Terrenos problemáticos para Cimentaciones.

Existen diversos tipos de terrenos en los que las soluciones tradicionales no son válidas o requieren determinadas adaptaciones. En ellos suele ser necesario realizar estudios detallados, generalmente con auxilio de especialistas. Pueden citarse al respecto:

a) Suelos con materia orgánica
Se distinguen por la presencia de materiales fibrosos o esponjosos (turbas), raíces, hojas y restos vegetales, etc., olor a pudrición orgánica, elevada humedad y coloración negruzca o grisácea. Se encuentran en zonas pantanosas y lacustres, antiguas albuferas y estuarios, meandros abandonados de ríos, marismas, etc.
Pueden ser de naturaleza limosa. arcillosa o incluso arenosa. Bajo carga dan lugar a asientos importantes con el tiempo. por descomposición de la materia orgánica, consolidación y colapso.

Normalmente deben adoptarse precauciones cuando el contenido en materia orgánica (según UNE-7368) supera el 10% en la zona de influencia de la cimentación y emplear soluciones especiales de cimentación por encima dci 20%.
Los efectos son más graves cuando el terreno orgánico está bajo el nivel freático o en la zona de oscilación del mismo.

Estos suelos suelen encontrarse en las antiguas albuferas de Levante (la mayor
parte ahora cubiertas), en las marismas de Huelva y en los estuarios de ríos del Cantábrico. También en lagunas o zonas pantanosas interiores desecadas.

No es aconsejable cimentar sobre ellos, pues la descomposición de la materia orgánica da lugar a asientos. Además suele tratarse de terrenos flojos y poco resistentes. Es necesario, por tanto, substituirlos o atravesarlos con cimentaciones profundas.

b) Suelos cola psables
Son suelos de estructura floja en razón de su forma de deposición. Es el caso de los limos yesífcros. los suelos eólicos (dunas antiguas). el loess (partículas de limo unidas por puentes de carbonatos), acumulaciones de cenizas volcánicas, etc. En estado seco son estables y resistentes pero al saturarse. o por efecto de las vibraciones sufren asientos importantes y repentinos. Estos suelos son característicos de regiones áridas, con niveles freáticos muy profundos. Se encuentran en el Valle del Ebro (Zona Tarazona-Mequinenza), Valle medio y bajo del Záncara. Canarias, etc.

Los sondeos con agua pueden alterar totalmente su estructura, por lo que son preferibles catas o prospecciones en seco. Una excesiva facilidad de perforación. en suelos de naturaleza no arcillosa, puede indicar un terreno colapsable.

Cuando no se disponga de una identificación geológica directa, pueden resultar indicativos los aspectos siguientes:

—Aspecto limoso, con pequeñas oquedades, huecos de raíces, etc., o granos de arena unidos puntualmente por elementos cementantes de coloración diversa que pueden ser arrastrados por el agua (yeso. carbonatos, etc.).

—Muy bajo peso específico seco (generalmente menor de 1,4 t/m3).

—En el caso de arenas, un índice de compacidad muy bajo (ID < 0,5) o una resistencia a la penetración estándar menor de N = 10. 

—Si el suelo tiene plasticidad existe riesgo de colapso si


—Se tallan dos terrones iguales de suelo (V = 8 cm3) y a uno de ellos se le añade agua, moldeándolo en la mano hasta formar una bola húmeda y plástica. El suelo puede ser colapsable si el volumen de esta bola es del orden deL 30% o menor que el del terrón dejado como referencia.

—Un cilindro de suelo de altura H0 se coloca en un edómetro (o un recipiente comparable) bajo una presión de 2 Kp/cm2. inundándolo a continuación con agua y dejándolo asentar 24 horas. Si el asiento
producido es superior al 5% de H0), existe el riesgo de colapso.

c) Suelos expansivos
Son materiales arcillosos preconsolidados con apreciables cambios de volumen por variaciones de humedad. Los efectos son más importantes en climas secos y áridos y cuanto más Ligero sea el edificio. En época seca se forman grandes grietas en el terreno siguiendo un motivo hexagonal, mientras que en época de lluvias se adhieren al calzado y forman barros muy pegajosos. En general presentan coloración gris verdosa, marrón rojiza o amarillenta, pero el color por sí solo no es un carácter distintivo.

Debe sospecharse la expansividad o retracción de las arcillas cuando:

—EL terreno sea muy duro de excavar y en él aparezcan fisuras, lisos o planos de aspecto jabonoso.

—Las excavaciones expuestas al sol se degradan rápidamente, agrietándose y desprendiéndose terrones de forma cúbica.

—Existan grietas en la superficie del terreno en tiempo seco.

—Se aprecien grietas en muros, tapias o edificios de una planta.

—Los taludes naturales presenten deslizamientos superficiales o reptaciones.

—El límite líquido sea   >= 60 e IP >= 35, con más del 85% pasando por el tamiz n.° 200.

—Los anilisis mineralógicos indiquen la presencia de montmorillonita o haloysita.

A pesar (le estas indicaciones resulta muy difícil calibrar el grado de expansividad del terreno por lo que debe recurrirse a detallados ensayos de laboratorio (presión de hiiiclnimieno. hinchamiento libre, doble edórnetro. relaciones succión-hume dad, etc.).

Desarrollan expansividad apreciable los depósitos miocenos del Sur de Madrid, hasta Illescas; grandes áreas de Andalucía: Area Jaén-Mancha Real. Arco Sevilla- Huelva, Corredor Tabernas-Vera y Campo de Níjar en Almería, la Campiña de Córdoba, las arcillas del Aljibe (Málaga-Cádiz), etc. Otras áreas significativas son: el Campo de Calatrava (Ciudad Real), el Somontano de Huesca, el Bajo Jiloca. etc.

El tipo de cimentación depende del grado de expansividad del terreno y del tipo de edificio, existiendo una extensa problemática que ha sido tratada en otro lugar (1).

d) Terrenos kársticos.
En formaciones calizas o yesíferas pueden existir problemas de disolución, con formación de huecos más o menos grandes que pueden hundirse bruscamente afectando a las edificaciones cimentadas sobre ellas.
Estos fenómenos suelen estar ya indicados en los antecedentes geológicos de las zonas con problemas. Suele ser necesario realizar campañas de prospección muy especializadas (fotogeología. gravimetría, trazadores, etc.) ya que el carácter errático de las oquedades hace poco útil una investigación convencional.
Son típicas las formaciones calizas de las Cordilleras Ibérica y Cantábrica, debiendo sospecharse este riesgo cuando existen en el entorno cuevas prehistóricas, estalactitas, etc.

Los yesos suelen presentar karstificaciones en las partes centrales de las cuencas sedimentarias correspondientes. siendo típicos estos fenómenos en formaciones miocenas de las provincias de Madrid, Toledo, Valladolid, Cuenca, Zaragoza. etc.

Independientemente de la valiosa experiencia local, pueden sospecharse estos problemas cuando:

—Existen en el terreno zonas hundidas con ftrrmi de embudo o pozo cegado (dolinas).

—Desaparecen en el terreno las aguas de fuentes o cursos de agua naturales o artificiales.

—En los sondeos en roca se pierde el agua de perforación o el tren de perforación desciende a veces con excesiva rapidez.

—Los testigos extraídos muestran huellas de disolución, cavidades, zonas rellenas de arcilla, etc.

El reconocimiento de estos terrenos es muy difícil y en el caso de cargas fuertes puede requerir investigaciones puntuales bajo cada zapata. Otras veces se 0pta por atravesar la zona karstificada con cimentaciones profundas.

e) Rellenos
Debe sospecharse la existencia de rellenos importantes cuando:

—Los ensayos de penetración dan valores muy bajos. eventualmente alternando con otros elevados, alcanzándose el rechazo a profundidades muy diferentes en distancias cortas.

—Los testigos de sondeos o las catas muestran restos de cascotes, ladrillos. tierra vegetal, etc.

—La columna de sondeo es relativamente homogénea pero con una parte superior más floja que el resto.

Es importante conocer los usos y la topografía anterior del solar en previsión de los movimientos de tierras vertidos, etc., que hayan podido producirse.

No son aconsejables para cimentar por su elevada compresibilidad, generalmente muy errática. Deben eliminarse o atravesarlos con pozos o pilotes.

f) Laderas inestables
Exigen una fijación previa a cualquier obra de cimentación. En casos especiales puede cimcntarse bajo la zona deslizante adoptando medidas para que ésta no transmita empujes a las partes enterradas de los edificios.

Debe sospecharse la existencia de movimientos de ladera cuando:

—Se aprecian grietas u ondulaciones en el terreno.

—Los troncos de los árboles presenten concavidad hacia la parte superior del talud.

—Se observen cambios de coloración o fallos en la vegetación o existan edificaciones con problemas.

En estos casos la prospección debe dirigirse en principio al análisis de los factores de inestabilidad va que su corrección es previa a cualquier operación constructiva.

Habitualmente estos fenómenos están asociados a materiales limo-arcillosos o margosos en áreas de pluviometría media u alta o a suelos residuales y rocas alterables en zonas de relieve movido.

En otros casos los problemas se derivan de condición especiales existentes en el terreno. Tal es el caso de:
a) Terrenos agresivos al hormigón. Son aquellos en los que existe un porcentaje apreciable de sales o elementos nocivos para el hormigón de las cimentaciones. Entre ellos destacan los sulfatos y el magnesio.
 

Los efectos de estas condiciones agresivas dependen de La existencia de agua, de su presión y de la permeabilidad del terreno, así como de las dimensiones expuestas de la cimentación y de la calidad del hormigón empleado.

Actualmente el problema se soluciona con relativa facilidad mediante el empleo de cementos especiales. Sin embargo, en determinados casos de agresividad de origen industrial (ácidos fuertes) no es suficiente con variar el tipo de cemento, debiendo recurrirse a proteger las cimentaciones con revestimientos especiales (metálicos, cerámicos antiácido, plásticos, etc.)
 

b) Efectos térmicos
Son Los derivados de agentes exteriores como la helada, o del propio edificio como instalaciones de calefacción o refrigeración deficientemente aisladas.
 

En el primer caso se consigue la adecuada protección con una profundidad suficiente de las cimentaciones bajo la superficie, que para las zonas más criticas de nuestro país puede estimarse en 1,20 m. Los terrenos limosos son los más susceptibles a la helada, seguidos de las arcillas y en último lugar las arenas y gravas.
 

Los problemas derivados de las instalaciones del propio edificio deben tratarse en origen, disponiendo el aislamiento adecuado. Especialmente típicos son los hinchamientos por congelación del terreno bajo almacenes frigoríficos y la retracción producida por hornos en funcionamiento durante largo tiempo.

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