2. El suelo como elemento estructural:

Las desiciones proyectuales referidas a la cimentación de una obra están relacionadas a la estructura del suelo existente del terreno.

Los arquitectos y constructores tenemos la tendencia, cuando vemos algún tipo de fisura, rajadura o grieta, a decir, ante tal fisura hay un descenso de apoyo (un asiento diferencial del cimiento).

En las patologías de la construcción, no existen situaciones tipos y recetas para determinados problemas constructivos. Pues, como se dijo anteriormente, antes de establecer una opinión hay que hacer un análisis exhaustivo de lo que esta ocurriendo en el sistema de fundación y el muro propiamente dicho.

El suelo (y no tierra, pues la tierra es nuestro planeta), es concebido como el plano de apoyo y de descarga del peso del edificio mas su sobrecarga; si pensáramos y lo consideráramos como un elemento inmóvil o inactivo frente a cualquier solicitud nos estaríamos equivocándonos.

El estudio habitual de investigar el terreno sobre el que vamos a fundar es el ensayo de perforación, es muy frecuente encontrar en un mismo terreno, distintos tipos de conformaciones y sustratos.

Previo a la ejecución del cálculo estructural, se debe efectuar el estudio del suelo, lo cual arrojaran los valores determinantes que hacen a la fundación a ejecutar. Los datos que se necesitan son:

Resistencia del terreno (expresadas en Kg. x cm²)Plano de fundación (cota donde se asentarán los cimientos)Composición de los distintos extractos que conforman el terreno Nivel de la napa freática (es de suma importancia que se encuentre por encima de la cota de fundación)

En este último punto se debe analizar el agua a efectos de controlar si la misma no contiene agentes agresivos que puedan perjudicar a la estructura. Salvo en terrenos de características muy especiales (por ejemplo, terrenos rellenados), en general la cantidad de sondeos necesarios es de 2 en un lote de 10x30m y 3 en una parcela de 10x50m, es decir, un sondeo cada 150/200m² en el área afectada a las fundaciones y en una profundidad mínima de 8mts., lo mas conveniente seria extraer muestras de suelo en aquellos sectores donde se asienta la fundación y mayor cantidad posible de sondeos.

Fig1.: Perfil longitudinal del terreno

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Cuadro 1.: Planilla de un ESTUDIO GEOTECNICO

Entre los suelos con buena capacidad portante mencionaremos a los rocosos, los compactados por cementación, los reactivos de tipo arcilloso (con la precaución de saber que al absorber o perder agua cambian de volumen), y los aluvionales (con la salvedad que pueden formar “ojo” de barro).

La DIN 1054, considera terrenos sueltos, coherentes y otros tipos.

En los terrenos sueltos: se comprenden de arenas, gravas y un conjunto guijas (piedra redonda o canto rodado). Sus partículas o granos no están aglutinados entre si. La resistencia de estos terrenos crece con el tamaño de los granos, con la compacidad de sedimentación y la profundidad en que esta situado el estrato.

Los terrenos coherentes: son arcillas, limos y margas. Sus granos están aglutinados más o menos por arcilla. La resistencia de estos suelos mengua al aumentar la humedad.

Para simplificar y comprender lo dicho anteriormente lo haremos a través de ejemplos. Supongamos que necesito fundar en un terreno rocoso (suelo rocoso compactado, en algunos lugares de Mar del Plata), cuya característica tiene un alto grado de capacidad portante, y a su vez tiene una tensión de 5kg/cm², la decisión a tomar con respecto a la fundación es fácil, por medio de bases aisladas, prácticamente a nivel de la superficie. En cambio, si es roca disgregada, la podré compactar y tendría cuidados más detallados que si fuera roca compactada.

Los terrenos pueden experimentar alteraciones apreciables en su capacidad portante de acuerdo con su naturaleza y los cambios de humedad que experimentan.

DESIGNACION

NATURALEZA

CARACTERISTICAS

Terreno Ordinario

Arenas, suelo orgánico, escombros.

Tierra vegetal: mullir con el zapapico o la azada; arenas, cascotes: fáciles de recoger con la pala.

Terreno semi-compacto o medio

Pedregoso, con guijarros, arcilloso.

Fácilmente atacable con el zapapico y azada, pero difícil de recoger con la pala sola.

Terreno Duro

Greda pesada, arcilla y marga compacta.

Atacable con el martillo neumático, difícil para la azada o el pico.

Terreno Compacto

Rocas calizas, mampostería antigua.

Atacable con el martillo neumático y con el pico, empleo de cuñas y de explosivos.

Cuadro 2: CLASIFICACION DE LOS TERRENOS SEGÚN SU DUREZA

Los terrenos compactos formados por rocas, gravas o arenas cementadas no suelen alterarse por acción de las aguas, sin embargo, los terrenos formados por arenas sueltas sufren modificaciones importantes en su capacidad portante y en su estabilidad de acuerdo con el grado de humedad que presentan. Es así, que las arcillas, por su parte, experimentan alteraciones muy peligrosas debido a que cuando están secas forman un terreno fuerte y estable, pero, si se mojan, se vuelven plásticas perdiendo estabilidad y dando lugar a que se produzcan movimientos importantes en los cimientos, no solo verticales sino también horizontales, producidos por desplazamientos.

Una problemática relevante y a tener en cuenta, 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, como se menciono anteriormente, producto a cambios de humedad y que provocan en la mayoría de los casos importantes daños estructurales.

Es de gran importancia tener una base mínima de conocimiento sobre esta clase de suelo, por tal motivo se hará una pequeña descripción de su naturaleza y comportamiento.

Arcillas Expansivas: pertenecen a un grupo mineralógico muy amplio de materiales de naturaleza química silícea denominados silicatos. Dentro de estos, se clasifican los filosilicatos o silicatos laminares. Así, a grandes rasgos y en función del tipo de arcilla, entre lámina y lámina, se emplazaran en mayor o menor medida las moléculas de agua que producirán el hinchamiento. 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 la roca se altera y en que grado, se originan una serie de minerales denominados minerales de arcilla.

Los materiales arcillosos que son susceptibles a sufrir hinchamiento o proceso de expansividad, que permiten una entrada muy grande de agua entre las láminas de su estructura, son principalmente los pertenecientes al grupo de las esmécticas.

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. En función de los cambios de contenidos de humedad se dan diferentes estados físicos, siendo los limites para cada estado de consistencia los conocidos como limites de ATTERBERG, (ver cuadro 1, columna 5), límite líquido, limite plástico e índice de plasticidad, que son el punto de partida para la estimación de la expansividad de un suelo. Vuelvo a mencionar la importancia que tiene un estudio de suelo.