2.8 ANLISIS DE LAS ARCILLAS

EXPANSIVAS

ANLISIS DE LAS ARCILLAS EXPANSIVAS

En algunos suelos finos, como algunos tipos de arcillas, la presencia de agua puede ocasionar cambios de volumen considerables.

De estar una estructura dada apoyada en terrenos con esta caracterstica, puede haber problemas, en tanto que se producirn movimientos como consecuencia de hinchamientos

y retracciones del subsuelo sobre el cual apoya la cimentacin.

Es importante conocer su origen, naturaleza y sobre todo cmo identificar este tipo de suelos, para disminuir el riesgo de posibles daos en estructuras u obras de cualquier tipo.

Las arcillas expansivas, pertenecen a un grupo mineralgico muy amplio de materiales de naturaleza qumica silcea denominados silicatos.

Los materiales arcillosos que son susceptibles de sufrir hinchamiento o procesos de expansividad, que permiten una entrada muy grande de agua entre las lminas de su

estructura.

Desde el punto de vista geotcnico, los suelos plsticos o arcillosos, son aquellos capaces de deformarse sin agrietarse, ni producir rebote elstico, cambiando su consistencia al

variar el contenido de agua.

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En general y de forma orientativa, el grado de expansividad se puede determinar en funcin de las propiedades geotcnicas de los suelos segn el cuadro:

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Para la determinacin de la expansividad de un suelo, los ensayos a realizar son: Granulometra, permitir determinar el porcentaje de finos que contiene y clasificarlo en limos o arcillas segn los criterios de Casagrande (lmites de Atterberg). Lmites de Atterberg, para determinar los lmites lquido y plstico y el ndice de plasticidad.

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Para la determinacin de la expansividad de un suelo, los ensayos a realizar son:

Hinchamiento Lambe, obtenindose el cambio de volumen potencial, pudiendo ser

ste, No Crtico, Marginal, Crtico y Muy Crtico y el el ndice de hinchamiento (similar

pero no igual a la presin de hinchamiento).

Humedad natural

Edmetro presin de hinchamiento, colapsabilidad, asientos, etc.

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El comportamiento de este tipo de suelos frente a los cambios de humedad da lugar a la variacin de su volumen

En las cimentaciones, pueden producirse movimientos : los peores, los diferenciales, que generan en la estructura esfuerzos internos no previstos en en el clculo.

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Patologas :

CRITERIOS DE PELIGROSIDAD (Jimnez Salas)

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ESTIMACIN DE LOS CAMBIOS DE VOLUMEN DE LOS SUELOS EXPANSIVOS (HOLTZ Y GIBBS)

CRITERIOS DE EXPANSIVIDAD SEGN CHEN

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Patologas :

Grietas verticales e inclinadas en ambos sentidos.

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Patologas :

Fisuracin y rotura de elementos estructurales:

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Patologas :

Rotura de cimentacin

Zapatas aisladas y/o corridas: despegue de cimentacin, grietas horizontales por empujes y grietas inclinadas por asiento diferencial.

Losas: Grietas de flexin y distorsiones que pueden desembocar en giros y rotura de la misma.

Pilotes: En obras antiguas, rotura de pilastras por cambio del estado de cargas, roturas por flexin, cortante o flexin, empujes sobre vigas riostras y los encepados,

hundimientos por retraccin del suelo, etc.

Muros de stano: Grietas por empujes laterales.

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Patologas :

Deformacin de pavimentos.

Rotura de conducciones, enfatizando an ms el problema al producirse la rotura de colectores que suministran agua al edificio.

Medidas preventivas

Las medidas usuales en estos casos, tenderan a evitar cambios de humedad que activen el fenmeno, y a evitar el contacto directo de la cimentacin con el terreno, mediante un

material que permita el cambio de volumen, afectando lo menos posible a la cimentacin.

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Algunas medidas concretas:

evitar la exposicin prolongada del sustrato de apoyo a la accin de la naturaleza, excavndose y hormigonndose en el menor tiempo posible,

el empleo de material arcilloso muy plstico para rellenos estructurales compactados y rellenos de trasdosados en muros de contencin, potencia su comportamiento

expansivo y todos los problemas relacionados con los mismos (deformaciones,

empujes excesivos, etc), en muros de sostenimiento deber aislarse al trasdosado del

material expansivo, con un relleno granular adecuado, adems del drenaje perimetral.

implementar sistemas de drenaje perimetral efectivos, con tubos dren profundos y sistemas que eviten la colmatacin de los mismos (geotextiles, etc) y permitan la

correcta evacuacin de las aguas superficiales.

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Algunas medidas concretas:

evitar el acceso de agua al terreno potencialmente expansivo, en la zona de apoyo, en este caso proporcionando un dren que rpidamente escurra el agua filtrada al

subsuelo, a travs del muro, o fuera de la zona de apoyo,

controlar proyecto y ejecucin de conducciones subterrneas, saneamientos, canalizaciones y tuberas, para evitar roturas o fugas de agua que alteren el estado de

humedad del suelo y puedan producir movimientos del sustrato, las juntas entre

tuberas debern ser flexibles, al igual que las arquetas y encuentros con las tuberas,

se sugiere colocar un lecho de hormign bajo las tuberas rellenndose y

compactndose adecuadamente con suelo granular fino.

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