Transmision de presion


   


Exploración del suelo. Transmisión de presiones. Para evitar o disminuir el asentamiento de un poste o muro, generalmente, se le hace en la base una ampliación, formando el cimiento. En México, con este tipo de cimientas, es casi imposible evitar totalmente los asentamientos, aún cuando sean poco aparentes. De todas maneras, en edificios no muy pesados, de 4 ó 5 pisos y en algunas ocasiones, hasta de 7, este sistema resulta práctico y económico.

Cuando un cimiento se hunde sufre dos clases de asentamientos: uno inicial y otro subsecuente. La presión sobre el terreno, no se transmite verticalmente, sino que sigue unas curvas a los lados del cimiento que constituye el llamado “bulbo de presión” . Es más notable y de mayor alcance cuando es motivado por grandes presiones. En el seno del mismo, la presión no es uniforme, sino que es mayor en el centro, disminuyendo de intensidad hacia los extremos. Esta particularidad, combinada con la elasticidad que generalmente tiene e) cimiento, hace que la resultante de las presiones esté aproximadamente, al centro de la zapata. El bulbo de presión, como se verá más adelante, tiene gran influencia en el diseño, cálculo y resultado de las cimentaciones. Sin embargo, su efecto corresponde, no al asentamiento inicial, sino al subsecuente

Exploración de suelos. La estabilidad de cualquier obra hecha por el hombre depende, en último término, de la capacidad de carga del suelo en el cual se apoye. De ahí que uno de los requisitos previos para el proyecto y la construcción de cualquier estructura, sea la exploración del suelo en toda el área que recibirá las cargas y en toda la profundidad a que llegará la influencia de éstas. Al hablar de una “exploración” de los suelos, empleamos este término para designar algo más formal y completo que la inspección geológica superficial, la excavación de unos cuantos pozos a cielo abierto para la extracción de un número limitado de muestras representativas al nivel del desplante o la perforación de algunos sondeos de exploración, con extracción de muestras más o menos fragmentarias.

Si el objeto de la exploración es el de proporcionar datos cuantitativos del comportamiento probable de la cimentación, de sus hundimientos totales y diferenciales, el tiempo que durarán, la capacidad de carga debajo de cada uno de los elementos de apoyo, la posibilidad de una falla por esfuerzo cortante o los empujes y supresiones, es indispensable que la información cualitativa que se deriva de la clasificación visual de los materiales se vea complementada con datos precisos de las características mecánicas de cada uno de los suelos en su estado natural. Es decir, la manera como responderán estos materiales bajo las nuevas condiciones de carga y de equilibrio hidrostático que se le impondrán. Esto quiere decir dos cosas:

  1. La exploración deberá incluir la obtención de muestras “inalteradas” que conserven, hasta donde sea físicamente posible, sus propiedades originales (estructura interna, resistencia, contenido de agua, etc., etc.), para que se puedan medir sus propiedades físicas por medio de pruebas de laboratorio y,
  2. Deberán muestrearse todos los estratos que quedarán comprendidos dentro de la zona de influencia de las presiones o de las modificaciones de cualquier clase que vaya a producir en el interior del suelo la nueva cimentación. Párrafos, y con relación al segundo solamente mencionaremos que la extensión que debe darse a la exploración del suelo es función de las dimensiones de la cimentación, la magnitud de las cargas y las diferentes soluciones probables que tengan que investigarse. Así por ejemplo, en la Ciudad de México para una construcción hasta de cuatro plantas, la profundidad a que habrán de llegar los sondeos y muestreos es del orden de 1′/2 veces la dimensión media del área de apoyo, puesto que la mayoría de estos edificios tienen que cimentarse por apoyo directo y a poca profundidad. En cambio en las construcciones más pesadas o más extensas, que estarían expuestas a fuertes asentamientos, una de las posibles soluciones que tienen que estudiarse consiste en referir las cargas a alguna capa más resistente y profunda, por lo cual los sondeos tienen forzosamente que prolongarse hasta localizar dicha capa y asegurarse de su poder soportante.

Procedimientos de muestreo. De un buen muestreo depende un buen estudio de la mecánica de los suelos y en consecuencia, la cohonestación que pueda lograrse entre las previsiones y las realidades. La utilidad de una muestra de suelo va perdiéndose mientras más se modifican sus propiedades originales. Por ello los métodos de muestreo que protegen en forma más eficaz a los suelos contra alteraciones en sus propiedades son los más deseables. Las muestras inalteradas que pueden extraerse de las paredes frescas de un pozo a cielo abierto, excavado con pala, son generalmente muy buenas si se les recorta cuidadosamente con herramientas apropiadas. Estas muestras se envuelven con varias capas de manta de cielo y aplicaciones liberales de parafina y brea, conduciéndolas inmediatamente al Laboratorio dentro de cajones con aserrín, viruta o yerbas.

Las limitaciones del pozo a cielo abierto son muchas: no es práctico profundizarlo muchos metros debajo del nivel de las aguas freáticas, requiere en ocasiones ademes costosos, su excavación es lenta y se le tiene que hacer fuera del área de cimentación para que no origine un problema local por la forma como quede rellenado. Por otro lado, permite la inspección directa de los suelos y revela detalles de estratificación, agrietamientos, intercalaciones y filtración de agua que difícilmente podrían descubrirse con otras clases de sondeos. Otro procedimiento de muy extensa aplicación consiste en la extracción de muestras inalteradas encajando a presión un muestreador tubular de lámina, cuyo diámetro es generalmente de 4 ó 5 pulgadas, aunque a veces se usan muestreadores más reducidos o más grandes. El muestreador Shelby es uno de ellos y consiste simplemente en un tubo conectado a una cabeza dotada de orificios para la expulsión del agua y lodo a medida que entra la muestra en el tubo. El autor ha desarrollado un muestreador especial, basado en el principio de los muestreadores Hvorslev, que permite la extracción de las muestras sin modificar su estado de confinamiento y con otras ventajas que hacen posible el muestreo incluso en lodos y arenas sueltas.

A dicho muestreador se le ha dado el nombre de muestreador “LIAC”. Para sondeos exploratorios es muy útil el empleo de muestreadores tubulares de “media caña”, que se hincan a golpes de un martinete. Se puede así medir el trabajo específico de penetración a partir del número de golpes (n), el peso del martinete (W), la altura de caída (h), la penetración del muestreador (p), y su área transversal interior (A). La construcción de gráficas que expresen este trabajo es muy útil, pues con ellas se localizan los mantos resistentes para el apoyo de los pilotes y aún se pueden deducir datos de compresibilidad y resistencia de los suelos, basados en numerosas correlaciones obtenidas en una misma región. En ocasiones se usan otros equipos más simples para los sondeos de exploración, tales como posteadoras, barrenos y pulcetas. Las muestras que se obtienen de esta manera, son muestras que no conservan su forma original y solamente pueden servir para una clasificación microscópica y ensayes propios de muestras disgregadas.

También existen ocasiones en que pueden aprovecharse los métodos geofísicos de izar algún manto bien contrastado, sin que sea necesario perforarlo. Estos métodos son rápidos pero siempre requieren la perforación de, por lo menos, un sondeo de calibración. El equipo no es demasiado costoso, pero se necesita personal bien adiestrado para operarlo. Existe una modalidad de los aparatos de resistividad que consiste en una sonda que se introduce dentro de un pozo ya perforado. Los datos que se obtienen de esta manera sirven para estimar cualitativamente la permeabilidad y compacticidad de los suelos. Para la solución de algunos problemas especiales se llevan a cabo pruebas de permeabilidad en el campo, ya sean de tipo superficial o a diferentes profundidades del tipo USBR 18. Estas pruebas se realizan a base de inyectar agua a presión, y sirven para determinar el coeficiente de permeabilidad del suelo bajo estudio. (Colaborado por: Pedro E. Montesco)


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