Volumen geotécnico significativo: cómo calcularlo

Los estudios geotécnicos se deben programar en función del tipo de obra y/o intervención y deben referirse al volumen geotécnico significativo.

Lancellotta y Calavera 1999

Cimentaciones

En la Fig.1 se muestra un esquema de la extensión del volumen a estudiar, relativo a cimentaciones.

Fig.1- Cimentaciones. Lancellotta y Calavera, 1999

Excavaciones y obras de contención

Fig.2 – A) obras de contención; B) excavación o trinchera. Lancellotta y Calavera, 1999.

Terraplenes y diques

Fig. 3 – Terraplenes y diques. Lancellotta y Calavera, 1999.

Cimentaciones indirectas

El volumen geotécnico significativo según el eurocódigo 7

El eurocódigo 7 – Proyecto geotécnico (Eurocode 7 – Geotechnical design) se compone de 2 partes:

EN 1997-1:2004, 2013 – Eurocode 7: Geotechnical design – Part 1: General rules (Reglas generales, dedicada a las reglas generales del proyecto geotécnico, con referencia tanto en terrenos como en rocas.
EN 1997-2:2007 – Eurocode 7: Geotechnical design – Part 2: Ground investigation and testing (Investigación y ensayos del terreno in situ y en laboratorio, con respecto al uso de las investigaciones in situ y de los ensayos en laboratorio en el proyecto geotécnico.)

El capítulo 2 del EC 7-2 tiene que ver con las Programación de las investigaciones in situ (Planning of ground investigations) y específicamente § 2.4 (Design Investigations) se describen las formas de ejecutar los estudios, con anexos de los ejemplos (Anexo B.3) con recomendaciones sobre la profundidad y medidas de los estudios listados a continuación:

Distancia entre los puntos de investigación:

Para rascacielos y estructuras industriales, se recomienda utilizar un esquema de cuadrícula de 15 m a 40 m de distancia entre estudios;
Para estructuras de grandes dimensiones, una retícula con puntos de estudio a no más de 60m;
Para estructuras lineares (calles, ferrovías, canales, tuberías, diques, muros de contención), una distancia de 20 m a 200 m;
Para presas y barreras, de 25 m a 75 m de distancia a lo largo de los tractos verticales de la obra.

Profundidad de investigación (z_a es el punto más bajo de la cimentación de la estructura, elemento estructural o fondo de la excavación. Cuando hay alternativas para estabilizar z_a , utilizar el valor más alto):

Para estructuras con muchos pisos y para los proyectos de ingeniería civil, se debe aplicar el valor más alto de las siguientes condiciones:

z_a ≥ 6 m;
z_a ≥ 3.0 b_f (donde b_f es el lado menor de la cimentación)

Para zapatas y estructuras varios elementos de cimentación cuyos efectos en los estratos más profundos se sobreponen entre sí:

z_a ≥ 1.5 b_B (donde b_Bes el lado más corto de la estructura)

Para terraplenes y excavaciones, se debe satisfacer el valor más alto de las siguientes condiciones:
1. Para presas (diques o terraplenes):
  0,8h < z_a < 1,2 h (donde h es la altura del terraplén o diga)
  z_a ≥1 6 m
2. Para excavaciones:
  z_a ≥ 2,0 m
  z_a ≥ 0,4 h (donde h es la altura del dique o profundidad de la excavación)

volume significativo geotecnico eurocodici 7-2

1. Para carreteras y pistas de aeropuertos
  z_a ≥ 2 m por debajo del nivel de formación propuesto
2. Para zanjas y tuberías el valor más alto entre:
  z_a≥ 2 m por debajo del nivel invertido;
  z_a≥ 1.5 b_Ah donde b_Ah es el ancho de la excavación

Para pequeños túneles y cavernas:
b_Ab < z_a < 2,0 b_Ab (donde b_Ab es el ancho de la excavación)

Excavaciones
1. Cuando la superficie piezométrica y los acuíferos se encuentren por debajo del fondo de la excavación, se debe considerar el valor más alto de z_a que satisfaga las siguientes condiciones:
  1. z_a ≥ 0,4 h donde h es la profundidad de excavación
    z_a ≥ (t + 2.0) m donde t es la longitud de la obra enterrada
  2. Cuando la superficie piezométrica y la cota del nivel freático se encuentren por encima del fondo de la excavación, se debe considerar el valor más alto de z_a que satisfaga las siguientes condiciones:
    
    z_a ≥ (1,0 × H + 2,0) m
    
    z_a ≥ (t + 2.0) m
    Donde H + la altura del nivel freático sobre la base de la excavación y t es la longitud de la obra enterrada.

Para paredes cortadas:

z_a ≥ 2 m bajo la superficie del estrato impermeable de las aguas subterráneas.

Para los pilotes se deben satisfacer las siguientes 3 condiciones:

z_a ≥ 1,0bg

z_a ≥ 5,0 m

z_a ≥ 3D_F

Donde D_F es el diámetro del pilote, b_g es el lado menor del rectángulo que forma el grupo de pilotes de cimentación