Cimentaciones

Cimentaciones en condiciones geológicas complejas

La cimentación de una estructura que las condiciones geológicas sean estables, esto implica en primer lugar, que el emplazamiento este exento de riesgos geológicos activos, o bien que si los riesgos son de naturaleza aleatoria o recurrente, el diseño estructural tenga en cuenta sus posibles acciones. En segundo lugar, la cimentación también debe se estable frente a posibles problemas geológico-geotécnicos, que sin llegar a los riesgos ya citados, hagan necesaria la adopción de medidas especiales de cimentación y/o tratamientos de mejora del terreno. Estos problemas se suelen dar en las siguientes circunstancias:

1. Heterogeneidad litológica, con materiales de muy distinta resistencia y deformabilidad dentro de la misma área de cimentación.

2. Sustrato resistente profundo respecto a la cota de cimentación, lo que implica, a veces soluciones de cimentaciones profundas o cimentaciones superficiales más costosas de las habituales.

3. Factores geoambientales adversos, como nivel freático alto, fuerzas de filtración importantes, terrenos en pendiente, aguas o materiales agresivos.

4. Problemas geológicos, como cavidades, suelos blandos, expansivos, colapsables, solubles, etc.

Los puntos 1,2 y 3 no suelen requerir soluciones fuera de lo habitual, resolviéndose a partir de los procedimientos convencionales (pilotes, losas, abatimiento del nivel freático, etc.). Sin embargo, el puto 4 requieren medidas especiales y tratamientos del terreno.

Los problemas geológico-geotécnicos mas frecuentes en cimentaciones son los siguientes:

a) Arcillas expansivas.

b) Suelos colapsables.

c) Cavidades kársticas y volcánicas.

d) Suelos blandos muy compresibles.

Arcillas expansivas.

Se denominan suelos expansivos a aquellos suelos, sobre todo los de grano fino (arcillas), que se expanden considerablemente cuando se adiciona agua y luego se contraen al perderla.

Al referirse a suelos expansivos, uno debe pensar en arcillas o en rocas sedimentarias derivadas de arcillas, en las que los cambios de volumen se deben a un cambio en el contenido de humedad. En este aspecto, las arcillas son fundamentalmente diferentes a las gravas, arenas y limos. Los tres últimos están constituidos de partículas inertes relativamente voluminosas y sus propiedades dependen principalmente del tamaño, forma y textura de las partículas. En contraste, las arcillas están formadas de partículas muy pequeñas que generalmente tienen la forma de placas. Las propiedades de estas últimas son fuertemente influenciadas tanto por el tamaño pequeño de las partículas como por la gran superficie de estas al igual que por sus inherentes cargas eléctricas.

Esto cambios de volumen (contracción y expansión) también pueden producirse localmente al construirse viviendas en estaciones o periodos secos o húmedos (al cambiar las condiciones de evapotranspiración bajo el edificio), por fugas de conducciones, por la presencia de vegetación y arboles (cuyas raíces pueden dar lugar a cambios de humedad bajo el edificios ).

Suelos colapsables.

Se denominan también suelos metaestables, son suelos no saturados que sufren un gran cambio de volumen al saturarse; este radical cambio que sufre este tipo de suelos ante un humedecimiento, se lleva a cabo con o sin la intervención de una carga adicional.

Se define como colapso al proceso rápido de disminución de volumen.

Un suelo colapsable se encuentra en estado metaestable debido a que la empaquetadura de sus partes constituyentes es abierta, siendo esta la principal razón por la que, cuando ocurre al colapso se forma una empaquetadura cerrada de volumen considerablemente menor, como se observa en la Figura 4.11.

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