Herramientas investigacion aplicada - Construmat - Ágora de rehabilitación
Geotecnia bajo coste
1. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y
EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
19 de Mayo 2011
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Ponente:
Roger Oriol Gibert Elias
Geólogo
G.P.O. Ingeniería, S.A.
Foto: GPO
Organizada por: Comissió de Geotècnia del Col.legi de Geòlegs de Catalunya.
2. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
19 de Mayo 2011
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Índice
• ¿Que debe cumplir un E.G.?
– Legalidad y Calidad – Visado/Supervisado
– ¿Optimización de la cimentación?
• ¿Cómo se hace un presupuesto de un E.G.? - Costes de investigación:
– Ensayos de penetración vs sondeos (Investigación).
– Sondeos helicoidales vs sondeos Testigo Continuo (Muestreo).
– Ensayos de laboratorio básicos vs avanzados (Parametrización).
– Ensayos insitu básicos vs avanzados (Parametrización).
• Implicaciones en el coste de la cimentación:
– Dimensionado de pilotes – CPTU. Ej. Fábrica en el Delta del Llobregat
– Dimensionado de micropilotes – Presiómetros. Ej. Edificio en Barcelona – Sagrera.
• Conclusiones:
– E.G. ¿Un trámite o un recurso para el proyecto?
– E.G. Reducir costes o REDUCIR COSTES
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Legislación y normativa de Estudios Geotécnicos
• Ley 38/1999 de 5 noviembre de Ordenación de la Edificación: Regula los agentes que
intervienen fijando sus obligaciones y responsabilidades.
O
– Capítulo II. Exigencias Técnicas - Código Técnico de la Edificación (RD 314/2006)
AD
• Exigencias GEOTÉCNICAS del CTE (RD 314/2006) – DB SE-C (SE-Cimientos):
S
– Intensidad y tipología de la investigación para el reconocimiento del terreno.
VI
– Intensidad y tipología de análisis de laboratorio.
ER
– Identificación y caracterización del terreno.
UP
– Estados límite de servicio y últimos de las cimentaciones relacionados con el terreno.
– Aplicación de la NCSE-02
/S
• Normativa / Acreditación / Declaración Responsable:
O
– Ensayos de Campo y de Laboratorio: Agrupa más de 40 normas UNE que permiten la
AD
obtención de parámetros geotécnicos y las diferentes propiedades del terreno
(resistencia, deformabilidad, permeabilidad, agresividad,…).
S
VI
– Ejecución de trabajos geotécnicos especiales: Normas UNE para la realización de
trabajos de estabilización de terrenos y estructuras de contención (elementos, tipo de
ejecución, calidad,…).
– Acreditación/Declaración responsable.
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Calidad (Seguridad) del Estudio Geotécnico
• Trazabilidad de los trabajos:
O
– De los reconocimientos de investigación.
AD
– De los ensayos de laboratorio.
S
– Registros y actas
VI
ER
• Buenas prácticas técnicas:
UP
– Guías técnicas de referencia (MIFO, ROM, Jiménez Salas,…)
– Conformidad de los cálculos.
/S
– Conformidad de las recomendaciones
O
• Responsabilidad civil:
AD
– Seguro de R.C. previo a los reconocimientos.
S
– Seguro de R.C. civil y profesional.
VI
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Eficiencia del Estudio Geotécnico
E
NT
• Integración con el Proyecto:
IE
- Objeto del Estudio Geotécnico – Timing de trabajo.
CL
- Ámbito: taludes, agua subterránea, riesgos geológicos,…
EL
- Relaciones Interprofesionales Arquitecto – Geólogo.
- Diseño de la campaña geotécnica en función de la cimentación
N
CO
N
• Utilidad para el Proyecto:
IÓ
- ¿Incluye todo el ámbito del proyecto?
AC
- ¿Resuelve todos los parámetros que necesito?
- ¿Ofrece la mejor solución de cimentación?
IC
UN
M
CO
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¿Cómo se hace un presupuesto de un E.G.?
Costes de investigación
• Promotor / Arquitecto / Aparejador: • Geólogo:
– Tipo de edificio. – Estima tipo de cimentación.
– Situación geográfica/geológica. – Dimensiona campaña de investigación
– Requerimientos. a medida.
– Ámbito (taludes, rellenos, limitaciones, – Completa presupuesto.
etc).
– Reduce costes del proyecto. – Reduce costes de la campaña:
– Tipo de reconocimientos.
– Ensayos (laboratorio/insitu).
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SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
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Costes de Investigación: ¿Sondeos o DPSH?
Sondeo: Perforación + Muestreo DPSH: Resistencia a la penetración
Foto: GPO Foto: GPO
- Maquinaria grande; requere espacio. - Maquinaria relativamente pequeña.
- Suministro de agua. - Poco espacio necesario.
- Rendimiento bajo. - Rendimiento alto.
-EL CTE permite la realización de ensayos de
penetración sustituyendo sondeos.
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8. JORNADA TÉCNICA
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Costes de Investigación: ¿Sondeos o DPSH?
Sondeo: Perforación + Muestreo DPSH: Resistencia a la penetración
Foto: GPO Foto: GPO
Foto: GPO Foto: GPO
- Registro detallado naturaleza del terreno. - Registro continuo de golpes.
- Limitado por el técnico. - Limitado por el terreno – Rechazo.
- Capacidad de muestreo. - Incertidumbres.
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9. JORNADA TÉCNICA
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EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Costes de Investigación: ¿Sondeos o DPSH?
Sondeo: Perforación + Muestreo DPSH: Resistencia a la penetración
• Banco Precios ITEC: • Banco Precios ITEC:
– J03D0370 (J) - Desplazamiento de la – J03D0630 (J) - Desplazamiento de la
maquinaria a más de 35 km - 472,77 €/u. maquinaria a más de 35 km - 235,69
– J03D0380 (J) - Traslado y emplazamiento €/u.
en el punto de sondeo - 53,71 €/u. – J03D0630 (J) - Emplazamiento de
– J03D0400 (J) - Sondeo a rotación con penetración en cada punto - 34,66 €/u.
bateria en suelos y rellenos hasta 25 m de – J03D0660 (J) – Ensayo de penetración
profundidad - 51,74 €/m. dinámica DPSH UNE 103801/94 - 20,83
– J03D0550 (J) - Cajas porta-testigos €/m.
plàstico ( 3m ) - 13,89 €/u.
•
TOTAL: 478,65 € + 242,96 €
•
TOTAL: 1.202,92 € + 730,15 € • Tiempo y costes:
• Tiempo y costes: – 1 Personas (Oficial 1ª o Ayudante).
– 2 Personas (Oficial 1ª + Ayudante). – ¼ día de trabajo.
– Un día de trabajo. – Gasoil + Amortización.
– Gasoil + Agua + Dietas + Amortización.
COSTES: Con el coste de 1 sondeo puedo hacer un mínimo de 3 DPSH.
INFORMACIÓN: Incertidumbres en la naturaleza del material.
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10. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
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EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Costes de Investigación: ¿Rendimiento o Recuperación?
- EL CTE permite la realización de diferentes tipos de sondeos meánicos; a rotación con
extracción de testigo, mediante helicoide y mediante percusión.
Sondeo helicoidal Sondeo con recuperación de testigo
Foto: CPGEOLOGICS Foto: GPO
Perforación rascando el terreno con una Perforación a partir de la rotación y presión de un tubo
herramienta llamada trialeta asociada a un tubo vacio de hierro que presenta una corona de corte
helicoidal. La presión realizada por el sistema exterior. La corona de corte, corta el material, y este
hidraulico de la máquina, junto con la rotación, queda retenido en el interior de la tubería.
rompe el terreno en pequeños trozos. Esto implica que se obtiene un registro continuo de
La calidad de la muestra no es buena, ya que se todo el perfil del terreno.
extrae completamente roto y mezclado.
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11. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Costes de Investigación: ¿Rendimiento o Recuperación?
Sondeo helicoidal Sondeo con recuperación de testigo
• Banco Precios ITEC: • Banco Precios ITEC:
- J03D0440 (J) – Sondeo helicoidal - 34,71 - J03D0400 (J) - Sondeo a rotación con bateria
€/m. en suelos y rellenos hasta 25 m de profundidad
• Rendimiento: - 51,74 €/m.
- Perforación continua - Rendimiento - J03D0550 (J) - Cajas porta-testigos plàstico
elevado - 3-4 sondeos de 15-20 m/día. (3m) - 13,89 €/u.
• Rendimiento:
- Perforación discontinua - Rendimiento lento –
1 sondeo de 15-20 m/día.
-Los sondeos con extracción de testigo podrán utilizarse en cualquier tipo de terreno. Los
helicoidales, no. Los sondeos helicoidales SOLO poden utilizarse cuando:
- El terreno sea blando y cohesivo.
- No existan capas cementadas o de gravas.
- No existan capas arenosas bajo freático.
- No sea necesario penetrar en rocas.
RENDIMIENTO: Los sondeos helicoidales presentan un rendimiento una 3 veces superior a
los de testigo continuo y son sensiblemente más económicos.
INFORMACIÓN: Se debe interpretar los resultados a la realidad ya que no hay testigo.
APLICABILIDAD: No es una técnica apta para todos los materiales.
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Costes de Investigación: ¿Correlación o Parametrización?
EL CTE indica que las determinaciones se podrán obtener mediante ensayos en laboratorio, o
si es factible con ensayos in situ, aplicando las oportunas correlaciones si fueran necesarias.
Correlación:
Estimación de parámetros resistentes y
deformacionales a partir de correlaciones
empíricas.
Correlaciones diferentes para materiales
cohesivos o para materiales granulares.
Requiere determinar la “dureza” del
Parametrización: suelo.
Cuantificación de los parámetros
resistentes y deformacionales a partir
de ensayos de laboratorio.
Requiere obtener muestras del propio
material donde apoyará el edificio a
construir y ensayarlas.
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SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
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Costes de Investigación: ¿Correlación o Parametrización?
Correlación: Parametrización:
• Banco Precios ITEC: • Banco Precios ITEC:
- J03D0720 (J) - Standard Penetration Test - J03D0700 (J) - Muestra inalterada UNE
(SPT) UNE103800/92 - 27,78 €/u. 7371/75 - 28,88 €/u.
- J03D1050 (J) - Ensayo triaxial CU UNE 103-
• Rendimiento: 402/98 - 384,47 €/u.
- Requiere correcciones en función de la • Rendimiento:
energía y de la profundidad. - Requiere ensayo en laboratorio.
RANGO DE VALORES VALORES REPRESENTATIVOS
ESTIMACIÓN PARÁMETROS PARÁMETROS QUANTIFICADOS
100% Arcillas o 100% Arenas Material real
T ?
¿ SP
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SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
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Costes de Investigación: ¿Rotura o Control de la rotura?
Rotura - SPT Control de la rotura - Presiómetro:
Foto: Igeotest Foto: Igeotest
Año: 1902. Año: 1955.
Contar el golpeo de un maza de 63,5 kg Prueba directa de carga del terreno
cayendo de 0,76 cm de altura. inflando una membrana introducida en
Estima la resistencia del terreno y su el sondeo hasta romper el terreno.
deformabilidad. Cuantifica la resistencia del terreno y
su deformabilidad.
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SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
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Rotura - SPT Control de la rotura - Presiómetro:
• Banco Precios ITEC: • Banco Precios ITEC:
- J03D0720 (J) - Standard Penetration Test - J03D0740 (J) – Ensayo presiómetro Menard -
(SPT) UNE103800/92 - 27,78 €/u. 346,60 €/u.
• ¿Qué obtengo del ensayo? • ¿Qué obtengo del ensayo?
Foto: GPO
N30: 6-15-17-8
¿N60?
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Implicaciones en el coste de la cimentación
Estudio geotécnico
• Geólogo: • Promotor / Arquitecto / Aparejador:
– Ejecuta el presupuesto aceptado. – Dimensiona la cimentación en base a
las conclusiones del E.G.
– Realiza el E.G. en base a la
investigación presupuestada. – Actua en el ámbito de la obra en
base al E.G.
– Cumple el C.T.E.
– Ejecuta lo que le pagan. – Ejecuta lo que viene en el E.G.
– Mayor incertidumbre; mayor F.S. – Mayor F.S.; mayor coste de la obra
EJEMPLOS
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Costes de Cimentación – Ensayos Insitu I- Nave
Industrial Calle A – Zona Franca
0m
Rellenos
13
• Trabajos geotécnicos realizados:
12
- 2 Sondeos a rotación con testigo contínuo de 25
16 m.
-10 m
Arenas
16 - 1 Ensayo de penetración estática CPTU de 35 m.
14 - 16 SPTS y 8 MI.
13
- Ensayos de laboratorio de identificación,
deformabilidad (edómetros) y resistencia corte
13 • Arenas:
(CD).
-20 m
Foto: GPO
- N30 = 13 N60 = 16
φ = 32º
• Arcillas:
Arcillas y limos - Cu = 60 kPa
• Condiciones de cimentación:
- Debido a la presencia de rellenos, la exigencia
-30 m de las cargas y la imposibilidad de hacer
precargas por espacio se requiere una
cimentación profunda.
-40 m Foto: GPO
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18. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Nave Industrial Calle A – Zona Franca
Rellenos
Arenas
Foto: GPO
• Ensayo de Penetración Estática:
- Medida continua de la resistencia a penetración.
Arcillas y limos
- Medida continua de la presión intersticial.
- El CTE prevé en el capítulo F.2.2.3 el dimensionado de
pilotes mediante ensayos penetrométricos estáticos.
• Banco Precios ITEC:
- J03D0620 (J) - Desplazamiento de la maquinaria a más de
35 km - 329,27 €/u.
- J03D0630 (J) - Emplazamiento de penetración en cada
punto - 34,66 €/u.
- J03D0650 (J) – Ensayo de penetración estática CPTU -
43,04 €/m.
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19. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Nave Industrial Calle A – Zona Franca
SPT CPTU
Lpilote = 11,5 m Lpilote = 11,5 m / 6,5 m
Qadm= 62 t Qadm= 105 t / 62 t
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SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
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Nave Industrial Calle A – Zona Franca
• Edificio y terreno:
- Nave industrial 80 x 40 metros. 3 Plantas.
- C-1 / T-2 Minimo 2 sondeos + 1 Ensayo de penetración.
- Profundidad de investigación 18 metros.
• Estudio geotécnico 1: • Estudio geotécnico realizado:
- 2 sondeos de 20 metros. - 2 sondeos de 25 y 30 metros.
- 1 DPSH de 20 metros. - 1 CPTU de 35 metros.
- 12 SPTS. - 16 SPTS.
• Coste trabajos de campo ITEC: 3.800 € • Coste trabajos de campo ITEC: 6.000 €
• Condiciones de cimentación: • Condiciones de cimentación:
- Pilotes de 11,5 metros en ambiente Qb. - Pilotes de 6,5 metros en ambiente Qb.
- 3E5867K - Pilote barrenado hormigonado - 3E5867K - Pilote barrenado hormigonado
por el tubo central en terreno blando, de por el tubo central en terreno blando, de
diámetro 65 cm con hormigón HA- diámetro 65 cm con hormigón HA-
30/L/20/IIa+Qb - 74,23 €/m.l. 30/L/20/IIa+Qb - 74,23 €/m.l.
- E3EB3000 - Armadura para pilotes AP500 - E3EB3000 - Armadura para pilotes
S de acero – 70 kg/m3– 23,23 €/m.l. AP500 S de acero – 70 kg/m3– 23,23
- 1.035 m.l. de pilotes. €/m.l.
• Coste pilotes ITEC: 101.000 €. - 585 m.l. de pilotes.
• Coste pilotes ITEC: 57.000 €.
Ahorro de 44.000 € en la cimentación
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Costes de Cimentación – Ensayos insitu II – Edificio Sagrera
0m
• Trabajos geotécnicos realizados:
- 3 Sondeos a rotación con testigo contínuo 25-30
Rellenos
m.
- 4 Ensayos Presiométricos.
-5 m - 16 SPTS y 6 MI.
- Ensayos de laboratorio de identificación,
deformabilidad (edómetros) y resistencia corte
Foto: GPO • Relleno:
(CU).
- N30 = 8 N60 = 11
35kg/cm2
φ=30º
-10 m
• Arcillas:
Arcillas y limos
57kg/cm2 - N30 = 20 N60 = 21
2
Cu=0,6 kg/cm
- Culab = 0.8 kg/cm2
- Qu = 1.6 kg/cm2 (0,16 MPa).
-15 m • Condiciones de cimentación:
53kg/cm2 - Plím = 45 kg/cm2 (4,50 MPa).
- Debido a la presencia de rellenos y la exigencia
de las cargas y espacio se requiere una
50kg/cm2 Foto: GPO
cimentación profunda mediante micropilotes
-20 m
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22. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Costes de Cimentación – Ensayos insitu II – Edificio Sagrera
Foto: GPO
rfuste=0,20 MPa
rfuste=0,09 MPa
Qu=0,16 MPa Plím=4,50 MPa
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23. JORNADA TÉCNICA
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EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Costes de Cimentación – Ensayos insitu II – Edificio Sagrera
• Edificio y terreno:
- Edificio de 10 plantas 40 x 30 metros.
- C-2 / T-2: 3 sondeos.
- Prof. de investigación 25 metros bajo cota de cimentación situada a 2,5 m de profundidad.
• Estudio geotécnico 1: • Estudio geotécnico realizado:
- 3 sondeos helicoidales 25-30 metros. - 3 sondeos testigo de 25-30 metros.
- 20 SPTs. - 4 Presiómetros.
• Coste trabajos de campo ITEC: 4.000 € - 16 SPTs.
• Condiciones de cimentación: • Coste trabajos de campo ITEC: 7.000 €
- Micropilotes de 18 m (3 m en rellenos + • Condiciones de cimentación:
15 metros en arcillas) / 55 t/micro. - Micropilotes de 13 m (3 m en rellenos +
- E3D171B3 - Micropilotes sin entubación 10 metros en arcillas) / 76 t/micro.
de 200 mm de diámetro, armado con tubo - E3D171B3 - Micropilotes sin entubación
de acero de 560 N/mm2, 139,7 mm de de 200 mm de diámetro, armado con tubo
diámetro y de 9 mm de espesor e de acero de 560 N/mm2, 139,7 mm de
inyección única con lechada de cemento diámetro y de 9 mm de espesor e
CEM I 42,5 R 143,05 €/m.l. inyección única con lechada de cemento
- 3.100 m.l. de micropilote. CEM I 42,5 R 143,05 €/m.l.
• Coste pilotes ITEC: 443.500 €. - 1.800 m.l. de micropilote.
• Coste pilotes ITEC: 257.500 €.
Ahorro de 186.000 € en la cimentación
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SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
19 de Mayo 2011
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Conclusiones - E.G. ¿Un trámite o un recurso para el proyecto?
• El E.G. es un trámite necesario según el CTE.
• Es un trámite sencillo y relativamente económico
comparado con el coste de un proyecto de edificación.
• El visado colegial garantiza su revisión así como la
corrección formal y legal del E.G.
• Seguro R.C.
• El E.G. es la herramienta que determina el tipo de
terreno y de cimentación más adecuado.
• No solo debe concernir a la cimentación, sino
también a los taludes, obras de contención, aguas
subterráneas, riegos geológicos, contaminaciones,...
• Un E.G. óptimo y útil requiere de que el proyectista lo
entienda como un recurso, con unos datos técnicos
de VALOR.
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25. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
19 de Mayo 2011
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
Conclusiones - E.G. ¿reducir costes o REDUCIR COSTES?
• Las soluciones de cimentación propuestas en un E.G.
están directamente relacionadas con la inversión en
investigación y en materia gris.
• Los ensayos más sencillos resultan más económicos
pero implican un F.S. mayor.
• Un E.G. cuesta del orden del 2% del coste de la
cimentación. Ésta, a su vez, significa del orden del 10%
del coste de construcción de un edificio:
E.G. 5.000€ Cim. 250.000€ Edificio:2.500.000€
• Los sondeos representan el mayor coste de un E.G. (SON
OBLIGATORIOS).
• Los ensayos de laboratorio/insitu representan entre un 15 y un
20% del coste de los sondeos.
• Diferentes técnicas geotécnicas pueden resultar en diferencias
de Qadm (del dimensionado de la cimentación) del 100%.
• Los edificios son unas estructuras muy caras; invertir en
geotecnia reduce SU COSTE así como el RIESGO DE
PATOLOGÍAS asociadas a riesgos geológicos.
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26. JORNADA TÉCNICA
SEGURIDAD GEOLÓGICA Y
EFICIENCIA EN LA EDIFICACIÓN.
19 de Mayo 2011
EL COSTE DE LA GEOTECNIA DE BAJO COSTE
VISADO LEGALIDAD Y CALIDAD
COSTE DE INVESTIG. COSTE DE CIMENTACIÓN
“Las investigaciones insitu siempre se pagan, antes o después” Prof. Vallejo
Ponente:
Roger Oriol Gibert Elias
Geólogo
G.P.O. Ingeniería, S.A.
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