Tecnología de la Construcción - Terrenos, Hormigones y Cimentaciones: Conceptos Generales

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Contenido

Conceptos Generales

Al analizar los distintos tipos de terrenos, aparecerán diversos conceptos que es preciso comprender antes de iniciar un estudio más exhaustivo.

Agua freática. Nivel freático

El agua freática es aquella constituida por bolsas laminares de aguas subterráneas que provienen de filtraciones debidas a las lluvias o por cauces próximos.

Es importante averiguar la posible existencia de capas freáticas, dado que el agua que pueda aparecer en un terreno puede alterar sus características y, por tanto, su capacidad de resistencia.

El agua freática suele encontrarse, por regla general, sobre estratos del terreno impermeables.

El agua freática rellena todos los poros del terreno.

El agua freática es aquella que se mueve libremente en el terreno y que sólo está sometida a la fuerza de la gravedad.

Un segundo concepto es el de nivel freático, entendido como el nivel máximo donde se puede considerar que el agua freática queda estabilizada en el subsuelo.

El nivel freático acostumbra a considerarse un nivel constante, aun cuando puede variar por diversas causas:

- según la estación del año;
- por la extración de aguas en la zona;
- incluso a causa de grandes ajardinamientos;
- o por la construcción de obras del estilo de un muro pantalla.

El nivel freático es el nivel donde se puede considerar que el agua freática queda estabilizada en el subsuelo.

Estratos inclinados

En ocasiones los estratos que configuran un terreno se presentan de manera que incorporan diferentes capas inclinadas.

Es muy importante el conocimiento de esta configuración del terreno, que se obtendrá a partir de los correspondientes estudios geotécnicos, por cuanto debe evitarse cimentar un edificio sobre terrenos con estratos inclinados, en especial aquellos que tengan poca compacidad y que se encuentren sobre un estrato muy duro, ya que, en estos casos, es posible y fácil que los estratos superiores resbalen sobre él.

Sección de un terreno con un estrato inclinado

Debe evitarse cimentar un edificio sobre terrenos con estratos inclinados.

Ángulo de talud natural

Al efectuar el corte de un terreno en una excavación o cuando se amontonan las tierras en un terraplenado, los granos tienden a resbalar, a partir de un determinado ángulo que forman dichas tierras con el plano horizontal.

Esta tendencia a resbalar se produce por:

- la pérdida del rozamiento entre las partículas que componen el suelo;
- la pérdida de cohesión del suelo.

El ángulo de máxima inclinación, respecto a la horizontal, que admite un terreno sin desmoronarse, recibe el nombre de ángulo de talúd natural.

Este ángulo varía según la clase de material que se amontona.

Corte de un terreno dejando un talud natural

Los deslizamientos que en ocasiones se producen en excavaciones de vaciados o en aperturas de zanjas se deben a no haber respetado este ángulo de talud natural.

A fin de que se pueda tener una cierta aproximación del valor del ángulo de talud natural de diferentes tipos de suelos, se presenta a continuación un cuadro resumen para aquellos tipos de terrenos más comúnes.

Valores aproximados de los ángulos de talud de diferentes tipos de terrenos

El ángulo de talúd natural es el ángulo de máxima inclinación respecto a la horizontal que permite un terreno, sin desmoronarse.

Suelos de relleno o terraplenados

Son terrenos que han sido rellenados:

- bien por la propia naturaleza;
- bien por explanaciones realizadas por el hombre.

Son suelos sujetos a asientos uniformes y continuos, debidos a la consolidación gradual de los materiales que los componen.

Cuando un terreno se ha terraplenado con materiales distintos, los asientos que experimenta el suelo de relleno son más importantes y de mayor duración.

Los suelos de relleno no son terrenos buenos para cimentar y, por ello, en caso de ser preciso, se han de conseguir previamente compactaciones elevadas.

Esponjamiento

Se da el nombre de esponjamiento al aumento de volúmen que experimentan las tierras al ser extraídas del terreno.

La tierra que se extrae al realizar una excavación ocupa un volúmen superior al que ocupaba antes de ser excavada.

La magnitud del esponjamiento depende de la clase de terreno y su conocimiento es muy importante para prever el volúmen de tierras que deberá transportarse.

Tierras amontonadas procedentes de un desmonte antes de ser retiradas

Con el paso del tiempo, las tierras extraídas se van asentando, por lo que disminuye considerablemente el valor del esponjamiento.

Además, una buena compactación por medios mecánicos y el regado de las tierras colaboran a la reducción de este esponjamiento.

Como verás en el cuadro que se presenta a continuación, en terrenos vegetales o suelos formados por arenas y gravas finas el esponjamiento es muy reducido, mientras que la excavación en un terreno rocoso comporta un gran aumento del volúmen de las tierras extraídas.

Porcentaje de esponjamiento de diferentes tipos de terrenos

Si bien los porcentajes de esponjamiento son muy distintos en función del tipo de terreno, en la práctica, al hacer las mediciones, suelen adoptarse valores del esponjamiento del orden de un 25% para cualquier tipo de terreno, si no se dispone de datos exactos.

Ejemplo: Así, por ejemplo, un terreno arenoso tiene muy poco esponjamiento, inferior al 15% y, por tanto, su volúmen aumentará poco, una vez extraído.

Por el contrario, un terreno rocoso puede llegar a tener un 50% de esponjamiento, por lo que determinará un gran aumento del volumen de tierras a mover.

El esponjamiento es el aumento de volúmen que experimentan las tierras al ser extraídas del terreno.

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