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Patologías por problemas en cimientos
Las Patologías que aparecen en las estructuras como consecuencia de problemas originados en las cimentaciones provocan daños que a veces pueden concluir en colapsos, lo que conlleva pérdidas materiales y hasta de vidas humanas.
Trataremos aquí de determinar las causas más frecuentes y sus efectos en las construcciones.
Para evitar estos tipos de patologías constructivas, recordamos la importancia que significa un correcto análisis del proyecto y el control permanente en la ejecución de las obras.
Causas
Estos fallos estructurales pueden originarse en la interacción entre el terreno y la estructura; el terreno recibe las cargas trasmitidas y se deforma bajo esta presión.
Sabemos que el terreno no es una masa homogénea de tierra, como otros materiales construidos por el hombre; el terreno es heterogéneo, es decir, que posee distintos componentes que lo integran (áridos, arcillas, tierra vegetal, residuos orgánicos o inorgánicos, restos de construcciones o antiguas cimentaciones, Agua, etc) , por esta razón en muchos casos es difícil evitar que se produzcan asientos diferenciales entre diferentes elementos de apoyo, pues el material que subyace bajo estos cimientos puede comportarse en forma distinta.
Tanto la resistencia como la deformabilidad del terreno no son constantes y pueden ser afectadas entre otras, por causas como:
- Modificaciones en el contenido de humedad.
- Lavado de áridos.
- Disoluciones.
- Actividades de la construcción en área próxima.
Entre los diversos factores que generan fallos, encontramos tres grupos:
- 1. Cimientos: Deterioro de los materiales
- 2. Cimientos: Mal comportamiento
- 3. Acción de las Cargas: Incremento o variaciones no contempladas por proyecto
A continuación, señalaremos las causas más frecuentes de fallos de acuerdo al Tipo de Cimentación.
Cimentación Superficial
En las cimentaciones superficiales pueden ocasionarse fallos por alguna o la combinación de las siguientes causas:
- Socavación y arrastre de finos.
- Cimentación apoyada sobre rellenos mal compactados o flojos.
- Existencia de arcillas expansivas o suelos colapsables.
- Existencia de zanjas rellenas mal compactadas.
- Hundimiento de oquedades o cavernas no detectadas en etapa de estudio inicial.
- Cimentaciones en laderas, donde pueden producirse fenómenos de reptación o deslizamientos provocados por la excavación.
- Heterogeneidad de la cimentación o del terreno, que provoca asientos diferenciales entre apoyos.
Cimentación Profunda
En las cimentaciones profundas pueden ocasionarse fallos por:
- Rozamiento negativo.
- Los empujes laterales sobre pilotes pueden provocar esfuerzos de flexión no calculados en el dimensionamiento.
Muros y Pantallas
En muros de contención y pantallas puede ocurrir:
- Fallo en los apuntalamientos o en anclajes.
- Acción del agua por empuje sobre el trasdós del muro como consecuencia de sobreelevaciones del nivel freático.
- Valoración incorrecta de las acciones.
Otros
- Por movimientos sísmicos en terrenos granulares saturados, puede ocurrir licuefacción.
- La congelación y/o descongelación del terreno puede producir asientos o levantamientos del terreno (aunque no es un fenómeno usual en la mayor parte de España).
Incidencia en las Estructuras
La patología en las cimentaciones se anuncia casi siempre afectando las estructuras de los edificios, es recién en ese momento que puede ser detectado el fallo.
Como la estructura posee rigidez, en consecuencia tiene una deformabilidad tal que le permite absorber una serie de esfuerzos hasta alcanzar su límite resistente.
Cuando se producen asientos diferenciales, aparecen esfuerzos adicionales sobre la estructura de tal manera que pueden llegar a provocar fisuras o grietas cuando es superado el límite tensional.
La observación y estudio de esas grietas es de gran importancia para reconocer los movimientos que ha experimentado la estructura; por ello efectuar un análisis y diagnóstico certero, conduce a adoptar las soluciones correctas.
Éste suele ser un estudio complejo, pero la experiencia y la comprensión del comportamiento de las estructuras combinadas con el sentido común pueden ayudar al momento de emitir un diagnóstico sobre las causas aparentes que han provocado esas grietas.
Por lo general, son una serie de factores que se combinan y producen ese resultado poco deseado.
Contamos con una serie de criterios donde se consignan los valores admisibles para los asientos que pudieran producirse.
- Criterio de Skempton y McDonald (año 1956), completado luego por Bjerrum, donde se indican los valores de distorsión angular entre apoyos:
- δ = 1/500 de la luz, como límite seguro para edificios.
- δ = 1/300 de la luz, se espera el comienzo del agrietamiento
- δ = 1/50, daños considerables en muros y paneles de fábrica.
En luces usuales de edificación, el orden de los 5 m., la magnitud de los asientos máximos admisibles (Smáx = 2 - δ), se puede encontrar alrededor de los 2 cm., aclaremos que este valor está en función del tipo de cimentación y otros factores, por lo cual este es valor de referencia.
Para reparar y corregir estas patologías, los tratamientos más usuales son los de consolidación y recalce.
Normativa
- N.T.E. Acondicionamiento del Terreno y Cimentación:
- ADG. Galerías.
- ADV. Vaciados.
- CE. Estudios.
- CP. Pilotes.
- CS. Cimentaciones Superficiales.
- ASD. Drenajes.
- CC. Estudios.
- E.H.E.. Instrucción del Hormigón Estructural.
- PG-3. Pliego de Carreteras.
