Este documento describe diferentes tipos de suelos difíciles para cimentaciones, incluyendo suelos colapsables, expansivos, agrietados, dispersivos y sensibles. Explica las características y problemas de cada tipo de suelo, así como posibles soluciones de ingeniería como profundización de cimentaciones, compactación, estabilización química y aislamiento de la zona de influencia del suelo.

1. CIMENTACIONES SOBRE
ÍSUELOS DIFÍCILES

2. 1 SUELOS COLAPSABLES:1. SUELOS COLAPSABLES:
• Los suelos susceptibles de
colapso llamados también sueloscolapso, llamados también suelos
metaestables, son suelos no
saturados que sufren unasaturados que sufren una
drástica reducción de volumen al
saturarse Esta reducción puedesaturarse. Esta reducción puede
o no ser el resultado de la
aplicación de carga adicionalaplicación de carga adicional.

3. SUELOS COLAPSABLES

4. SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES
• Las cimentaciones sobre tales suelosLas cimentaciones sobre tales suelos
llegan a sufrir grandes y repentinos
asentamientos cuando el suelo bajo laasentamientos cuando el suelo bajo la
cimentación se satura con una
humedad no anticipada que puedehumedad no anticipada, que puede
provenir de varias fuentes, como:
Tuberías rotas de agua– Tuberías rotas de agua
– Drenajes con fugas de tanques y piscinas
Incremento lento del nivel freático etc– Incremento lento del nivel freático, etc.

5. SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES
• La mayoría son suelos eólicos (arenas
y/o limos depositados por el viento),y p p ),
tales como los loes, playas eólicas y los
depósitos de polvo volcánico, con:p p ,
– Alta relaciones de vacíos
– Pesos unitarios bajosPesos unitarios bajos
– Cohesión nula o ligera (que se pierde
cuando el suelo se satura))

6. SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES
• Otros suelos colapsables son suelos
residuales producto del intemperismoresiduales producto del intemperismo
de la roca madre.Los materiales
solubles y coloidales son lavados porsolubles y coloidales son lavados por
el intemperismo resultando grandes
relaciones de vacíos y porrelaciones de vacíos y, por
consiguiente, estructuras inestables.

7. CRITERIOS DE
IDENTIFICACIÓN
DE SUELOSDE SUELOS
COLAPSABLES

8. SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES

11. SUELOS COLAPSABLESSUELOS COLAPSABLES
• Algunas soluciones aplicables:Algunas soluciones aplicables:
– Si la profundidad de suelos potencialmente
colapsables es menor de 2 metros:colapsables es menor de 2 metros:
• Profundización de la cimentación (aumentar Df)
• Humedecimiento previo simplep p
• Compactación con rodillos
• Compactación dinámica (caída de masas pesadas)

12. SUELOS COLAPSABLES
• Algunas soluciones aplicables:
Si l f did d d l t i l t– Si la profundidad de suelos potencialmente
colapsables (susceptibles a la saturación) es
mucho mayor de 2 metros y hasta cerca de 10mucho mayor de 2 metros y hasta cerca de 10
metros:
• Densificación profunda por vibroflotaciónDensificación profunda por vibroflotación
• Humedecimiento profundo generando un
embalse con diques perimetrales de bajae ba se co d ques pe et a es de baja
altura
• Empleo de pilotes o de pilasp p p

13. CIMENTACIONES SOBRE
SUELOS DIFÍCILESSUELOS DIFÍCILES
2 SUELOS EXPANSIVOS:2.SUELOS EXPANSIVOS:
• Muchas arcillas plásticas se
d id bl t dexpanden considerablemente cuando
ganan humedad y luego se contraen
d l i dcuando la pierden
• La cimentaciones construidas sobre
esas arcillas están sometidas a
grandes fuerzas de levantamiento
causas por la expansión

14. SUELOS EXPANSIVOS
• El proceso inverso, cuando el suelo se
contrae p ede prod cir asentamientoscontrae, puede producir asentamientos
diferenciales y distorsiones angulares de
magnitud suficiente pueden afectarmagnitud suficiente pueden afectar
severamente las edificaciones.
• La profundidad en el suelo donde ocurren• La profundidad en el suelo donde ocurren
cambios periódicos de humedad se llama
Zona Activa. Su profundidad se puedeZona Activa. Su profundidad se puede
determinar analizando el índice de liquidez
vs. Profundidad a lo largo de variasg
estaciones húmedas y secas

15. SUELOS EXPANSIVOS
• Debe distinguirse entre los suelos que tiene
la facultad de expandirse y los quela facultad de expandirse y los que
realmente se expanden en el campo. Los
suelos que tienen pocas facultades de osuelos que tienen pocas facultades de o
ninguna para expandirse no lo harán en
ninguna circunstancia.g
• Por otra parte, los suelos con elevada
capacidad de expandirse pueden o nop p p
expandirse, dependiendo de la condición
física del material al principio de la
t ió d l bi d fconstrucción y de los cambios de esfuerzo
y humedad a los que se le sujete.

16. SUELOS EXPANSIVOS
• El termino de suelos expansivos
SUELOS EXPANSIVOS
• El termino de suelos expansivos
implica también la tendencia a
di i i d l i i ddisminuir de volumen si pierde
humedad.
• En general, el potencial expansivo
de un suelo se relaciona con sude un suelo se relaciona con su
índice de plasticidad.

17. SUELOS EXPANSIVOS
• El hecho de que un suelo con un elevado
SUELOS EXPANSIVOS
• El hecho de que un suelo con un elevado
potencial de expansión se expanda en la
realidad depende de varios factoresrealidad depende de varios factores.
–El de mayor importancia es la diferencia
entre la humedad de campo en elentre la humedad de campo en el
momento de la construcción y la
humedad de equilibrio que se alcanzaráhumedad de equilibrio que se alcanzará
finalmente con la estructura terminada.

18. SUELOS EXPANSIVOS
–Un segundo factor es el grado de
compactación del suelos (si está
en un terraplén) o el grado dep ) g
sobreconsolidación si es un
suelo natural inalteradosuelo natural inalterado
–Un tercer factor es el esfuerzo al
que el suelo quedará sujetoq q j

19. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• Pruebas para determinar el potencial dePruebas para determinar el potencial de
expansión:
Prueba doble de consolidación– Prueba doble de consolidación
– Prueba de expansión libre (baja si < 1,5% ,
media si 1 5%-5% alta si 5%-25% muy altamedia si 1.5%-5%, alta si 5%-25%, muy alta
si >25%)
– Presión de expansión (sin permitir aumentoPresión de expansión (sin permitir aumento
de volumen): baja si <2 t/m² (hay suelos
hasta de 200 t/m²)
– Expansión en consolidometro con algunas
variantes

27. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• La profundidad de la zona activa puede
ser de poco centímetros o puede llegarp p g
hasta 6 metros

30. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• Daños:• Daños:
–Son más palpables en localidades
áridas y semiáridas
–Pueden no aparecer inmediatamentePueden no aparecer inmediatamente
después de la construcción si no
tiempo despuéstiempo después

31. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• Precauciones y soluciones:Precauciones y soluciones:
– Reemplazos
– PrehumedecimientoPrehumedecimiento
– Barreras de agua
– Estabilización químicaq
– Reforzamiento estructural para soportar la
presión de expansión sin daño
– Flexibilización estructural para soportar la
expansión sin daño
Cimentación profunda aislada hasta una– Cimentación profunda aislada hasta una
profundidad por debajo de la zona activa

32. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• Estrategia de aislamiento:Estrategia de aislamiento:
– Andenes perimetrales de 4-5 m de ancho,
de concreto asfáltico para evitarde concreto asfáltico para evitar
agrietamiento, y el sellado de grietas y
juntasj

33. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• Estrategia de eliminación de la expansión:Estrategia de eliminación de la expansión:
– Prehumedecimiento para aumentar la humedad
hasta la humedad de equilibrio (no eshasta la humedad de equilibrio (no es
recomendable pues se tardaría mucho tiempo y
no se lograría una uniformidadg
– Aplicar presiones de contacto mayores que la
presión de expansión
– Tratamiento químico para impedir la expansión

39. SUELOS EXPANSIVOSSUELOS EXPANSIVOS
• Si toca emplear arcillas con altoSi toca emplear arcillas con alto
potencial de expansión como material
de relleno para reducir la expansión:de relleno, para reducir la expansión:
– Emplee equipo relativamente liviano de
compactacióncompactación
– Compacte con una humedad del suelo
mayor que la optimamayor que la optima

40. SUELOS AGRIETADOS

47. SUELOS AGRIETADOSSUELOS AGRIETADOS
Capacidad portante de cimiento superficialCapacidad portante de cimiento superficial
cuadrado sobre un suelo:
• No Agrietado:g
σu=cNc≈6Su
• Agrietado:
2Sσu≈qu=2Su
Se observa que la capacidad portante cae
dramáticamente cuando el terreno está lleno
de grietas profundas.

48. SUELOS DISPERSIVOSSUELOS DISPERSIVOS
• Por condiciones especiales de la físico-Por condiciones especiales de la físico-
química de la fracción arcillosa de estos
suelos y del agua subterránea se puedesuelos y del agua subterránea se puede
producir un fenómeno de inestabilidad y
erosión internas llegándose a la perdidaerosión internas, llegándose a la perdida
significativa de masa de suelo (tubificación
y generación de cavernas) lo cual conduce ay generación de cavernas) lo cual conduce a
colapsos generalizados.

49. SUELOS SENSITIVOSSUELOS SENSITIVOS
• Así se denominan aquellos suelos queAsí se denominan aquellos suelos que
pierden significativamente su resistencia al
corte por remoldeo (deformacionescorte por remoldeo (deformaciones
inducidas)
Sensitividad Si= resistencia inalteradaSensitividad, Si= resistencia inalterada
resistencia remoldeada
• La sensitividad es función del índice de liquidez• La sensitividad es función del índice de liquidez,
IL
IL=(Wn LP) / (LL - LP)IL=(Wn – LP) / (LL - LP)

50. SUELOS SENSITIVOSSUELOS SENSITIVOS
• SensitividadSensitividad
USA Suecia
1 2 1 4 B j1-2 1- 4 Baja
2-4 4 - 8 Media
4-8 8 - 15 Alta
8-16 15 - 30 Muy alta8 16 15 30 Muy alta
>16 >30 Extremadamente alta

51. CASO BARRIO CAMPOALEGRE
EN BARRANQUILLAEN BARRANQUILLA