Arcillas Espancivas

INTRODUCCION

• Cuando se trata de cimentaciones superficiales, ya sea de asfaltos, o bien de losas de cimentación para edificación o cuando se trata de construir una estructura para un pavimento, o viviendas, por ejemplo en muchas ocasiones nos encontramos con que el suelo del sitio, a nivel que requerimos apoyar nuestra estructura, se encuentra formado por un material de características inadecuadas.

En este caso nos referimos específicamente al suelo arcilloso, de características plásticas, con riesgos de sufrir cambios volumétricos con los cambios de humedad, y con una baja capacidad de soporte. Concretamente tenemos un suelo que debemos estabilizar para poder utilizarlo sin problemas.

Una problemática relevante en la construcción es la presencia de suelos arcillosos expansivos, cuya principal característica es la de producir movimientos como consecuencia de hinchamientos y retracciones del subsuelo sobre el cual apoya la cimentación, debidos a cambios de humedad y que provocan en la mayoría de los casos daños estructurales importantes.

Como introducción para el estudio de las arcillas expansivas, es muy importante conocer su origen, naturaleza y base por tanto del estudio para su comportamiento frente a los cambios de humedad que presentan.

El objetivo principal de este trabajo es conocer mejor el desarrollo y evolución de la expansividad de las arcillas en consecuencia de los cambios de volumen espontáneos propios de las zonas de clima árido o semiárido, donde se presentan ciclos de humedad-sequedad bien definidos.

DEFINICION

• Se llaman arcillas expansivas aquellas que presentan cambio de volumen con los cambios de humedad, cuando la arcilla se humedece sufre fuerte expansión que produce daños considerables en paredes y pisos sobre todo en climas de largos o intermitentes períodos de humedad, debido a los cambios de volumen con los cambios de humedad. Pequeñas zapatas soportando livianas cargas son más fácilmente levantadas o movidas por la arcilla expansiva, lo mismo sucede en las vigas de cimentación. Cuando la arcilla se encuentra a considerable distancia bajo la superficie no se expande y contrae tanto, como cuando se encuentra cerca de la superficie, por lo tanto, los daños por levantamiento o movimientos de zapatas o muros pueden ser reducidos colocando éstas a suficiente distancia bajo la superficie. Las arcillas expansivas se caracterizan a menudo por su alto límite líquido (LL) y un alto índice de plasticidad (IP). El límite líquido (LL) del suelo se define como el contenido de humedad expresado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia del estado líquido al plástico

ORIGENEl origen de las patologías por arcillas expansivas, depende directamente de tres factores que pueden interaccionar entre si y que son:

• La naturaleza geológica y geotécnica del suelo.

• El grado de expansividad que se determinara con los diferentes enunciados.

• Cambios de humedad.

DESCRIPCION

El comportamiento de este tipo de suelos frente a los cambios de humedad (Causado con los cambios estaciónales debido a los ciclos de humectación-desecación) da lugar a la variación de su volumen, produciéndose movimientos por los asentamientos diferenciales de la cimentación, lo que puede llevar a la estructura a soportar esfuerzos superiores a los previstos en cálculo y producir patologías no admisibles, que pueden ser.

Grietas verticales e inclinadas en ambos sentidos: Estos suelos provocan problemas de arrufo y quebranto combinados por empujes horizontales, que se manifiesta en fisuraciones en parámetros de fachadas:

- Por arrufo o cedimiento de la cimentación en la parte central del edificio.

- Por quebranto o cedimiento de la cimentación en dos extremos al mismo tiempo.

- Fisuración y rotura de elementos estructurales: Fisuración de cortante en nudos de entramado, trabajo en ménsula con grietas horizontales y/o inclinadas, rotura de forjados, vigas, muros de carga con grietas inclinadas y horizontales, etc. El asiento diferencial excesivo da lugar al movimiento de los pilares o grupos de pilares, superándose el límite elástico de algunos elementos estructurales.

- Rotura de cimentación: Zapatas aisladas y/o corridas: despegue de cimentación, grietas horizontales por empujes y grietas inclinadas por asiento diferencial.

- Losas: Grietas de flexión y distorsiones que pueden desembocar en giros y rotura de la misma.

- Pilotes: En obras antiguas, rotura de pilastras por cambio del estado de cargas, roturas por flexión, cortante o flexión, empujes sobre vigas riostras y los encepados, hundimientos por retracción del suelo, etc.

- Muros de sótano: grietas por empujes laterales deformaciones de pavimentos.

- Rotura de conducciones, enfatizando aún más el problema al producirse la rotura de colectores que suministran agua a la edificación.

NATURALEZA Y COMPORTAMIENTO DE LAS ARCILLAS EXPANSIVAS

1.-Las arcillas expansivas, pertenecen a un grupo mineralógico muy amplio de materiales de naturaleza química silícea denominados silicatos.

2.-Las arcillas provienen de la alteración físico-química por acción principalmente del agua, de minerales que forman parte de otras rocas preexistentes, en función de que roca se altera y en que grado, se originan una serie de minerales denominados “minerales de la arcilla”.

3.-Los materiales arcillosos que son susceptibles de sufrir hinchamiento o procesos de expansividad, que permiten una entrada muy grande de agua entre las láminas de su estructura.

4.- Desde el punto de vista geotécnico, los suelos plásticos o arcillosos, son aquellos capaces de deformarse sin agrietarse, ni producir rebote elástico, cambiando su consistencia al variar el contenido de agua.

PREVENCION Y REPARACION DE DAÑOS

PREVENCION:

1) Profundidad de apoyo. La solución de cimentación propuesta, deberá apoyar a una profundidad suficiente sobre las zonas del sustrato menos expuestas a los cambios de humedad y oscilaciones del nivel freático intentando evitar así las capas

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