ROM 0.5-05 Geotecnia

7/27/2019 ROM 0.5-05 Geotecnia

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MINISTERIODE FOMENTO

Puertos del Estado

RECOMENDACIONES PARA OBRAS MARTIMAS

Recomendaciones Geotcnicaspara Obras Martimas y Portuarias

ROM0.5-05

SERIE0D

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1 EdicinNoviembre 2005

EDICIN:Puertos del Estado

REDACCIN PONENCIA:

Antonio Soriano PeaUNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRIDINGENIERA DEL SUELO S.L.

COORDINACIN Y DISEODE LA PUBLICACIN:Emilio Pieiro DazPUERTOS DEL ESTADO

IMPRESIN:V.A. Impresores S.A.

I.S.B.N.:84-88975-52-X

DEPSITO LEGAL:M-34875-2006

Puertos del Estado

PRECIO:50 (IVA incluido)

Recomendaciones Geotcnicas para Obras Martimas y Portuarias0.5-05


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El Programa ROM vigente, que engloba diversas actividades de estudio y debate orientadas al desarro-llo del conjunto de reflexiones sectoriales difundido con las distintas Recomendaciones para ObrasMartimassucesivamente editadas, constituye un marco permanente de Normalizacin tcnica en el mbito de la inge-niera martimo-portuaria que depende de las Administraciones competentes para Puertos de Inters generaldel Estado.

Sus objetivos se dirigen a consolidar la importante experiencia espaola en este campo, a establecer losdiferentes estndares de Fiabilidad, Funcionalidad y Operatividad que deban exigirse a los proyectos corres-pondientes y, en sntesis, a potenciar una mayor calidad para la ejecucin de las Obras Portuarias durante todassus fases, desde las de la planificacin, del proyecto y construccin o puesta en servicio hasta las de conser-vacin y posibles reparaciones o desmantelamientos. Sin olvidar su papel como instrumento especializado parael desarrollo y la innovacin, tanto en lo que respecta a una introduccin de avances tecnolgicos recientescuanto a detectar las necesidades con ms relevancia o urgentes de profundizacin en el conocimiento y, portanto, de su investigacin.

Este Programa normativo de Recomendaciones fue creado en 1987 por el entonces Ministerio de ObrasPblicas a travs de la Direccin General de Puertos y Costas y desde entonces ha desarrollado sus tareas deforma ininterrumpida, en constante evolucin, materializando un conjunto de Documentos con amplias aplica-ciones que han alcanzado reconocido prestigio estatal e internacional como excelentes herramientas tcnicaspara el Proyecto y Construccin de las Infraestructuras portuarias.

La sistemtica establecida para elaborar los mismos, fruto de unos procesos de discusin prolongada y pos-terior acuerdo entre distintas posiciones tcnicas representadas en el seno del Sector mediante los diversosGrupos de Trabajo formados por Expertos, redactores con los Ponentes y el resto de Comisiones amplias parauna revisin anticipada desde la perspectiva de los usuarios,ha sido y seguir siendo la mejor garanta de su rigory aplicabilidad,al recoger en cada momento de forma contrastada todo el estado del arte y las experiencias apro-vechables desarrolladas en definitiva, tanto al nivel prctico como en los terico-acadmicos, por la ingenieraportuaria espaola.

Actualmente, las Publicaciones que incluye el Programa se agrupan en varias ramas temticas diferenciadas:

Serie 0: Descripcin y caracterizacin de los factores de proyecto. Serie 1: Obras de abrigo frente a las oscilaciones del mar.

Serie 2: Obras portuarias interiores. Serie 3: Planificacin, gestin y explotacin de las reas portuarias. Serie 4: Superestructuras e instalaciones en tierra. Serie 5: Aspectos ambientales de las obras martimas en el entorno litoral. Serie 6: Prescripciones tcnicas, administrativas y legales. Foro E/ROM de debates: Estudios y anlisis tcnico-cientfico sobre las ROM.

La inicial de entre todas ellas, destinada a caracterizar lo referente a Situacin y Factores de Proyectoen las Obras Martimas o Portuarias, engloba tanto diversas Recomendaciones aprobadas ya en los docu-mentos especficos respecto a Factores de Uso y Explotacin:Acciones en el Proyecto (ROM 0.2-90),AgentesClimticos I: Oscilaciones del Mar (ROM 0.3-91), Agentes Climticos II: Procesos Atmosfricos (ROM 0.4-95)y Factores del Terreno: Geotecnia (ROM 0.5-94), ms la ltima desarrollada sobre Procedimiento General yBases de Clculo en el Proyecto (ROM 0.0)- como otras previstas sobre Materiales de Construccin (ROM

0.1), Agentes Ssmicos (ROM 0.6) y Sistemas de Medidas e Instrumentaciones (ROM 0.7), que se encuentranan en preparacin.

Prlogo

Prlogo 5


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6 Prlogo

Dentro de dicha Serie 0 para las Obras Martimas y Portuarias, ya en el ao 1994 se publicaron (bajo ladenominacin de ROM 0.5-94) unas primeras Recomendaciones Geotcnicas.Y tras el periodo transcurrido,despus de haber estado en vigor durante ms de una dcada evidenciando gran utilidad e influencia para mejo-rar los Proyectos portuarios en el mbito de la geotecnia, se ha considerado necesario revisar y actualizar las

mismas para tomar en cuenta tanto resultados de su aplicacin y nuevos desarrollos tecnolgicos como la msreciente experiencia disponible, al objeto de mantener un texto continuamente alineado con las necesidades ymejores prcticas usuales presentes.

La nueva ROM 0.5-05 consecuente supone, pues, el primer caso finalizado relativo a una revisin ampliada oactualizacin de alguna de las Recomendaciones para Obras Maritimas editada con anterioridad, al que seguirnasimismo los dems planteados con respecto a otras tambin ya vigentes.

Su proceso de elaboracin ha seguido la metodologa habitual establecida en el Programa de estas Recomen-daciones normativas, habiendo sido redactada bajo la responsabilidad y supervisada por Puertos del Estado, conparticipacin de las siguientes personas:

Direccin delPrograma ROM:Jos Llorca Ortega, Puertos del Estado.

Ponente de la ROM 0.5-05:

Antonio Soriano Pea, Universidad Politcnica de Madrid.

Comisiones Tcnicas de Trabajo:

Germn Burbano Juana, DRAGADOS-ACS.Antonio Capote del Villar, FERROVIAL-AGROMAN.Luis Casero Mejas, INTECSA.Francisco Esteban Lefler, FCC.

Jos Luis Fernndez Martn,Autoridad Portuaria de Sevilla.Luis Fort Lpez-Tello, NECSO.Gonzalo Gmez Barqun, Puertos del Estado.Miguel ngel Gmez Caldito,ALATEC.Ramiro Gmez Escoubes, IBERINSA.Jess Gonzlez Galindo, INGENIERIA DEL SUELO.Juan Ignacio Grau Albert, Puertos del Estado.Miguel ngel Losada Rodrguez, Universidad de Granada.David Marcano Ceballos,Autoridad Portuaria de Santander.Claudio Olalla Maran, Laboratorio de Geotecnia del CEDEX.Eloy Pita Carpenter, Puertos del Estado.

Csar Sagaseta Milln, Universidad de Cantabria.Carlos Sanchidrin Fernndez, PROES.Juan Carlos Su Recio,Autoridad Portuaria de la Baha de Algeciras.Javier Uzcanga Salas,Autoridad Portuaria de Barcelona.

Presidente del Grupo de Trabajo para la ROM 0.5-05:Francisco Esteban Rodrguez-Sedano [ 2006], Puertos del Estado.

Coordinacin General delPrograma ROM:Francisco J. Gonzlez Portal, Puertos del Estado.

Los trabajos para sus Grupos de Expertos finalizaron en julio de 2005 con aprobacin del Documento por

unanimidad entre todos los miembros de la Comisin Tcnica ampliada, siendo en consecuencia refrendada porPresidencia de Puertos del Estado en el mes de noviembre del mismo ao.


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Esta versin de la ROM 0.5-05 (Recomendaciones Geotcnicas para Obras Martimas y Portua-rias) es de destacar, primeramente en relacin con la anterior, por haberse adaptado al nuevo Procedimien-to General y de Clculo en particular a sus requerimientos sobre Seguridad, as como de aptitud para elServicio y del Uso o la Explotacin que, en la ROM 0.0 (2001), se haba establecido con carcter global res-

pecto a las Obras Portuarias.Y, en segundo lugar, por incorporar nuevos contenidos que completan los de laprevia a la luz del conocimiento y avances tecnolgicos que se han consolidado los ltimos aos, siendo espe-cialmente remarcable una primera aproximacin a las influencias que pueden tener la presencia de Agentescon un carcter dinmico como los sismos, el oleaje u otras oscilaciones del mar en el comportamientode los Suelos saturados y, por tanto, en la verificacin de distintos Modos de fallo geotcnicos que afectan alas obras portuarias.

No obstante, una vez actualizada, esta nueva Recomendacin mantiene esencialmente la finalidad ltima desu precedente, que no es otra que conjugar aspectos metodolgicos, normativos y tecnolgicos con objeto dedisponer una verdadera Gua,moderna, completa y exhaustiva, para Ayuda tcnica en todo lo referido a los aspec-tos que inciden, afectan o condicionan a las infraestructuras portuarias desde el punto de vista geotcnico. Porello se incluyen:

Definiciones de planificacin y tcnicas para la Investigacin geotcnica. Establecimiento de Criterios del proyecto para valores de parmetros geotcnicos, requerimientos

exigibles frente a los modos de fallo y mtodos en su verificacin. Problemas geotcnicos especficos en diferentes tipologas de obras martimo-portuarias,con reco-

mendaciones sobre los mtodos de anlisis y solucin para cada uno de ellos.

Cualesquier comentarios, sugerencias, aclaraciones u otras aportaciones que puedan presentarse acerca delcontenido de esta nueva ROM 0.5-05 (cuya versin digitalizada se encuentra disponible desdehttp://www.puertos.es), as como sobre los resultados prcticos de sus aplicaciones, sern bienvenidos con el finde ser tomados en consideracin por futuras Revisiones de la misma.Y podrn remitirse en todo momento a laCoordinacin del Programa, dirigindolos a [email protected].

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ndice 9

Prlogo ..................................................................................................................................................................................................................... 5

CAPTULO I. GENERAL

1.1. MBITO DE APLICACIN ........................................................................................................................................................................ 31

1.2. CONTENIDO ..................................................................................................................................................................................................... 31

1.3. CRITERIOS DE SEGURIDAD .................................................................................................................................................................... 32

1.4. CONSIDERACIN DE LOS EUROCDIGOS ESTRUCTURALES ................................................................................ 32

1.5. DEFINICIONES ................................................................................................................................................................................................... 35

1.6. SISTEMA DE UNIDADES ............................................................................................................................................................................ 41

1.7. NOTACIONES .................................................................................................................................................................................................... 41

1.8. REFERENCIAS DOCUMENTALES ......................................................................................................................................................... 48

CAPTULO II. INVESTIGACIN GEOTCNICA

2.1. INTRODUCCIN ............................................................................................................................................................................................ 55

2.2. PROPIEDADES DEL TERRENO ............................................................................................................................................................... 55

2.2.1. Granulometra ................................................................................................................................................................................ 552.2.2. ndice de poros y porosidad .................................................................................................................................................. 562.2.3. Humedad y grado de saturacin ........................................................................................................................................ 572.2.4. Densidades y pesos especficos ........................................................................................................................................... 572.2.5. Plasticidad .......................................................................................................................................................................................... 582.2.6. Permeabilidad ................................................................................................................................................................................. 582.2.7. Comportamientos drenado y no drenado ................................................................................................................... 592.2.8. Resistencia de los suelos .......................................................................................................................................................... 60

2.2.8.1. Parmetros de resistencia en presiones efectivas ............................................................................. 602.2.8.2. Suelos no saturados ........................................................................................................................................... 612.2.8.3. Resistencia al corte sin drenaje ................................................................................................................... 61

2.2.9. Resistencia de las rocas ............................................................................................................................................................. 62

2.2.9.1. Distancia media entre diaclasas ................................................................................................................... 632.2.9.2. Nmero de fracturas por unidad de volumen ................................................................................... 642.2.9.3. Persistencia de la fracturacin ...................................................................................................................... 642.2.9.4. Apertura de las litoclasas ................................................................................................................................ 652.2.9.5. Rugosidad ................................................................................................................................................................. 652.2.9.6. Resistencia a compresin simple ................................................................................................................ 652.2.9.7. Grado de alteracin ........................................................................................................................................... 66

2.2.10. Deformabilidad del terreno ................................................................................................................................................... 66

2.2.10.1. El modelo elstico ............................................................................................................................................... 662.2.10.2. El modelo edomtrico ...................................................................................................................................... 672.2.10.3. El modelo de Winkler ....................................................................................................................................... 692.2.10.4. Otras formas de considerar la deformacin del terreno ............................................................ 69

2.2.11. Otras caractersticas .................................................................................................................................................................... 69

ndice General
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2.3. OBJETIVOS Y FASES DEL RECONOCIMIENTO DEL TERRENO .................................................................................... 70

2.4. ESTUDIO PRELIMINAR ............................................................................................................................................................................... 72

2.4.1. Informacin preexistente ......................................................................................................................................................... 72

2.4.2. Informe geotcnico preliminar ............................................................................................................................................. 732.4.3. Parmetros geotcnicos preliminares ............................................................................................................................... 75

2.5. PROGRAMACIN DE LOS RECONOCIMIENTOS ................................................................................................................ 77

2.6. RECONOCIMIENTOS GEOFSICOS ................................................................................................................................................. 78

2.7. SONDEOS MECNICOS .......................................................................................................................................................................... 79

2.7.1. Ejecucin de sondeos ................................................................................................................................................................ 792.7.2 Profundidad de los reconocimientos ................................................................................................................................ 80

2.8. POZOS, CALICATAS Y ZANJAS ........................................................................................................................................................... 83

2.9. ENSAYOS IN SITU .................................................................................................................................................................................... 84

2.9.1. Ensayo de penetracin estndar. SPT ............................................................................................................................... 842.9.2. Penetrmetros dinmicos ........................................................................................................................................................ 872.9.3. Penetrmetros estticos ........................................................................................................................................................... 892.9.4. El piezocono. CPTU .................................................................................................................................................................... 912.9.5. Correlacin entre ensayos de penetracin .................................................................................................................. 932.9.6. Presimetros y dilatmetros ................................................................................................................................................. 942.9.7. Ensayos de molinete ................................................................................................................................................................... 972.9.8. Ensayos de placa de carga ....................................................................................................................................................... 972.9.9. Ensayos de permeabilidad en sondeos y calicatas .................................................................................................... 972.9.10. Pruebas de campo y otros ensayos in situ .............................................................................................................. 97

2.10. TOMA DE MUESTRAS ................................................................................................................................................................................ 98

2.11. ENSAYOS DE LABORATORIO .............................................................................................................................................................. 1002.11.1. Ensayos de identificacin de suelos ................................................................................................................................... 1002.11.2. Ensayos de compresin simple de suelos ...................................................................................................................... 1002.11.3. Corte directo de suelos, gravas y escolleras finas ..................................................................................................... 1012.11.4. Ensayo triaxial de suelos ........................................................................................................................................................... 1012.11.5. Ensayos edomtricos .................................................................................................................................................................. 1022.11.6. Ensayos de compactacin ....................................................................................................................................................... 1022.11.7. Permeabilidad ................................................................................................................................................................................. 1032.11.8. Ensayos dinmicos ........................................................................................................................................................................ 1032.11.9. Ensayos de rocas ........................................................................................................................................................................... 1032.11.10. Otros ensayos de laboratorio ............................................................................................................................................... 104

2.12. INTENSIDAD DEL RECONOCIMIENTO GEOTCNICO ................................................................................................... 1042.12.1. Tipos de reconocimiento ........................................................................................................................................................ 1062.12.2. Nmero de puntos de investigacin en los reconocimientos detallados ................................................... 1062.12.3. Reconocimientos reducidos y mnimos .......................................................................................................................... 1092.12.4. Nmero de ensayos de laboratorio ................................................................................................................................. 110

2.13. INFORME GEOTCNICO ......................................................................................................................................................................... 111

2.13.1. Anejo de trabajos de campo ................................................................................................................................................ 1112.13.2. Anejo de ensayos de laboratorio ....................................................................................................................................... 1122.13.3. Memoria ............................................................................................................................................................................................. 112

2.14. RECONOCIMIENTOS GEOTCNICOS PARA OBRAS O PROYECTOS DE CATEGORA A .................... 113

2.14.1. Identificacin de diferentes terrenos ................................................................................................................................. 1132.14.2. Parmetros geotcnicos comunes ...................................................................................................................................... 114

ROM 0.5-05Recomendaciones Geotcnicas para Obras Martimas y Portuarias

10 ndice
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ROM 0.5-05

ndice 11

Recomendaciones Geotcnicas para Obras Martimas y Portuarias

2.14.3. Variabilidad de los parmetros geotcnicos ................................................................................................................. 1152.14.4. Funciones probabilsticas recomendadas ........................................................................................................................ 116

2.15. COSTE DE LOS RECONOCIMIENTOS DEL TERRENO ...................................................................................................... 117

APNDICE 1. FRMULAS PARA LA INTERPRETACIN DE ENSAYOS DE PERMEABILIDAD EN POZOSY SONDEOS.................................................................................................................................................................................... 117

A1.1. INTERPRETACIN DE ENSAYOS DE PERMEABILIDAD EN SONDEOS ................................................................. 117

A1.1.1. Ensayos Lefranc ............................................................................................................................................................................. 117A1.1.2. Ensayos Lugeon ............................................................................................................................................................................. 117A1.1.3. Ensayos con carga variable ..................................................................................................................................................... 118

A1.2. INTERPRETACIN DE ENSAYOS DE BOMBEO ...................................................................................................................... 119

A1.2.1. Ensayos en rgimen permanente ........................................................................................................................................ 119A1.2.2. Ensayos en rgimen transitorio ............................................................................................................................................ 119A1.2.3. Inversin del ensayo de bombeo ....................................................................................................................................... 120A1.2.4. Niveles dentro del pozo .......................................................................................................................................................... 120

CAPTULO III. CRITERIOS GEOTCNICOS

3.1. ASPECTOS GENERALES ............................................................................................................................................................................ 129

3.2. CRITERIOS DE SEGURIDAD, SERVICIO Y EXPLOTACIN ............................................................................................... 129

3.2.1. Fiabilidad frente a los Estados Lmite ltimos ............................................................................................................. 1303.2.2. Funcionalidad frente a Estados Lmite de Servicio ................................................................................................... 1323.2.3. Operatividad frente a los Estados Lmite de Parada Operativa ....................................................................... 133

3.3 CLCULOS JUSTIFICATIVOS ................................................................................................................................................................. 133

3.3.1. Estados Lmite ltimos (ELU) ............................................................................................................................................... 1333.3.2. Estados Lmite de Servicio (ELS) ........................................................................................................................................ 134

3.3.3. Estados Lmite de Parada Operativa (ELO) ................................................................................................................. 1353.3.4. Mtodos de clculo ..................................................................................................................................................................... 1353.3.5. Definicin de los Estados o situaciones de proyecto ............................................................................................. 139

3.3.5.1. Definicin de los parmetros geomtricos .......................................................................................... 1393.3.5.2. Definicin de las propiedades del terreno ........................................................................................... 1413.3.5.3. Definicin de las acciones ............................................................................................................................... 1423.3.5.4. Definicin de las combinaciones de acciones y dems factores de proyecto ................. 1433.3.5.5. Consideracin de Estados o situaciones de corta duracin ...................................................... 147

3.3.6. Coeficientes de ponderacin parciales de las acciones ......................................................................................... 1483.3.7. Coeficientes de minoracin parciales de las resistencias del terreno ........................................................... 1483.3.8. Coeficientes de seguridad ....................................................................................................................................................... 149

3.3.8.1. Coeficientes de seguridad mnimos .......................................................................................................... 1493.3.8.2. Coeficientes de seguridad mnimos asociados con otras probabilidades de fallo ......... 150

3.3.9. El clculo con modelos numricos .................................................................................................................................... 1503.3.10. La fiabilidad en geotecnia ......................................................................................................................................................... 155

3.3.10.1. Fuentes de incertidumbre y su medida .................................................................................................. 1553.3.10.2. El clculo de referencia ................................................................................................................................... 1583.3.10.3. Estudios de sensibilidad individuales ......................................................................................................... 1583.3.10.4. Composicin de las sensibilidades individuales .................................................................................. 1593.3.10.5. Valor centrado del coeficiente de seguridad ....................................................................................... 1593.3.10.6. Clculo para la combinacin cuasi-permanente ................................................................................ 1593.3.10.7. Clculo para cada una de las combinaciones fundamentales .................................................... 1603.3.10.8. Clculo en combinaciones accidentales o ssmicas .......................................................................... 161

3.3.10.9. ndice de confianza y probabilidad de fallo ........................................................................................... 1633.3.10.10. Verificacin de la seguridad ............................................................................................................................ 164
http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap03.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/http://cap02.pdf/


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3.4 FILTRACIONES Y CONSOLIDACIN .............................................................................................................................................. 164

3.4.1. Problemas geotcnicos ms comunes ............................................................................................................................. 1643.4.2. Dibujo de redes de filtracin ................................................................................................................................................. 165

3.4.2.1. Terrenos homogneos e istropos. Problemas bidimensionales ............................................. 1653.4.2.2. Terrenos anistropos ......................................................................................................................................... 1663.4.2.3. Terrenos heterogneos .................................................................................................................................... 1663.4.2.4. Problemas tridimensionales ............................................................................................................................ 166

3.4.3. Caudales de filtracin ................................................................................................................................................................. 1663.4.3.1. Problemas bidimensionales, istropos y homogneos ................................................................... 1663.4.3.2. Terrenos anistropos ......................................................................................................................................... 1683.4.3.3. Terrenos heterogneos .................................................................................................................................... 1683.4.3.3. Problemas tridimensionales ............................................................................................................................ 168

3.4.4. Empujes del agua intersticial sobre estructuras .......................................................................................................... 168

3.4.4.1. Niveles de las aguas exteriores y de las lneas de saturacin en terrenos naturales yrellenos ....................................................................................................................................................................... 169

3.4.5. Fuerzas de arrastre ...................................................................................................................................................................... 1723.4.6. El problema del levantamiento de fondo ...................................................................................................................... 1743.4.7. Rebajamiento del nivel fretico con pozos ................................................................................................................... 1763.4.8. Arrastres de partculas y erosiones internas ................................................................................................................ 1773.4.9. Arrastres, socavaciones y otras erosiones externas ................................................................................................ 1793.4.10. Consolidacin de masas de suelo ...................................................................................................................................... 180

3.4.10.1. Formulacin bsica .............................................................................................................................................. 1803.4.10.2. Los excesos de presin intersticial ............................................................................................................ 1813.4.10.3. Subsidencia creada por los achiques ........................................................................................................ 1813.4.10.4. Los asientos de consolidacin ...................................................................................................................... 183

3.4.11. Presiones intersticiales generadas por el oleaje y otras oscilaciones del nivel del mar ...................... 1843.4.11.1. Distribucin de presiones intersticiales en fondos marinos ....................................................... 184

3.5 CIMENTACIONES SUPERFICIALES ..................................................................................................................................................... 1893.5.1. Tipos de cimentacin ................................................................................................................................................................. 1893.5.2. Modos de fallo ............................................................................................................................................................................... 190

3.5.2.1. Estados Lmite ltimos ..................................................................................................................................... 1903.5.2.2. Estados Lmite de Servicio ............................................................................................................................. 1923.5.2.3. Otros problemas de las cimentaciones superficiales ...................................................................... 192

3.5.3. Caractersticas de la cimentacin ........................................................................................................................................ 192

3.5.3.1. Configuracin geomtrica ............................................................................................................................... 1923.5.3.2. Acciones .................................................................................................................................................................... 1933.5.3.3. Caractersticas del terreno ............................................................................................................................. 195

3.5.4. Verificacin de la seguridad frente al hundimiento .................................................................................................. 195

3.5.4.1. Mtodos de verificacin ................................................................................................................................... 1953.5.4.2. Verificacin segn la experiencia local contrastada ......................................................................... 1963.5.4.3. Verificacin en funcin de los ensayos SPT ......................................................................................... 1963.5.4.4. Verificacin mediante ensayos presiomtricos ................................................................................... 1983.5.4.5. Mtodo basado en ensayos de penetracin esttica ..................................................................... 1993.5.4.6. Mtodos basados en otros ensayos de campo ................................................................................. 2003.5.4.7. Carga de hundimiento en suelos cohesivos firmes y rocas ........................................................ 2003.5.4.8. Clculo analtico de la carga de hundimiento ..................................................................................... 202

3.5.4.8.1. Frmula polinmica .................................................................................................................... 2023.5.4.8.2. Factores de correccin ............................................................................................................. 2053.5.4.8.3. Cimentaciones superficiales sobre terreno heterogneo .................................... 2083.5.4.8.4. Cimentaciones en banqueta sobre suelos cohesivos ............................................. 209

3.5.4.9. Seguridad exigible frente al hundimiento .............................................................................................. 211


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3.5.5. Verificacin de la seguridad frente al deslizamiento ................................................................................................ 212

3.5.5.1. Consideraciones previas .................................................................................................................................. 2123.5.5.2. Procedimiento de clculo ............................................................................................................................... 2123.5.5.3. Seguridad frente al deslizamiento .............................................................................................................. 214

3.5.6. Verificacin de la seguridad frente al vuelco ................................................................................................................ 215

3.5.6.1. Vuelco rgido ........................................................................................................................................................... 2153.5.6.2. Vuelco plstico ....................................................................................................................................................... 2163.5.6.3. Seguridad frente al vuelco plstico ............................................................................................................ 220

3.5.7. Asientos y otros movimientos de las cimentaciones .............................................................................................. 220

3.5.7.1. Zapatas aisladas ..................................................................................................................................................... 2203.5.7.2. Cimentaciones corridas .................................................................................................................................... 2223.5.7.3. Asientos de losas y cargas extensas ......................................................................................................... 2223.5.7.4. Asientos admisibles ............................................................................................................................................. 223

3.5.8. Consideraciones sobre el proyecto estructural ......................................................................................................... 224

3.6 CIMENTACIONES PROFUNDAS ......................................................................................................................................................... 2253.6.1. Aspectos generales ...................................................................................................................................................................... 225

3.6.1.1. Tipos de terreno .................................................................................................................................................. 2253.6.1.2. Tipos de pilote ...................................................................................................................................................... 227

3.6.2. Modos de fallo ms usuales ................................................................................................................................................... 228

3.6.2.1. Estados Lmite ltimos ..................................................................................................................................... 228

3.6.2.1.1. Estados Lmite ltimos de tipo geotcnico (GEO) ................................................ 2283.6.2.1.2. Estados Lmite ltimos de tipo estructural (STR) ................................................... 228

3.6.2.2. Estados Lmite de Servicio ............................................................................................................................. 229

3.6.2.2.1. Otras formas de fallo de las cimentaciones profundas ......................................... 229

3.6.3. Definicin de los factores de proyecto ........................................................................................................................... 2303.6.3.1. Configuracin geomtrica ............................................................................................................................... 2303.6.3.2. Caractersticas del terreno ............................................................................................................................. 2313.6.3.3. Acciones .................................................................................................................................................................... 2313.6.3.4. Efectos parsitos ................................................................................................................................................... 232

3.6.3.4.1. Rozamiento negativo ................................................................................................................. 2323.6.3.4.2. Empujes horizontales causados por sobrecargas verticales de superficie ...... 2343.6.3.4.3. Empujes sobre pilotes en talud ........................................................................................... 236

3.6.3.5. Efectos de las cargas cclicas o alternativas ........................................................................................... 238

3.6.4. La carga de hundimiento mediante frmulas estticas .......................................................................................... 242

3.6.4.1. Formulacin bsica .............................................................................................................................................. 242

3.6.4.2. Carga de hundimiento en funcin del SPT .......................................................................................... 2443.6.4.3. Carga de hundimiento a partir de ensayos de penetracin dinmica continuos .......... 2463.6.4.4. Carga de hundimiento a partir de ensayos penetromtricos estticos .............................. 2463.6.4.5. Carga de hundimiento calculada a partir del presimetro ......................................................... 2463.6.4.6. Cimentaciones con pilotes sobre roca ................................................................................................... 2473.6.4.7. Mtodos basados en soluciones analticas ............................................................................................ 248

3.6.4.7.1. Suelos granulares .......................................................................................................................... 2483.6.4.7.2. Suelos cohesivos ........................................................................................................................... 2493.6.4.7.3. Suelos cohesivos bajo la punta de los pilotes ............................................................. 250

3.6.4.8. Pruebas de carga de hundimiento ............................................................................................................. 2513.6.5. La carga de hundimiento mediante frmulas dinmicas ....................................................................................... 252

3.6.5.1. Frmulas dinmicas de la hinca ................................................................................................................... 253

3.6.5.2. La ecuacin de la onda .................................................................................................................................... 2553.6.5.3. El control de la hinca ......................................................................................................................................... 257

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3.6.6. Verificacin de la seguridad frente al hundimiento .................................................................................................. 261

3.6.6.1. Hundimiento individual de un pilote ........................................................................................................ 2613.6.6.2. Hundimiento conjunto del grupo .............................................................................................................. 2623.6.6.3. Coeficientes de seguridad mnimos frente al hundimiento ......................................................... 262

3.6.7. Verificacin de la seguridad frente al arranque .......................................................................................................... 263

3.6.7.1. El pilote individual ................................................................................................................................................ 2633.6.7.2. Consideracin del efecto grupo ................................................................................................................. 2643.6.7.3. Seguridad frente al arranque ......................................................................................................................... 264

3.6.8. Verificacin de la seguridad frente a la rotura del terreno por tiro o empuje horizontal ............... 265

3.6.8.1. El pilote individual ................................................................................................................................................ 2653.6.8.2. Consideraciones del efecto grupo ............................................................................................................. 2673.6.8.3. Coeficiente de seguridad frente a la rotura horizontal del terreno ...................................... 268

3.6.9. Verificacin de los Estados Lmite de Servicio ............................................................................................................ 268

3.6.9.1. Asientos ..................................................................................................................................................................... 268

3.6.9.1.1. Asientos del pilote aislado ...................................................................................................... 2693.6.9.1.2. Consideracin del efecto grupo ......................................................................................... 269

3.6.9.2. Movimientos horizontales y esfuerzos ..................................................................................................... 269

3.6.9.2.1. Mtodo simplificado ................................................................................................................... 270

3.6.10. Consideraciones sobre los modos de fallo de tipo estructural ....................................................................... 272

3.6.10.1. Distribucin de cargas en grupos de pilotes ....................................................................................... 2733.6.10.2. Resistencia estructural ....................................................................................................................................... 274

3.7 ESTRUCTURAS DE CONTENCIN DE EMPUJES DE TIERRAS .................................................................................... 275

3.7.1. Tipologas .......................................................................................................................................................................................... 275

3.7.1.1. Muros de gravedad ............................................................................................................................................. 2753.7.1.2. Muros pantalla ........................................................................................................................................................ 276

3.7.1.3. Entibaciones ............................................................................................................................................................. 2763.7.2. Valores lmites del empuje ...................................................................................................................................................... 2763.7.3. Simplificaciones necesarias para el clculo de empujes ......................................................................................... 278

3.7.3.1. Geometra del trasds del muro ................................................................................................................ 2783.7.3.2. Heterogeneidades del terreno .................................................................................................................... 281

3.7.3.2.1. Relleno en talud ............................................................................................................................ 2813.7.3.2.2. Relleno en franja estrecha ...................................................................................................... 283

3.7.3.3. Inclinacin de los empujes .............................................................................................................................. 283

3.7.4. Mtodo general de clculo del empuje activo ........................................................................................................... 284

3.7.4.1. Geometra del problema ................................................................................................................................. 2843.7.4.2. Red de filtracin ................................................................................................................................................... 2853.7.4.3. Cargas externas .................................................................................................................................................... 2853.7.4.4. Datos del terreno ................................................................................................................................................ 2853.7.4.5. Tramos de clculo ............................................................................................................................................... 2863.7.4.6. Clculo del empuje en cada tramo ........................................................................................................... 287

3.7.5. Mtodos basados en el coeficiente de empuje activo ........................................................................................... 290

3.7.5.1. El concepto de coeficiente de empuje activo ..................................................................................... 2903.7.5.2. Valor del coeficiente de empuje activo ................................................................................................... 2933.7.5.3. Clculo del empuje efectivo debido al peso del terreno ............................................................ 2973.7.5.4. El empuje del agua .............................................................................................................................................. 2983.7.5.5. El efecto de la cohesin ................................................................................................................................... 2993.7.5.6. El efecto de las sobrecargas .......................................................................................................................... 301

3.7.5.6.1. Sobrecargas verticales uniformes de gran extensin ............................................. 3013.7.5.6.2. Sobrecargas verticales uniformes de extensin limitada ...................................... 302


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3.7.5.6.3. Sobrecargas verticales lineales o concentradas ......................................................... 3033.7.5.6.4. Otras sobrecargas ........................................................................................................................ 304

3.7.6. Mtodo general de clculo del empuje pasivo ........................................................................................................... 305

3.7.6.1. Datos necesarios .................................................................................................................................................. 3053.7.6.2. Lnea de rotura ...................................................................................................................................................... 3053.7.6.3. Clculo del empuje ............................................................................................................................................. 306

3.7.7. Mtodos basados en el coeficiente de empuje pasivo .......................................................................................... 307

3.7.7.1. El concepto del coeficiente de empuje pasivo ................................................................................... 3073.7.7.2. Valor del coeficiente de empuje pasivo .................................................................................................. 3083.7.7.3. Clculo del empuje pasivo ............................................................................................................................. 310

3.7.8. Clculo del empuje al reposo ............................................................................................................................................... 3123.7.9. Consideracin de algunos casos singulares ................................................................................................................... 314

3.7.9.1. Empuje activo en muros paralelos ............................................................................................................. 3143.7.9.2. Pantallas de anclaje enterradas .................................................................................................................... 316

3.7.9.3. Pilotaje en el trasds de los muros ........................................................................................................... 3163.7.9.4. Efecto silo ................................................................................................................................................................. 318

3.7.10. Empuje sobre entibaciones .................................................................................................................................................... 3193.7.11. Modos de fallo ms usuales de las estructuras de contencin ......................................................................... 320

3.7.11.1. Estados Lmite ltimos ..................................................................................................................................... 320

3.7.11.1.1. Caracterizacin de las situaciones de proyecto ......................................................... 3243.7.11.1.2. Verificacin de la seguridad frente al vuelco en los muros de gravedad ..... 3253.7.11.1.3. Verificacin de la seguridad frente a la rotura del terreno en muros pantalla 3283.7.11.1.4. Verificacin de la seguridad frente al levantamiento del fondo de entibaciones 331

3.7.11.2 Estados Lmite de Servicio ............................................................................................................................. 331

3.7.11.2.1. Movimiento de los muros de gravedad .......................................................................... 331

3.7.11.2.2. Movimiento de los muros pantalla .................................................................................... 3323.8. ESTABILIDAD DE TALUDES ..................................................................................................................................................................... 335

3.8.1. Introduccin ..................................................................................................................................................................................... 3353.8.2. Modos de fallo ms usuales de los taludes asociados a Estados Lmite ltimos ................................... 336

3.8.2.1. Prdida de la estabilidad global ................................................................................................................... 3363.8.2.2. Deformaciones ...................................................................................................................................................... 3363.8.2.3. Erosiones ................................................................................................................................................................... 336

3.8.3. Modos de fallo ms usuales de los taludes asociados a Estados Lmite de Servicio ........................... 3363.8.4. El clculo de la estabilidad global en suelos ................................................................................................................. 338

3.8.4.1. Tipos de deslizamiento ..................................................................................................................................... 3383.8.4.2. Caracterizacin de las situaciones de proyecto ................................................................................. 3393.8.4.3. Principios generales del clculo ................................................................................................................... 3423.8.4.4. Deslizamiento plano indefinido .................................................................................................................... 3433.8.4.5. Estudio de deslizamientos circulares ......................................................................................................... 344

3.8.4.5.1. Mtodo del crculo de rozamiento ................................................................................... 3443.8.4.5.2. bacos de Taylor .......................................................................................................................... 3463.8.4.5.3. Mtodo de las rebanadas. Lneas circulares .................................................................. 346

3.8.4.6. Estudio de deslizamientos no circulares ................................................................................................. 350

3.8.4.6.1. Mtodo de las rebanadas. Lneas no circulares .......................................................... 3503.8.4.6.2. Mtodo de las cuas .................................................................................................................. 351

3.8.5. El clculo de la estabilidad global en rocas ................................................................................................................... 352

3.8.5.1. Tipos de inestabilidad ........................................................................................................................................ 353

3.8.5.2. Caracterizacin de la situacin de proyecto ....................................................................................... 3533.8.5.3. Principios generales de clculo .................................................................................................................... 356

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3.8.6. Coeficientes de seguridad mnimos frente a la perdida de estabilidad global ......................................... 3583.8.7. Consideracin de las deformaciones ................................................................................................................................ 358

3.9. MEJORA DEL TERRENO ............................................................................................................................................................................ 359

3.9.1. Aspectos generales ...................................................................................................................................................................... 3593.9.2. Precargas ........................................................................................................................................................................................... 360

3.9.2.1. Mejoras producidas por las precargas ..................................................................................................... 3603.9.2.2. Tipos de precargas .............................................................................................................................................. 3603.9.2.3. Reconocimientos previos ................................................................................................................................ 3613.9.2.4. Proyecto de precargas ...................................................................................................................................... 3613.9.2.5. Observacin del tratamiento ....................................................................................................................... 363

3.9.3. Vibracin profunda ...................................................................................................................................................................... 363

3.9.3.1. Tipos de tratamiento ......................................................................................................................................... 3643.9.3.2. Mejoras alcanzables ............................................................................................................................................ 3643.9.3.3. Procedimientos de control ............................................................................................................................. 365

3.9.4. Compactacin dinmica ........................................................................................................................................................... 3663.9.5. Compactacin con explosivos .............................................................................................................................................. 3683.9.6. Inclusiones rgidas ......................................................................................................................................................................... 369

3.9.6.1. Dimensionamiento de las inclusiones ...................................................................................................... 370

3.9.7. Inyecciones ....................................................................................................................................................................................... 372

3.9.7.1. Inyecciones de impregnacin ........................................................................................................................ 3723.9.7.2. Inyecciones de compactacin (Compaction-Grouting) ................................................................. 3723.9.7.3. Inyecciones con tubos manguito (Claquage) ....................................................................................... 3733.9.7.4. Inyecciones de alta presin (Jet-Grouting) ............................................................................................ 374

3.9.8. Otros procedimientos ............................................................................................................................................................... 374

3.10. EFECTOS DINMICOS ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... ............... .......... 375

3.10.1. Consideraciones generales ..................................................................................................................................................... 3753.10.2. Comportamiento dinmico sin drenaje .......................................................................................................................... 376

3.10.2.1. Generacin de presiones intersticiales .................................................................................................... 3773.10.2.2. Resistencia dinmica sin drenaje ................................................................................................................. 3773.10.2.3. Deformaciones bajo la actuacin de cargas cclicas, sin drenaje .............................................. 379

3.10.3. Comportamiento dinmico con drenaje ....................................................................................................................... 3803.10.4. Comportamiento del suelo frente al sismo ................................................................................................................. 382

3.10.4.1. Caracterizacin del movimiento ssmico ............................................................................................... 383

3.10.4.1.1. Magnitud ............................................................................................................................................ 3833.10.4.1.2. Intensidad .......................................................................................................................................... 3833.10.4.1.3. Aceleracin del terreno ........................................................................................................... 384

3.10.4.1.4. Espectro de respuesta ............................................................................................................... 3843.10.4.2. Licuefaccin del suelo debido a la accin ssmica ............................................................................ 3863.10.4.3. Acciones ssmicas transmitidas al terreno de cimentacin a travs de la estructura

resistente ................................................................................................................................................................... 389

3.10.5. Clculo dinmico del conjunto suelo-estructura ....................................................................................................... 389

3.10.5.1. Clculo dinmico de la cimentacin ......................................................................................................... 3913.10.5.2. Clculo pseudo-esttico de la cimentacin .......................................................................................... 392

3.10.5.2.1. Acciones estticas equivalentes a la accin del oleaje o del viento .............. 3923.10.5.2.2. Acciones estticas equivalentes a la accin ssmica ................................................. 393

3.10.5.2.2.1. Fuerzas estticas equivalentes sobre los cimientos ...................... 3943.10.5.2.2.2. Fuerzas estticas equivalentes para la verificacin de modos de

fallo de prdida de la estabilidad global .............................................. 394

3.10.5.2.3. Empujes de tierra equivalentes sobre estructuras de contencin ................. 394


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3.10.5.2.3.1. Empuje activo .............. ............... .............. ............... ............... ............... ............. 3953.10.5.2.3.2. Empuje pasivo ............... ............... ............... ............... ............... ............... .......... 398

3.10.5.2.4. Fuerzas estticas equivalentes para la verificacin de la estabilidad detaludes .................................................................................................................................................. 398

CAPTULO IV. ASPECTOS GEOTCNICOS PARTICULARES DE LAS DISTINTAS

TIPOLOGAS DE OBRAS MARTIMAS Y PORTUARIAS

4.1. INTRODUCCIN .......................................................................................................................................................................................... 405

4.2. MUELLES DE GRAVEDAD ........................................................................................................................................................................ 405

4.2.1. El terreno natural. Estudio del cimiento ......................................................................................................................... 4064.2.2. Estudio de materiales ................................................................................................................................................................. 4064.2.3. Estados Lmite ltimos ............................................................................................................................................................. 407

4.2.3.1. Verificacin de la seguridad frente al deslizamiento en el contacto hormign-banquetade apoyo ................................................................................................................................................................... 408

4.2.3.2. Verificacin de la seguridad frente al deslizamiento en el contacto de la banqueta deapoyo y el terreno natural .............................................................................................................................. 409

4.2.3.3. Verificacin de la seguridad frente al hundimiento .......................................................................... 4104.2.3.4. Verificacin de la seguridad frente al vuelco plstico ..................................................................... 4114.2.3.5. Verificacin de la seguridad frente a la estabilidad global ............................................................ 4124.2.3.6. Verificacin de la seguridad frente a la erosin interna del trasds ...................................... 4124.2.3.7. Verificacin de la seguridad frente a la socavacin del pie del intrads ............................. 4134.2.3.8. Resumen de los coeficientes de seguridad mnimos ...................................................................... 415

4.2.4. Estados Lmite de Servicio ...................................................................................................................................................... 4154.2.5. Otras recomendaciones ........................................................................................................................................................... 416

4.3. MUELLES Y PANTALANES DE PILOTES .......................................................................................................................................... 418

4.3.1. El terreno natural. Estudio del cimiento ......................................................................................................................... 4184.3.2. Eleccin del tipo de pilote ...................................................................................................................................................... 4194.3.3. Estudio de los materiales ....................................................................................................................................................... 4204.3.4. Acciones sobre los pilotes ...................................................................................................................................................... 4214.3.5. Estados Lmite ltimos ............................................................................................................................................................. 422

4.3.5.1. Verificacin de la seguridad frente al hundimiento o arranque de los pilotes ................ 4224.3.5.2. Verificacin de la seguridad frente a la rotura horizontal del terreno ................................. 4234.3.5.3. Verificacin de la seguridad frente a la erosin del talud ............................................................ 4244.3.5.4. Verificacin de la seguridad frente al deslizamiento superficial del talud ............................ 4244.3.5.5. Verificacin de la seguridad frente al equilibrio global ................................................................... 4254.3.5.6. Verificacin de la seguridad frente a las erosiones internas y arrastres .............................. 4274.3.5.7. Verificacin de la seguridad frente a las socavaciones ................................................................... 427

4.3.5.8. Resumen de los coeficientes de seguridad mnimos ...................................................................... 4284.3.6. Estados Lmite de Servicio ...................................................................................................................................................... 4284.3.7. Otras recomendaciones ........................................................................................................................................................... 429

4.4. MUELLES DE PANTALLAS ........................................................................................................................................................................ 430

4.4.1. Tipologa bsica ............................................................................................................................................................................. 4304.4.2. Datos del terreno ........................................................................................................................................................................ 4314.4.3. Estudio de materiales ............................................

ROM 0.5-05 Geotecnia

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