EXPLORACIN DE SITIOSOBJETIVODe manera general podemos decir que el objetivo de un programa de exploracin geotcnica, es definir las condiciones geolgicas del sitio bajo consideracin. Esto involucra determinar la distribucin de materiales geolgicos presentes, las propiedades fsicas de estos materiales y la presencia y distribucin de detalles geolgicos en dichos materiales. Dicho de otra manera podemos decir que los objetivos por los que se realiza un estudio geotcnico son los siguientes:1- Definicin de la tipologa y dimensiones de la obra,2- Determinacin del volumen, localizacin y tipo de materiales que han de ser excavados, as como la forma y maquinaria adecuada para llevar a cabo dicha excavacin,3- Definicin de los elementos de cimentacin, tanto en cuanto a tipo (superficial o profunda) como a dimensiones en planta y profundidad.4- Previsin de problemas relacionados con el agua.En algunos casos la resolucin de una cimentacin resulta trivial, y otros muchos dan lugar a un proceso relativamente complejo en el que deben integrarse numerosos factores para llegar a la resolucin correcta.

TIPOS DE ESTUDIOS GEOTCNICOS Estudio de Evaluacin Geotcnica: sirve para determinar las caractersticas geotcnicas generales en rea extensas, detectar eventuales problemas de cimentacin y zonificar el territorio respecto a su calidad geotcnica. A su vez comprende dos niveles de reconocimiento.I. Nivel general: Encuadre geolgico y geomorfolgico del rea, eventualmente con algunas prospecciones sencillas.II. Nivel de detalle: Reconocimiento concentrado en las zonas de mayor inters o dificultad, en funcin de los usos previos (edificacin, zonas deportivas, viales, etc.)

Estudios Geotcnicos para Construccin: Es el que se realiza previamente al proyecto de un edificio y tiene por objeto de determinar la naturaleza y propiedades del terreno, necesarias para definir el tipo y condiciones de cimentacin. Comprende tres niveles de reconocimientoI. Nivel reducido: Consiste en la adaptacin de una experiencia local positiva, eventualmente completada con un nmero de reconocimientos de tipo econmico (catas, penetrmetros, etc.). Es aplicable a edificios de pequea entidad ( 3 menos plantas).II. Nivel normal: Es el caso ms frecuente y comprende prospecciones profundas (sondeos, penetrmetros, etc.) de tipo y densidad apropiadas a la variabilidad naturaleza del terreno y a la importancia del edificio.III. Nivel Intenso: Es la ampliacin del anterior en casos especial dificultad o cuando se trata de terrenos problemticos (suelos orgnicos, colapsables, expansivos, inestables, etc)PLANIFICACION Y FASES DEL RECONOCIMIENTOLas actividades y los objetivos de un reconocimiento geotcnico, as como su extensin e intensidad, dependen de: proyecto u obra a realizar caractersticas del terreno Como el conocimiento de estas caractersticas es precisamente el objetivo de la campaa, est claro que el desarrollo de un reconocimiento geotcnico debera ser un proceso dinmico y flexible, que pueda modificarse a medida que se van conociendo resultados parciales. Sin embargo, en general esto no es posible, y salvo en obras muy extensas, es necesario definir a priori la campaa de reconocimiento, aunque a lo largo de los trabajos se puedan hacer modificaciones parciales (aadir o suprimir sondeos, o modificar su posicin o profundidad). Por ello, a fin de que optimizar la campaa, es necesario en todos los casos hacer una investigacin preliminar, recopilando la informacin disponible del terreno objeto del estudio y de su entorno. Este estudio finaliza con la redaccin del informe geotcnico. En este documento se plasman los resultados de la campaa geotcnica realizada, su interpretacin y las conclusiones que se derivan de su anlisis, generalmente en forma de recomendaciones para el proyecto y/o construccin de la obra. Fases del estudio geotcnico Estudio previo (recopilacin de informacin) Definicin de la campaa Ejecucin de reconocimientos. Informe de resultados de campo y laboratorio Interpretacin. Estudio geotcnicoEstudio previo (recopilacin de informacin):Su objeto es tener un conocimiento previo de las caractersticas de la obra a proyectar y ejecutar, y de las condiciones del terreno donde se va a ubicar. Se puede plantear la siguiente clasificacin de la informacin a obtener: Informacin de la obra: Plano topogrfico del terreno con la ubicacin de las construcciones previstas, dimensiones y usos previstos Tipo de estructura y cimentacin prevista, as como cota y disposicin de apoyos en planta. Cargas estimadas por apoyo Excavaciones y/o rellenos previstos. Nmero de plantas de stanos Ubicacin de servicios afectados (agua, gas, luz, telfono, alcantarillado, etc.) Limitaciones especiales de la propia obra a construir Cartografa: Planos topogrficos. Mapas geolgicos y geotcnicos, a escalas 1:200.000, 1:100.000 y 1:50.000 (Serie Magna). Mapas de rocas industriales Estudios hidrolgicos Fotografas areas Informacin del entorno: Condiciones constructivas Experiencia y tipologa local Caractersticas de las construcciones prximas Condiciones geolgicas Sismicidad, existencia de carstificaciones, cauces abandonados, inestabilidades, fracturas, etc Condiciones histricas Usos previos del emplazamiento Rellenos y excavaciones Actividades mineras en la actualidad o en el pasado Condiciones del agua Corrientes superficiales, actuales o antiguas Pozos en la zona, cotas de agua Informacin de obras cercanas Estudios e informes relativos a proyectos y obras realizados en el entorno del emplazamiento. Visita a obras y excavaciones prximas.

FASES DE LA METODOLOGA GEOTCNICA

DISEO DE UNA CAMPAA DE RECONOCIMIENTO Criterios GeneralesLa definicin de la campaa de reconocimiento se hace basada en la informacin previa ya comentada. Los reconocimientos se establecen en puntos aislados, y normalmente consisten en sondeos. Cuando el sustrato firme aparece a pequea profundidad (menor de unos 5 metros), se pueden sustituir por calicatas. Cuando el conocimiento del terreno es suficiente, pueden sustituirse algunos sondeos o calicatas por ensayos de penetracin o tcnicas geofsicas, pero ellas solas, por s mismas no dan datos suficientes para caracterizar el terreno, sino que su funcin es la de complementar la informacin directa proporcionada por los sondeos o calicatas. Distancia entre los reconocimientos y disposicin en plantaLa distancia entre los reconocimientos depende de la heterogeneidad del terreno y de la importancia de la obra. Por ello, aunque se pueden dar recomendaciones generales, el criterio del tcnico es fundamental para definir en cada caso la campaa necesaria. La heterogeneidad de un terreno depende fundamentalmente de su origen geolgico y morfolgico. A partir de estas caractersticas puede considerarse que la informacin obtenida en un determinado punto es vlida para un rea circundante. Cuanto mayor sea la importancia de la obra tanto mayor precisin se exige de la campaa, por lo que la densidad del reconocimiento habr de ser mayor. Como ejemplo, no es infrecuente realizar una prospeccin por apoyo, o incluso ms de un reconocimiento por apoyo si la obra es singular o se prevn fuertes heterogeneidades (p.ej. terreno carstificado). Corrientemente se hace un estimado preliminar del espaciamiento de los sondeos; este espaciamiento se reduce si se necesitan datos adicionales o se aumenta si el espesor y la profundidad de los diferentes estratos son aproximadamente los mismos en todos los sondeos. El espaciamiento debe ser menor en las reas que sern sometidas a cargas pesadas y mayor en las reas menos crticas.Independientemente de la densidad, la disposicin en planta de los reconocimientos depende de la geometra del proyecto adems de las caractersticas del terreno. En el estudio de la cimentacin de edificaciones, al menos el 75% de los reconocimientos debe realizarse en la planta de la construccin pero conviene establecer alguno en el contorno del emplazamiento.Un reconocimiento mnimo debe constar de al menos 3 sondeos o puede determinarse con la siguiente frmula emprica:

N: Nmero de perforaciones a realizarse.G: Factor de complejidad geolgicaA: rea del terreno en km2E: Factor que depende del tipo de estructura

Factor de complejidad geolgica

Factor de caractersticas de la estructura

Profundidad de los reconocimientosLa profundidad o alcance de los reconocimientos ser la necesaria para definir el terreno en la zona afectada por las cimentaciones a construir. Al igual que el nmero de sondeos, esta profundidad depender de: Caractersticas de la edificacin Naturaleza del terreno En general, la profundidad a reconocer est en el rango de 10 a 30 m, aunque puede ser mayor en terrenos particularmente problemticos. En la mayor parte de los casos, existir un estrato competente, rocoso, a una cierta profundidad. En estos casos, la profundidad del reconocimiento debe ser la suficiente para definir este estrato y asegurar su continuidad, y que no se trata de un bolo suelto o aguja de roca. Para ello, debe penetrarse en l una profundidad de varios metros, entre 2 y 6 metros, segn la magnitud de la carga. En los casos en que se trate de un terreno sensiblemente homogneo en profundidad, la deformacin producida en cada punto est relacionada con el cociente entre la tensin transmitida por la cimentacin, , que decrece con la profundidad, y la tensin efectiva inicial debida al peso propio del terreno, 0, que aumenta linealmente con la profundidad. Con ello, el cociente decrece con la profundidad, y es habitual considerar que el reconocimiento alcance como mnimo hasta que sea inferior a 0,1. La experiencia indica que los asentamientos perjudiciales son raros cuando el esfuerzo adicional en el suelo debido al peso de la estructura, es menor que el 10 por ciento del esfuerzo inicial en el suelo debido a su propio peso Una regla adoptada por E. de Beer, del Instituto Geotcnico de Blgica, especifica que los sondeos penetren hasta una profundidad en que el incremento de presiones en el suelos sea igual al 10.

Figura1: Distribucin de esfuerzos en una masa de sueloUna antigua regla estable que la profundidad de los sondeos debe ser igual a dos veces el ancho del edificio; sin embargo, es una profundidad exagerada para estructuras anchas de un solo piso, como son los modernos edificios industriales y demasiado somera para torres esbeltas. Una regla ms simple para estructuras como hospitales y edificios para oficinas, relaciona la profundidad aproximada de los sondeos, con el nmero de pisos Cuando se pretende excavaciones profundas, la profundidad de la perforacin debe ser por lo menos 1.5 veces la profundidad de la excavacin.Para las presas y terraplenes la profundidad vara entre la mitad y el doble de la altura, de acuerdo con la resistencia, compresibilidad y permeabilidad de las cimentaciones. Los sondeos para excavaciones profundas deben extenderse de 1.5 a 5.0 m por debajo del fondo de la excavacin y ms abajo si se encuentra arcilla blanda o arena suelta y limo. En las excavaciones para prstamos, los sondeos deben extenderse hasta la profundidad prevista o mayor si se sospecha que hay agua artesiana. Si se llega hasta el nivel del agua subterrnea y no se planea hacer drenaje, el sondeo en las excavaciones para prstamos se terminar al nivel del agua Ubicacin de sondeos La ubicacin de estos sondeos deben situarse segn esquemas regulares, eventualmente concentrados en zonas conflictivas. Conviene cubrir bien el permetro del terreno, con distancias al mismo no menor de 3 m, progresando hacia el interior, en la figura 2 se muestra esquemas orientativos para el emplazamiento de puntos de reconocimientos.

Figura 2: Esquemas orientativos para el emplazamientos de los puntos de reconocimientoNORMA TCNICA DE EL SALVADOREsta estipula que como primer punto se debe realizar la inspeccin del lugar, donde se obtendr obtener la informacin siguiente: Inspeccin del lugar:Se debe obtener informacin general preliminar del tipo de suelo existente en los alrededores del sitio de la obra, en base a una inspeccin del lugar y de todo lo concerniente al tipo de estructura a construir, su destino y las cargas estimadas que transmitir la estructura. Mtodos de exploracin del subsueloLa norma tcnica salvadorea expone que para la investigacin geotcnica se puede utilizar el Ensayo de penetracin estndar (SPT), y que es necesario que se cumplan algunos requisitos: Nmero y espaciamiento de las perforaciones. El nmero y espaciamiento de las exploraciones en el subsuelo sern determinados por el diseador estructural en conjunto con el ingeniero geotecnista conforme a las caractersticas propias del lugar y las cargas transmitidas por la estructura al suelo. Profundidad de las exploracionesLa profundidad mnima de las perforaciones, consideradas a partir de los niveles proyectados de terrazas, ser la que se indica a continuacin: Para edificaciones de una planta, 3.0 m. Para edificaciones de dos plantas, 5.0 m. En todo caso, el especialista en suelos definir la profundidad de los sondeos; el mismo especialista podr decidir el aumentar la profundidad de los mismos dependiendo de las condiciones reales del suelo detectadas durante el proceso de perforacin Cuando se requiera que las cargas se transmitan directamente en roca, la mnima profundidad del sondeo dentro de roca intacta ser de 3.0 m. Si la roca est fracturada y/o intemperizada, la profundidad del sondeo deber incrementarse a criterio del geotecnista. Adems se plasma la informacin mnima que debe tener el reporte geotcnico: Capacidad de carga admisible, identificacin y clasificacin del suelo, condiciones de humedad, lmites de consistencia, presencia de agentes contaminantes y flujos de aguas subterrneos; as como tambin, la definicin de la profundidad mnima de desplante de las cimentaciones, a niveles bajo los cuales no existan cantidades perjudiciales de material orgnico y el suelo posea caractersticas mnimas aceptables. Para estructuras clasificadas como de Categora de Ocupacin I, adems deber considerarse en el reporte la identificacin y ubicacin de fallas geolgicas, as como todos los ensayos adicionales que a criterio del geotecnista y diseador estructural, se requieran.CAPACIDAD GEOTECNICA DE LOS SUELOSEncimentacionesse denominacapacidad portantea la capacidad delterrenopara soportar las cargas aplicadas sobre l. Tcnicamente la capacidad portante es la mxima presin media de contacto entre la cimentacin y el terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un asentamiento diferencial excesivo. Por tanto la capacidad portante admisible debe estar basada en uno de los siguientes criterios funcionales: Si la funcin del terreno decimentacines soportar una determinadatensinindependientemente de ladeformacin, la capacidad portante se denominarcarga de hundimiento. Si lo que se busca es un equilibrio entre latensinaplicada al terreno y ladeformacinsufrida por ste, deber calcularse la capacidad portante a partir de criterios deasiento admisible

En nuestro medio es muy comn correlacionar el numero de golpes obtenido del SPT con las propiedades mecnicas del suelo, la capacidad portante se puede tomar como el 10% de N. Tambin se correlacionan otras propiedades como el ngulo de friccin interna de los suelos y el modulo de Young.

CRITERIOS A REVISAR EN EL DISEO DE UNA ZAPATA