Física

Mecánica de Suelos – Asentamientos

Publicado por Monica González

Es la deformación vertical en la superficie de un terreno proveniente de la aplicación de cargas o debido al peso propio de las capas.

Tipos de Asentamientos:

  • Inmediatos: por deformación elástica (suelos arenosos o suelos arcillosos no saturados)
  • Por densificación: debidos a la salida del agua del suelo (suelos arcillosos):
  • Por flujo lateral: desplazamiento de las partículas del suelo desde las zonas más cargadas hacia las menos cargadas (suelos no cohesivos)

Causas de los Asentamientos

  • Cargas estáticas: presión transmitida por las estructuras, por el propio peso del suelo, etc.
  • Cargas dinámicas: clavado de estacas, terremotos, etc.
  • Erosión del subsuelo
  • Variaciones del nivel del agua: rebajes

Efectos de los Asentamientos

Daños a la estructura del suelo, cambios en la apariencia, funcionalidad y estabilidad.

Determinación del asentamiento total

Cuando la capa del suelo sufre efecto de una sobrecarga, ella se deforma y en consecuencia da la disminución de su índice de vacíos (e0) hacia un valor final (ef) motivado por su compresibilidad. Su espesor pasa por tanto desde un valor inicial de H0 a un valor final Hf cuya diferencia (ΔH = H0 – Hf), corresponde al asentamiento total sufrido.

Asentamiento en el tiempo “t”

Suelos normalmente densificados (OCR = 1)

Suelos Pre-Densificados (σA‘ > σ’)

Cuando la carga traspasa la tensión de pre-densificación el asentamiento se calcula en dos etapas: de la tensión existente hasta la tensión de pre-densificación y desde la tensión de pre-densificación hasta la tensión final resultante de la carga.

Donde Ce es el coeficiente de expansibilidad o coeficiente de recompresión (Cr) que es la inclinación del espacio descarga-carga

Suelos Sub-densificados (OCR < 1)

Los que aún no se densificaron completamente

Densificación Secundaria

Ocurre cuando el exceso de presión neutra es prácticamente nulo Δμ ≅ 0 y la tensión efectiva es prácticamente igual a la tensión total σ ‘ ≅ σ. En general, se verifica que en el ensayo de densificación, la deformación continua a procesarse, más allá que el exceso de presión neutra, sea prácticamente nulo.

Este efecto se le atribuye a los fenómenos viscosos.

Aplicación de Drenajes verticales para acelerar la densificación

Algunas veces para acelerar la densificación se construyen drenajes verticales en la capa arcillosa responsable por tales asentamientos. Estos drenajes pueden ser perforaciones rellenas con arena.

 

Aplicándose una carga sobre la superficie, el agua bajo presión puede escurrir tanto hacia las capas drenantes directamente como a través de los drenajes. Los asentamientos se desarrollan mucho más rápidamente pues las distancias de flujo son mejores y los coeficientes de permeabilidad son mayores en la dirección horizontal que en la vertical.

Aplicación de Sobrecargas para acelerar la densificación

Es una técnica muy interesante utilizada par amenizar los efectos de los asentamientos causados por una determinada carga o pre-carga del área.  La figura a continuación nos muestra un ejemplo práctico de colocación de una sobrecarga constituida por 2 metros de terraplén para provocar un asentamiento de 30 cm en poco más de 4 meses, lo que no sería alcanzado con el terraplén definitivo proyectado con 3 metros de altura en ese mismo período. Luego de alcanzado el valor del asentamiento deseado, la sobrecarga debe ser retirada, manteniéndose la cuota de terraplén final prevista en el proyecto.

 

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