Patología de la edificación/Cimentaciones/Pilotes/Lesiones
LESIONES EN CIMENTACIONES PROFUNDAS
editarPilotes que trabajan por rozamiento en el fuste
editarAfectados por rellenos cercanos al mismo, ya que al asentarse el terreno, éste se cuelga del pilote proporcionándole un no deseado rozamiento negativo que disminuirá su capacidad portante al ser así sobrecargado, incidiendo además de forma desigual su influencia según la distancia al relleno.
Pilotajes de trabajo en punta
editarAunque el rozamiento negativo puede ser absorbido por el pilote, el relleno exterior le producirá un empuje lateral que no puede ser tolerado por el pilote. y mas
Efecto de los anclajes bajo el edificio
editarLa puesta en carga de anclajes para anular empujes en muros de contención produce en el terreno compresiones entre el anclaje y el muro, y descompresión del suelo a partir del bulbo de anclaje. Si estos anclajes se sitúan por debajo de un edificio, esta descompresión puede producir daños en el mismo a causa de los asientos que se producirán en las cimentaciones situadas en su zona de influencia. Esta técnica profusamente utilizada para el anclaje provisional de muros pantalla en edificios de nueva planta con sótanos junto a edificios existentes que no la tienen, es peligrosa y necesita un cuidadoso estudio del suelo, distancia y profundiad de anclajes para evitar daños, aparte del permiso explícito del colindante.
Lesiones producidas por losas junto a pilotajes
editarEl cambio de sistema de cimentaciópn de un edificio nuevoa con respecto al de un o existente colindante, puede acarrear complicaciones, aún cuando ninguno de ellos tenga sótano. Así por ejemplo, una cimentación flotante por losa realizada junto a un pilotaje, en determinadas situaciones de suelos, puede producir daños, no solo en el edficio existente sino también en el nuevo. Así, el nuevo edificio de cimentación flotante sobre losa transmite parte de su peso a los pilotes cercanos a través del rozamiento negativo. Se puede producir, por tanto, un asiento junto a la medianería en el edificio pilotado si el estrato de apoyo de los pilotes es suficientemente compresible. También el nuevo edificio de cimentación por losa tendrá un asiento mayor en la zona alejada de la medianería que en la cercana, pudiédose producir desplomes o fisuras.
LESIONES EN CIMENTACIONES PILOTES
editarDAÑOS POR DESCONOCIMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS
editarAsiento de conjunto
editar- Las cimentaciones profundas a base de pilotes se comportan como estructuras rígidas y resistentes, que no permiten el asiento de un apoyo respecto a otro (como ocurre con los asientos diferenciales en las cimentaciones superficiales).
- Pero hay que tener en cuenta que una construcción cargada, aunque se comporte de forma unitaria, será causante de un asiento de conjunto.
- Si la capa compresible del suelo tiene espesor constante y la construcción tiene un reparto homogéneo de cargas (cetro de gravedad de las cargas = centro de gravedad de la cimentación), el edificio asentará regularmente sin perder su verticalidad.
Acción de pilotes agrupados
editar- Las presiones que genera un conjunto de pilotes son mucho mayores y alcanzan más profundidad que las provocadas por un pilote aislado. Además, si el terreno subyacente es blando, cabe esperar asientos considerables.
DAÑOS PROVOCADOS POR RELLENOS
editar- Los materiales de relleno pueden ser origen de 2 clases de daños:
- ▫ Si son utilizados como terreno de cimentación, constituyen una capa de suelo heterogénea y compresible.
- ▫ Si funcionan como aporte, producen una sobrecarga en el terreno natural en razón de su propio peso.
Efectos indirectos del asentamiento provocados por el material de relleno: Rozamiento negativo
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- La capacidad portante del pilote columna procede fundamentalmente del efecto punta, siendo necesario atravesar varias capas inconsistentes hasta alcanzar aquella con capacidad portante suficiente para transmitirle la carga. Si los terrenos que hay por encima de esa capa resistente son rellenos de gran espesor, el asiento del relleno y de la capa blanda no consolidada dan lugar a esfuerzos de rozamiento en el fuste cuya resultante posee una componente vertical en dirección descendente. Esta componente es el rozamiento negativo, que se suma a la carga propia del pilote.
- Cuando la capa en que se ancla el pilote es suficientemente compacta y gruesa, el rozamiento negativo no tiene otro efecto que la reducción del coeficiente de seguridad, sin que se produzcan asientos apreciables.
- Por el contrario, si el lecho compacto no presenta bastante espesor y se extiende sobre lechos compresibles (pilote B), la sobrecarga de los pilotes debida al rozamiento negativo y añadida al peso propio del relleno, es capaz de provocar el descenso del banco resistente o la rotura de los pilotes fruto del fluir de las capas inferiores.
- De tratarse de un pilote flotante, es decir, si su capacidad portante proviene del rozamiento lateral (pilote A), los efectos del rozamiento negativos pueden determinar asientos excesivos y una reducción inaceptable del coeficiente de seguridad.
Influencia del desplazamiento de suelos por la acción del relleno sobre cimentaciones profundas: Empujes laterales
editar- Es un fenómeno poco conocido pero que, sin embargo, genera importantes perturbaciones. Se produce al aportar material de vertedero alrededor de un edificio cimentado en pilotes verticales.
- Si el volumen de relleno es importante y, en particular, si se emplea de manera permanente como zona de almacenaje de elementos pesados (depósitos, aparcamientos…) se establece una asimetría de cargas que crea la fluencia lateral de las capas inconsistentes (limo blando, arcilla con alto contenido de agua…) atravesadas por el pilotaje, de la que resultan esfuerzos laterales que actúan en los fustes de los pilotes, deformándolos he incluso rompiéndolos.
- El problema no es el pandeo de los pilotes (por ser el empuje del terreno en los fustes superior a la resistencia de las tierras que los envuelven), sino la deformación de dichos pilotes a causa del desplazamiento lateral del suelo. En esta clase de movimientos, el pilote es solidario con las tierras que lo rodean.
ATAQUE DE CIMENTACIONES DE HORMIGÓN POR EL MEDIO CIRCUNDANTE
editar- El hormigón se descompone por la acción de numerosos productos contenidos en las tierras o disueltos en las aguas.
- Es imprescindible el análisis del terreno y de las aguas, para poder establecer la clase de áridos y aditivos a utilizar en la fabricación de un pilote de hormigón.
- La elección de un cemento apto no dispensa de conseguir un hormigón tan compacto como sea posible con alta dosificación de cemento. Cuanto menos poroso sea el hormigón, más superficial será la agresión.
Ataque a componentes granulares
editar- Los sumideros o pozos negros donde se almacenan aguas residuales (cargadas de sustancias químicas en disolución) pueden sufrir problemas de filtraciones. Con el tiempo, dichas aguas se irán extendiendo por las capas permeables del terreno y terminarán por atacar a los pilotes.
- En la primera etapa de este proceso, se destruye por completo el hormigón dejando intactas las armaduras que, finalmente, son incapaces de soportar solas el peso de la construcción y acaban por doblarse, provocando un importante asiento.
Ataque del cemento por aguas que circulan en distintos suelos naturales
editar- Entre las aguas agresivas se encuentran:
- ▫ Aguas químicamente puras, que disuelven la cal del cemento reduciendo la compacidad y, por tanto, la resistencia.
- ▫ Aguas que hayan circulado por suelos que contengan sulfatos: sulfato de cal o de yeso o sulfato magnésico. Las primeras se combinan con uno de los componentes del clinker (con el aluminato tricálcico formando sal de Candlot o etringita) sustancia tremendamente expansiva. La formación de esta sal en el hormigón provoca tales tensiones que determina su rotura.
- ▫ Aguas que hayan circulado por suelos que contengan cloruros y las aguas de mar
- ▫ Aguas ácidas naturales: aguas que contengan ácidos húmicos o aguas con ácido carbónico en disolución
ERRORES DE EJECUCIÓN EN CIMENTACIONES PROFUNDAS
editarIncidencias del hormigonado en seco
editar- En la ejecución de un pilote de tubo hincado y recuperable, cuando el tubo alcanza la capa resistente y penetra la longitud de anclaje adecuada, se llena progresivamente de hormigón por capas de 20 a 50 cm que se compactan. El tubo se iza poco a poco con objeto de asegurar la presencia de una altura suficiente de hormigón en el mismo (altura de hormigonado > 1 diámetro del tubo) para que su interior no quede nunca abierto y penetre el agua, o la tierra se desmorone.
- Si no se toma esta precaución, se corre el riesgo de tener bolsas de tierra en el pilote, hormigón con exceso de agua por entrada de éstas en el tubo.
- El uso de un hormigón demasiado seco y la extracción brusca del tubo pueden producir importantes daños en el pilote, como discontinuidad en el fuste o cavidades en el hormigón.
Incidencias del hormigonado bajo lodo de perforación
editar- La técnica de la perforación en lodo consiste en que la tierra se mantiene a lo largo de las paredes de la perforación no gracias al tubo, sino a la aplicación de un líquido tixotrópico (densidad entre 1,05 y 1,2) obtenido al dispensar bentonita en el agua.
- La mayoría de los accidentes están causados por equivocar la viscosidad del lodo. Por debajo del límite inferior, el lodo no es apto para desarrollar su labor de contención provisional; por encima de cierta densidad, será excesivamente rígido, no ascenderá a medida que progrese el hormigonado y existe el peligro de que se formen bolsas de lodo y, por consiguiente, discontinuidades en el hormigonado.
Efecto sobre un pilote del hincado de otro pilote próximo
editar- Este hecho puede darse en suelos relativamente plásticos y saturados, donde el hincado genera un movimiento ascendente análogo al que produce la caída de un cuerpo en el agua.
- La elevación del terreno donde se hincan los pilotes puede:
- ▫ levantar el pilote en su totalidad si éste tiene suficiente resistencia (pilote prefabricado o pilote armado, moldeado y ya endurecido)
- ▫ provocar el estiramiento y la rotura de la columna de hormigón si estuviera fresco.
Estrechamiento de la sección al aumentar la profundidad
editar- Esta lesión afecta preferentemente a los pilotes en que el hormigonado se hace dentro de una “camisa” de hormigón dilatado con presión contra el terreno.
- Debido a que las capas del terreno a atravesar presentan resistencia a esta dilatación, no se puede confiar en la constancia de la sección del pilote así realizado.
LESIONES EN PANTALLAS
editar- Las pantallas son estructuras de sostenimiento del terreno, caracterizadas por su flexibilidad y esbeltez.
- Al contrario que los muros de cimentación, se construyen previamente a la extracción del terreno pero, no comienzan a trabajar hasta que no se produce la excavación. Funcionan como elementos en voladizo, confiando su estabilidad a la longitud de empotramiento (relación entre empuje activo y pasivo).
Deformación de la pantalla debido al empuje de tierras y aguas
editar- El problema más frecuente de las pantallas, aparece cuando se ubica una carga (rellenos, maquinaria, materiales de construcción) en la parte superior de la excavación, ya que, se crea un empuje lateral que deforma la pantalla en su punto más inestable.
Incidencias varias
editar- La utilización de pantallas en excavaciones, unido a la existencia de un nivel freático alto, provoca una serie de lesiones a tener en cuenta como:
- ▫ Fuerzas de filtración originadas por corrientes de agua que circulan por debajo de la pantalla hacia el fondo de la excavación
- ▫ Levantamiento de dicho fondo por el empuje de aguas
