Geotecnia

1. Estudio geotécnico.

El estudio geotécnico es el conjunto de actividades que permiten obtener la información geológica y geotécnica del terreno, necesaria para la redacción de un proyecto de construcción. Se realiza previamente al proyecto de un edificio y tiene por objeto determinar la naturaleza y propiedades del terreno, necesarios para definir el tipo y condiciones de cimentación.

2. Estudios Geotécnicos para el Diseño de Fundaciones.

Los Estudios Geotécnicos para el diseño de Fundaciones, están dirigidos principalmente a determinar las características generales de los estratos que conforman el subsuelo en la zona donde se proyecta fundar, a fin de conocer y ubicar aquellos que presenten las mayores resistencias, de forma de establecer con cierto margen de seguridad la estabilidad de la obra.

Generalmente, la ejecución de este tipo de Estudio Geotécnico implica la realización de perforaciones a grandes profundidades, requiriéndose para estos casos equipos especiales que permitan explorar el subsuelo hasta alcanzar estratos estables y de alta resistencia.

3. Estudios Geotécnicos para Obras Viales.

Los Estudios Geotécnicos para vialidad, tienen como objetivo fundamental, el determinar las características y propiedades de los estratos que conforman el subsuelo a lo largo del eje de vía existente o proyectado, hasta una profundidad donde se consideren totalmente disipados los esfuerzos provenientes de las cargas dinámicas a las que será sometida la vía. Según los resultados arrojados por pruebas experimentales, esta profundidad difícilmente supera los 2,00 m pero, generalmente, se explora hasta los 3,00 m de manera de garantizar un mayor margen de seguridad.

4. Etapas de un estudio geotécnico.

Según criterios de diversos autores especialistas en la Mecánica de los Suelos y Cimentaciones, se ha establecido que para considerar completo un Estudio Geotécnico, este debe constar de dos etapas principales:

a.- Estudio Geotécnico Preliminar.

b.- Estudio Geotécnico definitivo.

• Estudio Geotécnico preliminar.

Esta primera etapa de los Estudios Geotécnicos consiste básicamente en realizar una serie de investigaciones previas, dirigidas a determinar si el subsuelo de la zona elegida presenta condiciones adecuadas para garantizar la estabilidad y seguridad de la obra que se proyecta, bien sea vial o una edificación, debiendo efectuarse con anterioridad a la realización del Proyecto definitivo, es decir, en la etapa de Anteproyecto.

El conjunto de investigaciones que se deben llevar a cabo durante un Estudio Geotécnico Preliminar, deberá incluir actividades que permitan conocer las condiciones generales de la zona, tales como: la geología local, condición en sitio de estratos firmes, existencia o no de rellenos y sus condiciones, régimen hidrológico, posibles corrientes de agua y variaciones del nivel freático, así como también la posible alteración del subsuelo por la acción de agentes externos. Por otra parte, deberá obtenerse la mayor cantidad de datos relacionados con la obra que se va a proyectar como tipo y magnitud, así como también información referente a obras vecinas a la zona donde se proyecta, en cuanto al comportamiento del suelo.

En conclusión, con el Estudio Geotécnico Preliminar, se tendrá una definición a grandes rasgos de las características generales de la zona, que permitirán al Ingeniero Especialista que lleva a cabo el Proyecto determinar:

a.- La factibilidad de construir la obra sobre los suelos de la zona.

b.- Las posibles fallas que en dicha obra puedan presentarse y la forma mas adecuada y económica de evitarlas.

c.- La forma apropiada de ubicación de la obra, dadas las condiciones de la zona.

d.- Los puntos críticos que ameriten un estudio mas profundo en la etapa del Estudio Geotécnico Definitivo. Muchas veces, el reconocimiento que se lleva a cabo en el Estudio Geotécnico Preliminar puede sugerir cambiar la ubicación de la obra proyectada debido a las condiciones inadecuadas de la zona sin la necesidad de realizar una cuantiosa inversión por concepto de sondeos exploratorios que pudieran haber sido realizados en un Estudio Geotécnico Definitivo. De ahí la importancia del Estudio Geotécnico Preliminar.

Las actividades que se llevan a cabo en un Estudio Geotécnico Preliminar pueden englobarse en dos fases:

a.- Reconocimiento Geológico:

El propósito principal de los Reconocimientos Geológicos es determinar la naturaleza de los depósitos subyacentes en el lugar de la investigación. Con este reconocimiento se pueden determinar los tipos de suelo y roca que probablemente se encontraran, y seleccionar los mejores métodos para las exploraciones del subsuelo, antes de comenzar las perforaciones, la toma de muestras o los ensayos en obra.

Este reconocimiento consistirá en un recorrido por toda la zona, apreciando la topografía, cauces de agua que atraviesen o circunden el área, determinación de zonas que son inundables en forma evidente o probable, medición de rumbos y buzamientos de la foliación, estratificación, planos de falla donde sea posible, zonas de antiguos deslizamientos, búsqueda de sitios de bote y de préstamo en la zona o sus cercanías y, en general, todo aquello que permita un buen conocimiento geológico del área.

La magnitud del reconocimiento geológico depende de la magnitud de la obra y de las condiciones imperantes de la zona.

b.- Sondeos Exploratorios:

La segunda fase de las actividades a realizar, consiste en la realización de perforaciones, calicatas y toma de muestras representativas para ser ensayadas en el laboratorio, con el fin de determinar las características físicas, mecánicas e hidráulicas de los materiales de la zona.

Una vez culminadas estas actividades, y obtenidos los ensayos de laboratorio efectuados a las muestras obtenidas, deberá presentarse un Informe Técnico donde se incluirán los siguientes aspectos: Reconocimiento Geológico, características de la obra a construir, cotas de los puntos explorados, métodos de exploración utilizados y resultados de la investigación y comentarios sobre posibles cambios en el Anteproyecto. El informe debe constar del texto necesario, además de un plano de planta de la zona investigada, indicación de las características geológicas, gráficos de exploración con resultados, perfiles estratigráficos, litología, etc.

• Estudio Geotécnico definitivo.

Al concluir la realización del Estudio Geotécnico Preliminar y la interpretación de sus resultados, deberá procederse a la ejecución del Estudio Geotécnico Definitivo. Este estará dirigido principalmente a la obtención de la información definitiva en cuanto a la calidad, características y naturaleza del subsuelo a diferentes profundidades, a partir de la que se derivaran datos para el diseño.

Dentro de las actividades comprendidas en este estudio, deberán realizarse exploraciones que permitan conocer las condiciones del agua subterránea, ya que estas pueden afectar el diseño y el método de construcción a ser empleado durante la ejecución de la obra. El tipo y magnitud de los estudios deben, en cada caso, adaptarse a las características, tanto de la obra, como del subsuelo de la zona donde se desea fundar.

Las actividades a realizarse en el campo para el Estudio Geotécnico Definitivo se basan en la aplicación de varios métodos de exploración mediante perforaciones, con el fin de obtener muestras o testigos del suelo perturbado e imperturbado para su posterior análisis en el laboratorio.

Las perforaciones se realizan para determinar las características, espesor y estratificación de los materiales del subsuelo, la Densidad Relativa de los suelos granulares y la Consistencia Relativa de los suelos arcillosos, y todos aquellos parámetros necesarios para el posterior diseño de las estructuras a construir.

Las muestras de suelo obtenidas por cualquier método de exploración, requieren ser analizadas, para lo cual se les realizan ensayos de laboratorio, escogidos de acuerdo a las condiciones particulares de cada caso. Estos ensayos pueden clasificarse en:

a.- Ensayos Indicativos: Mediante estos ensayos se determinaran valores índices de muestras perturbadas representativas de cada estrato o del material a utilizar, y servirán para hacer la clasificación e identificación del material. Estos ensayos son:

- Ensayos para determinar el Contenido de Humedad.

- Ensayos para determinar la Granulometría de los Suelos.

- Ensayos para determinar el Peso Unitario en Campo.

- Ensayos para determinar la Gravedad Especifica.

- Ensayos de Compactación de los Suelos.

- Ensayo para determinar la Capacidad Soporte de los Suelos.

b.- Ensayos Especiales: Se realizan con el fin de medir la compresibilidad, expansibilidad y la resistencia estructural de muestras imperturbadas en estado natural o de muestras compactadas en condiciones preestablecidas de densidad y humedad. Estos ensayos son:

- Ensayo de Consolidación Unidimensional.

- Ensayo para determinar la Permeabilidad de los Suelos.

- Ensayo de Compresión no confinada.

- Ensayo de Corte Directo.

- Ensayo de Compresión Triaxial.

Al culminar el Estudio Geotécnico Definitivo debe redactarse un Informe Técnico que deberá incluir los siguientes aspectos: situación en planta y cotas de los puntos explorados (progresivas, en el caso de obras viales), métodos de exploración y resultados, valores índice de muestras representativas, descripción

...