capítulo uno: introducción -...

Capítulo 22: Suelos. Jorge Bernal

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22 Suelos

1. Interacción de estructuras con suelos.

Todo lo que se construye de alguna manera u otra termina asentándose sobre

los suelos, así sea una simple vivienda de una sola planta, un edificio de cientos de

metros de altura o un terraplén para una ruta.

Al suelo hay que considerarlo como una continuación de la estructura. Es in-

correcto analizarlo como una disciplina separada; las estructuras, las fundaciones y

los suelos deben estudiarse de manera conjunta. Cualquier construcción es un sis-

tema espacial que tiene una medida de frente, otra de fondo y también, la más im-

portante una altura. Esta altura en la ingeniería va desde los estratos más profundos

del suelo alterado por las cargas hasta el punto más elevado de la construcción.

Este error de considerar al suelo separado de la estructura, es habitual come-

terlo incluso en la construcción simple de una vivienda. Se considera por separado

la cubierta, luego las paredes, más abajo las fundaciones y por último el suelo.

Todo como elementos libres y autónomos. La realidad nos muestra que todos se

encuentran íntimamente vinculados (figura 22.1).

Figura 22.1

A la izquierda la vivienda de una sola planta y al lado un edificio de altura.

Es una buena gimnasia mental intentar una respuesta a la interacción “edificio –

suelo”; en la liviana vivienda las cargas son mínimas, más aún, en suelos arcillosos

activos su expansión o contracción mueve la vivienda; la vivienda flota sobre el

suelo. Mientras que el pesado edificio genera una elevada presión; el suelo superfi-

cial no tiene capacidad para resistirlo y es entonces necesario el diseño de funda-

ciones con pilotes profundas.

En los edificios bajos, cuando se analiza la interacción entre suelo y estructu-

ra se debe tener en cuenta la posible variación de humedad estacional (verano in-

vierno). Los suelos superficiales poseen mayor velocidad en tomar o eliminar

humedad, mientras que los profundos la variación de su humedad puede ser míni-

ma o hasta nula. En estos casos, cuando las fundaciones poseen diferentes cotas de


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implante, se producen movimientos diferenciales por expansión o contracción del

suelo que genera fisuras o grietas en la vivienda (figura 22.2).

Figura 22.2

En el corte una combinación de fundaciones; la base y la viga encadenado

que están unidas en forma monolítica, pero interactúan con el suelo de diferentes

formas. La base por su profundidad se apoya sobre suelos de humedad y tensión

constante, mientras que la viga encadenado se apoya casi en la superficie del suelo

donde su capacidad portante cambia según las estaciones del año.

2. Tensión admisible del suelo.

2.1. General.

Las bases y zapatas corridas es costumbre dimensionarlos desde la tensión

admisible del suelo que es un valor estimado y de muy compleja aproximación, con

coeficientes de seguridad muy altos. En resumen esa tensión admisible es uno de

los valores de mayor incertidumbre. Esta aseveración queda como verdad con solo

imaginar a un mismo suelo saturado (barro) y seco (adobe), entre uno y otro exis-

ten infinitas posibilidades de tensiones admisibles.

Los lados de una base cuadrada se establecen con la expresión:

𝑎 = 𝑏 = 𝑃

𝜎𝑎𝑑𝑚

a y b: lados de la base.

P: carga que actúa.

σadm: tensión admisible del suelo.

Con estas consideraciones deseamos alertar sobre los riesgos del uso de

"tensión admisible" como única variable de diseño estructural en las fundaciones.

Es necesario utilizar otros conceptos y datos que nos entregan los especialistas en

mecánica de suelos. La ecuación anterior contiene al valor "P" que se lo obtiene de

manera determinista (la fuerza gravitatoria es constante) pero el "σadm" del suelo

tiene fuertes fluctuaciones de acuerdo a muchas variables, en especial el contenido

de humedad.

Para comprender mejor la conducta de los suelos en su resistencia mostra-

mos parte de un informe de la "mecánica de los suelos" y destacamos las referen-

cias que debemos considerar para el diseño de las fundaciones.


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3. Contenido del informe de suelos.

3.1. Planillas Resumen de Ensayos (Laboratorio).

Para lograr un diseño adecuado de las fundaciones de una vivienda es nece-

sario reunir varios datos porque la tensión admisible sola, aislada, no sirve. Para

cualquier obra es necesario antes del diseño y dimensionado de la estructura, contar

con el informe de estudio de suelos que realizan en el lugar los especialistas ge-

otécnicos y además entenderlo.

Damos de manera resumida los informes de mayor interés que entrega el es-

tudio de suelos en su "Planilla de Resumen de Ensayos" (figura 22.3).

Perforación n°: identifica el sondeo en el terreno de la obra.

Muestra n°: el número de muestra de suelo aislada en bolsas especiales de

plásticos impermeables.

Profundidad: las cotas a que pertenece la muestra.

LL (%): Límite líquido: Es la cantidad de agua (% humedad) que contiene el

suelo cuando pasa del estado plástico al líquido.

LP (%): Límite plástico: Cantidad de agua (% de humedad) cuando pasa del es-

tado sólido al plástico.

IP (%): Índice de plasticidad. Diferencia entre el LL y LP; IP = LL - LP

W %: Humedad natural del terreno.

Estos valores se indican para las diferentes profundidades de las muestras en

una planilla similar a la que sigue:

Figura 22.3

La columna del "IP" (índice de plasticidad) nos entrega datos del comporta-

miento del suelo fino; cuando supera el valor IP ≈ 15 % nos indica que suelo es de

tipo arcilloso con cierta capacidad a expansión o contracción con la humedad.

Continuación de la planilla (figura 22.4):

Clasificación: indica con letras o números el tipo de clasificación a nivel inter-

nacional. En el caso de "CL" indica arcilla inorgánica de media plasticidad,

"OL" limo orgánico. Un suelo muy activo es el "CH" arcilla muy activa.

Descripción: se describe el tipo de suelo en función de todos los datos anterio-

res.


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Figura 22.4

El informe contiene varios antecedentes más para los casos de edificios pe-

sados con fundaciones profundas. Lo anterior es suficiente para viviendas livianas.

3.2. Relevamiento del lugar.

En informe de suelos debe incorporar:

Un plano de cotas de nivelación de eje de calles, fondo de cunetas o desagües y

diferentes niveles del terreno natural.

Relevamiento de la vegetación, en especial los árboles de regular tamaño.

Las patologías de las viviendas o edificios vecinos, en especial las fisuras en pa-

redes.

La infraestructura de calle: cloaca, agua corriente, desagües pluviales, tendido

cables subterráneos.

La profundidad y oscilación de la napa freática.

3.3. Recomendaciones.

Antes del final del informe se escriben las recomendaciones para el diseño,

dimensionado y construcción de las fundaciones (figura 22.5). Copiamos una parte

de las recomendaciones de un estudio realizado para un grupo de viviendas:

Figura 22.5

Las recomendaciones deben ser amplias y abarcar todos los aspectos que

pueden hacer variar la conducta del suelo ante las cargas. En nuestro caso solo nos

referimos al saneamiento y al relleno (figura 22.6).


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Figura 22.6

Vemos que para controlar la oscilación del la tensión admisible soporte

"σadm" es necesario la intervención del terreno mediante saneamiento hidráulico y

además aconseja un relleno de nula actividad hasta la cota de proyecto.

3.4. Tipo de fundación y tensión admisible:

El "σadm" es lo último que se indica. Según los resultados de la investigación

de laboratorio y campaña la fundación puede ser de tipo: platea, bases profundas o

pilotines con vigas encadenados. En este informe que enseñamos recomienda bases

(dados de hormigón) o pilotines con vigas encadenados (figura 22.7).

Figura 22.7

Figura 22.8


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Vemos que en ambos casos se indica las tensiones admisibles siempre y

cuando se exista un control de limpieza y saneamiento hidráulico para que no exis-

tan diferenciales de movimientos (figura 22.8). En este caso el lugar donde se rea-

lizará la construcción posee cañerías colectoras cloacales en veredas. Pero en situa-

ción de no disponer dicha infraestructura es necesario construir pozos absorbentes

y con ello estaremos alterando de manera permanente el contenido de humedad.

Ante realidades de este tipo se cambia el diseño de fundaciones, en general se re-

comiendan plateas de hormigón armado rigidizadas a las paredes con armaduras.

4. Composición.

En la mayoría de los suelos existen cinco tipos de elementos que en su con-

junto hacen a la masa (figura 22.9):

Figura 22.9

Los describimos:

1. Las partículas sólidas que provienen de la meteorización y arrastre.

2. El agua capilar, es la que se adhiere a la superficie de las partículas

por efecto de las fuerzas electroquímicas de sus componentes.

3. El agua libre o molecular que llena los espacios entre partículas.

4. El aire donde el agua no ha llegado.

5. Por último, cuando el suelo llega a la saturación desaparece gran

parte del aire y el agua capilar pierde su condición.

De la lectura de los compuestos del suelo concluimos que es imposible esta-

blecer una "tensión admisible" permanente. La partícula de suelo, al final, es uno

de los cinco componentes. La de mayor presencia es el agua (libre, capilar o adsor-

bida) quien hace variar la resistencia.

5. Como se genera el suelo.

Queremos distinguir las fases que muestra el proceso de formación de los

suelos (figura 22.10).


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Figura 22.10

Si nos referimos a la geografía de la Argentina, la región (1) al oeste serían

las altas cumbres de montaña y hacia el este la región (4) de planicies.

El afloramiento en las altas cumbres.

1. La piedra en su estado original maciza y homogénea.

2. Los procesos sísmicos (mecánicos) quiebran la masa y provocan grietas y

fisuras. También el agua se incorpora en los vacíos y cuando se hiela se

expande y genera fuerzas que aumentan las roturas.

3. El deshielo de las nieves, las lluvias producen un arrastre de los suelos más

finos y se depositan en la parte superior.

4. La vegetación y otros organismos vivos producen la capa de humus sobre

las capas anteriores.

5. Los lugares bajos, cauces de ríos o lagos, la sedimentación de sólidos acu-

mula partículas más en superficie.

Los suelos que fueron meteorizados y luego transportados a las regiones de

llanura y bajas se combinan según la densidad y el tamaño, así podemos clasificar-

los de manera muy simplificada como:

Orgánicos: de residuos vegetales o animales.

Loess: suelos finos transportados por vientos.

Limos inorgánicos: arenas muy finas.

Limos plásticos: limos con arcilla.

Arcillas: partículas muy pequeñas que se activan en presencia de agua.

Arenas, gravas, ripio, canto rodado.

Cada uno de estos suelos de manera individual o combinada poseen carac-

terísticas mecánicas y químicas diferentes que deben ser tenidas en cuenta en el

diseño de las fundaciones.


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6. La humedad en los suelos.

6.1. Efecto sombra.

En el Capítulo 19 "Deformaciones", además de las elásticas y deformadas de

los elementos estructurales, hemos analizado las deformaciones provenientes del

suelo que vale tenerlas en cuenta en el presente capítulo.

Los estudios realizados en los terrenos antes de la construcción de la obra y

luego de terminada indican los cambios del porcentual de humedad del suelo, tal

como se muestra en la imagen (figura 22.11). En la parte superior el perfil de terre-

no natural y la parte inferior la curva de variación del contenido de humedad duran-

te los períodos de lluvias y seca. Aparece un valor promedio de humedad natural

del 15 % (según la región en estudio).

Figura 22.11

Si luego de terminada la construcción se continúan los sondeos de investiga-

ción por algunos años y la curva anterior se modifica. En el área central bajo vi-

vienda la humedad puede aumentar a valores superiores al 20 % y más aún según

la extensión de la superficie cubierta (figura 22.12). Esto con la hipótesis de no

alteración de humedad del suelo por deficiencias en los desagües pluviales o por la

presencia cercan de pozos absorbentes de líquidos cloacales.

Figura 22.12

6.2. Profundidad de la alteración.

Según el suelo y la región las variaciones de la humedad en suelos cumplen

en general con lo indicado en las curvas que siguen (figura 22.13). La profundidad

"H2" es la cota donde el porcentual de humedad es el mismo tanto en estaciones


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secas como húmedas durante el año. La variación del contenido de humedad desde

esa profundidad hasta la superficie la indica la curva (1).

La profundidad "H1" es la cota de altas oscilaciones. En algunas regiones

como las del noreste argentino se pueden establecer como aproximadas:

H2 ≈ 1,3 a 1,7 metros H1 ≈ 0,30 a 0,6 metros

Figura 22.13

La curva (1) responde a terrenos naturales y la curva (2) a terrenos cubiertos

por construcciones o pavimentos.

Estas curvas explican los movimientos diferenciales que se manifiestan en

los suelos con fundaciones de bases a profundidad promedio de 1,50 metros y las

de vigas encadenados a 0,40 metros. En general las paredes de ladrillos son rígidas

y frágiles frente a las fuerzas que surgen con la expansión o contracción de los

suelos se manifiestan con fisuras.

6.3. Tipos de suelos y las fisuras en paredes.

Los suelos de nula actividad son los rocosos o arenas limpias, que no son

afectados por la variación humedad. El resto, tanto los limos muy finos, como las

arcillas se activan. En los limos aparecen cuestiones físicas; se forman líneas de

transporte, de flujo de las partículas muy finas cuando ya en estado de saturación el

agua provoca gradientes hidráulicos. Es un fenómeno físico, ese suelo tan fino

acompaña al agua en su movimiento.

El otro suelo, mucho más complejo son las arcillas activas. No necesitan de

gradientes hidráulicos, solo con variación de la humedad pueden adoptar movi-

mientos de contracción en las secas o de expansión en las húmedas. Es un fenóme-

no electro químico en el entorno de las partículas. En la expansión levantan a la

construcción y en la contracción la dejan sin soporte. Es la causa de las fisuras en

paredes y pisos porque el suceso se produce de manera discontinua, no uniforme.

La posición de la masa superior del suelo se modifica en el espacio.

En los esquemas que siguen se muestran algunas de las diferentes situacio-

nes que se pueden presentar en la esquina de una vivienda. Suelos de arcillas acti-

vas y cambio de contenido de humedad según las estaciones de lluvia o seca (figu-

ra 22.14).


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Figura 22.14

En la primera imagen las fuerzas de acción y reacción están en equilibrio. En

la segunda el suelo se seca, se contrae y se aparta de la fundación. En la última, un

exceso de humedad genera expansión y levanta la esquina. Las fisuras o grietas en

las paredes de las viviendas indican el tipo de evento en el suelo. En los dos es-

quemas de la derecha la dirección de las fisuras cambian en 90 °.

6.4. Imágenes del suelo.

Lo anterior se entiende mejor si observamos la contracción de los suelos. En

la primer imagen el suelo es arcilloso, de fondo de lagunas y está mezclado con

fibras vegetales que son la causa de la irregularidad de las formas de las islas (figu-

ra 22.15).

Figura 22.15

En este otro paisaje la arcilla posee contenidos de limos finos y reducida

cantidad de orgánicos. La configuración de las fisuras es un lenguaje que describe

el tipo de suelos (figura 22.16).

Figura 22.16


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6.5. Las fuerzas.

El movimiento de las arcillas activas es triaxial, en todas las direcciones. Las

presiones que ejercen en su hinchamiento son elevadas, según el tipo de arcilla

oscila entre un máximo de 1 Mpa a 0,2 Mpa (10 daN/cm2 a 2 daN/cm2), ese último

valor respondería a algunos suelos del noreste argentino. En el caso de mínima (0,2

Mpa) en un área de un metro cuadrado hay 10.000 cm2. En esa superficie unitaria la

arcilla ejerce una fuerza hacia arriba de 2.000 kN (20 toneladas = 20.000 daN).

Desplaza hacia arriba unas décimas de milímetros la región de la vivienda afectada.

La fuerza negativa anterior de 20 toneladas es solo la acción sobre un metro

cuadrado, imaginemos las fuerzas que pueden actuar bajo una vivienda con 70 o

100 metros cuadrados cubiertos. Recordemos que el peso promedio de una vivien-

da común de planta baja oscila en las setenta toneladas; esa vivienda apoyada sobre

mantos de arcillas activas se mueve porque flota sobre el suelo. Es por ese motivo

que se recomienda construir las paredes con armaduras horizontales y verticales a

efectos de otorgarle ductilidad y resilencia ante los movimientos de la arcilla.

Para finalizar: el objetivo del presente capítulo es destacar la necesidad de

extender las tareas de diseño estructural por debajo de la cota de piso de las vivien-

das y edificios, porque el suelo es una de las principales variables del proyecto.

7. Las deformaciones.

7.1. Entrada.

En el Capítulo 19 "Deformación" hemos estudiado los movimientos

que sufren las diferentes partes de una estructura en función de las cargas.

El suelo es parte de todo el sistema, por ello es necesario realizar un análisis

de su comportamiento.

Los asentamientos pueden ser del tipo uniforme total, donde todo el

edificio desciende de manera uniforme y también, el más general, el asen-

tamiento diferencial; el descenso difiere de una región a otra en la planta de

fundación del edificio. Es en este acontecimiento donde se producen las

fisuras de las partes de cierre y estructurales, en especial si son mampostería

de cerámicos y estructuras de hormigón armado.

7.2. Causas de los asentamientos.

La capacidad portante de los suelos se modifica por alguna de las si-

guientes circunstancias, aisladas o combinadas.

Descenso elástico instantáneo.

Compresibilidad por años.

Alteración química por presencia

de agua.

Erosión por diferencial hidráuli-co.

Licuefacción por vibración.

Lavado del suelo.

Figura 22.17


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7.3. Profundidad.

El suelo, a pesar de su falta de homogeneidad, es un medio elástico.

Al actuar las cargas, se crea un bulbo de presiones (figura 22.17). Las líneas

son algo similares a las isostáticas de las vigas. La influencia de las cargas

llega hasta profundidades del orden del triple del ancho de la base; si una

zapata tiene un ancho de 1,00 metro, la acción de asentamiento puede llegar

hasta los 3,00 metros de profundidad.

Además en edificios livianos las cotas de implante de las fundaciones

pueden variar; la viga encadenado se implanta a - 0,40 metros, la punta del

pilotín a – 1,00 metros y la de una base a 1,50 metros. Cada estrato posee un

velocidad diferente en los cambios de humedad según las estaciones del año

y eso provoca descensos o ascensos diferenciales.

7.4. Tipos de suelos.

La arena es incompresible e indeformable frente a las cargas, porque

todas sus partículas están contacto directo entre ellas. Esta virtud se da solo

en aquellas arenas confinadas. De lo contrario pueden desplazarse, sea en

ambientes secos o saturados con diferencial hidráulico. Este fenómeno se

denomina erosión mecánica.

Las arcillas sufren cambios según la época del año. En épocas de in-

tensas lluvias, se manifiestan con la expansión, mientras que en época de

secas se contraen. Lo hacen a de manera espacial, no solo en superficie,

también en vertical.

La oscilación del porcentual de humedad provoca movimientos espa-

ciales, tanto en vertical como en horizontal. En el esquema que sigue se gra-

fica las grietas en suelo, en general solo observamos las aberturas de la ver-

ticales porque las horizontales permanecen ocultas (figura 22.18).

Figura 22.18

La imagen indica en el eje vertical el contenido de humedad del suelo

que se inicia en el porcentual promedio de la región y en el eje horizontal las

estaciones húmedas y secas del año (figura 22.19). Vemos que son máximas

en épocas de lluvias y reducidas en los meses de seca. En el diagrama infe-

rior se observa la variación de las curvas cuando se cubre el terreno luego de

la construcción de la vivienda, los diferenciales de las curvas se acortan.

Esta oscilación se altera de manera brusca si existe alguna cañería subterrá-

neas con pérdida de agua.

Curva (1), (4) y (5) oscilación contenido de humedad.

Curva (2) modificación de la curva anterior por terreno cubierto por la vivienda.

Vertical (3): inicio construcción de la vivienda.


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Curva (6) eje del tiempo y contenido de humedad natural (≈ 15 al 20 %).

Figura 22.19

Puede darse el caso de una construcción iniciada en meses de alta

humedad, que antes de su terminación presente fisuras en época de seca.

Son provocadas por los cambios de capacidad soporte del suelo y se modifi-

can los esfuerzos internos de todas las piezas estructurales que lo componen.

Figura 22.20.

En algunas regiones se utilizan como fundación de edificios medianos

la combinación de pilotes pequeños con vigas encadenados (figura 22.20).

Si el suelo se contrae en superficie, se separa de la cara inferior de las vigas,

entonces son los pilotes que asumen las cargas en su extremo inferior donde

la humedad no fue alterada.

Los limos son suelos formados por partículas de dimensiones menores

a la arena. Es sensible a los cambios de presión de agua y son arrastradas

con facilidad. La combinación de una cañería de agua rota con una de plu-

vial o cloacal (por gravead), es suficiente para que aparezca el fenómeno de

lavado, de transporte del suelo.

7.5. Combinación de estratos.

También es variable de los asentamientos del edificio la combinación

de los estratos de diferentes tipos de suelos.

Arena superior.

Un estrato de arena o limo en la parte superior, separa la fundación di-

recta de la arcilla y además amortigua los cambios de humedad. Los movi-

mientos son reducidos (figura 22.21).


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Figura 22.21

Arcilla superior.

La arcilla está en contacto directo con los cambios climáticos y los

cambios de humedad están en función de las lluvias o de pérdidas en cañer-

ías de agua o cloaca (figura 22.22). Por otro lado, las arenas de abajo pue-

den transmitir también cambios en la humedad de la arcilla superior por

ascenso de las napas freáticas.

Figura 22.22

Fisuras en función de la posición de suelo arcilloso.

La capa de arcilla puede ubicarse en el medio de la construcción como

también en los extremos, en esos casos el tipo de fisuras dependen de la

expansión o contracción de esos suelos (figura 22.23).

Figura 22.23

La imagen de la izquierda muestra la grieta en una pared sin resilencia

y en la derecha una pared armada con barras de hierro que tiene capacidad

para acumular energía de deformación sin fracturarse. En los estratos asimé-

tricos, donde una capa de arcilla se ubica solo en uno de los extremos, el

edificio puede mostrar fisuras como las de la figura o inclinaciones totales

(figura 22.24).


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Figura 22.24

Lo mismo sucede en capas de arcillas que se pueden comprimir sin es-

tar confinadas o de diferentes espesor (figura 22.25).

Figura 22.25

La compresibilidad de las arcillas se observa también en las asimetrías

en corte de un edificio, cuando las cargas son muy diferentes de un sector a

otro (figura 22.26).

Figura 22.26

Los asentamientos pueden resultar durante años o décadas uniformes,

en esos casos el edificio no muestra fisuras, pero por alguna circunstancias

se pueden dar asentamientos diferenciales y las fisuras aparecen.

Resumen.

Hemos incorporado estas consideraciones de la interacción entre los

suelos y las estructuras porque en ocasiones cuando aparece una distorsión o

deformación anómala en un edificio, de manera casi inmediata buscamos las

respuestas en consideraciones teóricas tradicionales. Es costumbre relacio-

nar las fisuras con las cargas que hemos utilizado en las memorias de cálcu-

lo, sin embargo el origen y la causa de fracturas son provocadas por el mo-

vimiento del suelo bajo el edificio.

La relación de los suelos con las estructuras se pueden estudiar:

a) para el diseño de las fundaciones.

b) para la verificación de las fundaciones.


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La Torre de Pisa es un ejemplo de asentamiento uniforme y diferen-

cial a la vez. Fue construida hace unos mil años. Ella presenta un descenso

uniforme y también un diferencial que le genera la inclinación que hizo pe-

ligrar su estabilidad. La causa de esos movimientos es una capa de arcilla

compresiva que se encuentra a unos diez metros de profundidad (figura

22.27).

Figura 22.27

8. Aplicaciones.

8.1. Fisuras en pared

Inicio.

Estudiar la causa de las fisuras en pared que se

muestra en el imagen (figura 22.28). Es de ladrillos

cerámicos macizos y tiene un espesor total de 0,30

metros.

La carga de pared es la de su propio peso y la de

cubierta.

Figura 22.28


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Datos.

Las fisuras muestran una inclinación cercana a los 45° y entre ellas existe

una ventana, a nivel de dintel cambian de dirección y buscan la horizontal. Por

arriba del dintel de ventana no se observan fisuras.

El suelo es del tipo limo arcilloso y en cercanías de la fundación de pared

presenta un elevado contenido de humedad. En la parte interior de la esquina existe

un baño con cañerías de desagües cloacales primarios y secundarios. El piso del

baño posee desniveles con algunos mosaicos rotos. La puerta del baño no encaja en

el marco.

Los desagües pluviales del entorno son del tipo cunetas con buenas pendien-

tes y escurrimiento rápido. La vegetación no afecta la pared porque se encuentra

alejada a más de diez metros.

Esquema de interpretación.

Se dibuja la pared y se marcan las fisuras, las supuestas líneas de tracción

(tensores) y las de compresión (bielas). Con este esquema se establece que las fisu-

ras son perpendiculares a las

isostáticas de tracción, esto

significa que la rotura se

produjo por esfuerzos de

tracción. En la dirección

normal a las isostáticas de

compresión no existen fisu-

ras (figura 22.29).

Figura 22.29

Este razonamiento es compatible con la capacidad de resistir esfuerzos de las

paredes comunes; tienen buena capacidad soporte a las tensiones de compresión

pero muy baja para las de tracción.

Conclusión.

En la esquina de la vivienda en estudio y bajo las fundaciones se produjo un

efecto de erosión o lavado del suelo por la pérdida de líquidos en las cañerías de

cloacas. El suelo fue transportado por el diferencial hidráulico y la socavación

también alcanzó a regiones bajo contrapisos internos, eso afectó el nivel de pisos y

el movimiento del marco de puerta.

El suelo bajo fundación por las causas anteriores perdió capacidad soporte y

la pared de esquina al quedar colgada generó fuerzas de rotura en tracción.

Recomendación.

Levantar piso, contrapiso, suelo saturado y toda la instalación sanitaria de

cloacas. Rellenar con suelo especial y construir una instalación nueva de cañerías

sanitarias. La reparación de la pared debe realizarse luego de tres a cuatro meses de

la intervención en suelos y cañerías a efectos de permitir los asentamientos diferen-

ciales y la estabilización de las tensiones internas.


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8.2. Efectos de cargas de larga duración.

Inicio.

En esta aplicación estudiamos los trabajos que se realizaron en la Torre de

Piza para lograr la estabilización del lento movimiento de inclinación hacia el lado

Sur. La intervención realizada en la torre es singular y en algunos aspectos original.

Se efectúan trabajos en dos espacios: en el suelo y en las fundaciones.

En el suelo: debilitamiento del lado norte

Debido a la inclinación de torre hacia el sur, las tensiones por carga en el

suelo de este lado son muy superiores al del lado norte. Los trabajos que se realiza-

ron fue debilitar la capacidad soporte del sector norte. Se lo realiza con máquinas

de mechas helicoidales que quitan suelos en profundidad y eso reduce el grado de

confinamiento y también su capacidad soporte (figura . Lo original del proceso es

resolver un problema mediante una reducción de la resistencia (figura 22.30).

Figura 22.30

En la siguiente imagen (figura 22.31) parte del equipo de perforación bajo

torre.

Figura 22.31


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En el suelo: reducción presión de poros

Hemos visto que el suelo se compone de tres elementos principales: sólidos,

agua, y aire. Para provocar una reducción de la presión del agua que se encuentra

entre las partículas se colocaron caños subterráneos conectados a cámaras con

bombas automáticas. El agua luego es derivada a lugares lejanos de la torre. Esta

maniobra redujo en parte la separación de las partículas un descenso en el suelo

bajo torre. Todo del lado norte. En la imagen (figura 22.32) un dibujo en planta

indica la ubicación de las cañerías y pozos de bombeos.

Figura 22.32

El sistema en un esquema en corte (figura 22.33).

Figura 22.33

En la torre: confinamiento.

También se intervino la estructura de fundación de la torre y las paredes su-

periores mediante sistemas de estribos especiales que generaron un estado de pre

compresión a toda la superestructura. Hubieron varias intervenciones más, pero

consideramos suficientes las imágenes y escritos presentados para comprender

mejor la relación de suelo y estructura en la región de su interfase.


462

Figura 22.34

En la imagen (figura 22.34) observamos los sesenta cables de acero de alta

resistencia de diámetro 4 mm que en su conjunto generan fuerzas de confinamiento

y estabilización de los muros de la torre.

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