0101CURSO DE PATOLOGIA DE ESTRUCTURAS01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
CURSO DE PATOLOGIA DE ESTRUCTURASBLOQUE I: CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURAS
OTRAS CAUSAS DE FALLO:OTRAS CAUSAS DE FALLO:ROTURA DE FONDO O TAPONAZO
DIONISIO PALOMAR MARCOS RICARDO VALIENTE SANZ Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Ingeniero de Caminos, Canales y PuertosPRODEIN PRODEIN963 956 500 - [email protected] 963 956 500 - [email protected]
ROTURA DE FONDO
01 “ Rotura de fondo: Se trata de un proceso que se presenta en excavacionesbajo el nivel freático en suelos impermeables (ARCILLAS) situados sobresuelos muy permeables (GRAVAS), y en cuyo contacto actúa una presiónintersticial que es superior a la tensión total provocando su rotura”
01intersticial que es superior a la tensión total provocando su rotura
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
RELLENOS RELLENOS-2.00
Nivel Freático
acuífero confinadoNivel Freático
Nivel Freático
TUBERIA CIEGA
ARCILLAS
-14.00 ARCILLASARCILLAS
-23.00
-27.00 GRAVAS
PESO DE LAS ARCILLAS SATURADAS
PRESIÓN DEL AGUA DEL ACUÍFERO INFERIOR
“Esta presión de agua es debida a un nivel freático ubicado por encimadel fondo de la excavación”
ARCILLAS
del fondo de la excavación
LA INTERCALACIÓN DE ESTRATOS DE MUY DISTINTA PERMEABILIDAD ES MUY HABITUAL EN VALENCIA
ROTURA DE FONDO
01 Coeficiente de Seguridad:01
El código Técnico de Edificación recomienda un factor de seguridadmínimo de 1,11
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
mínimo de 1,11
100,1
9,0)( min ≥⋅
⋅=
⋅⋅
=
PesoSubpresión
PesoSubpresión
PesoCTEFmayoración
oracións γ
γ
Í
11,1)( ≥=Subpresión
PesoCTEFs
PRODEIN INGENIERÍA recomienda un factor de seguridad mínimo de1,2, ya que en caso de rotura del fondo de la excavación, el coste desu reparación (ejecución de un tapón de fondo con Jet-Grouting,prolongación de pantallas etc ) es completamente desproporcionadoprolongación de pantallas, etc…) es completamente desproporcionadoa ese pequeño aumento de seguridad, pero lo más importante es quese ponen las vidas de los trabajadores en peligro durante laexcavación y ejecución de la losa de cimentación.
EJEMPLO 1: EDIFICIO UNIVERSITARIO EN LA U.P.V.
En proyecto: el nivel freático estaba a -3,80 m y la excavación era 4,50 m01 En proyecto: el nivel freático estaba a 3,80 m y la excavación era 4,50 mEn obra: el nivel freático había subido 70 cm y la excavación era 60 cm másprofunda.
01Conclusión: se pasó de tener un coeficiente de seguridad de 1,33 a 0,74
Solución: Se prolongaron las tablestacas unos metros (mejor efectoconfinamiento) y se dispusieron 5 bombas más, como medida de seguridad
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES) y p , g
se colocó un piezómetro en el centro del solar para controlar en todomomento la presión del acuífero confinado.
TABLESTACAS DE 13m0.00
PIEZOMETRO QUE INDICALA PRESIÓ DEL AGUA EN
-6.50
ARCILLAS
Nivel Freático Nivel Freático
ARCILLAS-5.10
PESO DE LAS ARCILLAS: 2.8 T/m2
ROTURA DE ESTA CAPA SINO SE BAJA LA PRESIÓNEN EL ACUIFEROCONFINADO.
LA PRESIÓ DEL AGUA ENLA CAPA DE GRAVAS.
GRAVAS
PRESIÓN: 3.4 T/m2
ACUIFEROACUIFEROCONFINADO
ARCILLAS
-21.60
-24.80
EJEMPLO 2: PARKING DE 8 SOTANOS EN CALLE PIZARRO. VALENCIA (26 m de excavación)
01 En proyecto: el nivel freático estaba a -7,00 m y la excavación era de 26 mEn obra: el nivel freático había subido 1,50 m
C l ió Ej ió d d li i d i l íf
01Conclusión: Ejecución de pozos de alivio de presiones en el acuíferoconfinado a 46 m de profundidad. Se dispusieron 4 pozos para rebajar elnivel freático y 4 pozos para rebajar la presión y evitar la rotura del fondo dela excavación.
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
4 Pozos de achique
4 POZOS DE ALIVIOCONSTRUIDOS
1 POZO DE ALIVIO EXISTENTE(EJECUTADO EN 2007)
Piezómetros existentestrasdós pantallas
EJEMPLO 2: PARKING DE 8 SOTANOS EN CALLE PIZARRO. VALENCIA (26 m de excavación)
01014 POZOS PARA
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
GRAVAS
GRAVAS
-20.00 -20.00
4 POZOS PARAREBAJAMIENTO DENIVEL FREATICO
4 POZOS PARA ALIVIO
ARCILLASARCILLAS
-21.60
GRAVAS DEL ACUIFERO SUPERIOR
-24.00
-28.60
-24.00
-28.60
-23.80
TAPON DE ARCILLAS
-36.60 -36.60
PRESIÓN DEL AGUA DEL ACUIFERO INFERIOR
-51.00 -51.00
GRAVAS DEL ACUIFERO INFERIOR
ARCILLAS
GRAVAS
-53.00 -53.00
EJEMPLO 3: PANTALLAS DE PROYECTO CORTAS –ALIVIO DE PRESIONES
01 En esta obra fue necesario rebajar la presión del acuífero confinado de gravas mediante la colocación de bombas de alivio de presiones igualmente se dispuso un piezómetro en el centro
01de presiones, igualmente se dispuso un piezómetro en el centro del solar para controlar en todo momento la presión de acuífero.01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
0 00
Reduccion de lasubpresión con el bombeoen el centro del solar.
bombas para aliviar la presión delacuifero confinado
POZO DE BOMBEOPARA REBAJAR ELNIVEL FREATICO
LIMOS ARCILLOSOS
RELLENOS
-0.00
-2.00Nivel Freático exterior -2.90 Nivel Freático exterior -2.90
Nivel piezometro bajolas arenas limosas
Nivel de agua enel interior del pozo
ARENAS
-7.50
el interior del pozo
nivel freático excavación
TUBERIA CIEGA
PESO TERRENO
MIN 14.25 -13.50-MIN 14.25
-13.50
TUBERIA RANURADAPRESIÓN: 10.6 T/m2
PESO TERRENOHÚMEDO: 11 T/m2
GRAVAS ACUIFERO CONFINADO
LIMOS ARCILLOSOS
MIN 24.60
SOLUCIONES PARA LA ROTURA DE FONDO SIN COLOCAR POZOS DE ALIVIO DE PRESIONES
011.- Colocar un tapón impermeable en el fondo de la excavación a base de
inyectar Jet Grouting
011.1 - Inyección en todo la superficie del fondo de la excavación
1.2 - Inyección perimetral hasta localizar capa de arcillas
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
2.- Prolongar pantallas interiores o exteriores al recinto hasta otro estratoimpermeable, dichas pantallas pueden ser de mortero y hormigonadasp , p p y gsolo en el estrato a taponar.
AMBAS SOLUCIONES SON DESPROPORCIONADASAMBAS SOLUCIONES SON DESPROPORCIONADAS ECONOMICAMENTE EN COMPARACIÓN AL ALIVIO DE
PRESIONES A BASE DE POZOS PROFUNDOS
SIEMPRE QUE SE PUEDA SACAR UN CAUDAL MODERADO Y A SU VEZ SE REBAJE LA PRESIÓN DEL ACUIFERO CONFINADO LO
SUFICIENTE COMO PARA OBTENER UN COEFICIENTE DESUFICIENTE COMO PARA OBTENER UN COEFICIENTE DE SEGURIDAD DE 1,20 FRENTE A LA ROTURA DE FONDO SERÁ
ECONOMICAMENTE MÁS VIABLE
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02A. Surgencias (sondeos,pozos,…)A. Surgencias (sondeos,pozos,…)
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02A. Surgencias (sondeos,pozos,…)A. Surgencias (sondeos,pozos,…)
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02A. Surgencias (sondeos,pozos,…)A. Surgencias (sondeos,pozos,…)
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
Normalmente es necesario el sellado de las surgencias parapoder continuar la obra.
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02A. Surgencias (sondeos,pozos,…)A. Surgencias (sondeos,pozos,…)
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
Normalmente esnecesario el selladode las surgenciasgpara podercontinuar la obra.
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02A. Surgencias (sondeos,pozos,…)A. Surgencias (sondeos,pozos,…)
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
0,30
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02B. Caso de fallo en pozo de alivio de presionesB. Caso de fallo en pozo de alivio de presiones
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02B. Caso de fallo en pozo de alivio de presiones
Pozo de alivio anterior alcomienzo de obra Pruebas de
COTA ±0.00 COTA DE ACERA EN CALLE P
RELLENOS
ARC. LIMOSASLIMOS ARCILLOS.DE CONS. MEDIA
6 00
-3.00GRAVILLA
Camisa de
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
comienzo de obra. Pruebas debombeo:
Los últimos 6 metros de tuberíade pozo más cercanos a LIMOS ARCILLOSOS-
ARENOSOS DE
GRAVAS LIMOSAS
-11.20
-6.00 protección pozo
de pozo más cercanos asuperficie lo colocaronranurados, cuando teóricamentedeberían ir ciegos. ARCILLAS LIMOSAS
MUY FIRMES DEBAJA PLASTICIDAD
ARENOSOS DECONSISTENCIAMEDIA-FIRME
-20.00
24 00
Sube el nivel freático delacuífero inferior por encima delos -6 metros y comunica dichoacuífero con el fondo de TAPÓN DE ARCILLA
GRAVAS DE ACUIFERO SUPERIOR
-24.00
-28.60
SELLADO BENTONITAtubería ciega
acuífero con el fondo deexcavación a través de latubería del pozo de alivio quedebería haber sido ciega y seinstaló ranurada
TAPÓN DE ARCILLA
-36.60
GRAVILLAtubería ranurada
instaló ranurada.GRAVAS DE ACUIFERO INFERIOR
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02C. Rotura de fondo en fosos de ascensor y grúa torreC. Rotura de fondo en fosos de ascensor y grúa torre
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
(-2.75)
(-8.35)
(-13.85)
Se ejecutan dos pozos para aliviar presiones en foso grúa torre. Al realizard b b i ió lt bilid d ltí iensayo de bombeo previo a excavación resultan permeabilidades altísimas
del acuífero de gravas.
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02C. Rotura de fondo en fosos de ascensor y grúa torreC. Rotura de fondo en fosos de ascensor y grúa torre
Del estudio de alivio de presiones se deducía que se necesitaban más de100 l/sg para asegurar la estabilidad del fondo para la ejecución del foso.
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES02C. Rotura de fondo en fosos de ascensor y grúa torreC. Rotura de fondo en fosos de ascensor y grúa torre
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
CAUSAS DE FALLO EN ESTRUCTURASOTRAS CAUSAS DE FALLO
03 CONCLUSIONES
A Estudio del nivel freático Fiabilidad estudios
03A. Estudio del nivel freático. Fiabilidad estudios
geotécnicos.
B. Estudio del fenómeno de sifonamiento y de la
01 ROTURA DE FONDO O “TAPONAZO”
02 PROBLEMAS SINGULARES REALES
03 CONCLUSIONES
B. Estudio del fenómeno de sifonamiento y de laposible variación del empuje horizontal enelementos de contención por existencia deflujoflujo
C. Estudio de la rotura de fondo. En caso dealiviar presiones estudio de la permeabilidadp ppara optimizar solución y considerar suviabilidad
D. Afección de las variaciones del nivel freático ala flotabilidad del edificio
E Estudio particularizado de las singularidadesE. Estudio particularizado de las singularidadesde la obra.