Introducción
Terreno: Es la parte de la corteza terrestre que recibe las acciones de las construcciones realizadas por el hombre, tanto en la superficie como en el interior. Es fundamental conocer su comportamiento frente a los esfuerzos a los que estará sometido, ya que en él se asientan nuestras edificaciones.
Características de los Suelos
Granulometría
Gravas y Arenas: La diferencia principal reside en el tamaño del grano. Las gravas son mayores de 5 mm, mientras que las arenas tienen un tamaño entre 0.08 y 5 mm. También se diferencian en su comportamiento frente a la humedad: las gravas son incoherentes a cualquier humedad, y las arenas son coherentes a una humedad crítica.
Estructura
Estructura Granular y Flocular: La estructura granular se presenta en suelos de grano grueso y limos de mayor tamaño, mientras que la flocular se encuentra en arcillas de pequeño tamaño. En la estructura granular, las resistencias se deben a las fuerzas de rozamiento, y en la flocular, a las fuerzas de cohesión. Los terrenos con estructura granular son inestables, mientras que los de estructura flocular son muy compresibles.
Propiedades Físicas
Peso Específico y Densidad Aparente Húmeda: La densidad aparente húmeda considera el peso total y el volumen total, mientras que el peso específico considera el peso de la parte sólida y el volumen que ocupa esta parte sólida. Por lo tanto, la densidad aparente húmeda depende de la compactación y de la humedad natural, mientras que el peso específico no.
Índice de Poros: Relación expresada en % entre el volumen de huecos presentes en un terreno y el volumen que ocupa su parte sólida.
Consistencia de un Terreno: Fuerza de atracción entre los distintos componentes que forman un terreno, cuya intensidad define su comportamiento mecánico.
Límite Plástico: Humedad a la que un terreno coherente, o la parte fina de un terreno, pasa de consistencia semisólida a plástica. Se determina conociendo la mínima humedad que nos permite rodar cilindros del terreno de unos 3 mm de diámetro, rodando dicho suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa sin que dichos cilindros se desmoronen.
Límite de Retracción y Límite Plástico: El límite de retracción es la humedad que provoca el cambio de consistencia sólida a semisólida, y el límite plástico, de semisólida a plástica. El límite de retracción es la mínima humedad que provoca cambios volumétricos en el terreno o en la parte fina de un terreno, y el límite plástico es la mínima humedad para la que el terreno, o la parte fina del terreno, se comporte de forma plástica.
Coeficiente de Uniformidad: Cociente entre el diámetro eficaz 60 (D60) de un terreno y su diámetro eficaz 10 (D10). Nos informa si un terreno es de granulometría uniforme (poca variedad de tamaño) o no uniforme (gran variedad de tamaño).
Compresión y Deformación de Suelos
Compresión del Agua y Aire del Terreno: El agua es incompresible, mientras que el aire se puede comprimir. En este caso, se produce una reordenación de las partículas del terreno y, en consecuencia, una deformación.
Causa Interna de la Deformación de un Terreno: Es la expulsión del aire y agua que llena los huecos y la consiguiente reordenación de las partículas.
Causas de Asentamientos en Suelos Coherentes e Incoherentes:
- Suelos Coherentes: La deformación se produce por expulsión de agua y aire y la consiguiente reorganización de las partículas. La deformación depende del agua presente en el terreno y es un proceso reversible.
- Suelos Incoherentes: Se produce una reordenación de las partículas independientemente del agua que contenga el terreno, siendo un proceso generalmente irreversible. Se puede producir, además, aplastamiento de las partículas.
Clasificación de Terrenos según la Norma NBE-AE-88
Clasificación de Terrenos Norma NBE-AE-88: Rocas, terrenos sin cohesión, terrenos coherentes y terrenos deficientes.
Excavaciones y Cimentaciones
Profundización en Excavaciones para Cimentaciones: Es necesario profundizar en las excavaciones para cimentaciones porque el terreno a pequeñas profundidades puede estar removido o puede no haber alcanzado el grado de compactación máximo, al estar sometido a poca presión, lo que puede provocar asientos importantes.
Asentamientos de Suelos
Asentamientos de Suelos, Causas y Tipos:
El asiento de suelo es la deformación vertical y hacia abajo de un suelo cuando se le somete a cargas verticales de compresión.
Las causas de las deformaciones de un suelo son las deformaciones de sus componentes y/o la expulsión de los mismos.
Deformaciones
La deformación de la parte sólida implica el aplastamiento de las partículas. En la práctica, este aplastamiento es poco probable, ya que las partículas de la parte sólida en una cimentación habitual soportan tensiones mínimas comparadas con su capacidad resistente. El agua la consideramos incompresible, pero el aire sí se puede comprimir.
Expulsión
Las partículas sólidas no pueden expulsarse, pues están impedidas por el terreno que las rodea. El agua y el aire, si están presionados, pueden ser expulsados a través de los huecos que hay en el terreno. Si se expulsan el aire y el agua, lógicamente, el vacío lo ocupan las partículas de la parte sólida, produciendo una reordenación de las mismas.
Por lo tanto, la deformación (asiento) de un suelo se produce casi siempre por compresión del aire y agua, expulsión de ambos y reordenación de las partículas de la parte sólida.
Tipos de Asentamientos
- Asentamientos en Suelos Incoherentes: Se producen por expulsión del aire y agua y reordenación de las partículas. Suelen ser asientos instantáneos e irreversibles.
- Asentamientos en Suelos Coherentes: Se producen por expulsión del aire y agua y reordenación de las partículas. No obstante, al tratarse de arcillas, la expulsión del agua es lenta, pues las fuerzas de atracción sólido-líquido son importantes, por lo que la expulsión en un primer momento puede ser rápida y después lenta. Se produce un asiento inicial rápido y otro asiento a largo plazo lento. Estos asientos pueden ser reversibles.