Geotechnical map of Holocene alluvial soil deposits in the metropolitan area of Granada (Spain): a GIS approach

Abstract

The results of a geotechnical research on Holocene alluvial deposits in 14 municipalities of the Granada basin are presented, and a procedure to draw a geotechnical map of foundation conditions, using ArcGIS 9.3 (ESRI 2009) is described. Three different alluvial soil units were distinguished: (1) cohesive soils; (2) cohesive and fine granular soil; (3) coarse granular soil, based on their properties concerning grain size, bulk density, cohesion, internal friction angle, and N_SPT value. The actual building structures have predominantly shallow foundations. The definition of the minimum depth to actual foundation level was based on the analysis of thickness of disturbed soils, man-made fillings, depth to the water table and bearing capacity. The depth to actual foundation levels varies from 0.5 to 4 m in the study area. Concerning the ground, the geotechnical data compiled on foundation conditions show a high heterogeneity expressed by the spatial distribution of the basic properties in the three distinguished units of cohesive, cohesive and fine-granular, and coarse granular soils, respectively. The fine-grained alluvial soil units (cohesive) have a low bearing capacity varying between 40 and 100 kPa and are associated with a shallow water table appearing near the surface. In contrast, across the wide extension of the coarse-grained alluvial soil unit, a bearing capacity ranging from 60 to 300 kPa is determined; this unit is associated with a deep water table appearing at more than 40 m below the surface. The usefulness of the obtained geotechnical map of foundation conditions extends to the analysis of further alternatives of urban expansion and for the delimitation of future trends for of land-use-development processes in the metropolitan area of Granada, mainly at local and regional scales.

Résumé

Les résultats d'une étude géotechnique sur des alluvions holocènes dans 14 communes du bassin de Grenade sont présentés, et une procédure de dessiner une carte géotechnique des conditions de fondation, en utilisant ArcGIS 9.3 (ESRI 2009) est décrite. Trois unités de sols alluviaux différents ont été distingués: (1) des sols cohésifs, (2) le sol granulaire cohésif et fine, (3) sol granulaire grossier, en fonction de leurs propriétés relatives à la taille des grains, la densité, la cohésion, angle de frottement interne et la valeur NSPT. Les structures de bâtiments réels ont des fondations en majorité peu profondes. La définition de la profondeur minimale au niveau de la fondation réelle est basée sur l'analyse de l'épaisseur des sols perturbés, les plombages d´origine humaine, la profondeur de la nappe phréatique et la capacité portante. La profondeur au niveau des fondations réelles varie de 0,5 à 4 m dans la zone d'étude. En ce qui concerne le sol, les données géotechniques recueillies sur les conditions de fondation montrent une grande hétérogénéité exprimée par la distribution spatiale des propriétés fondamentales dans les trois unités distinguées de sols cohésif, cohésive et granulaire cohésif, et grossier, respectivement. Les unités de sols alluviaux à grains fins (cohésif) ont une faible capacité portante variant entre 40 et 100 kPa et sont associées à une nappe phréatique peu profonde apparaissant près de la surface. En revanche, à travers la large extension de l'unité de sol alluvial à gros grains, une capacité de charge allant de 60 à 300 kPa est déterminée, jusqu'à ce que cette unité soit associée à une nappe d'eau profonde figurant à plus de 40 m sous la surface. En revanche, de l'autre côté de la grande extension de l'unité d'alluvions à gros grains, une capacité de charge comprise entre 60 et 300 kPa est déterminée; cette unité est associée à une nappe d'eau profonde apparaissant à plus de 40 m au-dessous de la surface. L'utilité de la carte géotechnique obtenue montrant les conditions de fondation s'étend à l'analyse d'autres alternatives de l'expansion urbaine et de la délimitation des tendances futures pour des procédés d'affectation et la planification du territoire dans la région métropolitaine de Grenade, principalement à l'échelle locale et régionale