Deformación y asientos de los suelos (1): clases de asiento

Tema 4: Deformación y asientos en los suelos

Capítulo 1: Introducción, tipos de asiento

La primera respuesta que cabe esperar del terreno ante una solicitación vertical por carga (debida a una cimentación, a la construcción de un terraplén, o un acopio de materiales) es la deformación del mismo. En un sentido amplio, a dicha deformación debida a carga se la denomina asiento. Para dicha deformación se asume una correspondencia entre la magnitud de las cargas aplicadas y los asientos inducidos.

Si la magnitud de la carga agota la capacidad resistente del terreno (la cual, como se expuso en los capítulos anteriores depende de dos factores intrínsecos del mismo: cohesión y rozamiento interno), se llega al estado de rotura, más allá del cual las deformaciones dejan de presentar una correspondencia con la magnitud de las cargas aplicadas.

Uno de los cometidos de la ingeniería de cimentaciones consiste en mantener las solicitaciones que la construcción induce en el terreno en un rango para el cual pueda establecerse una predicción de las deformaciones provocadas (asientos). De otro lado, es conveniente y necesario cuantificar estos asientos y verificar que por efecto de los mismos no se sobrepasan los estados límites último y de servicio de la obra.

El asiento total que sufre una construcción (Stot) puede descomponerse en tres sumandos:

Stot = Si + Sc + Ss

donde Si representa el asiento instantáneo, Sc el asiento por consolidación primaria (o por consolidación en sentido amplio) y Ss el asiento por consolidación secundaria o fluencia.

Puede esquematizarse de forma sencilla el significado de cada sumando tal como describe la siguiente figura:

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Relación entre la carga aplicada, el asiento inducido, y el tiempo transcurrido (fuente: DB SE-C, Código Técnico de la Edificación)

Partiendo del punto 0, correspondiente al momento en el que se provoca la carga, la respuesta del terreno puede dividirse en tres estadios:

– Estadio 1: asiento instantáneo, provocado por la aplicación inmediata de la carga. En este tramo de la gráfica tensión / deformación, la magnitud del asiento es proporcional al incremento de la carga aplicada. Dicha relación puede ser lineal (caso de un comportamiento elástico del suelo), o no (caso de un comportamiento plástico.)

– Estadio 2: asiento de consolidación primaria, durante la cual la deformación se progresa con el tiempo hasta que el aumento de las presiones intersticiales (las que presenta el agua que ocupa la porosidad del suelo) inducido por la carga sobre el terreno, quedan equilibrado con el estado de cargas provocado por la construcción.

– Estadio 3: asiento por consolidación secundaria (o fluencia), asociado a un fenómeno de creep por reorganización lenta de las partículas del terreno, ante la carga que soporta.

En los siguientes apartados se desarrollan adecuadamente los conceptos introducidos anteriormente. Dado que la magnitud del asiento por consolidación secundaria es poco relevante respecto al total de la deformación del terreno (en general se estima como no superior al 5 % del total), se omite una exposición detallada del mismo en el presente texto. Debe reseñarse, no obstante, que algunos suelos pueden manifestar procesos de consolidación secundaria de gran relevancia; entre ellos cabe citar el caso de las turbas, un terreno habitual en llanuras costeras, deltas y albuferas entre otros emplazamientos.

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