FERM GEOPROJECTES
Asistencia técnica, obra civil, edificación
 

¿ Qué es un estudio geotécnico ?

El estudio geotécnico es el conjunto de tareas destinadas a determinar la naturaleza y propiedades del terreno afectado por una obra de ingeniería o arquitectura para conocer su comportamiento y poder definir el tipo y condiciones de cimentación.

Estas tareas incluyen los reconocimientos y ensayos “in situ”, es decir, en el propio lugar donde se tiene que ubicar la construcción (sondeos, penetrómetros, catas, SPT’s, presiómetros, etc.) y los ensayos de laboratorio necesarios para caracterizar y clasificar los terrenos inspeccionados.

Estos datos tienen que aportar la información necesaria y precisa para confeccionar el correspondiente informe geotécnico, que además de englobar los descriptores del terreno, tiene que incluir recomendaciones que tengan en cuenta la interacción entre la construcción y el terreno.

Por lo tanto, un informe geotécnico no es solo un trámite administrativo, sino que es un documento clave para diseñar con seguridad la cimentación y reducir los costes globales de la obra.

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¿ Quién puede llevar a cabo estudios geotécnicos ?

Lo único que dicen las normativas actuales es que el estudio geotécnico tiene que hacerlo un técnico competente. No dice nada más.

Esto significa que, en teoría, cualquier técnico (licenciado o ingeniero) que en su plan de estudios tenga al menos una asignatura que se llame “geotecnia, geología, o algo parecido”, puede hacer y firmar un estudio geotécnico. Por este motivo en el mercado se encuentran verdaderas barbaridades que llevan el título de “estudio geotécnico”.

La geotecnia es la parte de la geología aplicada a la ingeniería en la que convergen múltiples disciplinas (geología, física, química, matemáticas, hidrogeología, mecánica de suelos, diseño y cálculo de estructuras, etc.).

Los estudios geotécnicos deberían realizarlos técnicos con formación y experiencia suficiente para llevar a cabo las investigaciones. Geólogos e Ingenieros Geólogos son los profesionales más solicitados, y en menor medida Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos y Arquitectos.

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¿ Cómo se realizan los estudios geotécnicos ?

El estudio geotécnico comprende tres fases: 1) planificación, supervisión y dirección, 2) prospección y 3) caracterización.

La planificación incluye la recopilación de toda la información referente al proyecto que sea necesaria para diseñar la campaña de prospección y tiene que ser realizada por un técnico competente.

La prospección incluye todas las tareas mecánicas que tienen como objetivo llegar a un conocimiento razonable de la composición del subsuelo en el entorno de la obra (realización de sondeos, penetrómetros, calicatas o el uso de métodos geofísicos).

La caracterización de materiales comprende los ensayos sobre el suelo, ya sean “in situ” o en laboratorio, con el objetivo final de establecer un modelo de comportamiento para cada tipo de terreno afectado por el proyecto constructivo.

La supervisión y dirección, también llevada a cabo por técnico competente, incluye valorar y dar forma a los datos obtenidos durante la fase de prospección, decidir “in situ” y en vista de los resultados que se obtienen sobre la idoneidad del dimensionado de la campaña de reconocimiento, decidir los ensayos de caracterización a realizar (tanto en obra como en laboratorio), recopilar todos los datos obtenidos y confeccionar el correspondiente informe geotécnico con las recomendaciones oportunas.

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¿ Cuando se realiza un estudio geotécnico?

Normalmente se lleva a cabo cuando ya se conocen las características básicas de la estructura (tipo de construcción, número de plantas sobre y bajo rasante, etc.) y se tendrá en cuenta para la redacción del proyecto de ejecución de la obra.

También puede realizarse durante la ejecución de las obras, y puede ser debido a la aparición, durante los trabajos de excavación y/o apertura de pozos y zanjas de cimentación, de materiales diferentes a los descritos en el informe geotécnico, a cambios en el proyecto (modificado), etc.

Por último, se puede llevar a cabo mucho o poco después de finalizada la obra, por la aparición de patologías relacionadas con los aspectos geológicos, por cambios en el uso de la estructura, por obras de rehabilitación, etc.

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¿ Por qué se realizan los estudios geotécnicos ?

Por motivos de seguridad, para asegurar la viabilidad del proyecto y para abaratar costes, ya que sin un estudio geotécnico pueden aparecer problemas relacionados con el comportamiento del terreno a consecuencia de los cuales el coste de la obra se vea incrementado por un innecesario sobredimensionado (sobre todo en cimientos, pero también en elementos de contención, taludes, etc.).

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¿ Cual es el precio de un estudio geotécnico ?

La afirmación “cada estudio geotécnico tiene su coste” puede resultar obvia pero no lo es tanto por los motivos siguientes:

  1. Normalmente, no se conocen las propiedades del terreno (buenas o malas) hasta que no se realiza el reconocimiento geotécnico del mismo.
  2. La campaña de reconocimiento varía en función de la calidad del terreno; así, en un terreno problemático (p.ej.: blando, o con nivel freático alto, o con cavidades, o con rellenos, etc.) será más costosa que en un terreno homogéneo y resistente (p.ej.: un conjunto firme y monótono de estratos horizontales).
  3. El estudio geotécnico (con su campaña de reconocimiento y ensayos) debe diseñarse atendiendo a dos cuestiones principales: el tipo de edificio a construir, y las características geotécnicas del terreno sobre el que se apoyará.
  4. El precio del estudio geotécnico también estará condicionado por la metodología utilizada en los reconocimientos del terreno: algunos métodos de prospección son más económicos que otros, pero también aportan menos información.
  5. Por lo tanto, el coste de un estudio geotécnico puede ser muy variable ya que, por ejemplo, para una misma construcción la campaña de reconocimiento puede ser muy diferente según la naturaleza del terreno donde se ubique.
  6. Finalmente, insistir en que el ahorro NO es buscar el estudio geotécnico más barato sinó evitar problemas posteriores causados por una cimentación mal dimensionada.

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Comparativa entre sondeos

En geotecnia, los sondeos de reconocimiento más utilizados en nuestro territorio son el sondeo a rotación con batería y recuperación de testigo continuo y el sondeo a rotación con barrena helicoidal. Aunque los dos métodos son a rotación las diferencias entre ellos son tan importantes que vale la pena hacer una breve comparativa para observar las ventajas y limitaciones que presenta cada uno:

Sondeo con batería y testigo continuo

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  1. Puede atravesar todo tipo de materiales, desde los más blandos a los más duros
  2. Si el sondeo se desmorona se puede revestir (entubar) y de esta manera continuar tanto con la perforación como con los ensayos “in situ"
  3. Los materiales atravesados quedan alojados dentro de la batería de una manera muy próxima a la de su estado natural, permitiendo una perfecta identificación
  4. Los materiales perforados, una vez extraidos de la batería, son depositados en cajas porta testigos, de manera que es posible conocer con exactitut las cotas a las que se han producido los cambios litológicos o localizado el nivel freático
  5. La batería permite una buena limpieza del fondo del sondeo y, por lo tanto, los valores del golpeo de los ensayos “in situ” son totalmente fiables

Sondeo con barrena helicoidal (hélice)

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  1. No puede atravesar los materiales competentes (roca, crostas,..)
  2. Si el sondeo se desmorona no se puede revestir: se puede continuar con la perforación pero no con los ensayos "in situ"
  3. Desmenuza los materiales atravesados y no permite la observación en su estado natural, pudiendo llevar a errores en la identificación de los materiales
  4. Los materiales perforados desmenuzados suben por la hélice, de manera que cuando salen a la superfície no es posible saber a que profundidad corresponden, provocando errores en las cotas de cambio de litologías y del nivel freático
  5. La hélice no permite la limpieza del fondo del sondeo provocando errores en los ensayos "in situ" influyendo de manera decisiva en los cálculos posteriores
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Problemas derivados de la falta de información

En ocasiones el terreno presenta problemas que han pasado inadvertidos en la fase de proyecto y que “aparecen” durante la ejecución. No nos referimos aquí a las normales variaciones del terreno, o a eventuales problemas localizados (una fuga de agua, una cavidad aislada, etc.) y que se suelen resolver en obra; si no que nos referimos a la aparición de terrenos realmente problemáticos. Estos serían, por ejemplo, una capa de terreno blando, una zona importante de rellenos, arcillas expansivas bajo cimientos, nivel freático elevado y cambiante, zonas de concentración de yesos.

Aunque todo reconocimiento geotécnico lleva aparejado un cierto grado de incertidumbre, en la mayoría de los casos la aparición imprevista de terrenos problemáticos se debe a que el estudio geotécnico ha sido escaso.

Dejando al margen las posibles responsabilidades civiles, una vez que la obra está en marcha lo que interesa es resolver los problemas. En función de la importancia de estos problemas se suelen resolver de dos maneras:

  1. el proyectista realiza un modificado para la cimentacón, asumiendo las responsabilidades que se deriven
  2. se solicita ayuda externa para modificar el proyecto, para ejecutar la cimentación, o para ambas cosas.

En este segundo caso, los costes añadidos precisan el visto bueno de la propiedad y llegar a un acuerdo con la empresa constructora. En cualquiera de los casos, el presupuesto de la obra se ve incrementado notablemente.

También se puede plantear una tercera alternativa que puede resultar una opción intermedia: encargar un informe geotécnico complementario, orientado principalmente a buscar una solución adecuada para la cimentación.

Resumiendo, el estudio geotécnico se puede realizar por dos motivos:

  1. para cumplir con un trámite legal y administrativo: en este caso se buscará el ahorro en el estudio geotécnico, hecho que supondrá, en la mayoría de los casos, un incremento muy superior en los costes globales de la obra.
  2. para conocer la realidad del terreno: en este caso se asegura la viabilidad del proyecto, así como el correcto diseño de la cimentación abaratando, en la mayoría de los casos, los costes globales de la obra.

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Recomendaciones

La utilidad de los ensayos geotécnicos es evidente siempre que se escoja el método más adecuado en cada proyecto, y que los equipos y procedimientos empleados permitan la obtención de datos repetibles y fiables.

Cabe destacar que una información deficiente o insuficiente durante la campaña de reconocimiento influye directamente en los cálculos posteriores. Es decir, el ahorro económico en el estudio geotécnico muchas veces se traduce en un incremento de los costes (sobredimensionado de la cimentación, con el consiguiente incremento en los gastos en hormigón, acero, horas de maquinaria y de personal, etc.) y del tiempo de ejecución (los materiales descritos no se corresponden con los de la excavación, falta de datos geotécnicos, etc, que comportan las posteriores redacciones de anejos y notas técnicas).

Por lo tanto, para culminar con éxito qualquier campaña de reconocimiento, desde FERM geoprojectes recomendamos lo siguiente:

  • Informarse sobre la técnica de reconocimiento más adecuada, en función del tipo de estructura a construir y del terreno sobre el que se asentará.
  • Utilizar, siempre que sea posible, el sondeo a rotación con batería y extracción de testigo continuo.
  • Este tipo de sondeos se tendrían que incluir en las campañas de reconocimiento como mínimo en los siguientes casos:
    1. Cuando la zona de estudio esté formada por materiales competentes (roca, crostas carbonatadas, gravas o arenas semicimentadas o cimentadas, arcillas de consistencia muy firme a dura, etc...) que otros métodos no pueden atravesar.
    2. En grandes solares, cuando el terreno presente variabilidad horizontal o verticalmente.
    3. Cuando se tracte de materiales blandos, sueltos, colapsables, terrenos cársticos, zonas susceptibles a sufrir deslizamientos, zonas con rellenos antrópicos, suelos residuales, terrenos de marismas, etc ...
    4. Si se prevé la presencia de nivel freático a cotas cercanas o por encima de la cota de cimentación.
    5. Cuando sea necesaria la realización de cimentaciones profundas (pilotes, micropilotes, pantallas).
    6. En geotecnia para edificación, cuando los edificios tengan una o más plantas sótano o consten de un total de cuatro o más alturas.
    7. En geotecnia para obra civil y en estudios para el medio ambiente, se recomienda en todos los casos.
  • Por lo tanto, debe dudarse de la solvencia y rigurosidad de las empresas que ofrecen de manera sistemática el sondeo a rotación con barrena helicoidal (hélice).
  • Se debe exigir que en la propuesta económica se especifiquei el método de sondeo ya que los dos métodos son a rotación.
  • Exigir durante la campaña de reconocimiento la presencia permanente de un geólogo con experiencia contrastada a pie de sondeo para dirigir los trabajos de campo y tomar las decisiones oportunas en cada momento.

Estas recomendaciones están basadas en la experiencia y no son una crítica al sondeo con barrena helicoidal como método, sino a la manera en que lo llevan a cabo las empresas de nuestro territorio, utilitzándolo en qualquier tipo de terreno, para qualquier tipo de proyecto, y procediendo a la ejecución de los ensayos "in situ" con una frecuencia inapropiada y claramente insuficiente.

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