos establecer como cota media de referencia +0.00 m como el nivel de

acera (aproximadamente cota +6 msnm en plano topográfico). Con ello, la cota de

comienzo de nuestros puntos de investigación puede establecerse con respecto a la citada

cota +0.00 en:

S1: -2.00 m

S2: -2.00 m

S3: -2.00 m

PD1: -2.00 m

PD2: -2.00 m

PD3: -2.00 m

PD4: -2.00 m

Basándonos en el sondeo y penetraciones realizados podemos considerar que el perfil tipo

del subsuelo está constituido por las siguientes unidades geotécnicas:


6.1. NIVEL 0: RELLENOS Y TERRENO VEGETAL (LIMOS DE INUNDACIÓN)

El primer nivel diferenciado en la serie estratigráfica en la zona de estudio corresponde a

terrenos de aportación relativamente recientes y pretéritos.

Se puede dividir en dos subniveles:

Subnivel 0.1. Rellenos de aportación con restos antrópicos y rellenos de terraplén de

naturaleza arenosa-limosa con gravas en un espesor variable.

Subnivel 0.2. Bajo el subnivel anterior una capa de limos-arcilla marrón oscuro (antiguo

terreno vegetal o bien unos limos de inundación (material propio del tramo superficial en el

delta del río Turia) de espesor variable de color marrón oscuro y consistencia blanda con

restos de materia orgánica.

Fig. 13. Caja 1 del sondeo S2

Subnivel 0.1. Rellenos

antrópicos.

Subnivel 0.2. Arcilla-limosa

marrón oscuro (antiguo terreno

vegetal)


Sondeo Litología Profundidad

(*) Respecto a la boca de sondeo

Profundidad (*) Respecto cota acera

Espesor (m)

S-1 Subnivel 0.1. Rellenos limosas con gravas 0.00-0.10 2.00-2.10

0.60 m S-1 Subnivel 0.2. Limos arcillosos marrón claro de

consistencia blanda (antiguo terreno vegetal). 0.10-0.60 2.10-2.60

S-2 Subnivel 0.1. Rellenos limosas con gravas 0.00-0.20 2.00-2.20

0.60 m S-2 Subnivel 0.2. Limos arcillosos marrón oscuro de

consistencia blanda (antiguo terreno vegetal). 0.20-0.60 2.20-2.60

S-3 Subnivel 0.1. Rellenos limosas con gravas y

arenas 0.00-1.70 2.00-3.70 1.70 m

La consistencia es, en general, blanda tal como se observa en el registro de las

penetraciones dinámicas realizadas PD1 a PD4.

Fig. 14. Registro PD1-PD2-PD3-PD4


Resistencia

Debido a que el presente subsuelo es un relleno, y siguiendo las recomendaciones

incluidas en el CTE en su tabla D.27. Propiedades básicas de los suelos, consideraremos

un ángulo de rozamiento interno para el presente nivel de 25º.

Fig. 15. Tabla D27-CTE.

Deformabilidad

Para el cálculo del módulo de deformación existe un gran número de formulaciones

basadas la mayoría de ellas en el ensayo SPT. El CTE SE-C también relaciona el módulo

de deformación en función del SPT según:

Fig. 16. Tabla D.23.Anejo D. CTE SE-C

Consideraremos un valor medio del módulo de deformación de 5000 KPa.

Se han considerado las siguientes propiedades geotécnicas para el nivel:


NIVEL 0. RELLENOS Y TERRENO VEGETAL (LIMOS DE INUNDACIÓN)

Ángulo de rozamiento efectivo = 25º

Cohesión efectiva c’ = 0,00 kp/cm2

Densidad aparente: = 1.80 t/m3

Módulo de Deformación E’= 5000 KPa = 50 kg/cm2


6.2. NIVEL A. ARCILLAS ORGÁNICAS

Nivel A arcillas fangosas orgánicas de color grisáceo, plasticidad media-alta y consistencia

muy blanda. La siguiente tabla muestra la profundidad y espesor de este nivel.

Sondeo

Litología Profundidad

(*) Respecto a la

boca de sondeo

Profundidad

(*) Respecto cota

acera

Espesor (m)

S-1

Arcillas limosas de color marrón a techo cambiando a gris con restos de materia orgánica de consistencia muy blanda

0.60-1.30 m 2.60-3.30

2.40 m

Arcillas fangosas de color gris con restos orgánicos y consistencia muy blanda

1.30-3.00 m 3.30-5.00

S-2

Arcillas limosas de color marrón-gris con restos de materia orgánica de consistencia muy blanda

0.80-1.40 m 2.80-3.40

3.40 m Arcillas fangosas de color gris con restos orgánicos y consistencia muy blanda

1.40-4.20 m 3.40-6.20

S-3


1.70-4.20 m 3.70-6.20 2.50 m


4.90-6.00 6.90-8.00 1.10 m

Contamos con varios ensayos SPT y SPT equivalentes con registro N30 (el número de

golpes se minora multiplicando por un coeficiente 0.6):

SONDEO Prof. (m)

desde boca sondeo


Tipología GOLPEO

S-1 2.20-2.80 4.20-4.80 MI 3-4-5-5 (5.4*)

S-2 1.40-2.00 3.40-4.00 MI 2-2-2-3 (2.4*)

S-2 2.00-2.60 4.00-4.60 SPT 1-2-2-2 (4)


Fig. 17. Gráfica con el total de golpeos SPT

Tras la inspección del material y como se puede observar en los golpeos SPT la

consistencia del nivel puede considerarse en general muy blanda.

Los registros de las penetraciones dinámicas realizadas corroboran la consistencia muy

blanda del nivel.



Se han realizado varios ensayos de laboratorio en este nivel. Se adjunta tabla resumen:

SONDEO LITOLOGÍA Prof. (m) desde

boca sondeo

Prof. (m) desde nivel acera

Angel Villena

TIPOLOGÍA

MUESTRA

%Pasa 20 mm

%Pasa 5 mm

%Pasa 2 mm

%Pasa 0,4 mm

%Pasa 0,16 mm

%Pasa 0,08 mm

LL LP IP USCS RCS

20 5 2 0.4 0.16 0.08DENSIDAD

SECA

(gr/cm3)

DENSIDAD HÚMEDA

(gr/cm3)

TENSIÓN ROTURA

(KPa)

DEFORM.ROTURA

(%)

W(%)HUMEDAD NATURAL

c' (Kpa) Φº'

S-2

Arcillas fangosas grisáceas con restos de materia orgánica

1.40-2.00 3.40-2.00 MI 100 100 100 99 98 96.4 59.5 40.3 19.2 MH-OH 0.46/0.90 1.26/1.53 30 8.60% 69.97% 5 23.5

CORTE DIRECTO

(CONSOLIDADO Y DRENADO)

Fig. 19. Tabla resumen ensayos de laboratorio

Tal como se ha descrito en el apartado 4 se ha realizado un ensayo presiométrico a 3.10

metros de profundidad desde boca de sondeo en S2 complementando los distintos ensayos

de campo y laboratorio realizados. Se adjunta tabla resumen de resultados:


SONDEO Litología Prof. (m)

boca sondeo

Prof. (m) desde nivel acera Angel

Villena

σh0 (Mpa)(Tensión

horizontal en reposo)

Pf (MPa)(Presión de

fluencia bruta)

PL (MPa)(Presión

límite bruta)

P*L (MPa)(Presión

límite neta)

EM (MPa)(Módulo

de Menard)

EM /PL EM /P*L

Coefic.de

Poisson

Cu (Kpa)(en

arcillas)

Φº Ángulo de roz. Interno

(sólo para empujes sobre muros)

Em (MPa)(Módulo

edométrico)

E (MPa)(Módulo

elasticidad)

qc (MPa)(Resistencia

a la penetración

G(MPa) (

S-2


3.1 5.1 0.038 0.11 0.2 0.16 8.5 42.6 52.6 0.4 29 22 12.7 5.9 0.6 2.1

ENSAYO PRESIÓMETRICO EN ISO 22476-4

Fig. 20. Tabla resumen resultados presiómetro 1

Fig. 21. Resumen presiométrico 1 en sondeo S2

Ensayos de identificación y estado:

Como ya se ha comentado anteriormente se trata de arcillas orgánicas de plasticidad

media-alta de tonalidad grisácea clasificadas como MH-OH según el sistema unificado de

clasificación (USCS).

Expansividad:

Habida cuenta de la naturaleza cohesiva de este nivel, según el criterio de Oteo la

expansividad puede considerarse nula y por lo tanto no se prevén fenómenos relacionados

con la expansividad, ya que la humedad natural es superior al límite líquido. No obstante al

construirse 2 sótanos este terreno será eliminado.

Se adjunta gráfica:


Fig. 22. Oteo,1986

Resistencia

Se trata de materiales cohesivos orgánicos de media-alta plasticidad, densidades secas

muy bajas inferiores a 10 kN/m3, con humedades superiores a su límite plástico.

A continuación se procederá al cálculo de la resistencia a corte sin drenaje (cu), con los

datos de los ensayos realizados in situ y en laboratorio.

kPaq

c uu 15

2

30

2

kPaxN

cu 2410016

93.3

1630

kPaxR

c du 24100

60

50.14

60

icopresiométrensayoKPacu _29

Puntos estudiados


Por tanto, para nuestros cálculos tomaremos una resistencia a corte sin drenaje media del

nivel de cu = 15 kPa

Para estimar el valor del ángulo de rozamiento interno efectivo se puede utilizar la gráfica

propuesta por Terzaghi, Peck & Mesri 1996:

Fig. 23. Gráfica que relaciona límite líquido y ángulo de rozamiento interno

Por otro lado se ha realizado un ensayo de corte directo obteniendo un valor del ángulo de

rozamiento interno efectivo de 23.5º. Por último en el ensayo presiométrico realizado se ha

obtenido un valor del ángulo de rozamiento interno efectivo de 22º.

Tomaremos como valor medio del nivel un valor del ángulo de rozamiento interno efectivo

de 22º y una cohesión efectiva de 0 KPa.

Deformabilidad

En lo que respecta a la deformación de los materiales que nos ocupan contamos con los

ensayos y correlaciones entre los diferentes parámetros.

kPacE u 0,345015130130' (correlación de Bulter en función de la

resistencia a corte)

El CTE SE-C también relaciona el módulo de deformación en función del SPT

según:

kPaNfE 0,3144)(' 30 (Tabla D.23 CTE)


Fig. 24. Tabla

D.23.Anejo D. CTE SE-C

También se ha realizado un ensayo presiométrico a 3.10 metros obteniéndose un módulo

de elasticidad a partir del módulo edométrico de 5900 Kpa

En vista de los métodos utilizados adoptaremos un valor medio de 3500 KPa para el

módulo de deformación efectivo.

Permeabilidad

El CTE SE-C indica unos valores orientativos en función del tipo de suelo (Tabla D-28):

Tabla D.28 CTE SE-C


A partir de la información obtenida en las prospecciones realizadas, de los ensayos in situ y

laboratorio se han considerado las siguientes propiedades geotécnicas.

NIVEL A. Arcillas orgánicas

Ángulo de rozamiento efectivo ’ = 22º

Resistencia a corte sin drenaje cu= 15 kPa = 0,15 kg/cm2

Cohesión efectiva c’ = 0 kPa = 0,00 kg/cm2 = 0.0 t/m2

Densidad aparente: = 14 KN/m3 = 1.40 t/m3

Módulo de Deformación E’ = 3500 KPa = 35 kg/cm2

Permeabilidad K = del orden de 10-6 m/sg


6.3. NIVEL B. LIMOS ARENOSOS-ARCILLOSOS

Nivel B de limos arenosos-arcillosos de color marrón claro, de plasticidad baja y

consistencia blanda. La siguiente tabla muestra la profundidad y espesor de este nivel.

Sondeo


(*) Respecto a la

boca de sondeo

Profundidad

(*) Respecto cota

acera

Espesor (m)

S-1

Limos arenosos-arcilloso con nódulos, con alguna veta

arenosa, color marrón parduzco y consistencia blanda 3.00-10.00 m 5.00-12.00 m 7.00 m

Limos arenosos algo arcillosos de color marrón claro y

consistencia blanda 16.90-17.50 18.90-19.50 0.60 m

S-2

Limos arenosos-arcilloso con nódulos, color marrón

parduzco y consistencia blanda 4.20-10.20 m 6.20-12.20 m 6.00 m

Limos arenosos de color marrón claro y consistencia

blanda 15.90-17.00 m 17.90-19.00 1.10

S-3


parduzco y consistencia blanda 4.20-4.90 m 6.20-6.90 m 0.70 m


parduzco y consistencia blanda 6.00-11.00 8.00-13.00 5.00 m

Limos arenosos de color marrón claro y consistencia

blanda-media 16.10-17.40 m 18.10-17.40 1.30


parduzco y consistencia media 24.60-27.00 26.60-29.00 2.40 m


parduzco y consistencia blanda 33.40-36.00 35.40-38.00 m 1.60 m




SONDEO Prof. (m)

desde boca sondeo


Tipología GOLPEO

S-1

4.00-4.60 6.00-6.60 MI 4-6-6-7 (7.2*)

6.40-7.00 8.40-9.00 MI 8-9-12-13 (12.6*)

9.00-9.60 11.00-11.60 MI 13-17-15-21 (19.2*)

9.60-10.20 11.60-12.20 SPT 6-8-8-9 (16)

S-2

6.00-6.60 8.00-8.60 SPT 3-5-7-8 (12)

8.00-8.60 10.00-10.60 MI 10-14-12-11 (15.6*)

9.60-10.20 11.60-12.20 SPT 5-9-19-26 (28)

16.40-17.00 18.40-19.00 SPT 5-6-7-7 (13)

S-3 25.80-26.40 27.80-28.40 SPT 9-20-30-25 (50)

Fig. 25. Gráfica con golpeos SPT asociados al Nivel B de limos arenosos-arcillosos


consistencia del nivel puede considerarse en general blanda aumentando ligeramente en

profundidad y en la transición a estratos arenosos-gravosos de mayor compacidad.


Los registros de las penetraciones dinámicas realizadas corroboran la consistencia blanda

del nivel antes de la aparición del primer nivel de arenas y gravas (Nivel C que se describirá

más adelante).





boca sondeo


Angel Villena

TIPOLOGÍA

MUESTRA

%Pasa 20 mm

%Pasa 5 mm

%Pasa 2 mm

%Pasa 0,4 mm

%Pasa 0,16 mm

%Pasa 0,08 mm

LL LP IP USCS RCS

20 5 2 0.4 0.16 0.08DENSIDAD

SECA

(gr/cm3)

DENSIDAD HÚMEDA

(gr/cm3)

TENSIÓN ROTURA

(KPa)

DEFORM.ROTURA

(%)

W(%)HUMEDAD NATURAL

c' (Kpa) Φº'

S-2Limos areno-arcillosos con nódulos

6.00-6.60 8.00-8.60 60 SPT 100 100 100 100 97 64.8 NP ML 17.28%

S-2Limos areno-arcillosos con nódulos

8.00-8.60 10.00-10.60 20 MI 100 96 94 92 91 81.8 22.3 18 4.7 CL-ML 1.80/1.90 2.13/2.23 65 14.80% 17.22%

S-1Limos arenosos-arcillosos

4.00-4.60 6.00-6.60 60 MI 1.88/2.00 2.17/2.31 60 15.00% 15.60% 15 25.7

S-1Limos arenosos/arenas limosas

6.40-7.00 8.40-9.00 60 MI 1.86/2.00 2.16/2.31 95 12.20% 15.56% 5 28.8

S-1Limos arenosos-arenas limosas

9.00-9.60 11.00-11.60 60 MI 1.66 2.03

CORTE DIRECTO

(CONSOLIDADO Y DRENADO)


Tal como se ha descrito en el apartado 4 se han realizado varios ensayos presiométricos en

el presente nivel a 5.10 y 7.50 metros de profundidad desde boca de sondeo

complementando los distintos ensayos de campo y laboratorio realizados. Se adjunta tabla

resumen de resultados:


boca sondeo


Villena

σh0 (Mpa)(Tensión



fluencia bruta)

PL (MPa)(Presión

límite bruta)

P*L (MPa)(Presión

límite neta)

EM (MPa)(Módulo

de Menard)

EM /PL EM /P*L

Coefic.de

Poisson

Cu (Kpa)(en

arcillas)



Em (MPa)(Módulo

edométrico)

E (MPa)(Módulo

elasticidad)


a la penetración

G(MPa

S1Limos areno-arcillosos

5.1 7.1 0.066 0.8 1.28 1.21 7.3 5.7 6 0.3 137 33 14.6 10.8 7.68 2.8

S1Limos areno-arcillosos

7.5 9.5 0.099 1.41 2.52 2.42 18.3 7.3 7.6 0.3 231 37 36.6 27.2 15.2 7


Fig. 28. Tabla resumen resultados presiómetro 1-2 en sondeo S1


Fig. 29. Resumen presiométrico 1-2 del sondeo S1


Como ya se ha comentado anteriormente se trata de limos arenosos-arcillosos de

plasticidad baja de tonalidad marrón clara clasificados como ML-CL según el sistema

unificado de clasificación (USCS).

Expansividad:


expansividad puede considerarse nula o baja y por lo tanto no se prevén fenómenos

relacionados con la expansividad.



Fig. 30. Oteo,1986

Resistencia

Se trata de materiales de comportamiento cohesivo pero de baja-nula plasticidad ya que

poseen un porcentaje importante de fracción arenosa. Las densidades secas medias del

orden de 18 kN/m3, con humedades cercanas a su límite plástico.



kPaq

c uu 37

2

73

2

kPaxN

cu 8510016

65.13

1630

kPaxR

c du 4.95100

60

25.57

60

Puntos estudiados



Por tanto, tomaremos una resistencia a corte sin drenaje media cu = 75 kPa.

Para estimar el valor del ángulo de rozamiento interno efectivo se puede utilizar la gráfica



También se han realizado 2 ensayos de corte directo en el nivel obteniendo valores de la

cohesión y ángulo de rozamiento interno efectivos de 15 KPa- 26º y 5 KPa-29º a

profundidades desde boca de sondeo S-1 de 6.60 m y 9.00 m.

El CTE en su tabla D.27. Propiedades básicas de los suelos, propone un rango de valores

orientativos.


En vista de los ensayos realizados, adoptaremos un valor medio del ángulo de rozamiento

interno efectivo de 29º y una cohesión efectiva de 5 Kpa


Deformabilidad






según:



También se ha realizado dos ensayos presiométrico a 5.10 y 7.50 metros obteniéndose un

módulo de elasticidad a partir del módulo edométrico de 10800-27200 Kpa



Permeabilidad

En el presente nivel, se ha llevado a cabo un total 1 ensayo de permeabilidad 7.00 metros

de profundidad desde boca de sondeo (arenas). El ensayo consiste en introducir un

volumen de agua en el sondeo entubado en el instante inicial, y posteriormente se mide la

evolución de la recuperación dentro del entubado.

La formulación utilizada para la interpretación de la permeabilidad ha sido la de Lefranc con

nivel variable.


Fig. 1 – Formulación para nivel variable de Lefranc.

Otro criterio es el basado en la formulación de Hazen que relaciona la permeabilidad con la

granulometría del suelo:

210DCk siendo

k la permeabilidad en cm/sg

C un coeficiente que depende del coeficiente de uniformidad (Cu)

D10 el diámetro correspondiente a un pasa del 10%

A continuación se muestra tabla con los valores de permeabilidad que proporcionan las

formulaciones citadas y profundidades a las que se ha realizado el ensayo en el presente

nivel:

Litología Lefranc Hazen

S2 (6.00-6.60) Limos arenosos-arcillosos - 1.22 x·10-6 m/s

S2 (8.00-8.60) Limos arenosos-arcillosos - 7.65 x·10-7 m/s

S3 (7.00-7.50) Limos arenosos-arcillosos 7.87 x·10-6 m/s -

K= Permeabilidad h1, h2 = Altura de agua al principio y final del ensayo t = Tiempo transcurrido entre las observaciones de nivel h1 y h2. L= Longitud zona filtrante d = Diámetro de la zona filtrante de = Diámetro de la entubación (puede ser igual a d) Unidades homogéneas, por ejemplo: m,sg,m3/sg,m/sg.


Complementariamente el CTE SE-C indica unos valores orientativos en función del tipo de

suelo (Tabla D-28):

Fig. 2 – Tabla D.28 CTE SE-C



Nivel B. Limos arenosos-arcillosos


Resistencia a corte sin drenaje cu = 75 kPa = 0,75 kg/cm2




Permeabilidad K = del orden de 10-5 - 10-6 m/sg


6.4. NIVEL C. ARENAS / GRAVAS ARENOSAS-ARCILLOSAS DE COMPACIDAD MEDIA-DENSA

Nivel C de arenas y de gravas en matriz arenosa o matriz arcillosa de tonalidad marrón

claro, en general sin plasticidad y compacidad variable pudiéndose considerarse en general

media a densa intercaladas entre el nivel B de limos arenosos arcillosos y el nivel D de

arcillas limosas .La siguiente tabla muestra la profundidad y espesor de este nivel

detectado.

Sondeo


(*) Respecto a la

boca de sondeo

Profundidad

(*) Respecto cota

acera

Espesor (m)

S-1 Arenas y gravas (cantos calizos) en matriz arenosa de

compacidad media-densa 10.00-13.80 m 12.20-15.80 m

6.00 m S-1 Arenas y gravas (cantos calizos) en matriz arenosa

arcillosa de compacidad media 13.80-14.80 15.80-16.80 m

S-1 Arenas algo limosas de compacidad media 14.80-16.00 16.80-18.00

S-1 Arenas encostradas 19.40-20.40 m 21.40-22.40 3.80 m

S-1 Arenas finas de compacidad media-densa. 20.40-23.20 m 21.40-25.20

S-1 Arenas limosas y algo arcillosas de compacidad floja-

media 24.80-26.20 26.80-28.20 1.40 m

S-2 Arenas y gravas en matriz arenosa de tonalidad

marrón claro de compacidad media-densa 10.20-15.00 m 12.20-17.00 m 4.80 m

S-2 Arenas y gravas en matriz arenosa-arcillosa color

marrón claro de compacidad media 20.80-25.40 m 22.80-27.40 4.60 m

S-3 Arenas y arenas con gravas de tonalidad marrón claro

de compacidad media-densa 11.00-16.10 13.00-18.10 4.10 m


marrón claro de compacidad media-densa 21.00-23.00 23.00-25.00 2.50 m

S-3 Veta de arenas limosas 24.00-24.60 26.00-26.60 0.60 m


marrón claro de compacidad media 28.80-33.40 30.80-35.40 4.60 m


Contamos con varios ensayos SPT con registro N30:

SONDEO Prof. (m)

desde boca sondeo


Tipología GOLPEO

S-1 12.60-13.20 14.60-15.20 SPT 17-20-26-27 (46)

S-1 15.40-16.00 17.40-18.00 MI 18-17-23-37 (24)

S-1 21.00-21.60 23.00-23.60 SPT 23-38-30-27 R

S-2 9.60-10.20 11.60-12.20 SPT 5-9-19-26 (28)

S-2 12.20-12.80 14.20-14.80 SPT 20-22-29-15 (51)

S-2 14.00-14.60 16.00-16.60 SPT 18-23-21-26 (44)

S-2 21.00-21.60 23.00-23.60 SPT 12-17-20-18 (37)

S-2 23.80-24.40 25.80-26.40 SPT 8-8-9-10 (17)

S-3 11.00-11.60 13.00-13.60 SPT 7-21-21-23 (42)

S-3 15.00-15.60 17.00-17.60 SPT 29-29-19-11 (48)

S-3 21.00-21.15 23.00-23.15 SPT 68-R

S-3 29.40-30.00 31.40-32.00 SPT 26-35-29-25 ---R

S-3 31.40-32.00 33.40-34.00 SPT 30-25-15-10 (40)

Fig. 34. Gráfica con golpeos SPT del nivel C de Arenas y gravas



compacidad del nivel puede considerarse media-densa.

Complementariamente las penetraciones dinámicas corroboran la compacidad del presente

nivel obteniéndose rechazo en el primer nivel de gravas y arenas detectado.



boca sondeo


Angel Villena

TIPOLOGÍA

MUESTRA

%Pasa 20 mm

%Pasa 5 mm

%Pasa 2 mm

%Pasa 0,4 mm

%Pasa 0,16 mm

%Pasa 0,08 mm

LL LP IP USCS

S-2Gravas en matriz arenosa

13.00-13.50 15.00-15.50 testigo 100 35 24 13 7 3.4 NP GW

S-2Gravas en matriz areno-arcillosa

21.00-21.60 23.00-23.60 60 SPT 93 61 54 43 21 13.6 NP SM



Tal como se ha descrito en el apartado 4 se han realizado dos ensayos presiométricos

coincidiendo con el primer nivel de gravas complementando los distintos ensayos de campo

y laboratorio realizados. Se adjunta tabla resumen de resultados:


boca sondeo


Villena

σh0 (Mpa)(Tensión



fluencia bruta)

PL (MPa)(Presión

límite bruta)

P*L (MPa)(Presión

límite neta)

EM (MPa)(Módulo

de Menard)

EM /PL EM /P*L

Coefic.de

Poisson

Cu (Kpa)(en

arcillas)



Em (MPa)(Módulo

edométrico)

E (MPa)(Módulo

elasticidad)


a la penetración

G(MPa)

S1

Arenas y gravas en matriz arenosa de compacidad media-densa

10.8 12.8 0.146 3.98 3.98 3.83 123.7 31.1 32.3 0.3 - 40 494.8 367.6 47.76 47.6

S1


13.8 15.8 0.188 4.59 4.59 4.4 142.9 31.2 32.5 0.3 - 40 571.6 424.6 55.08 55


Fig. 36. Tabla resumen ensayo presiométrico 3-4 en sondeo S1

Fig. 37. Resumen presiométrico 3-4 del sondeo S1



Como ya se ha comentado anteriormente se trata de materiales granulares y arenosos de

compacidad media-densa. Las muestras ensayadas se clasifican como gravas en matriz

arenosa (GW) y arenas limosas con gravas (SM) sin plasticidad en el sistema unificado de

clasificación (USCS).

Expansividad:

La nula plasticidad del nivel refleja la baja o nula expansividad por lo que no son previsibles

fenómenos relacionados con la expansividad.

Resistencia

En cuanto a las características mecánicas, dada la dificultad de obtener muestras

inalteradas de este tipo de materiales, nos basamos en los ensayos SPT, que permiten

definir las propiedades resistentes de este nivel granular.

Determinamos en primer lugar la densidad relativa para, a partir de ella, estimar el ángulo

de rozamiento. Para el cálculo de la densidad relativa, se ha empleado la expresión

propuesta por Bazaraa (1967):

vo

30

ba

N2236,0

100

DR

siendo

N30 golpeo de cálculo del SPT

’vo tensión efectiva media en el estrato (tn/m2)

a y b constantes de valor 1,00 y 0,20 respectivamente para ’vo< 15 t/m2 constantes de valor 3.25 y 0.05 respectivamente para ’vo> 15 t/m2

Operando, se obtiene una DR del orden del 65-70% a una profundidad media de 15, 25 y

32.5 m. Se asocia a una compacidad media-densa.


Fig. 38. Relación densidad relativa-compacidad

Para el cálculo del ángulo de rozamiento interno, podemos encontrar diversas

formulaciones. Una de las más empleadas es la de Meyerhoff:

= 25º + 0,15 DR(%) 34.75º-35.5º, para un valor de la D.R. característica del 65%-

70%.

Por otro lado, el CTE SE-C para suelos granulares relaciona el ángulo de rozamiento en

función del SPT obteniéndose valores de 37º según la gráfica adjunta:

Fig. 39. Figura D1.Anejo D. CTE SE-C

Adoptaremos para el presente nivel un valor medio de 35º para todo el nivel en las distintas

profundidades


Deformabilidad

Para el cálculo del módulo de deformación existe un gran número de formulaciones

basadas la mayoría de ellas en el ensayo SPT. El CTE SE-C también relaciona el módulo

de deformación en función del SPT según:


También se ha realizado un ensayo presiométrico a 10.80 m y a 13.80 metros coincidiendo

con arenas y gravas en matriz arenosa obteniéndose un módulo de elasticidad a partir del

módulo edométrico superior a 200000 KPa

Por ello, adoptaremos para el presente nivel un valor medio de 75000 KPa.

Permeabilidad

En el presente nivel, se ha llevado a cabo un total 1 ensayo de permeabilidad entre 13.00-

13.50 m (gravas y arenas). Se ha seguido el mismo procedimiento descrito para el nivel B.


nivel variable:



Otro criterio es el basado en la formulación de Hazen que relaciona la permeabilidad con la


210DCk siendo






nivel:


S2 (13.00-13-50) Gravas en matriz arenosa - 4.7 x 10-4 m/s

S2 (21.00-21.60) Arenas limosas con gravas - 2.07·x 10-5 m/s

S1 (22.20-22.80) Gravas en matriz arenosa - 8.64·x 10-5 m/s

S3 (13.00-13.50) Gravas en matriz arenosa >1.82·x 10-4 m/s -




suelo (Tabla D-28):




Nivel C Arenas / gravas arenosas-arcillosas de compacidad media-densa


Cohesión efectiva c’ = 0 kPa = 0,00 kg/cm2

Densidad aparente: = 21 KN/m3= 2.10 t/m3




6.5. NIVEL D. ARCILLAS LIMOSAS

Nivel D de arcillas limosas de color marrón claro a marrón oscuro, de plasticidad baja y

consistencia, en general, blanda con vetas de arenas intercaladas. La siguiente tabla

muestra la profundidad y espesor de este nivel.

Sondeo


(*) Respecto a la

boca de sondeo

Profundidad

(*) Respecto cota

acera

Espesor (m)

S-1 Arcilla limosa-arenosa de color marrón claro y


S-1 Arcilla limosa color marrón claro con zonas algo

arenosas y consistencia blanda 17.50-19.40 19.50-21.40 1.90 m

S-1 Arcillas limosas 23.20-24.80 27.40-30.00 1.60 m




consistencia blanda 15.00-15.90 m 17.00-17.90 0.90 m

S-2 Arcilla limosa color marrón claro con zonas algo

arenosas y consistencia blanda 17.00-20.80 m 19.00-22.80 3.80 m

S-2 Arcilla limosa color marrón claro y consistencia

blanda

25.40-28.00 27.40-30.00 2.60 m



S-3 Arcilla limosa color marrón claro y consistencia 23.00-24.00 25.00-26.00 1.00 m

S-3 Arcilla limosa color marrón claro y consistencia 27.00-28.80 29.00-30.80 1.80 m

S-3 Arcilla limosa-arenosa color marrón claro y





SONDEO Prof. (m)

desde boca sondeo


Tipología GOLPEO

S-1 18.60-19.20 20.60-21.20 SPT 3-3-4-6 (7)

S-1 24.20-24.80 26.20-26.80 MI 10-15-23-29 (22.8*)

S-1 27.40-28.00 29.40-30.00 SPT 4-6-5-6 (11)

S-2 18.60-19.20 20.60-21.20 MI 5-6-6-6 (7.2*)

S-2 25.60-26.20 27.60-28.20 SPT 4-4-4-6 (8)

S-2 27.40-28.00 29.40-30.00 MI 5-6-7-10 (7.8*)

S-3 36.40-37.00 38.40-39.00 SPT 9-9-11-11 (20)

Fig. 41. Gráfica con golpeos SPT de nivel B de arcillas/limos



boca sondeo


Angel Villena

TIPOLOGÍA

MUESTRA

%Pasa 20 mm

%Pasa 5 mm

%Pasa 2 mm

%Pasa 0,4 mm

%Pasa 0,16 mm

%Pasa 0,08 mm

LL LP IP USCS RCS

20 5 2 0.4 0.16 0.08DENSIDAD

SECA

(gr/cm3)

DENSIDAD HÚMEDA

(gr/cm3)

TENSIÓN ROTURA

(KPa)

DEFORM.ROTURA

(%)

W(%)HUMEDAD NATURAL

S-2 Arcilla limosa 18.60-19.20 20.60-21.20 30 MI 100 100 100 100 99 83.7 25 18 7.2 CL-ML 1.73/1.81 2.09/2.19 20 7.10% 20.99%

S-2Arcilla limosa de consistencia blanda

26.00-27.00 28.00-29.00 TESTIGO 100 90 89 86 82 75.9 25.8 16 9.7 CL


boca sondeo


Villena

σh0 (Mpa)(Tensión



fluencia bruta)

PL (MPa)(Presión

límite bruta)

P*L (MPa)(Presión

límite neta)

EM (MPa)(Módulo

de Menard)

EM /PL EM /P*L

Coefic.de

Poisson

Cu (Kpa)(en

arcillas)



Em (MPa)(Módulo

edométrico)

E (MPa)(Módulo

elasticidad)


a la penetración

G(MPa)

S1Arcillas limosas de consistencia blanda

19.2 21.2 0.263 1.33 1.54 1.28 7.6 4.9 6 0.4 143 33 11.3 5.3 4.62 2.7



consistencia del nivel puede considerarse en general blanda.



Tal como se ha descrito en el apartado 4 se ha realizado un ensayo presiométrico a 19

metros de profundidad complementando los distintos ensayos de campo y laboratorio

realizados. Se adjunta tabla resumen de resultados:

Fig. 43. Tabla resumen resultados presiómetro 5


Fig. 44. Resumen presiométrico 5 del sondeo S1



Como ya se ha comentado anteriormente se trata de arcillas limosas de plasticidad baja de

tonalidad marrón clara clasificadas como CL-ML según el sistema unificado de clasificación

(USCS).

Expansividad:


expansividad puede considerarse nula o baja y por lo tanto no se prevén fenómenos

relacionados con la expansividad.


Fig. 45. Oteo,1986

Puntos estudiados


Resistencia

Se trata de materiales cohesivos de baja plasticidad, densidades secas medias del orden

de 17.5 kN/m3.



kPaq

c uu 10

2

20

2

kPax

Ncu 12544100

16

207

1630


Por tanto, para nuestros cálculos tomaremos una resistencia a corte sin drenaje media cu =

60 kPa.

Para estimar el valor del ángulo de rozamiento interno efectivo utilizaremos la gráfica




El CTE en su tabla D.27. Propiedades básicas de los suelos, recomienda valores para el

ángulo de rozamiento interno:


Tomaremos un valor medio del ángulo de rozamiento interno efectivo de 28º

Deformabilidad






según:




También se ha realizado un ensayo presiométrico a 19.20 metros obteniendo un módulo de

elasticidad a partir del módulo edométrico de 5300 Kpa



Permeabilidad

En el presente nivel, se ha llevado a cabo un total 1 ensayo de permeabilidad entre 18.00-

18.50. El ensayo consiste en introducir un volumen de agua en el sondeo entubado en el

instante inicial, y posteriormente se mide la evolución de la recuperación dentro del

entubado


nivel variable.




El criterio basado en la formulación de Hazen relaciona la permeabilidad con la


210DCk siendo






nivel:


S2 (18.60-19.20) Arcillas limosas - 7.3 x·10-7 m/s

S2 (26.70-27.30) Arcillas limosas - 8.88·x 10-7 m/s

S3 (18.00-18.50) Arcillas limosas 4.44·x 10-6 m/s x


suelo (Tabla D-28):





Nivel D. Arcillas limosas/limos arenosos-arcillosos


Resistencia a corte sin drenaje cu = 60 kPa = 0.6 kg/cm2

Cohesión efectiva c’ = 10 kPa = 0,1 kg/cm2 = 1 t/m2





7. CARACTERÍSTICAS SÍSMICAS

De acuerdo con la norma Sismorresistente (NCSE-02), el municipio de Valencia dónde se

sitúa el solar posee una aceleración sísmica básica de 0,06·g.

Para el cálculo del coeficiente del terreno se ha seguido el procedimiento de cálculo

propuesto en la misma, calculado el valor de la velocidad vs de las ondas superficiales en

los 30 m de profundidad.

30

CeC ii

Siendo:

C: coeficiente del terreno

Terreno tipo I. Roca compacta, suelo cementado o granular muy denso.

Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla,

vs>750 m/s

Terreno tipo II. Roca muy fracturada, suelos granulares densos o cohesivos

duros. Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de

cizalla, 750 m/svs>400 m/s

Terreno tipo III. Suelo granular de compacidad media, o suelo cohesivo de

consistencia firme. Velocidad de propagación de las ondas elásticas

transversales o de cizalla, 400 m/svs>200 m/s.

Terreno tipo IV. Suelo granular suelto, o cohesivo blando. Velocidad de

propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, vs 200 m/s


Tipo Coeficiente

I 1,00

II 1,30

III 1,60

IV 2,00

Operando se ha calculado un coeficiente C del terreno de valor:

63,130

103,1106,1102

C


8. NIVEL FREÁTICO

Se ha podido diferenciar la presencia de aguas freáticas a la siguiente profundidad:

Sondeo Profundidad

Desde boca de sondeo

Profundidad desde acera

Cota absoluta según plano topográfico

Medida

S-1 -1.10 -3.10 2.90 m.s.n.m 17-1-2017

S-2 -1.10 -3.10 2.90 m.s.n.m 27-12-2016

S-3 -1.10 -3.10 2.90 m.s.n.m 27-1-2016

Incidir que las mediciones realizadas han coincidido con un periodo prolongado de lluvias.

Indicar que la ciudad de Valencia sufre oscilaciones del nivel freático según épocas

lluviosas o de sequía pudiendo ser del orden en la zona objeto de estudio de +- 1.50 m.


9. AGRESIVIDAD MEDIO

Se han llevado a cabo dos ensayos de agresividad sobre dos muestras de suelo, con un

contenido en sulfatos de valor medio de:

S-1 (4.00-4.60 m) sulfatos SO4-2 (mg/kg suelo seco) = 111 mg/kg suelo seco.

S-2 (6.00-6.60 m) sulfatos SO4-2 (mg/kg suelo seco) = 116 mg/kg suelo seco.

Fig. 49. Tabla CTE agresividad medio

El contenido de sulfatos en el suelo que va a estar en contacto con las cimentaciones (212

mg/kg suelo seco), de acuerdo con la tabla 8.2.3.b de la EHE-08, establece que el posible

grado de ataque al hormigón de la cimentación es inferior incluso al considerado como débil

(Qa) por dicha Instrucción.

Por otro lado, se ha realizado un análisis de agua en el sondeo S1 obteniendo los

siguientes resultados.

SONDEO LITOLOGÍA

PHmg

Mg+2/l

mg

SO4-2/l

mg CO2 / l

mg

NH+4/l

Res. Seco a 110 ºC

(mg/l)

S1MUESTRA DE AGUA

7.3 121 368.2 25.1 0.3 1401

ANÁLISIS AGUAS


De las muestras de agua ensayadas el resultado más representativo resulta el contenido en

sulfatos con valores de 368 mg/l de sulfatos en el agua y CO2 agresivo de 25.1 mg/l, que

se asocian a una agresividad débil.

De acuerdo con los resultados obtenidos de las muestras de agua, y teniendo en cuenta los

valores de la Instrucción EHE en lo que respecta al agua freática, la muestra ensayada

presenta un ataque débil por el contenido en sulfatos, por lo que se considerará una

exposición Qa.

Para cimentaciones en contacto con las aguas freáticas se debería considerar para el

hormigón a emplear en los elementos de cimentación, un ambiente IIa+Qa.


10. DESCRIPCIÓN EDIFICACIÓN

La edificación tendrá 2 sótanos, y 15 plantas, por lo que la construcción se puede catalogar

como C3 según CTE.

El cálculo de la estructura está en fase de estudio, y el caso más desfavorable de forjados

de losa armada, proporciona unas cargas sin mayorar de la estructura incluyendo el peso

propio de la losa (1 m de canto aproximado) en la zona del edificio de 15 m x 40 m de

aproximadamente 265 KN/m2. En el resto del sótano, las cargas sin mayorar de la

estructura incluyendo el peso propio de la losa (1 m de canto aproximado) proporciona unas

cargas de 55 KN/m2.


11. RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN

La base de apoyo de la losa de cimentación bajo nivel freático viene marcada por la

ejecución de los 2 sótanos y según los planos de arquitectura se estima aproximadamente

en -7.00 m desde el nivel de acera. Por tanto la base de la losa de cimentación descansará

sobre el nivel B de limos arenosos-arcillosos.

En primer lugar, se hace referencia a que tras unos tanteos previos de asientos, se ha

descartado la cimentación directa mediante losa de cimentación siendo necesaria la

combinación de losa con cimentación profunda. Las elevadas cargas sin mayorar de la

estructura (edificio de 15 plantas+ 2 sótanos) generan asientos inadmisibles.

Se ha estudiado el caso de la zona de edificio cargada de LOSA DE CIMENTACIÓN

DIRECTA, SIN CIMENTACIÓN PROFUNDA, de 15.00 m x 40.00 m cargando a la tensión

neta 1.85 kg/cm2 (descarga de 2 sótanos de 0.80 kg/cm2 (8 tn/m2)) obteniéndose asientos

inadmisibles del orden de 18-19 cm tanto por el método elástico como por el método

basado en el ensayo edométrico (se adjunta en apéndice V. Asientos las hojas de cálculo

con los asientos calculados).

Cota apoyo inferior losa -7.00 m


Estos valores son muy superiores a los admisibles que se permiten para una solución de

cimentación directa mediante losa continua de hormigón armado que quedan limitados a

valores máximos entre 5,00 - 7,50 cm.

Por ello se han estudiado las siguientes tipologías de cimentación:

Transferencia de cargas de la losa de cimentación en profundidad mediante

cimentaciones profundas (PILOTES/MÓDULOS PANTALLA).

Refuerzo y tratamiento del terreno mediante la inclusión bajo la losa de

cimentación de inclusiones de mortero o columnas de módulo controlado

(CMC). (Como se desarrolla en el apartado 11.2. esta solución de cimentación,

aunque reduce un porcentaje importante los asientos generados, queda descartada

por resultar inadmisibles).

En los siguientes apartados se describirán las soluciones propuestas con los parámetros de

cálculo necesarios para calcular las mismas.


11.1. CIMENTACIÓN PROFUNDA (PILOTES/MÓDULOS PANTALLA)

Se recoge la solución de cimentación profunda que transfiera las cargas en profundidad. Se

tratará de pilotes que deberán prolongarse hasta -31,00 m desde boca de sondeo (-33,00 m

respecto del vial) empotrándose en el nivel C de arenas / gravas arenosas-arcillosas de

compacidad media-densa (para poder considerar la máxima capacidad portante por punta

se deberá empotrar el mismo un mínimo de 6· en el citado (siendo el diámetro del pilote).

11.1.1. CÁLCULO DE LA CARGA DE HUNDIMIENTO DE UN PILOTE AISLADO

Para el cálculo de la carga admisible, se recomienda aplicar los coeficientes de seguridad

incluidos en el Código Técnico de la Edificación (CTE).

El valor de cálculo de la carga vertical que produce hundimiento en un pilote aislado puede

presentarse para cada situación de dimensionado mediante la siguiente ecuación:

R

ckcd

R=R

dónde:

Rcd = Resistencia de cálculo frente a carga vertical que produce hundimiento (carga

de hundimiento de cálculo)

Rck = Resistencia frente a carga vertical que produce hundimiento (carga de

hundimiento característica)

γR = coeficiente parcial de resistencia


Fig. 50. Tabla 2.1.CTE. Coeficiente de seguridad parciales

La expresión general para el cálculo de la carga de hundimiento característica de un pilote

aislado se considerará dividida en dos partes: resistencia por punta y resistencia por fuste:

ffppfkpkck A+qA=RRR

dónde:

Rck = Resistencia frente a carga vertical que produce hundimiento (carga de

hundimiento característica)


Rpk = La parte de resistencia que se supone soportada por la punta

Rfk = La parte de la resistencia que se supone soportada por la punta

Ap = Área de la punta

Af = Área del fuste

qp = Resistencia unitaria por la punta

f = Resistencia unitaria por el fuste

Si el pilote atraviesa 'n' estratos distintos se tomará como resistencia total por el fuste (Rf) la

dada por:

ni

1i i,fi,ff A=R

El valor de cálculo del parámetro resistente correspondiente a la resistencia por punta será

el valor medio o semisuma del que se asigne a la zona activa inferior (3·Ø) y al que se

asigne a la zona pasiva superior (6·Ø).

Fig. 51. Carga hundimiento pilote aislado CTE

Los métodos de cálculo de las resistencias unitarias varían según el material de que se

trate.


11.1.2. CÁLCULO DE LAS RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE

Se ha calculado la resistencia unitaria por fuste, f, y por punta, qp, para los niveles

descritos en el apartado 6, a partir de las fórmulas presentadas en el Código Técnico de la

Edificación (CTE). Las fórmulas generales que se proponen a continuación son válidas para

pilotes perforados y prefabricados para suelos granulares y cohesivos:

A-TERRENOS COHESIVOS

A.1. Modelo mediante soluciones analíticas a corto plazo

La resistencia unitaria de hundimiento por punta a corto plazo, se podrá obtener mediante

la expresión siguiente:

)(KPacNq upp

siendo: cu : resistencia a corte sin drenaje del suelo limoso o arcilloso

Np: Depende del empotramiento del pilote pudiéndose adoptar un valor igual a 9

La resistencia unitaria de hundimiento por fuste a corto plazo, se podrá obtener mediante la

expresión siguiente:

)(100

100KPa

cc

uuf

siendo: cu : resistencia a corte sin drenaje;

Como límite máximo se adoptará el criterio incluido en la “Guía de Cimentaciones de Obras

en carretera” para la resistencia unitaria por fuste de 70 kPa para terrenos cohesivos.

A.2. Modelo mediante soluciones analíticas a largo plazo

Para determinar la resistencia a hundimiento a largo plazo, se podrán utilizar las

expresiones correspondientes a suelos granulares (ver apartado siguiente B.2.)


B-TERRENOS GRANULARES

B.1. Método basado SPT

La resistencia unitaria por punta se puede evaluar con la expresión:

)(MPaNfq Np

siendo: N el valor medio de NSPT. A estos efectos se obtendrá la media en la zona

activa inferior y la media en la zona activa superior. El valor de N a utilizar

será la media de las dos anteriores

fN = 0.4 para pilotes hincados y 0.2 para pilotes hormigonados in situ.

La resistencia unitaria por fuste en un determinado nivel dentro del terreno se podrá

considerar igual a:

)(5.2 KPaNf

siendo: N es el valor de SPT del nivel considerado.


en carretera” para la resistencia unitaria por fuste 90 kPa para terrenos granulares.

B.2.- Modelo mediante soluciones analíticas de suelos granulares

La resistencia unitaria de hundimiento por punta de pilotes en suelos granulares se podrá

estimar:

MPaNfq qvpp 20' 0

siendo: fp: 3 para pilotes hincados y 2.5 para pilotes hormigonados in situ

’v0: presión vertical efectiva al nivel de la punta antes de instalar el pilote.


N*q: factor de capacidad de carga, igual a

tge

sen

sen

1

1donde es ángulo

de rozamiento interno

La resistencia unitaria por fuste en suelos granulares se podrá estimar con la expresión

siguiente:

tgfk fvf '

siendo: ’v0: presión vertical efectiva al nivel considerado.

kf: coeficiente de empuje horizontal. Para pilotes hincados se tomará el valor de

1 y para pilotes perforados 0.75.

f el factor de reducción del rozamiento del fuste. Para pilotes de hormigón “in

situ” o de madera se tomará f=1. Para pilotes prefabricados de hormigón se

tomará f=0.9 y para pilotes de acero en el fuste se tomará f=0.8

es ángulo de rozamiento interno.


en carretera” para la resistencia unitaria por fuste de 90 kPa para terrenos granulares.

11.1.3. RESUMEN RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE

(PILOTES/MÓDULOS PANTALLA)

Los parámetros que se recomiendan a continuación, las resistencias unitarias por punta qp

y por fuste f, se han calculado para pilotes hormigonados “in situ” y pilotes prefabricados.

Se hace necesario interceptar el nivel C arenas / gravas arenosas-arcillosas de

compacidad media-densa siguiendo las indicaciones detalladas anteriormente. Para los

suelos cohesivos (nivel B y D), se ha seguido el método basado en soluciones analíticas

para una situación de corto plazo; para los suelo granulares (nivel C) se ha utilizado el

método basado en el ensayo SPT.

El empotramiento mínimo de los pilotes en el nivel seleccionado será de 6·, para

poder contar con la máxima capacidad portante por punta.


PILOTES / MÓDULOS PANTALLA

Estrato cu

(kPa)

Resistencia unitaria fuste

(kPa)

Resistencia unitaria por

punta (kPa)

NIVEL B. LIMOS ARENOSOS-ARCILLOSOS 75 40 650

NIVEL C. ARENAS / GRAVAS ARENOSAS-

ARCILLOSAS DE COMPACIDAD MEDIA-

DENSA

- 90

hormigonados

in situ Hincado

7700(*) (**) 15400 (*) (**)

NIVEL D. ARCILLAS LIMOSAS 60 35 500

Nota: Se trata de valores no minorados, a los cuales se precisa aplicar el correspondiente factor de seguridad expuesto

anteriormente en apartado 11.1.

(*) Estos valores de resistencia por punta quedarán condicionados en función del dimensionamiento final de los pilotes

debiendo cumplir la formulación incluida en el apartado 5.3.4.1.2 de CTE SE-C que se desarrolla a continuación.

El empotramiento mínimo de los pilotes en el nivel seleccionado será de 6·Φ, para poder contar con la máxima capacidad portante

por punta.

En el apartado 5.3.4.1.2. Consideraciones de la resistencia por punta en el CTE SE-C se incluye en su punto 5 que en las situaciones

en las que bajo la punta existan zonas de menor resistencia , que reduzcan la resistencia unitaria por punta qp, dicho valor vendrá

limitado por la expresión:

up cD

Hq

2

16 siendo:

H la distancia de la punta al pilote al estrato del suelo cohesivo blando inferior.

D el diámetro real o equivalente (igual al área del pilote)

Cu la resistencia al corte sin drenaje del suelo cohesivo blando

(**) Para los pilotes pantalla, en la Guía de Cimentaciones para Obras de Carreteras se especifica que, a efectos de estimar

la resistencia por punta, en el caso de pantallas se utilice el factor reductor siguiente independiente del factor de seguridad

expuesto en el apartado 11.1:

f = Factor de reducción de capacidad de soporte por punta en pantallas de sección recta rectangular BxL

L

Bf 4.06.0 Donde:

B = Ancho de la pantalla (dimensión menor en planta).

L = Longitud de la pantalla (dimensión mayor en planta).

Fig. 52. Resistencia por punta y por fuste pilotes


11.1.4. TOPE ESTRUCTURAL

Por último y siguiendo el criterio del CTE en su tabla 5.1, el tope estructural para pilotes es

el propuesto en dicha tabla:

Fig. 53. Valores recomendados tope estructural

11.1.5. ASIENTOS

En orden a facilitar la mayor información posible al proyectista, y aunque los asientos para

la solución pilotada serán muy reducidos, el CTE incluye en su apartado F.2.6. Estimación

de asientos tanto para pilotes aislados como para pilotes en grupo:

Pilote aislado

Se puede adoptar la simplificación de que el asiento de un pilote vertical aislado sometido a

una carga vertical, de servicio, en su cabeza igual a la máxima recomendable por razones

de hundimiento, es aproximadamente, el uno por ciento de su diámetro, más el

acortamiento elástico del pilote.

No obstante, el asiento del pilote individual aislado, considerando el acortamiento elástico

del pilote se podrá expresar mediante la siguiente fórmula aproximada:


siendo

si el asiento del pilote individual aislado;

D el diámetro del pilote (para formas no circulares se obtendrá el diámetro

equivalente);

P la carga sobre la cabeza;

Rck la carga de hundimiento;

l1 la longitud del pilote fuera del terreno;

l2 la longitud del pilote dentro del terreno;

A el área de la sección transversal del pilote;

E el módulo de elasticidad del pilote;

α un parámetro variable según el tipo de transmisión de cargas al terreno, α=1

para pilotes que trabajan principalmente por punta y α=0.5 para pilotes flotantes.

Para situaciones intermedias se adoptará el siguiente valor de α:

)5.0(1

pkfkck

RRR

donde

Rpk es la carga de hundimiento por punta;

Rfk es la carga de hundimiento por fuste.

Cálculo de asiento para grupo de pilotes

Se puede suponer para el cálculo de asientos que toda la carga del grupo está

uniformemente repartida en un plano situado a una profundidad “z” bajo la superficie del

terreno:


2lz

siendo: α: un parámetro variable según la transmisión de cargas al terreno e igual a 1

para los pilotes que trabajan principalmente por punta e igual a 0.5 para pilotes

flotantes. Para situaciones intermedias:

)5.0(1

pkfkck

RRR

l2: Longitud del pilote dentro del terreno.

Y con unas dimensiones transversales B1xL1 dadas por:

21

21

)1(

)1(

lLL

lBB

grupo

grupo

siendo: Bgrupo y Lgrupo las dimensiones del grupo, considerando planos exteriores

tangentes a los pilotes externos del grupo:

El proyectista, en función de la solución definitiva de cimentación, deberá comprobar

que los asientos calculados son admisibles.


Para evaluar el comportamiento conjunto de esta tipología de cimentación especial se ha

llevado a cabo un modelo de elementos finitos.

Inicialmente se ha analizado los asientos máximos estimados con una solución con losa,

sin cimentación profunda intermedia.

Fig. 54. Asientos máximos calculados sin cimentación profunda

Como se puede ver los asientos y distorsiones inadmisibles (asientos del orden de 18 cm),

planteándose la opción de una cimentación profunda.


Fig. 55. Asientos máximos calculados con cimentación

Con esta opción de cimentación con losa sobre pilotes/módulos pantalla, hasta alcanzar el

nivel inferior de gravas cuyo techo respecto de la boca de los sondeos se sitúa a la

profundidad de -31,00 m (-33,00 m respecto a la acera), se obtienen asientos máximos del

orden de 3.8 cm, valor admisible para este tipo de cimentación tal como se ha expuesto

anteriormente.


11.2. SOLUCIÓN 2: MEJORA TERRENO CON COLUMNAS MORTERO O MÓDULO

CONTROLADO (CMC).

Como alternativa a la cimentación mediante pilotes/módulos pantalla (solución 1), se

plantea la solución de refuerzo y tratamiento del terreno de la edificación mediante la

inclusión bajo losa de cimentación de inclusiones de mortero o columnas de módulo

controlado (CMC) diseñadas para cumplir las prescripciones que se recogen en el código

técnico de la edificación (CTE) para este tipo de edificaciones.

Debe entenderse, que las columnas de módulo controlado (CMC) no constituyen elementos

rígidos como los pilotes que transmiten directamente las cargas, sino que se trata de

elementos semirígidos que funcionan como “pilotes pasivos” y que actúan modificando los

parámetros tensodeformacionales del terreno original provocando una mejora considerable

del terreno pudiendo cimentar superficialmente sobre este terreno tratado o reforzado.

Por lo tanto, todas las solicitaciones o esfuerzos debidos a momentos y cortantes de

la estructura, deben calcularse para que sean absorbidas por las propias zapatas o

losa de cimentación.

Como se podrá observar durante el desarrollo de la solución, aunque los asientos

generados se reducen en un porcentaje elevado siguen resultando inadmisibles y por

tanto se descarta esta solución en las condiciones establecidas.

11.2.1. DESCRIPCIÓN GENERAL.

Se trata de una técnica que consiste en la realización de inclusiones semi-rígidas repartidas

en mallas regulares, ejecutadas con un mortero u hormigón en masa con una dosificación

concreta según la tasa de trabajo requerido.

Dichas inclusiones permiten cambiar el comportamiento tensodeformacional del terreno

blando, ya que cada inclusión presenta una deformabilidad muy reducida, (del orden de

1000 veces la del terreno que se refuerza), de tal forma, que se aporta una importante “tasa

de rigidización” al terreno y como consecuencia de este cambio de comportamiento, los

asientos tanto totales como diferenciales se reducen a valores admisibles, además de un

claro aumento de la capacidad portante, umbral de rotura, deformabilidad y resistencia.

Una solución de mejora del suelo por medio de CMC no tiene como objetivo la creación de

elementos rígidos tipo pilotes que soporten cada uno directamente las solicitaciones de la

estructura, sino que obtiene una reducción de la deformabilidad global del terreno gracias a


la inclusión de estos elementos semi-rígidos repartidos regularmente, absorbiendo buena

parte de la carga transmitida y reduciendo así los asientos que se generan.

En la siguiente figura se muestra el proceso de ejecución de las columnas módulo

controlado.

Fig. 56. Detalle ejecución columnas de mortero

Las columnas de módulo controlado se ejecutan empujando durante la perforación el

terreno hacia los laterales a través de las características del propio útil de perforación y por

lo tanto, no se extrae material durante la perforación.

Se «atornilla» esta herramienta de perforación en el terreno hasta la profundidad donde se

alcanzaría el rechazo hidráulico del propio equipo de perforación, que en este caso se sitúa

en el nivel C de arenas y gravas de compacidad media-densa, para a continuación

ascender el útil de perforación lentamente y proceder a la inyección del mortero o hormigón

a partir del interior del propio útil de perforación sin necesidad de levantar la hélice de

perforación, con presiones de inyección de hasta 5 bares.

La profundidad de estas inclusiones depende directamente de la profundidad a la que se

encuentra el sustrato consistente, ya que el buen funcionamiento de dichas columnas

supone un empotramiento de 1 m en niveles competentes, que equivalen a terrenos con al

menos golpeos (Nspt) de unos 20 a 25 golpes. En este caso, las columnas de mortero se


deberán apoyar en el nivel competente reconocido, empotrándose en este horizonte donde

se disponen de resistencias elevadas para empotrar la punta en él al menos un metro.

Durante la ascensión de la herramienta, se libera hormigón fluido por el alma del tornillo

especial en la cavidad creada en el terreno, de forma que se constituye una columna con

diámetro de 360 mm o 420 mm en función del útil de perforación que se utilice y según

las necesidades del dimensionado llevado a cabo, así como carga axil que requieran

soportar.

El material que sirve de relleno a las inclusiones es un hormigón bombeable HM-20, por

ello se crea un “conjunto de terreno mejorado” que presenta propiedades geomecánicas

muy superiores a las del terreno de partida tanto en términos de módulo de deformación

como de capacidad portante y umbral de ruptura.

Debido a la instrumentación de este tipo de equipos la inyección del mortero se controla de

manera continua a partir de los sensores que lleva instalados el propio equipo de tal forma

que se garantiza en todo momento la continuidad de la inyección.

En el caso de zonas sísmicas bajo las cimentaciones se recomienda colocar un colchón

de material granular bien compactado, que permita absorber los movimientos horizontales

que se generan tras un sismo, liberando de esta manera posibles tracciones en las cabezas

de las inclusiones; este colchón de reparto tendrá aproximadamente espesores de unos

40cm.

11.2.2. DATOS GENERALES DE LAS INCLUSIONES CMC

Longitud de las CMC estarán empotradas en el Nivel C de arenas y gravas de compacidad

media-densa con golpeos Nspt medio de 38.5 golpes.

Diámetro de la inclusión: Los más utilizados son entre 360 mm ó 420 mm.

Módulo de deformación de las CMC: 5.000 MPa

Propiedades del material de inclusión: hormigón HM-20 considerando fck28= 15 MPa

La carga neta media bajo la losa de cimentación en la zona de edificio (15 m x 40 m) es de

185 KN/m2.


11.2.3. CÁLCULO DE LA CARGA DE HUNDIMIENTO DE UNA COLUMNA DE

MORTERO (CMC). CAPACIDAD PORTANTE LIMITADA POR LA REACCIÓN DEL

SUELO.

La carga de hundimiento se establece como la suma de la carga límite por rozamiento

lateral y la carga límite por punta dividida por el factor de seguridad Fs:

s

psh F

QQQ

Siendo

Carga límite por rozamiento lateral (Qs).

Carga límite por punta (Qp).

Fs factor de seguridad para el cual se suele adoptar un valor de 2 a 3.


11.2.4. RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE DE LAS

COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO.

Se considera como punto de partida que las CMC se empotrarán al menos un metro en el

Nivel de arenas y gravas en matriz arenosa de compacidad media-densa con golpeos Nspt

medios de 38.5

También se han realizado varios ensayos presiómetricos en los distintos niveles

diferenciados. Se adjunta tabla resumen:


boca sondeo


Villena

σh0 (Mpa)(Tensión



fluencia bruta)

PL (MPa)(Presión

límite bruta)

P*L (MPa)(Presión

límite neta)

EM (MPa)(Módulo

de Menard)

EM /PL EM /P*L

S-2 nivel A


3.1 5.1 0.038 0.11 0.2 0.16 8.5 42.6 52.6

S1 nivel BLimos areno-arcillosos

5.1 7.1 0.066 0.8 1.28 1.21 7.3 5.7 6

S1 nivel BLimos areno-arcillosos

7.5 9.5 0.099 1.41 2.52 2.42 18.3 7.3 7.6

S1 nivel C


10.8 12.8 0.146 3.98 3.98 3.83 123.7 31.1 32.3

S1 nivel C


13.8 15.8 0.188 4.59 4.59 4.4 142.9 31.2 32.5

S1 nivel DArcillas limosas de consistencia blanda

19.2 21.2 0.263 1.33 1.54 1.28 7.6 4.9 6


Fig. 57. Tabla resumen ensayos presiométricos

CARGA LÍMITE DE ROZAMIENTO LATERAL

La carga límite por fuste viene dada por la siguiente formulación:

sanclajeCMC qhQs siendo:

ΦCMC el diámetro de la columna

hanclaje la longitud de empotramiento

qs la resistencia unitaria por fuste

Para una presión límite pl el valor de la resistencia unitaria por fuste se puede calcular

mediante el gráfico:


Fig. 58. Curva de fricción unitaria límite a lo largo del fuste función de la presión límite

La elección de la curva se hace en función del tipo de terreno:

Fig. 59. Elección del tipo de curva para la determinación de qs

Se adjunta tabla con la clasificación de los distintos terrenos y horquillas orientativas de la

presión límite pl:


Por lo tanto, para el caso propuesto la resistencia unitaria por fuste qs para las columnas de

módulo controlado se estima en:

Capa de empotramiento Nivel B de Limos arenosos-arcillosos

Pl capa 1.20 MPa

Clase de la capa Arcillas y limos firmes

Curva Q2

qs 6.5 t/m2 (65 Kpa)

Capa de empotramiento Nivel C de Arenas/Gravas arenosas-arcillosas de

compacidad media-densa

Pl capa 3.83 MPa

Clase de la capa Arenas/Gravas compactas

Curva Q3

qs 12 t/m2 (120 Kpa)

Capa de empotramiento Nivel D Arcillas limosas

Pl capa 1.2 MPa

Clase de la capa Arcillas y limos firmes

Curva Q2

qs 6.5 t/m2 (65 Kpa)


CARGA LÍMITE EN PUNTA DE CMC

La carga límite en punta viene dada por la siguiente formulación:

lpCMC qQp ,2 siendo:

ΦCMC el diámetro de la columna

hanclaje la longitud de empotramiento

qp,l la resistencia unitaria por punta

La resistencia unitaria por punta, puede en función de la presión límite y el factor de

portancia según la formulación:

lplp pkq , siendo:

kp: factor portancia

pl: presión límite del terreno bajo la punta

Se adjunta a continuación tablas para la estimación del factor de portancia y presión límite:


Fig. 61. Factor de portancia



Por lo tanto, para el caso propuesto tenemos la resistencia unitaria por punta siguiente:

Capa de

empotramiento

Nivel B de Limos arenosos-

arcillosos

Pl capa 1.2 MPa

kp 1.5

qp,l 180 t/m2 (1800 Kpa)

Capa de

empotramiento

Nivel C de Arenas/Gravas

arenosas-arcillosas de

compacidad media-densa

Pl capa 3.8 MPa

kp 3.2

qp,l 1216 t/m2 (12160 Kpa)

Capa de

empotramiento

Nivel C Arcillas limosas

Pl capa 1.2 MPa

kp 1.5

qp,l 180 t/m2 (1800 Kpa)


11.2.5. RESUMEN RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE (CMC)

Los parámetros que se recomiendan a continuación, las resistencias unitarias por punta qp,l

y por fuste qs, se han calculado para columnas de mortero o de módulo controlado (CMC).

Se hace necesario el empotramiento de al menos 1 metro en el nivel C gravas en

matriz arenosa de compacidad media siguiendo las indicaciones detalladas

anteriormente.

COLUMNAS DE MORTERO Ó MÓDULO CONTROLADO (CMC)

Estrato Resistencia unitaria fuste

qs (kPa)

Resistencia unitaria por

punta

qp,l (kPa)

Nivel B de Limos arenosos-arcillosos 65 KPa (*) 1800 KPa (*)

Nivel C de Arenas/Gravas arenosas-arcillosas de

compacidad media-densa 120 KPa (*) 12160 KPa (*)

Nivel D Arcillas limosas 65 KPa (*) 1800 KPa (*)



(*) En caso de desarrollar la presente solución de columnas de módulo controlado, recomendamos la ampliación de la

campaña de ensayos presiométricos en los distintos niveles interceptados por la solución para la obtención de valores

medios más representativos de la presión límite (pl).

Fig. 63. Resistencia por punta y por fuste CMC

11.2.6. CAPACIDAD PORTANTE DE LAS COLUMNAS DE MÓDULO CONTROLADO

SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES UTILIZADOS EN LA

INCLUSIÓN (TOPE ESTRUCTURAL).

El comportamiento intrínseco de las CMC está caracterizado por:

El módulo de Young Ey del material para aplicación de cargas a largo plazo.

La resistencia en compresión medida en un cilindro a 28 días fck del material

La resistencia en tracción a 28 días fctm del material.


La resistencia al corte fzm

Las tensiones máximas en compresión, tracción o corte admisibles del material, fc*,ft*ó fz*

están definidas por las fórmulas siguientes:

fc*ELS = c fck

ft*ELS = c fctm = 10% fc*ELS

fz*ELS = c fzm = 50% ft*ELS

Donde, el coeficiente reductor c es función de las condiciones siguientes:

- Tipo de control específico para los documentos técnicos del contrato (se recomienda

la realización de ensayo de calidad o de placa de carga)

- Posición de las columnas, por debajo de zapatas aisladas o zapatas corridas.

Se adjunta tabla con coeficientes correctores para las cimentaciones que previsiblemente

podrán ser utilizadas en obra:

TIPOLOGIA ESTRUCTURA/CONTROL Sin ensayo Con ensayo de

calidad

Con placa de

carga

Columnas debajo de zapatas aisladas CMC<3 o

zapatas corridas 0.175 0.25 0.3

Columnas debajo de zapatas aisladas CMC>=4 0.23 0.33 0.4

Fig. 64. Tabla coeficientes correctores c

La calidad del material previsto para la realización de las CMC es un hormigón con una

resistencia en compresión a 28 días, mínima de 15 MPa y una resistencia en tracción de

1,5 MPa (todo hormigón de calidad superior sería también admisible).

Las características mecánicas de las CMC en el caso de utilizar los materiales y diámetros

propuestos tendrán las siguientes características:


TIPO ESTRUCTURA (m) EY

(MPa) fc28 (MPa) ft28 (MPa) c

fc*ELS

(MPa)

ft*ELS

(MPa)

fz*ELS

(MPa)

Zapatas aisladas

(≥4CMC)

0,36-0.42 5.000 15 1,5 0,4 6 0,6 0,6

Zapatas aisladas (≤3

CMC) ó Zapatas

corridas

0,36-0.42 5.000 15 1,5 0,3 4,5 0,45 0,45

Fig. 65. Tabla resumen ejemplo características CMC propuestas

Por lo tanto, la capacidad intrínseca de las columnas CMC en el caso de utilizar los

materiales y diámetros propuestos será bajo zapatas o losa de cimentación con más de 4

columnas de 60-80 t (360 mm-420 mm).

11.2.7. ASIENTOS

Para asegurar la viabilidad de la presente solución se deberá realizar la comprobación que

los asientos que se generen son admisibles. Se ha analizado los asientos estimados con

valores de 6,75 cm (no admisibles) superiores a los 5 cm que se consideran como

admisibles por lo que queda descartada el desarrollo de la presente solución en las

condiciones establecidas.


Fig. 66. Estudio asientos columnas CMC


11.3. CIMENTACIÓN ZONA DE SÓTANO SIN EDIFICIO. ESTUDIO FLOTABILIDAD

Aunque en esta zona de sótano sin edificio nos encontramos frente a una cimentación

sobrecompensada se ha efectuado la comprobación de asientos para un tercio de la carga

transmitida tal como se indica en el CTE obteniendo valores del orden de 1-2 cm según

zonas totalmente admisibles (ver apéndice V. Asientos).

Fig. 67. Zona sin edificio

Pero en esta zona de sótano (bajo el nivel freático) bajo la losa de cimentación existirán

subpresiones del orden de 4 tn/m2 que el proyectista deberá tener en cuenta en el

diseño final de la estructura, tanto por criterios de flotabilidad, como por el armado de la

losa a subpresión.

Soluciones frente a la flotabilidad pueden estar basadas en:

Aumentos de cantos de forjados y losas (peso propio de la estructura)

En la disposición de elementos a tracción en el terreno (pilotes o bataches a tracción).

11.4. NOTA COMPLEMENTARIA

Debido tanto a que la cimentación se encuentra por debajo del nivel freático, como a las

características geotécnicas del nivel B de limos arenosos-arcillosos que se encontrará

parcialmente saturado debido a su naturaleza cohesiva, permite recomendar la ejecución

de los trabajos previos que comentaremos con detalle a continuación teniendo en cuenta

que se instalará un sistema para el rebajamiento del nivel freático:

Excavación superando la cota de apoyo de la losa cimentación del orden de 50-75

cms, rellenando inmediatamente, con un pedraplén-machaca de tamaños

máximos del orden de 15 cms, con granulometría abierta (posibilidad de que haya

elementos de tamaños diversos), pero con la condición fundamental de que, en todo


caso, sus elementos sean de naturaleza pétrea (nunca arcillas o limos, que se

reblandecerían al saturarse).

Compactación de la capa anterior (se clavará parcialmente en el fondo), elemento de

separación y vertido superficial mediante hormigón de limpieza, hasta alcanzar la

que deba ser cota de apoyo de la losa propiamente dicha. Al finalizar el proceso,

será posible la circulación de máquinas y personal, sin los característicos problemas

de hundimientos parciales que, a buen seguro se producirían a la cota de

cimentación, en caso de no realizar dicho tratamiento previo.

NOTA: DEFINICIÓN DE PEDRAPLÉN (ART.331 PG-3)

El material para pedraplenes deberá cumplir las siguientes condiciones granulométricas: El contenido, en peso, de partículas que pasen por el tamiz 20 UNE será inferior al treinta por cien (30

%). El contenido, en peso, de partículas que pasen por el tamiz 0,080 UNE será inferior al diez por cien (10

%). El tamaño máximo será como mínimo de cien milímetros (100 mm).

Las condiciones anteriores corresponden al material compactado. Las granulometrías obtenidas en cualquier otro momento de la ejecución sólo tendrán valor orientativo, debido a las segregaciones y alteraciones que puedan producirse en el material durante la construcción. La curva granulométrica total una vez compactado el material se recomienda que se encuentre dentro del huso siguiente:

Fig. 68. Huso pedraplenes .


12. EXCAVACIONES, ELEMENTOS DE CONTENCIÓN

Las excavaciones necesarias para las cimentaciones, se realizarán en el nivel 0 de rellenos

y terreno vegetal (limos de inundación), en nivel A de arcillas orgánicas, y en el nivel B de

limos arenosos-arcillosos con los medios convencionales, sin ser previsible la utilización del

martillo picador. (Podría ser necesaria la utilización del martillo picador para la eliminación

de soleras superficiales de antiguas edificaciones)

Debido a la interferencia con el nivel freático y a la existencia de sótanos medianeros y

aceras colindantes, se precisará para la excavación de las plantas de sótano, el empleo de

muros pantalla perimetrales de hormigón armado que cierren completamente el

perímetro(será necesaria la utilización de lodos bentoníticos para el sostenimiento de las

paredes de los bataches).

Una vez ejecutadas las pantallas y comenzada la excavación, para minimizar riesgos de

pequeños desprendimientos en todos los niveles recomendamos actuar con relativa

rapidez, para evitar que, la pérdida de humedad natural de la cara del talud pueda propiciar

dicha circunstancia. En lo que refiere a los taludes de las excavaciones, será necesario

dejar taludes que, garanticen su estabilidad. Al margen de los valores obtenidos de

cohesión y ángulo de rozamiento en los ensayos de corte directo, la existencia de niveles

más granulares y cohesivos, unida a las alternancias erráticas de uno y otro tipo de suelo,

hace imposible predecir el perfil real en cada punto, entendemos que, con criterio

conservador deben adoptarse ángulos de talud natural (con la horizontal) comprendidos

entre 40-50º (si predomina claramente la fracción granular) y 60-70º (predominio de la

matriz cohesiva aunque haya presencia de elementos gruesos).

12.1. CALCULO DE LOS EMPUJES SOBRE LOS MUROS-PANTALLA

Para obtener los empujes sobre el muro pantalla se tomarán los valores de rozamiento y

cohesión efectiva de las diferentes unidades geotécnicas descritas en el epígrafe 6 del

presente documento.


12.2. CÁLCULO DE LA CARGA DE HUNDIMIENTO DE MUROS PANTALLA

Ver apartado 11.1.1

12.2.1. CÁLCULO DE LAS RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE

Ver apartado 11.1.2.

12.2.2. RESUMEN RESISTENCIAS UNITARIAS POR PUNTA Y POR FUSTE

(PANTALLAS)

Los parámetros que se recomiendan a continuación, las resistencias unitarias por punta qp

y por fuste f, se han calculado para pantallas hormigonados “in situ. Para los suelos

cohesivos (nivel B), se ha seguido el método basado en soluciones analíticas para una

situación de corto plazo; para los suelo granulares (nivel A) se ha utilizado el método

basado en el ensayo SPT.

Se trata de valores no minorados, a los cuales se precisa aplicar el correspondiente

factor de seguridad expuesto anteriormente (ver apartado 11.1.1).


MUROS PANTALLA- RESISTENCIA POR PUNTA Y POR FUSTE

Estrato cu

(kPa)

Resistencia unitaria fuste

(kPa)

Resistencia unitaria por punta (kPa)

NIVEL 0: Rellenos y terreno vegetal - - -

NIVEL A. Arcillas orgánicas 15 - -

Nivel B. Limos arenosos-arcillosos 75 40 650 (*)

NIVEL C. Gravas y arenas en matriz arenosa-arcillosa - 90 7700(*)

Nivel D. Arcillas limosas 60 35 500 (*)

Nota: Se trata de valores no minorados, a los cuales se precisa aplicar el correspondiente factor de seguridad

expuesto anteriormente en apartado 11.1.

(*) Estos valores de resistencia por punta quedarán condicionados en función del dimensionamiento final de los

pilotes debiendo cumplir la formulación incluida en el apartado 5.3.4.1.2 de CTE SE-C que se desarrolla a

continuación.

El empotramiento mínimo de los pilotes en el nivel seleccionado será de 6·Φ, para poder contar con la máxima capacidad

portante por punta.

En el apartado 5.3.4.1.2. Consideraciones de la resistencia por punta en el CTE SE-C se incluye en su punto 5 que en las

situaciones en las que bajo la punta existan zonas de menor resistencia , que reduzcan la resistencia unitaria por punta qp,

dicho valor vendrá limitado por la expresión:

up cD

Hq

2

16 siendo:




(**) Para los pilotes pantalla, en la Guía de Cimentaciones para Obras de Carreteras se especifica que, a efectos de

estimar la resistencia por punta, en el caso de pantallas se utilice el factor reductor siguiente independiente del

factor de seguridad expuesto en el apartado 11.1:


L

Bf 4.06.0 Donde:



Fig. 69. Resistencia por punta y por fuste muros-pantalla

El empotramiento mínimo de las pantallas en el nivel seleccionado será de 6·, para poder

contar con la máxima capacidad portante por punta.


12.3. MÓDULO DE BALASTO HORIZONTAL

Es un parámetro básico en los métodos que utilizan modelos tipo Winkler. Para el cálculo

del coeficiente de balasto horizontal se propone la formulación que se desarrolla a

continuación para suelos granulares y cohesivos.

Suelos granulares

Se propone la formulación siguiente:

Bz

nK hh

siendo

nh constante proporcionalidad se obtiene a partir de la siguiente gráfica

Z profundidad bajo la superficie del terreno en el tramo estudiado

B ancho de la pantalla


Suelos cohesivos

Se propone la formulación:

1)(5.1

30Kv

cmB

cmKh

siendo

B ancho

Kv1: Coeficiente de balasto vertical correspondientes a una placa de 30 cm ancho

Se adjunta tabla resumen con los siguientes valores de rigidez horiziontal según el método

de cálculo utilizado:

Estrato

Módulo de balasto horizontal

Formulación expuesta

NIVEL 0: Rellenos y terreno vegetal 360 t/m3

NIVEL A. Arcillas orgánicas 180 t/m3

Nivel B. Limos arenosos-arcillosos 540 t/m3

NIVEL C. Gravas y arenas en matriz

arenosa-arcillosa

Entre 10-15 m 4000 t/m3

Entre 20-25 m 7200 t/m3

Entre 30-35 m 10400 t/m3

Nivel D. Arcillas limosas 540 t/m3

Fig. 70. Módulo de balasto horizontal


12.4. RESISTENCIAS UNITARIAS PARA EL CÁLCULO DE ANCLAJES AL TERRENO

Para apuntalar las pantallas se precisa el empleo de anclajes provisionales o bien

elementos de apuntalamiento.

Los parámetros geotécnicos necesarios para el cálculo de los anclajes están relacionados

con una de las distintas comprobaciones a realizar denominada arrancamiento de bulbo.

Se deberá comprobar la relación que marca el CTE: dd RE siendo:

Ed : Las acciones sobre el anclaje (Ed=γE·PN dónde PN es la carga nominal del anclaje y γE

es el coeficiente de mayoración igual a 1.50 y 1.20 para anclajes permanentes y

provisionales respectivamente.

Rd el valor de cálculo de la resistencia del terreno frente al arrancamiento de bulbo y queda

definido como:

admbNd aLDR siendo:

DN el diámetro nominal del bulbo

aadm La adherencia admisible frente al deslizamiento o arrancamiento del terreno.

)'(1 ''

tgca mR

adm dónde:

γR = 1.35

'mc es la cohesión efectiva del terreno en el contacto terreno-bulbo minorada por un

coeficiente de 1.2

' la componente normal al bulbo de la presión efectiva vertical ejercida por el terreno

' El ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno.

El valor de aadm tal como se define en el CTE puede obtenerse a partir de

correlaciones empíricas, suficientemente contrastadas, que tengan en cuenta el

procedimiento de inyección del anclaje. Se recomienda la utilización de la “Guía para el

diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera” para la estimación de la

adherencia límite en los distintos niveles descritos en el apartado 6. En este método de

cálculo:


3

lim

F

aaadm siendo:

lima la adherencia límite obtenida aplicando métodos empíricos según figuras que se

adjuntan a continuación según el tipo de anclaje. Los anclajes se pueden clasificar según

se efectúe o no la reinyección del bulbo, como:

Anclajes de inyección única global (IU)

Anclajes de inyección repetitiva (IR)

Anclajes de inyección repetitiva y selectiva (IRS)

F3 coeficiente en función del tipo de anclaje de valor 1.45 y 1.65 para anclajes provisionales

y permanentes respectivamente.

Fig. 71. Figura 3.2 para el cálculo de la adherencia límite en arenas y gravas de “Guía para el diseño y la ejecución de

anclajes al terreno en obras de carretera”.


Fig. 72. Figura 3.2 y 3.3 para el cálculo de la adherencia límite en arcillas y limos de “Guía para el diseño y la ejecución de

anclajes al terreno en obras de carretera”

Se recomienda al proyectista la utilización de las presentes gráficas para el cálculo de la

adherencia límite.


13. ESTABILIDAD HIDRAÚLICA EXCAVACIÓN. REBAJAMIENTO DEL NIVEL

FREÁTICO Y ALIVIO DE PRESIONES.

13.1. LEVANTAMIENTO DE FONDO

La existencia del nivel de arcillas relativamente impermeables por encima de un nivel

permeable hace pensar que pueda existir riesgo de rotura de fondo por levantamiento ante

la subpresión que se originará en la base de ese nivel impermeable.

La situación más desfavorable se dará en el momento en que se alcance el fondo de

excavación, considerando en la base del nivel de arcillas toda la carga hidrostática.

Fig. 73. Esquema levantamiento fondo

COMPROBACIÓN A LA ESTABILIDAD DEL FONDO

Se realiza la comprobación de la profundidad mínima bajo el fondo de excavación a la que

deberá interceptarse el fondo del nivel impermeable para conseguir un coeficiente de

seguridad recomendado de 1.15.

Del estudio geotécnico de referencia obtenemos:

Nivel freático: –1.10 desde boca de sondeo= -3.10 m (desde cota acera)

Muro del nivel impermeable : h1

Peso específico bajo fondo excavación 2.00 tn/m3

Del proyecto de arquitectura obtenemos:

Cota máxima excavación recinto apantallado -5.85 m + 1.00 m losa + machaca ≈-7.35

m.


Con estos datos, aplicando el CTE DB-SE-C (apartado 7.4.3.roturas hidráulicas) se obtiene:

7.50mhh25.4

h1.81.15F

1,00)10.3h(7.35

0,90)2(h

4.1SE)1,00(tablaSubpresión

4.1SE)0,90(tablaPesoF 1

1

1s

1

1s

Por tanto la profundidad mínima estricta de la pantalla por rotura de fondo puede

establecerse a la profundidad desde nivel de acera de 14.85 m (7.35 m + 7.50 m) siempre

que se intercepte el estrato impermeable a dicha profundidad. Se recomienda

encastrarla suplementariamente 1-2 metros en dicho estrato impermeable. Se observa en el

croquis adjunto que la profundidad de los muros pantalla para asegurar el coeficiente

de seguridad frente a rotura de fondo debe alcanzar la profundidad de -20 m desde el

nivel de acera.

Se adjunta croquis explicativo con el perfil estratigráfico de los sondeos S1, S2 y S3 para

comprobar la condición citada y la necesidad de prolongar las pantallas hasta el siguiente

nivel impermeable:

Fig. 74. Esquema orientativo profundidad de muros pantalla para evitar rotura de fondo. Se hace

necesario profundizar la pantalla hasta estrato impermeable

Fondo de excavación

18 m aprox desde boca sondeo

(cota desde nivel de acera 20 m)


Se recomienda llevar un control intensivo durante la ejecución de los muros pantalla

para asegurarse el interceptar el estrato impermeable inferior en todos los bataches.

(Se deberán realizar partes de trabajo de cada uno de los bataches de los muros pantalla

identificando los distintos niveles atravesados para asegurar el interceptar el nivel

impermeable inferior).

Complementariamente, y tal como se verá en apartados posteriores se deberá realizar el

alivio de las presiones de los niveles permeables interceptados por los muros pantalla

mediante pozos de bombeo.

Estudio especial requerirán excavaciones de importantes dimensiones superiores en

profundidad a las citadas tales como excavaciones para la grúa torre, para fosos

montacargas…

13.2. SIFONAMIENTO.

“Sifonamiento: Se trata de un proceso que se presenta en excavaciones bajo el nivel

freático en suelos no cohesivos, limos arenosos, arenas e incluso gravas expuestas a un

flujo de agua y, por tanto, a unas fuerzas de filtración capaces de anular la capacidad

portante del suelo”

Del lado de la seguridad, se puede realizar la comprobación que marca el CTE

considerando que todo el terreno del intradós de la pantalla fuera homogéneo y arenoso, y

calcular el gradiente de salida considerando que todo el potencial se pierde en el intradós

de pantalla.

COMPROBACIÓN FRENTE AL SIFONAMIENTO

Del informe geotécnico obtenemos:

Nivel freático: –1.10 desde boca de sondeo= -3.10 m (desde cota acera)

Peso específico medio entre fondo excavación y fondo muro pantalla 2.00 t/m3.

Del proyecto de arquitectura obtenemos:

Cota máxima excavación recinto apantallado -5.85 m + 1.00 m losa (aproximado) +

machaca ≈-7.35 m.

Para el cálculo del factor de seguridad se emplea la siguiente expresión (6.3.2.2.2.

Estabilidad fondo de excavación CTE-SE-C )


2s

crs i

iF siendo

icr gradiente crítico que anula tensión vertical efectiva

110

1020

wcri

is gradiente medio del terreno en el intradós de pantalla:

HHL

his

25.410.335.7

Introduciendo los valores en la formulación expuesta:

50.82 Hi

iF

s

crs

Para cumplir el citado coeficiente de seguridad frente a sifonamiento, la profundidad

desde el nivel de acera de los muros pantalla deberá ser de un mínimo de 15.85 m

(7.35 m + 8.50 m) según CTE.


13.3. LONGITUD DE LOS MUROS PANTALLA

Como se ha expuestos en los apartados 13.1 y 13.2 la condición más restrictiva para

dimensionar la longitud de los muros-pantalla es la condición de rotura de fondo por lo que

se establece una longitud media de los mismos en aproximadamente 18 metros

desde el nivel actual de la parcela (profundidad de -20 m desde el nivel de acera. (ver

apartado 12.1)

13.4. REBAJAMIENTO DEL NIVEL FREÁTICO

Estudio del caudal de extracción

En el presente apartado se va a realizar una estimación inicial de los caudales de

extracción con la hipótesis de ejecución de muros-pantalla en las condiciones expuestas en

el apartado anterior (pantallas hasta 20 m desde nivel calle).

Obligando a que el nivel freático dentro del recinto de la excavación esté situado al menos 1

metro por debajo de la cota de excavación la formulación de Darcy proporciona un valor del

caudal a extraer comprendido entre (2.8 – 13.7) litros/sg para permeabilidades del nivel C-D

Limos arenosos – arcillosos y Arcillas limosas del orden de 10-6- 5x10-6 m/sg.

Fig. 75. Red de flujo


No obstante, el caudal puede verse aumentado por aspectos ajenos a la permeabilidad de

los estratos, tales como, la bondad en cuanto a la ejecución de las juntas de las pantallas, a

la conexión de antiguos sondeos con el acuífero inferior y/o a bolsas de gravas no

detectados en el geotécnico que pudieran anular el efecto de confinamiento de las

pantallas.

El sistema de rebajamiento recomendado es mediante pozos de bombeo (rebajamiento y

alivio de presiones). Por geometría de la parcela se estiman un mínimo de 8 puntos de

bombeo. Dichos pozos se deberán disponer con entubación definitiva metálica para evitar

roturas en fase de excavación y engravillar el espacio anular de la zona filtrante con gravilla

silícea para aumentar su permeabilidad y evitar el arrastre de finos.

No se recomienda la reducción de puntos de bombeo ya que cada pozo debería extraer

más caudal, aumentando por tanto, los gradientes hidráulicos en la entrada de los pozos

pudiendo favorecer la generación del arrastre de finos en los suelos granulares, y

consecuentemente, podrían generarse futuros asientos no previsibles.

En vista de la variabilidad de los caudales calculados, se deberá realizar un ensayo de

bombeo previo una vez ejecutados los muros pantalla para adecuar la instalación a los

caudales reales de extracción.

Se recomienda la instrumentación del rebajamiento del nivel freático mediante piezómetros

con transmisión de datos del nivel freático tanto en el exterior como en el interior del recinto.

Pozos de bombeo

Por último, los pozos de bombeo que se diseñen deberán cumplir las dos funciones

siguientes:

Rebajamiento del nivel freático para la excavación del recinto sin aguas freáticas.

Alivio de presiones de los acuíferos permeables interceptados por los muros pantalla

para evitar la rotura del fondo de la excavación.


14. RECOMENDACIONES COMPLEMENTARIAS

Debido a la existencia de edificios colindantes con el solar, se recomienda proceder a la

instrumentación de los edificios vecinos para garantizar que el proceso de excavación no

induce deformaciones en los mismos. Dicha instrumentación, que no es objeto del presente

estudio geotécnico, requerirá un estudio adecuado a la realidad de los edificios colindantes,

pero en líneas generales podría constar de:

Realización de registro fechado de fisuras y daños, incluyendo reportaje fotográfico,

colocación de fisurómetros para poder conocer la hipotética evolución de fisuras o

grietas. (Para que el documento sea válido deberá ser ratificado mediante acta

notarial)

Levantamiento topográfico y colocación de regletas o testigos de yeso en puntos

significativos susceptibles de sufrir deformación en edificios colindantes.

Instrumentación de las pantallas, en su caso, mediante tuberías inclinométricas, a fin

de poder verificar si en las operaciones de excavación se producen deformaciones

excesivas en las pantallas. Se recomiendan un mínimo de 6 tuberías inclinométricas

debido a la geometría de los muros pantalla.


15. RESUMEN FINAL

Nº

sondeos/tipología

3 sondeo rotativo con recuperación testigo hasta profundidades de 30 m (S1), 30 m (S2) y 39 m

4 penetraciones dinámica hasta rechazo (entre 11-12 m rechazo)

Tipología terreno

Nivel 0: Rellenos y terreno vegetal (limos de inundación).

Nivel A Arcillas orgánicas

Nivel B Limos areno-arcillosos

Nivel C: Arenas/Gravas arenosos-arcillosos

Nivel D: Arcillas limosas

Cota cimentación y

tipología

cimentación

La base de apoyo de la losa de cimentación bajo nivel freático viene marcada por la ejecución de

los 2 sótanos y según los planos de arquitectura se estima aproximadamente en -7.00 m desde el

nivel de acera (nivel B de limos arenosos-arcillosos). Se hace necesario combinar la losa de

cimentación con cimentación profunda estudiándose las siguientes soluciones de cimentación:

• SOLUCIÓN 1: Transferencia de cargas de la losa de cimentación en profundidad

mediante cimentaciones profundas (PILOTES/MÓDULOS PANTALLA).

• SOLUCIÓN 2: Refuerzo y tratamiento del terreno mediante la inclusión bajo la losa de

cimentación de inclusiones de mortero o columnas de módulo controlado (CMC). (Como se

desarrolla en el apartado 11.2. esta solución de cimentación, aunque reduce un porcentaje

importante los asientos generados, queda descartada por resultar inadmisibles en las condiciones

expuestas).

Nivel freático -3.10 m desde cota acera (1.10 m desde boca de sondeo)

Elementos de

contención

Muros pantalla hasta la profundidad media 18 metros desde el nivel actual de la parcela

(profundidad de -20 m desde el nivel de acera. (ver apartado 12.1) para cumplir coeficiente de

seguridad frente a rotura de fondo y pozos de bombeo para aliviar la presión los acuíferos

permeables interceptados y rebajar el nivel freático. (Ver apartado 13)

Coeficiente de

empuje al reposo K0= 1 – sen(’) siendo el ángulo de rozamiento interno efectivo.

Hormigón IIa+Qa

Sismicidad Coeficiente C del terreno 1.63


RESUMEN DE PARÁMETROS GEOTÉCNICOS DE LOS NIVELES

NIVEL 0. RELLENOS Y TERRENO VEGETAL (LIMOS DE INUNDACIÓN)

Ángulo de rozamiento efectivo = 25º

Cohesión efectiva c’ = 0,00 kp/cm2

Densidad aparente = 1.80 t/m3

Módulo de Deformación E’= 5000 KPa = 50 kg/cm2

NIVEL A. Arcillas orgánicas


Resistencia a corte sin drenaje cu= 15 kPa = 0,15 kg/cm2





Nivel B. Limos arenosos-arcillosos


Resistencia a corte sin drenaje cu = 75 kPa = 0,75 kg/cm2





Nivel C Arenas / gravas arenosas-arcillosas de compacidad media-densa


Cohesión efectiva c’ = 0 kPa = 0,00 kg/cm2

Densidad aparente: = 21 KN/m3= 2.10 t/m3




Nivel D. Arcillas limosas/limos arenosos-arcillosos


Resistencia a corte sin drenaje cu = 60 kPa = 0.6 kg/cm2

Cohesión efectiva c’ = 10 kPa = 0,1 kg/cm2 = 1 t/m2




Fig. 76. Imagen perfil estratigráfico. (Ver apéndice I)


SOLUCIÓN 1: PILOTES / MÓDULOS PANTALLA

Estrato cu (kPa) Resistencia unitaria fuste (kPa) Resistencia unitaria por punta (kPa)

NIVEL B. LIMOS ARENOSOS-ARCILLOSOS 75 40 650

NIVEL C. ARENAS / GRAVAS ARENOSAS-

ARCILLOSAS DE COMPACIDAD MEDIA-DENSA - 90

hormigonados in Hincado

7700(*) (**) 15400 (*) (**)

NIVEL D. ARCILLAS LIMOSAS 60 35 500

Nota: Se trata de valores no minorados, a los cuales se precisa aplicar el correspondiente factor de seguridad expuesto anteriormente en

(*) Estos valores de resistencia por punta quedarán condicionados en función del dimensionamiento final de los pilotes debiendo cumplir la

formulación incluida en el apartado 5.3.4.1.2 de CTE SE-C que se desarrolla a continuación.

El empotramiento mínimo de los pilotes en el nivel seleccionado será de 6·Φ, para poder contar con la máxima capacidad portante por punta.

En el apartado 5.3.4.1.2. Consideraciones de la resistencia por punta en el CTE SE-C se incluye en su punto 5 que en las situaciones en las que bajo la

punta existan zonas de menor resistencia , que reduzcan la resistencia unitaria por punta qp, dicho valor vendrá limitado por la expresión:

up cD

Hq

2

16 siendo:




(**) Para los pilotes pantalla, en la Guía de Cimentaciones para Obras de Carreteras se especifica que, a efectos de estimar la resistencia por

punta, en el caso de pantallas se utilice el factor reductor siguiente independiente del factor de seguridad expuesto en el apartado 11.1:


L

Bf 4.06.0 Donde:



SOLUCIÓN 2: COLUMNAS DE MORTERO Ó MÓDULO CONTROLADO (CMC)

Estrato Resistencia unitaria fuste qs (kPa) Resistencia unitaria por punta qp,l (kPa)

Nivel B de Limos arenosos-arcillosos 65 KPa (*) 1800 KPa (*)

Nivel C de Arenas/Gravas arenosas-arcillosas de compacidad

media-densa 120 KPa (*) 12160 KPa (*)

Nivel D Arcillas limosas 65 KPa (*) 1800 KPa (*)

Nota: Se trata de valores no minorados, a los cuales se precisa aplicar el correspondiente factor de seguridad expuesto anteriormente en

apartado 11.1.

(*) En caso de desarrollar la presente solución de columnas de módulo controlado, recomendamos la ampliación de la campaña de ensayos

presiométricos en los distintos niveles interceptados por la solución para la obtención de valores medios más representativos de la presión

límite (pl).

SOLUCIÓN DESCARTADA EN LAS CONDICIONES EXPUESTAS


MUROS PANTALLA- RESISTENCIA POR PUNTA Y POR FUSTE

Estrato cu

(kPa)

Resistencia unitaria fuste (kPa)

Resistencia unitaria por punta (kPa)

NIVEL 0: Rellenos y terreno vegetal - - -

NIVEL A. Arcillas orgánicas 15 - -

Nivel B. Limos arenosos-arcillosos 75 40 650 (*)

NIVEL C. Gravas y arenas en matriz arenosa-arcillosa - 90 7700(*)

Nivel D. Arcillas limosas 60 35 500 (*)



(*) Estos valores de resistencia por punta quedarán condicionados en función del dimensionamiento final de los pilotes debiendo

cumplir la formulación incluida en el apartado 5.3.4.1.2 de CTE SE-C que se desarrolla a continuación.

El empotramiento mínimo de los pilotes en el nivel seleccionado será de 6·Φ, para poder contar con la máxima capacidad portante por punta.

En el apartado 5.3.4.1.2. Consideraciones de la resistencia por punta en el CTE SE-C se incluye en su punto 5 que en las situaciones en las

que bajo la punta existan zonas de menor resistencia , que reduzcan la resistencia unitaria por punta qp, dicho valor vendrá limitado por la

expresión:

up cD

Hq

2

16 siendo:




(**) Para los pilotes pantalla, en la Guía de Cimentaciones para Obras de Carreteras se especifica que, a efectos de estimar la

resistencia por punta, en el caso de pantallas se utilice el factor reductor siguiente independiente del factor de seguridad expuesto en

el apartado 11.1:


L

Bf 4.06.0 Donde:



Estrato Módulo de balasto horizontal

Formulación expuesta

NIVEL 0: Rellenos y terreno vegetal 360 t/m3

NIVEL A. Arcillas orgánicas 180 t/m3

Nivel B. Limos arenosos-arcillosos 540 t/m3

NIVEL C. Gravas y arenas en matriz arenosa-arcillosa

Entre 10-15 m 4000 t/m3

Entre 20-25 m 7200 t/m3

Entre 30-35 m 10400 t/m3

Nivel D. Arcillas limosas 540 t/m3


16. UNIDADES

EQUIVALENCIA EN EL SISTEMA DE UNIDADES:

0.1 kg/cm2 = 1 T/m2 = 10 KN/m2 = 10 kPa

0.001 kg/cm3 = 1 T/m3 = 10 kN/m3


17. FECHA Y FIRMA

Hacemos constar que las conclusiones anteriores se han establecido basándose en la

extrapolación a toda la zona de cimentación de los datos y resultados obtenidos en un

número puntual de prospecciones.

Teniendo en cuenta la posible anisotropía de la masa que constituye el suelo, hay que

prever siempre que, en el caso hipotético de que durante la fase de construcción se

detectarán suelos diferentes o se dieran situaciones distintas a las indicadas en este

informe se deberán considerar las modificaciones oportunas.

En caso de encontrar discrepancias respecto de lo redactado en el presente informe

durante la ejecución de las obras, se recomienda consultar el caso con esta oficina.

Valencia, enero de 2017

Redactores:

XXXXXXXXX

Ingeniero de Caminos.

Departamento Geotecnia

XXXXXXXXX

Ingeniero de Caminos

Departamento Geotecnia

Supervisado:

XXXXXXXXX

Ingeniero de Caminos

Director Técnico

G16227 – INFORME GEOTÉCNICO EDIF. VIV. 15 PLANTAS Y 2 SÓT. (VALENCIA).

APÉNDICES


APÉNDICE I

PLANO DE SITUACIÓN

PERFIL LONGITUDINAL

REGISTROS SONDEOS, PENETRACIONES DINÁMICAS

ENSAYOS PRESIOMÉTRICOS


APÉNDICE II

ACTAS DE ENSAYOS ACREDITADOS EN ÁREA GTC


APÉNDICE III

ACTAS DE ENSAYOS ACREDITADOS EN ÁREA GTL


APÉNDICE IV

DOCUMENTACIÓN FOTOGRÁFICA


APÉNDICE V

ASIENTOS


APÉNDICE VI

PERMEABILIDAD

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