SUELOS ARCILLOSOS

COLAPSO DE SUELOS ARENOSOS

INDICE

INTRODUCCION

DEFINICION

CARACTERISTICAS GENERALES

CASOS DE FALLAS OCURRIDAS EN EL PAIS

METODOS DE ENSAYOS REALIZADOS

SOLUCIONES PARA CIMENTACION EN ESTOS SUELOS

CONCLUSIONES

MECÁNICA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES Y VIAS DE TRANSPORTE 1

INTRODUCCION

Los casos de fallas y colapsos en estructuras dependientes de cimentaciones que se

han producido en el país, son debido en parte al desconocimiento de las

características y el comportamiento de cierto tipo de suelos que son usado para

estos fines, y por otro lado a la incompetencia o negligencia, que se refleja

generalmente en la incapacidad de hacer lo que es requerido para un proyecto

determinado, tal como en muchos casos hemos establecido después de haberse

suscitado el problema.

Extensas áreas de nuestro país que presentan suelos arenosos colapsables,

expansivos y de rellenos sueltos, etc., que deben ser estudiados convenientemente

para utilizarlos como soporte en obras de ingeniería de poca o gran envergadura,

dado a que presentan problemas principalmente de deformación por cambio de

volumen del suelo, casi siempre por presencia de filtraciones de agua en exceso

del contenido de humedad natural. Estos suelos han llamado la atención también en

muchas partes del mundo y han sido materia de numerosas presentaciones en

Congresos Internacionales y reuniones técnicas desde hace varias décadas, así como

en numerosas conferencias nacionales, lo que ha permitido adquirir algunos

conocimientos para caracterizar estos suelos y manejarlos con cuidado para que no

produzcan daños en las futuras obras de ingeniería que se construyan en el país.


1. DEFINICION:Generalmente son suelos de origen eólico, cuya estructura está ligeramente cementada por sales acarreadas por la brisa marina, con lo cual adquieren una resistencia aparente. Son suelos en estado metaestable o con estructura inestable, que generalmente se presentan en áreas áridas.

En la actualidad se incluyen en este grupo de suelos a aquellos fuertemente cementados por sales solubles, que sufren grandes asentamientos por la lixiviación de dichos materiales.

2. CARACTERISTICAS GENERALES:Los efectos de este colapso pueden manifestarse en forma de asientos bruscos del terreno de carácter centimétrico hasta decimétricos. Más raramente puede darse asientos de algún metro y en casos extraordinarios de decenas de metros.

En ausencia de agua, estos suelos cementados se mantienen estables y de modo localizado pueden alcanzar una débil a moderada resistencia. Incluso pueden definir niveles de encostramiento que proporcionen valores relativamente altos de peso por unidad de área. En presencia de agua, el cemento interpartículas se disuelve y el suelo pierde la escasa capacidad portante que tenía y colapsa. Si además el suelo soporta la carga correspondiente a una estructura el colapso se acentúa, y dicha estructura tenderá a colapsar, a asentar bruscamente, produciendo importantes patologías.

Las cimentaciones más recomendables sobre este tipo de suelos son las cimentaciones profundas, que deben tender a sobrepasar los niveles colapsables.

Una alternativa a esta tipología para casos de suelos con potencial bajo o medio de colapso, puede ser la cimentación mediante losa de suficiente rigidez, incluso apoyada sobre una mejora de terreno, que reparta cargas lo máximo posible con el fin de no concentrar tensiones, y /o trabajar a tensiones lo más bajas posibles, cuidando en todos los casos al máximo la posible afección del agua al terreno sobre el que se dispone la cimentación (saneamientos flexibles, colgados, realización de pruebas de saturación, etc.).

Al contacto con el agua sufren cambios bruscos en su volumen por efecto del lavado de sus cementantes (sales), debido al reacomodo de sus partículas.

Cuando el material cementante constituye gran parte de la matriz del suelo, la lixiviación también genera grandes reducciones de su volumen.


3. CASOS DE FALLAS OCURRIDAS EN EL PAIS

VISTA DE UN SUELO COLAPSABLE EN LA JOYA


Imagen que muestra los enlaces temporales formado por sustancias salinas entre partículas cuya desaparición puede provocar el colapso.

Fuente: Dudley (1970), Maswoswe (1985)













DESLIZAMIENTO PRODUCIDO POR EL COLAPSO DEL SUELO EN LA JOYA

CANAL DE IRRIGACION LA CANO, CRUZA SUELOS COLAPSABLES

PROTEGIDO CON GEOSINTETICOS


EDIFICACIONES VICTIMAS DE SUELOS ARENOSOS COLAPSABLES EN AREQUIPA

COLAPSO DE VIA CIMENTADO SOBRE SUELOS ARENOSOS MOQUEGUA


COLAPSO DE SUELO ARENOSO EN MAJES POR

PRESENCIA DE AGUA

4. METODOS DE ENSAYOS REALIZADOS

Para la evaluación del potencial de colapso se procede de las dos formas siguientes:

En Campo:

Ensayo de Carga Directa con Saturación

En el Laboratorio:

Ensayo de Colapso

El “Ensayo de colapso de suelos”, tiene por objeto determinar la magnitud del colapso unidimensional que se produce cuando se inunda un suelo semisaturado.

Se define como colapso a la disminución de altura que experimenta una probeta de suelo en unas determinadas condiciones de densidad y humedad, confinada lateralmente y sometida a una presión vertical constante, al ser inundada.


Como resultado del ensayo se determina el índice de colapso, que es el valor del colapso determinado como el porcentaje de disminución de altura que experimenta la probeta al ser inundada, una vez alcanzado el equilibrio bajo la acción de la presión vertical seleccionada, con respecto a la altura de la probeta en el momento de proceder a la inundación.

Este procedimiento se puede utilizar para la determinación de la magnitud del colapso que se produce para una tensión vertical determinada, pero también del potencial porcentual de colapso en un suelo, que es el valor del colapso determinado como el porcentaje de disminución de altura que experimenta la probeta al ser inundada, una vez alcanzado el equilibrio bajo la acción de la presión vertical seleccionada, con respecto a la altura inicial de la probeta.

2.1 ENSAYO DE COLAPSO

EVALUACION DEL COLAPSO IN-SITU CON PRUEBA DE CARGA SATURADA


ENSAYO ESTATICO DE CARGA DIRECTA


5. SOLUCIONES PARA CIMENTACIONES EN ESTOS SUELOS

Para que se desencadene el colapso de un suelo tienen que concurrir dos circunstancias:

Que el suelo tenga la potencialidad de colapso, determinada mediante los ensayos y el reconocimiento geotécnico pertinente.

Que se den las condiciones de contorno adecuadas, tales como cambios de humedad, inundación o concentración de tensiones.

Por tanto, para prevenirlo habrá que:

Realizar una identificación geotécnica adecuada, que permita definir si estamos o no en presencia de suelos colapsables. Para ello es preciso disponer de un estudio geotécnico lo más completo posible, ya se trate de un estudio geotécnico para un gran edificio o para una vivienda unifamiliar.

Minimizar la posibilidad de que se desarrollen las condiciones de contorno a las que antes hacíamos referencia.

Adoptar medidas constructivas acordes al riesgo que representa la presencia del suelo colapsable (saneamiento flexible y colgado, drenajes adecuados, tipología de cimentación adecuada, preferentemente cimentaciones profundas ejecutadas sin agua de perforación, que superen los niveles colapsables y con consideración de rozamiento negativo, acerados amplios, mejoras de terreno, etc.)

Generación del Colapso por Saturación. Saneamiento y drenaje proyectados.


Impermeabilización de suelos.

Existencia de solados perimetrales. Evitar la proximidad de piscinas.

Uso de geomembrana HDPE


Evitar la construcción de jardines, diseñando jardineras. Estabilización del terreno mediante procesos físicos o químicos. Compactación Dinámica. Técnicas de vibrosustitución con gravas. Inyecciones de impregnación, de compactación, etc. Técnicas de vibración por explosivos.


CONCLUSIONES

A menudo cuando ocurre un desastre, la falla coloca a los propietarios, proyectistas y constructores en la posición de adversarios, entonces siempre cualquier esfuerzo de solución es orientado hacia la protección de intereses económicos o prácticos lo que no siempre conduce a una buena determinación de las causas reales de la falla y menos a su adecuada solución, más aún cuando existe la influencia política, que en nuestro medio muchas veces se ha dado, orientando a la opinión pública hacia causas o hechos que justifican una mala ejecución de la obra o que enmascaran vicios de construcción. Otras veces las fallas se esconden o no son divulgadas técnicamente por temores inherentes a posiciones administrativas o políticas de los funcionarios responsables, evitando tomar en cuenta el antecedente para el diseño y construcción de obras futuras similares, aumentando enormemente la posibilidad de una repetición catastrófica de errores previos.

Los Ingenieros Civiles pueden prevenir las fallas que ocurren en las cimentaciones si hay compromiso o un formal acercamiento al problema y si se puede comprender bajo qué circunstancias fallan los suelos permitiendo que se desarrollen condiciones de riesgo que resultan muchas veces después en catástrofes, esto ha sido del suelo, sea colapsable, expansivo o de cualquier otra tipo. Todo esto requiere, además de hacer uso de la observación y la comprobación de las predicciones, utilizando las experiencias pasadas y los métodos probados de solución que vienen a ser una necesidad en la práctica de la ingeniería del futuro, dado a que los ingenieros civiles deben proyectar obras estables y económicas, considerando las necesidades interactuantes del medio ambiente y los limitados recursos económicos que disminuyen actualmente, todo lo cual impone a nuestra profesión la obligación de ejecutar buenos proyectos apoyados en estudios técnicamente bien ejecutados, por profesionales idóneos y con la experiencia necesaria para resolver los variados problemas que presentan los suelos en las diferentes re guiones del Perú.


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