Lo que no debe ponerse en un estudio Geotécnico.(2006)

LO QUE DEBE O NO DEBE PONERSE EN UN ESTUDIO GEOTÉCNICO.

Enlace a la revista en la que se ha publicado: Tierra y Tecnología págs 79-84(3,57 Mb)

Últimamente, debido al nuevo marco general y legal originado por la ley de la edificación, se ha producido una gran proliferación de empresas y técnicos que se dedican a la realización de estudios geotécnicos. Como preámbulo cabe señalar, que en esta proliferación se aprecia lamentablemente una cierta inexperiencia o desconocimiento de los autores. Este artículo, tiene como fin u objetivo, no la mera crítica, sino una invitación a recapacitar y estudiar para “no desacreditar” un campo técnico y profesional que requiere mucha preparación, como es la geotecnia.

En este sentido, se van a reproducir una serie de párrafos obtenidos de informes geotécnicos, intentando no sacarlos de contexto para no mal interpretar.

Estos párrafos unas veces hacen referencia a errores de concepto o, a definiciones erróneas. Otras veces lo que se dice no está justificado. En ocasiones es la redacción la que deja algo que desear, y no olvidemos que se trata de un informe técnico, cuyo lenguaje debe ser apropiado y preciso. También, se deja ver lo poco técnico de sus conclusiones e incluso lo poco geológico.

Esto hace que nos encontremos con informes geotécnicos que no responden a su nombre, presentando ambigüedades, indefiniciones, interpretaciones erróneas e inseguridades a la hora de emitir conclusiones.

Como introducción, decir que nos encontramos situaciones en las que se hace una descripción del terreno en base a ensayos de penetración dinámica con todo lujo de detalle, como por ejemplo:

– “arenas arcillosas de tonos marrones con gravas en su matriz”. Además incluso se acompaña del dibujo de la columna estratigráfica.

Los ensayos de penetración dinámica sirven para determinar la compacidad o consistencia de los terrenos atravesados y con ello realizar una estimación de la carga admisible o capacidad portante que puede soportar, sin extraer muestra que se pueda testificar o describir.

Los ensayos de penetración deben ser completados con calicatas o sondeos que permitan identificar la estratigrafía del terreno y así se recoge en el Código Técnico de la Edificación (CTE) en su apartado 3.2.2

A continuación se van a incluir algunos párrafos tomados textualmente de los informes, que unos casos se comentarán y en otros se dejará al propio lector. Igualmente se hará referencia a lo que sería apropiado basado tanto en recomendaciones de obligado cumplimiento como a nuestra opinión.

En las siguientes conclusiones del informe geotécnico, no quedan claras las recomendaciones de cimentación:

1.- “Valoración de la utilidad como sustrato de cimentación: UTIL, debido a su espesor suficiente, nula agresividad hacia el ambiente de hormigonado y presentar tensiones suficientes para el diseño de la cimentación. Estos materiales presentan como problema su emplazamiento, ya que aparecen a profundidades elevadas, a partir de 4,3 m desde la superficie, lo que dificulta su utilización como sustrato de cimentación, máxime cuando por encima existe un estrato competente y adecuado para la realización de la cimentación”.

Decir que se valora como útil un sustrato de cimentación es utilizar un lenguaje más bien coloquial, y nada técnico.

Se debe concluir recomendando la tipología de cimentación a una cota determinada y aportando los parámetros geotécnicos del terreno basadas en su consistencia o compacidad y justificaciones numéricas complementarias.

No se comprende muy bien toda la explicación siguiente máxime cuando se va a realizar un sótano. Las conclusiones del informe son incomprensibles y desde un punto de vista técnico, mejor no opinar.

2.- “Como principal medida de acondicionamiento de la parcela analizada para acometer los trabajos de construcción es la eliminación de los escombros y vertidos existentes en la parcela. Posteriormente se procederá al enrasamiento de la superficie y la eliminación de la capa superficial del terreno, antes de comenzar los trabajos de excavación de la planta sótano y de los elementos de cimentación necesarios. Dicho enrasamiento de la superficie en la que se situará la vivienda consiste en el nivelado de la superficie en la que se ubicará la vivienda dentro de la parcela con respecto del punto más bajo de dicha zona”.

Al estar previsto la excavación para la ejecución de sótano, tanto los vertidos como el terreno vegetal serán eliminados con la excavación por tanto no influyen en los condicionantes de cimentación.

3.- “Queda garantizada para estas cargas y esas cotas que las tensiones que van llegando al terreno nunca superan las tensiones admisibles del mismo, según la formulación de Boussinesq”.

Boussinesq estableció un modelo de distribución de esfuerzos en el terreno y no un método para evaluar la tensión admisible del terreno.

Las cargas transmitidas por la estructura no superan las tensiones admisibles del terreno. Se debe incluir la justificación del cálculo.

4.- “Si la carga admisible del terreno supuesta para la futura edificación es de 2,5 Kp/cm2, la profundidad de cimentación será de –11 m respecto la calle”.

Si se pretende transmitir al terreno una tensión de 2,5 Kp/cm2 es un poco complicado realizar una cimentación directa en este caso.

Las recomendaciones deberían ir encaminadas a la realización de una cimentación profunda mediante pilotes, en este caso se deberían aportar los valores de resistencia unitaria por punta y por fuste así como recomendar la tipología de pilotes más adecuada a los condicionantes geotécnicos.

Seguimos con otra conclusión, en este caso creemos que es poco concluyente, y quizá, ambigüa:

5.- “Por tanto se recomienda buscar el terreno firme para su acondicionamiento como la cota de cimentación, como hemos comentado anteriormente las potencias son bastante variables, pero se estima a grandes rasgos que para que la tensión admisible sea de 2,5 – 3 Kp/cm2 se excaven unos 1,60/1,75 m aún así a medida que se vaya excavando se verá las cotas porque las máquinas tendrán cierta dificultad de excavación”.

Para alcanzar una tensión admisible del terreno de 3 Kp/cm2 será necesario profundizar del orden de 2m hasta garantizar el apoyo en la roca sana.

6.- “Se detectó la presencia de agua a –3,30 m al finalizar el sondeo, tratándose, sin duda, de la propia agua de refrigeración utilizada durante la ejecución del mismo, dadas las características del sustrato y la concentración de sales”.

¿Por qué se menciona que se ha encontrado agua? ¿Qué tiene que ver el contenido de sales con la presencia o no de nivel de agua?.

En este caso se debería haber eliminado esta afirmación y decir si se ha encontrado un nivel freático o no. O realizar comprobaciones trascurridos unos días.

7.- “Clasificación de la muestra de agua: Mediocre”.

Aquí nos muestran una nueva clasificación para definir la agresividad del agua, que no se corresponde con ninguna clasificación normalizada desde el punto de vista geotécnico, ni con la definida en la Instrucción EHE.

Según la instrucción EHE el agua presenta una agresividad débil, media o fuerte.

En cuanto a las descripciones geológicas encontramos descripciones sobre la naturaleza del terreno como la falta de definición:

8.- “A partir del sondeo realizado se reconoce un solo estrato formado por ROCA CALIZA de color blanco grisáceo. Hay que destacar que las penetraciones dinámicas realizadas en el solar de estudio detectaron otro tipo de terreno no rocoso”.

Se destaca que hay otro terreno pero no se dice de cuál se trata. Se debe definir la naturaleza de todos los terrenos prospectados.

Nos presentan una nueva definición de las rocas tipo pizarras:

9.- “Las pizarras son terrenos Sedimentarios de Origen Externo”.

Todos sabemos que se trata de una roca metamórfica. ¡En algún momento se depositarían!

Y ahora, nos dan una nueva definición de terreno granular:

10.- “A la vista de las muestras obtenidas, vamos a considerar el terreno como granular ya que aunque los finos representan porcentajes que superan el 50%, las plasticidades son bajas”

Esta clasificación, no se corresponde con las habitualmente utilizadas en geotecnia, como la de Casagrande (terrenos granulares con porcentajes < 50% en finos). Tampoco, con la definida en el nuevo CTE donde se considera un suelo cohesivo a partir de un 35% en finos.

Cambiando a otros parámetros, por desgracia es muy común confundir el Índice de hinchamiento que se obtiene del ensayo Lambe con la presión de hinchamiento obtenida en edómetro, y en este sentido mostramos dos ejemplos.

11.- “Se realizó un ensayo Lambe para determinar el potencial expansivo del material, obteniéndose un valor de presión de hinchamiento de 0,16 Kp/cm2.”

12.- “Expansividad del terreno: El índice de hinchamiento correspondería a la máxima presión de hinchamiento, ya que este índice refleja el cambio de volumen de la muestra saturada. El terreno que presenta un comportamiento expansivo marginal aparece desde los 0,90 m de profundidad hasta los 4,60 m. Debe considerarse que este estrato no corresponde a unas arcillas puras, sino que presentan fracción granular fina y media que no se considera en el ensayo ya que la muestra se pasa por el tamiz 2 UNE, de manera que la expansividad de este material será menor a la obtenida en el ensayo debido a la fracción arena y por tanto a la porosidad entre los granos.
Dentro de la clasificación marginal este material se encuentra próximo al límite no crítico. Por lo tanto, considerando que este material presenta un cambio potencial de volumen de 2,77 y que la clasificación marginal se encuentra definida entre los valores 2 y 4, el hecho de que este ensayo no considera la fracción arena y que el estrato tiene una potencia definida menor de 4 m no se ha creído necesario considerar ninguna medida al respecto. Otro hecho a tener en cuenta es que el nivel freático se detectó a 5 m de profundidad”.

La justificación anterior sobre la expansividad del terreno vuelve a cometer el error de equiparar el índice de hinchamiento y la presión de hinchamiento, valores procedentes de ensayos completamente diferentes. El ensayo Lambe es un ensayo cualitativo realizado sobre muestra remoldeada y el ensayo de presión máximo de hinchamiento es un ensayo cuantitativo que se realiza sobre muestra inalterada.

Otro ensayo que se presenta a confusiones y a explicaciones que no convencen:

13.- “Las placas de carga indican un asentamiento un poco elevado esto se debe a los finos que aparecen tras el desmonte por la alteración antrópica. Con estos datos podemos calcular el módulo de balasto relativo y asientos totales, hay que tener en cuenta que esta presunta cota de cimentación es relativa puesto que habría que buscar una cota mas profunda de cimentación para que la tensión admisible sea de 2,5 – 3 Kp/cm2“.

Los asientos obtenidos eran de un orden de magnitud de milímetros y los considera elevados. Entonces si hay que profundizar ¿de que sirve la placa de carga?. El ensayo de la placa de carga hay que tomarla con reparos en el cálculo de las deformaciones del terreno en función de la carga y especialmente por su zona de afección. La afección de una placa de 30×30 cm es de apenas 50 cm y la de una cimentación 2 veces su ancho y hay que constatar que el terreno de afección es el mismo para poder extrapolar.

No se define la naturaleza del estrato competente, ni su profundidad, ni sus características:

14.- “La profundidad a la cual aparece el nivel competente de cimentación no es muy profunda y una vez ejecutado el vaciado se detectará en el fondo del mismo la presencia del estrato competente de cimentación, por tanto, se recomienda una cimentación superficial mediante zapatas”.

Se debería definir la naturaleza del terreno con las cotas o profundidades a las que se recomienda cimentar.

15.- “Se ha realizado un ensayo de Presión de Hinchamiento para conocer la posible expansividad del nivel geotécnico I (arcilla arenosa beige). El valor obtenido 0,68 Kg/cm2, indica que esa es la tensión vertical que hay que aplicar al terreno para que no modifique su volumen frente a los cambios de humedad, por lo que este nivel no se considera expansivo”.

Según los criterios de expansividad de Rodríguez Ortiz (1975) el terreno presenta una expansividad media. Esto no impide que sí se le aplica una carga mayor a la indicada, no se vayan a producir problemas debidos a esta propiedad.

¿En base a que criterio se afirma lo siguiente?:

16.- “Aunque no se ha detectado la presencia de nivel de agua es muy probable que se encuentre próximo a la cota de cimentación, por lo que se recomienda vigilarlo cuando se proceda a la excavación”.

Si no se ha detectado agua debería indicarse que no es probable que aparezca durante las excavaciones, salvo que se conozca alguna causa por la que podría aparecer en cuyo caso se tendría que indicar igualmente.

17.- “El suelo no es agresivo al hormigón en algunas cotas”.

Claro, en las que se ha tomado la muestra. Se debe indicar si el suelo es agresivo en base a un muestreo, correspondiente a unos niveles geotécnicos definidos y correlacionables.

18.- “Se ha estudiado la tensión de hundimiento mediante la expresión propuesta por Meyerhof para terrenos granulares. Para un valor de N de 13 obtendríamos una carga de hundimiento de 1,39 Kp/cm2 en el primer término de la ecuación, desestimando el segundo término de la ecuación, que considera la descarga del terreno, debido a la naturaleza granular de los materiales que aparecen por encima de la cota de cimentación”.

Desestimar el 2º término de la ecuación que considera el empotramiento es factible y habitual, además deja del lado de la seguridad, independientemente del terreno aunque estas formulaciones son para terrenos granulares. Realmente es la explicación final la que no es muy acertada. ¿Si es un terreno granular no se considera el peso de las tierras? ¿No pesa?

En este estudio realizan un ensayo edométrico para cuantificar los asientos, pero no obtienen los asientos, ni hacen una estimación. Se desprende que o bien desconocen como interpretar estos datos o bien no se le ha querido dedicar más tiempo, partiendo de alguna hipótesis factible.

19.- “El ensayo edométrico realizado sobre estos materiales refleja un asiento importante a considerar, sobre todo en el caso de utilizar como tipo de cimentación zapatas aisladas. No se ha podido cuantificar numéricamente, debido a que no se conocen las características de la cimentación, pero se ofrecen los datos suficientes para su valoración en el acta de ensayo”.

En un estudio se debe siempre cuantificar los asientos, asignando valores de los diferentes parámetros del terreno a los distintos niveles detectados en la zona de influencia de la cimentación. Si no se dispone de datos concretos se puede hacer una estimación para dimensiones tipo para cargas del orden de magnitud de los recomendados.

Volvemos, después de haber tratado otros parámetros, a mostrar más conclusiones de algunos estudios geotécnicos:

20.- “CONCLUSIONES:
Se propone como sustrato de cimentación las litologías B y C que muestran las siguientes características que las hacen adecuadas:
Capacidad portante aceptable, pudiendo ser adecuadas para el tipo de cimentación prevista y consecuente con las características del edificio. En este punto señalar que si se cimenta en la litología B, se recomienda estar por debajo de los dos primeros metros de está litología, teniendo en cuenta también que es posible que haya desaparecido en algunas zonas de la parcela.
Alta agresividad del medio hacia el ambiente de hormigonado, ya que los suelos contienen sulfatos en cantidades considerables.
Profundidad aceptable, recomendándose una cimentación próxima a los 5 m.
Composición problemática, pero con soluciones posibles.
Asiento previsiblemente importante, en la litología C, aunque es un problema solventable y más con las características de las viviendas a realizar”.

En este caso cabe destacar la imprecisión, la indefinición y el carácter poco técnico y cualitativo de las conclusiones. No cuantifica ni la capacidad portante, ni la agresividad, ni los asientos, ni da soluciones a una “composición problemática” que no se sabe cuál es. Términos como capacidad portante aceptable, contenido en sulfatos en cantidades considerables, asiento previsible importante, son al menos, términos más bien coloquiales y en sí, nada geotécnicos.

Más falta de definición:

21.- “Cimentación mediante pilotes: Otra solución posible sería la de una cimentación profunda mediante pilotes hasta encontrar un estrato resistente que soporte las cargas que le va a transmitir el edificio. Dado los golpeos obtenidos en los penetrómetros realizados consideramos que no se aprecia un cambio en profundidad que permita definir el inicio de este estrato teóricamente mas resistente”.

En este caso se dejaron los ensayos de penetración dinámica a 6 m de profundidad, sin alcanzar el “rechazo” con lo que no es de extrañar que no se haya alcanzado el terreno resistente. Claramente falta completar la campaña de reconocimientos con sondeos.

En un estudio se debe reconocer el terreno en la zona de afección del bulbo de tensiones de la cimentación. Así en cimentaciones por pilotaje se debería reconocer el terreno en su zona activa y del orden de unas 5-6 veces el diámetro del pilote por debajo de la punta teórica de apoyo de los mismos, así como evaluar los parámetros geotécnicos del terreno necesarios para el diseño de los pilotes.

El siguiente párrafo muestra que no se tienen muy claros los conceptos:

22.- “La carga admisible sobre el terreno no depende solamente de la resistencia del terreno, sino igualmente de las características de la construcción, en particular de las deformaciones admisibles debido a los asientos diferenciales, punto que no reflejan las penetraciones dinámicas”.

La carga admisible viene determinada por la carga de hundimiento y por la limitación de asientos. Todo ello debido a la respuesta tenso-deformacional del terreno.

Volvemos a mostrar un reflejo de la inseguridad a la hora de dar resultados y la poca confianza en lo que se realiza:

23.- “Estos trabajos consisten en determinar la capacidad portante del terreno derivada de la concepción de la resistencia a la penetración dinámica del subsuelo y en función de los resultados obtenidos en los ensayos. Los trabajos pues, se deben interpretar de un forma cualitativa, debido a las limitaciones propias de este tipo de ensayo como son el rozamiento de las varillas o de los falsos rechazos”.

Los resultados y conclusiones deben ser cuantitativos, derivados de la interpretación razonable de los ensayos de terreno evaluando correcciones y limitaciones, siempre que los ensayos realizados sean adecuados al tipo de terreno, y por tanto, representativos.

Aquí el error podría volver a ser de concepto:

24.- “En este caso se adoptan como parámetros de resistencia:
Cu=cohesión; qu=resistencia a compresión simple (resistencia al corte sin drenaje).

La Cu es la cohesión o resistencia al corte sin drenaje, que es la mitad de la qu (resistencia a compresión simple). Esto se comprende observando el ensayo de compresión simple.

Ahora se parte de una afirmación calificada de aceptación general, a la que no se hace referencia bibliográfica del autor y ni a las condiciones y por tanto, podríamos tener ciertas dudas sobre la fiabilidad de dicha afirmación.

25.- “En general se acepta que la carga admisible sobre roca sea tres veces la resistencia a la compresión simple, lo que, utilizando un coeficiente de seguridad de 6, adecuado para rocas duras y cimentaciones pequeñas, nos daría una carga admisible igual a la mitad de la resistencia a la compresión simple”.

Así para comparar el orden de magnitud, recordamos que hay diferentes métodos para hallar la carga admisible en una roca. Por ejemplo una de ellas es la de considerar 0,2 veces la compresión simple (códigos americanos). El CTE remite a una expresión algo mas compleja en el capítulo 4.3.4.2

26.- “No conocemos las características del proyecto, luces, alturas, si lleva sótano, etc. Por tanto recomendamos”.

Una de las cosas necesarias para realizar unas recomendaciones de cimentación es conocer el proyecto que se quiere realizar en cuanto alturas, sótanos etc. En está situación, habría que establecer primero unas premisas o condiciones y en consecuencia plantear recomendaciones.

La siguiente afirmación muestra una cierta falta de autoestima o inseguridad:

27.- “Independientemente de las condiciones de evaluación que se definen, el peticionario puede someter a mejor criterio del técnico que considere oportuno las conclusiones definidas en el presente informe”.

Simplemente no se debería poner.

Algo que no tiene nada de sentido ni justificación, es otro problema de no tener los conceptos muy claros:

28.- “En cuanto a los viales se refiere. Al verse libre de anteriores cargas, éstos intentarán llegar a un nuevo estado de equilibrio, dando lugar a que por naturaleza se originen movimientos en la matriz arcillosa, que bajo nuevas cargas, aún siendo iguales, originen asientos que sin duda serán diferenciales, por ello, para evitar cualquier tipo de problema, sería conveniente colocar en el fondo del cajeado, lámina geotextil drenante, que no contamine a la subbase y que pueda absorber los movimientos y asentamientos.

Cuando se excava un terreno, se produce un levantamiento del fondo debido a la propia descarga del peso de material excavado. Al edificar y volver a cargar el suelo tenderá a recobrar su estado inicial produciéndose unos asientos, además de los propios si la carga a transmitir es mayor que la descarga, pero esto no tiene que ver ni con los asientos diferenciales y desde luego, no se evita poniendo geotextil.

Para finalizar, conviene señalar que en algunos informes geotécnicos, los últimos párrafos, atienden en numerosas ocasiones a quitarse responsabilidades, desacreditando sin darse cuenta el trabajo técnico propio realizado, de entre los que hemos elegido el siguiente:

29.- “Las diferencias litológicas que pueden aparecer en el subsuelo no son responsabilidad de la empresa. La empresa no se hace responsable de los efectos que pueden aparecer de la construcción derivado de la cimentación sobre rellenos”.

Un informe debe asumir las responsabilidades de todo lo reflejado. Aunque todo reconocimiento se basa en un muestreo, la labor del técnico reside en interpretar adecuadamente todos los datos obtenidos para llegar a unas conclusiones razonables.

Carlos J. de Miguel Ximénez de Embún. Geólogo
Departamento de Asesoría Geotécnica. INTEINCO, S.A.
Begoña Muñoz Martín. Geóloga
Jefe del Departamento de Asesoría Geotécnica. INTEINCO, S.A.
Mayo 2006