el coeficiente de balasto horizontal… o el chiste del eclipse en el cuartel

.
para los que no recuerden el chiste del eclipse, aquí está el impagable Eugenio para recordárnoslo…


uno, que se escaqueó de puro milagro de la mili y acabó de intendente en un casal de colonias de verano con cincuenta críos a cargo (quién me manda no hacer la mili), cuando oye estas cosas se piensa que lo del ejército es cosa seria… pero con el tiempo, se da cuenta de que no solo en los cuarteles pasan tales cosas…

pongamos por ejemplo la historia del coeficiente de balasto horizontal… por poner uno, vamos… y en concreto, la historia del ábaco de Chadeisson, del que todo el mundo habla… pero ¿alguien lo ha visto?

por lo que se sabe, el Sr. Chadeisson va y presenta – en el año 1961 – una ponencia (Parois continues moulées dans le sol, o sea, “muros continuos “moldeados” en el terreno”) que se publica en los Proceedings de la 5ª Conferencia Europea de Mecánica del Suelo y Cimentaciones (Vol. 2, p. 563-568). Por lo que parece ser (no he conseguido el artículo por mucho que lo he buscado) en dicha ponencia, el Sr. Chadeisson propone estimar el coeficiente de balasto horizontal del terreno a partir de la cohesión, el empuje pasivo, el empuje al reposo y el peso específico del terreno, y considerando que la pantalla sufre un desplazamiento característico (sin el cual, como todos sabemos, no se movilizan los empujes activo y pasivo) de 0.015 m. Por las referencias que he podido consultar, el Sr. Chadeisson propone esta metodología de estimación basándose en experiencias de pantallas de 0.6 a 0.8 m de anchura, y con las rigideces que entonces tenían esas pantallas (cosa que, en cuanto a armado, cualquiera sabe que poco tienen que ver con lo que ahora se construye.) Parece ser que el Sr. Chadeisson propone una fórmula y un ábaco para estimar el coeficiente de balasto horizontal… la referencia de la fórmula que he encontrado en la web de www.finesoftware.eu es la siguiente, pero el ábaco no he podido localizarlo.

 

coeficiente de balasto

 

en el año 1994 (pasados ya más de tres lustros) el Sr. A. Monnet publica un artículo titulado Module de réaction, coefficient de décompression, au sujet des paramètres utilisés dans la méthode de calcul élastoplastique en la Revue Française de Géotechnique, número 66 (p. 67-72). Esta vez tampoco he podido conseguir el original del artículo, pero parece que el Sr. Monnet propone una simplificación del método de Chadeisson, para pantallas con un ancho de según la cual el coeficiente de balasto horizontal viene a ser tal que

 

coeficiente de balasto

nótese que la formulilla es idéntica a la que la web de www.finesoftware.eu atribuye a Chadeisson, con la única diferencia en que la primera indica los valores típicos del desplazamiento característico de la pantalla y del coeficiente que se aplica sobre la cohesión del suelo (¿será que los de finesoftware tampoco habrán encontrado el artículo original de Chadeisson, y también hablan de oídas?).

esta expresión ya no es apócrifa, y la encuentro reseñada en el artículo Numerical analysis of displacements of a diaphragm wall, de M. Mitew (publicado en Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground: Proceedings of the 5th International Symposium TC28. Amsterdam, the Netherlands, 15-17 Junio 2005 y editado por K.J. Bakker, A. Bezuijen, W. Broere y E.A. Kwast), artículo en el cual se hace una comparativa de los desplazamientos de pantalla determinados a partir de los valores del coeficiente de balasto horizontal calculado mediante diferentes métodos (en substancia se contrastan soluciones analíticas y numéricas). En este artículo se incluye un ábaco cuya autoría se atribuye a Chadeisson, pero me da a mí que no es otro que una versión de Monnet CONSIDERANDO PANTALLAS DE 80 cm, y que reproduzco a continuación:

 

coeficiente de balasto horizontal

hagamos en este punto un poco de recopilación, antes de que nos perdamos…

este gráfico está pensado para estimar el coeficiente de balasto horizontal en condiciones de deformación tales que se movilicen los empujes activos y pasivos. Este gráfico valora el terreno del trasdós como un semiespacio de Winkler (nada de suelos estratificados, nada de variaciones de las características del terreno con la profundidad….). Este gráfico considera una pantalla de 80 cm de espesor. Este gráfico parte de experiencias con pantallas de los años 60, cuyas rigideces varían, a buen seguro, de las pantallas que hoy armamos por estos pagos, que en muchas ocasiones se parecen a esto (por el índice de huecos):

 

armaduras???

 

ahora viene cuando ya la noticia del eclipse ha pasado del teniente al sargento… y uno se encuentra en algunas páginas webs (la mar de reputadas, quede claro) e incluso en tesis doctorales, una valoración del coeficiente de balasto basada en estos gráficos tan molones, ya traducidos al español… (y no voy a poner ningún link para que nadie la tome conmigo, que ya tenemos bastante con los del gato al agua para crispar al país)

… Y finalmente, del sargento al cabo… en un estudio geotécnico lees “para el cálculo del coeficiente de balasto horizontal de las pantallas se utiliza el ábaco de Chaidesson, que relaciona el coeficiente de balasto (Kh) con la cohesión y el ángulo de rozamiento interno de los materiales” (sic), informe que trae la imagen del gráfico de CHADEISSON (que no “Chaidesson”) sacada directamente de una conocida web …

total… que acabamos dando un numerito bastante “aparente” a un parámetro necesario para meterlo en alguna popular aplicación de cálculo de pantallas, sin preocuparnos que el numero en cuestión hace cincuenta años alguien lo propuso para unas condiciones que en poco van a tener que ver con las de nuestra obra: rigidez de la pantalla, ancho (a ver si pantallas de 80 cm las hormigonamos cada día), terreno estratificado, deformaciones reales del muro que no movilizan los empujes activos y pasivos…

llegado a este punto, uno compara los datos que aporta el artículo de M. Mitew, donde puede verse la siguiente tabla:

 

comparativa coeficiente de balasto

aquí tenemos los valores de los desplazamientos de la pantalla calculados con diferentes modelos, y contrastados con el valor medido.

y uno se da cuenta de que las estimaciones del desplazamiento de coeficiente de balasto horizontal a partir del método de Chadeisson – Monnet varían respecto a los valores medidos cosa de un 20 %, mientras que los FEM reducen esta diferencia a menos del 10 % (quedando Plaxis el peor parado de entre los MEFs, mira por donde…), si bien – y aquí la cosa pudiera ser preocupante – sistemáticamente las deformaciones calculadas quedan por debajo de las medidas (excepto para el método de estimación del coeficiente de balasto horizontal de Ménard – Bourdon).

si, vale, me ha quedado guay ¿eh?… pero ¿realmente es algo trascendente? dicen mis amigos calculistas que, para el caso del coeficiente de balasto vertical, las diferencias de menos de un orden de magnitud prácticamente no tienen trascendencia en el cálculo de una losa… ¿pasa lo mismo con las pantallas?

pues veamos lo que el artículo de M. Mitew dice… y es que el rango de variación del coeficiente de balasto horizontal para un mismo litotipo varía una barbaridad para suelos arcillosos, y una verdadera exageración para suelos arenosos (entiendo que los valores bajos deben ser los que salen del método de Ménard – Bourdon)

 

coeficiente de balasto

resumiendo… el muy célebre ábaco de Chadeisson queda muy resultón en un informe, pero deja las previsiones de deformación de la pantalla por debajo de lo que finalmente se verifica. imagino que es más que posible que buena parte de la diferencia venga de que la base empírica del método considera pantallas con unos anchos bastante más grandes de los que generalmente contemplamos, y rigideces seguramente inferiores a las actuales, y sobre todo, que el método de cálculo original estaba pensado para una idea conceptual (un semiespacio de Winkler) como la que planteaba Terzaghi en aquél famoso artículo que ha dado lugar a la fiebre del uso y disfrute del coeficiente de balasto metido en multitud de aplicaciones para el cálculo de estructuras.

vamos… digo yo…

por último, y para acabar de dudar de todo en este mundo: el gráfico de Monnet, atribuido a Chadeisson, y que uno se encuentra por todas partes, caracteriza el terreno a partir de los valores efectivos de la cohesión y del rozamiento interno … roturas rápidas como las que movilizan los empujes en el trasdós de una pantalla ¿pueden comportar condiciones no drenadas si el suelo es de baja permeabilidad?. Si es así… ¿qué más nos dan los parámetros efectivos? ¿realmente se mueve la pantalla ese 1.5 cm? el criterio de Coulomb y Rankine, ese del inicio del desplazamiento para la activación del empuje activo y en reposo ¿no está pensado para muros de gravedad? y aún más… y más difícil que entender lo del universo inflacionario… ¿hay bastante bilis para mantener los guiones de Intereconomía? ¿o realmente ahí está concentrada toda la materia oscura que hace falta para explicar el big bang o la expansión infinita del universo?

.

Esta entrada fue publicada en geotecnia y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

11 respuestas a el coeficiente de balasto horizontal… o el chiste del eclipse en el cuartel

  1. Anonymous dijo:

    Hola buenas¡¡Solo comentar dos cosas. La primera es que la fórmula finesofware parece tener una errata ¿no? por que la parte elevada a la cuarta no es la misma que en la fórmula de Monnet. Por otro lado comentar que he tenido la posibilidad de echar un vistazo al artículo de Monnet(1994) y lo que se dice en este artículo es que Chadeisson presentó un ábaco en base a su experiencia, sin presentar fórmulas. Entoces Monnet presenta una fórmula, la que presentas en tu post, que según él, da valores muy cercanos a los del famosos ábaco de Chadeisson… y digo cercanos por que Monnet presenta su ábaco según su formula con E=2000000 KN/m³ y espesor de pantalla de 0,8 y lo compara con el ábaco de Chadeisson (ese tan molón que se ve en todos lados) y salir lo que se dice salir lo mismo… digamos que algo parecido. Lo peor de todo es que uno coge la fórmula de Monnet y se pone a compara los resultados y… no sale ni lo que dice Chandeisson ni lo que dice Monnet… ¿Has probado la fórmula por curisidad alguna vez? ¿A que se refiere con el término Ap en la fórmula? a ver si esta ahí mi error…Bueno, un saludo¡¡

  2. frankie dijo:

    estimado anónimolamento decirte que no sé dónde puñetas he puesto el artículo de Monnet, creo que Enrique Montalar me lo mandó hace tiempo y ahora no lo encuentro… mil disculpasde todas formas, el qué y porqué del post no es tanto validar el método de Monnet, si no plantearnos si realmente tenemos claro qué puñetas estamos metiendo en CYPE y demás programario cuando nos pide un coeficiente de balasto… o mejor dicho… ¿tiene claro el autor del programario que esa es la mejor alternativa?aquí te dejo un link donde puedes echar un ojo a un artículo de la geotech-fr… y hablando de la interacción estructura terreno, parece que fuera de nuestros pagos le dan mucha más credibilidad a otras formas de operar que no a la del coeficiente de balasto…no tengo yo muy claro que la afición a poner numeritos fáciles (y me refiero al coeficiente de balasto) que cada vez nos consume en mayor medida vaya por buen caminohttp://www.geotech-fr.org/sites/default/files/bilingue/blpc/BLPC%20234%20pp%2035-55%20Delattre%20ve.pdfsaludos

  3. Anonymous dijo:

    Buenas Frankie,He estado echando un vistazo al documento que linkas en el post “Numerical analysis of displacements of a diaphragm wall” donde he observado una cosa que me ha llamado la atención. Si se supone que la fórmula de Monnet-Chandeisson es para parámetros efectivos (c’,Ø´), por qué en la tabla 3 estima el Kh con la resistencia al corte sin drenaje cu? ¿¿¿No se mezclan churras con medinas?? ¿La cohesión efectiva c’ tiene algo que ver (se parecen acaso) con la cu? No sé, ver estas simplificaciones en un artículo me parece, cuanto menos, inquietante…

  4. frankie dijo:

    jejeje… muy agudobueno, imagino que esos datos son la base del “estudio experimental” que hace el autor del artículo… yo diría que ha puesto esos valores sencillamente porque no debe tener otros (no encuentro otra explicación que comporte asumir menos hipótesis no comprobadas, como diría Guillermo de Occam, así que posiblemente es la más cercana a la verdad XDDDD)… de otro lado, considerando que salvo en dos muestras, en el resto la cohesión es realmente baja, habrá supuesto que aunque los parámetros de corte sean “presuntamente” no drenados, en realidad no habrá diferencia con los efectivos.coincido contigo con el apelativo de inquietante… realmente me inquieta que con la falta de rigor que rodea siempre a todo lo que tiene que ver con el coeficiente de balasto, aún andemos dimensionando pantallas y losas con semejante modelo… pero bueno… ya se sabe, que aquí no reparamos en gastos cuando de lo que se trata es de poner hierro y hormigón en la obra; )

  5. Anonymous dijo:

    Hola Frankie,Me he animado a empezar un blog sobre estructuras y mi primer post versa sobre el ábaco de Chadeisson. Como hago mención a tu post me parece de buena educación comentartelo y ponerte el enlace para que lo tengas en conocimiento:http://estructurandoblog.wordpress.com/2012/03/13/la-verdadera-historia-del-abaco-de-chadeisson/ Un saludo¡¡

    • frankie dijo:

      Estimado amigomi más sincera enhorabuena por el inicio de vuestro blog: inconmensurable… y, desde luego, me honra cites este humilde blog donde sea, claro está.por cierto, en tu post, cuando dices “Incluso en algún blog donde se echa bastante bilis sobre el ábaco (respecto a su utilidad) me sorprende que cuenten la historia sesgadamente”, imagino que tal vez te refieras a este post.Si es así, lamento sinceramente que mi investigación sobre el ábaco no haya sido tan concienzuda como la que refleja tu excelente artículo, que me ha iluminado sobremanera… tengo que decirte que, por mi parte, le eché bastante tiempo al tema, pero queda claro que muchas cosas no llegué a encontrarlas…es posible que en mi post se perciba algo de ironía sobre el ábaco… no lo niego, pero mi intención no era tanto hacer escarnio del mismo (nada más lejos de mi voluntad, lo prometo) si no poner en duda la sistemática utilización “a huevo” que yo veo – en según qué informes geotécnicos – se hace del mismo…a mi modesto entender, cualquier solución basada en un conocimiento empírico requiere de una valoración contextual adecuada, desde el coeficiente de balasto hasta la valoración de la tensión admisible de servicio de una zapata mediante el método simplificado del SPT… también es verdad que no son métodos de cálculo que me convenzan.y es que, me da a mí, que el coeficiente de balasto se sigue utilizando porque la praxis lo sanciona y CYPE lo promociona: es un método sencillo, y parece que no penaliza mucho el coste de la construcción… no obstante, el fundamento teórico sobre el que se basa no se corresponde con la realidad en el 99 % de los casos en los que se aplica, empezando por que el suelo no es ni de lejos un semiespacio infinito, homogeneo y elástico, y no digamos ya sobre el detalle de la interacción estructura – terreno cuando te pones a hacer análisis detallados de deformaciones, y si hablamos de suelos que consolidan, no te digo nada…ahora bien, reservas y manías mías a parte, cuando tanta afición se le ha cogido al ábaco, será por algo… así que mesuraré en el futuro mis palabras…gracias por tu aportación

  6. Anonymous dijo:

    Hola a todos. Buscando cosas del coeficiente de balasto nos hemos topado con este blog y quería daros mi opinión sobre la extensión del uso del ábaco de marras. Hace unos años el coeficiente de balasto horizontal apenas aparecía en los libros y Guías de Geotecnia, vamos a decir “españoles”. En el “Geotecnia y Cimientos” aparece un capítulo de pantallas desarrollado por Fernando Muzas Labad que a su vez es autor del libro Mecánica de Suelos y Cimentaciones y que está en la línea (vamos a dejarlo así) del libro de cabecera de la mecánica de suelos y cimentaciones (Curso Aplicado de Cimentaciones) de Carlos Oteo, José María Rodriguez Ortiz y Jesús Serra (el famoso libro de la portada de la torre inclinada de Pisa). En estos 3 libros por citar algunos de los más empleados en nuestro país no existe referencia alguna al ábaco de Chadeisson y es además bastante notable que un experto en el coeficiente de balasto como es F. Muzas (se pueden consultar sus numerosos artículos y libros sobre el tema) no haga referencia a este ábaco. Llegados a este punto la primera referencia que yo conozco del ábaco está recogido en el siguiente artículo “Aplicación del Eurocódigo EC7 en el diseño de muros de contención. M. Arroyo y J.P. Feijó (URIEL Y ASOCIADOS). Simposio sobre Estructuras de Contención de Terrenos. Santander 1996”. Es ahí donde este tipo de información que ahora nos llega como maná del cielo a través de internet y que antes manejaban “cuatro sabios” se hace popular. Quizás también coincidiendo con la revisión de Monnet que comentas fue en el año 1994. No obstante hay que buscar alguna influencia posterior que incrementa el uso de este ábaco, como son las citas de José María Rodríguez Ortiz, Carlos Oteo y otros reputados geotécnicos en charlas, cursos y publicaciones y seguramente por su empleo en obras tan importantes como el Metro de Madrid. sigue en el siguiente comentario

  7. Anonymous dijo:

    No soy experto en el tema pero el coeficiente de balasto vertical viene a ser algo así como la relación entre carga/asiento, posteriormente manoseada hasta límites insospechados en que (modo ironía on) “por el color de la arcilla establecemos la posible cohesión por el sonido el viento en su superficie (modo ironía off)” obteniendo así el valor de K30 de la placa de carga y de ahí el Kv. Entiendo que el Kh haya seguido una vida paralela y tras muchas incertidumbres la correlación con la cohesión y la fricción (2 datos necesarios para entrar en el ábaco que casi nunca son de la fiabilidad suficientes en Geotecnia) parece bastante razonable, y más teniendo en cuenta que se ha chequeado en obras de gran importancia y nos deja del lado de la seguridad. O no. A mi entender es que basta que uno de los anteriores sabios citados haga uso de tal o cual gráfico para que automáticamente casi todos (entre los que me incluyo) hagamos uso del mismo con una seguridad transmitida directamente a nuestro subconsciente: si lo ha usado fulano, que ha hecho la mitad de las pantallas de este país….Realmente lo cuestionable no es el ábaco, que viene a ser como el RMR en túneles, una “herramienta” de fácil empleo y de resultados aceptables si se usa adecuadamente. Nos falta la parte de aprendizaje de esta metodología que es aquella que nos dicta nuestra cabeza (a la mayor parte de los geotécnicos claro) en la que una voz nos dice: “¿qué tengo para definir la cohesión y la fricción del terreno?”. Si tengo un límite líquido y una densidad seca, puedo entrar en 14.350 correlaciones y obtener estos parámetros de una forma “fiable”. Vamos o eso es lo que queremos creer.No se puede utilizar un ábaco en un cálculo serio donde las entradas al mismo están basadas en datos poco o nada fiables.Lo mismo ocurre con herramientas como el RMR, me asomo al túnel 5 minutos, veo el aspecto de la roca y digo “RMR=65” o bien le dedico mis horas a medir y comprobar aspectos de la roca y decido que el RMR es de 45 a 50. Sigue en el siguiente comentario

  8. Anonymous dijo:

    En conclusión, existe una larga lista de inconvenientes al ábaco de Chadeisson pero que en realidad se pueden aplicar a toda la lista de gráficas y ábacos y correlaciones en Geotecnia, pero la principal es la manía que tienen-tenemos muchos de poner números con poca o nula información a algo que necesita de un análisis exhaustivo. Basta comparar cómo para algo tan conocido como el hormigón se hacen numerosas pruebas y ensayos y algo tan desconocido aún como el suelo no se lleven a cabo las suficientes pruebas y ensayos (me sigo sorprendiendo que se sigan haciendo cálculos de muros y cimentaciones con 1 sondeo y 4 golpeos de SPT y sin ensayos)No olvidemos que para el cálculo de los empujes intervienen también las cohesiones y fricciones de los diferentes niveles, situación del nivel freático, etc. Sin datos fiables poco o nada de lo que concluyamos tendrá validez real y el coeficiente de balasto será el menor de nuestros problemas si hemos sobreestimado la cohesión o el ángulo de fricción.Por último y para ver si se abre un nuevo debate, se puede hacer una entrada en el blog del empleo de cálculos con elementos finitos 3D e hipercomplejos que nos presentan en muchos cursos y artículos y que luego tirando del hilo aparece un estudio geotécnico deprimente, con apenas sondeos, nula justificación de parámetros y esperpéntica interpretación del modelo geológico. Eso sí los asientos luego son los medidos en obra, los desplazamientos siguen una línea perfecta y las anomalías se deben a que existe un pequeño nivel de comportamiento geotécnico desfavorable que no se detecto en las “numerosas investigaciones realizadas”.Saludos.Juan Carlos

  9. frankie dijo:

    gracias por tus comentarios Juan Carlos; lo del uso y abuso de modelos de elementos finitos y gráficos de colores varios creo que alguna vez lo he tratado por aquí… pero me da miedo meterme mucho, porque aunque haya bastante plaxis sustentado por dos cañas (a los reconocimientos y ensayos que debieran sustentar el cálculo me refiero) todos sabemos que para trabajos en los que los elementos finitos son una entelequia, lo habitual es encontrarse aún con peores elementos de partida.suerte

  10. Pingback: penetrómetros y sondeos mecánicos: nunca sondeos de penetraciónGeotecnia y Arquitectura

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.