CIMENTACIONES EN RELLENOS 1 LA MEJORA DE LOS SUELOS El suelo como material ingenieril, se dierencia de la !iedra, la madera " otros materiales naturales !or el #ec#o de $ue !uede ser modi%cado !ara darle las caracter&sticas deseadas' La me(ora del suelo es una !r)ctica anti$u&sima $ue !ermite construir en terrenos con condiciones marginales, !or lo $ue se em!lea con recuencia en la ingenier&a geot*cnica contem!or)nea' La correcci+n se realia a tra-*s de m*todos a!licados in situ o mediante la construcci+n de rellenos arti%ciales' En cual$uier caso, los o.(eti-os son una ma"o ma "orr ca ca!a !aci cida dad d de ca carrga " la !re!re-en enci ci+n +n de asen asenta tami mien ento tos' s' Se #an #an desarr desarrolla ollado do muc#as muc#as t*cnicas, t*cnicas, como densi%cac densi%caci+n, i+n, so.recar so.recarga, ga, ni-elaci+ ni-elaci+n n " construcci+n de rellenos, $ue goan de am!lia ace!taci+n' Estos m*todos #an sido la causa, en .uena medida, del creciente uso de terrenosmarginales a .a(o costo' / COM0ACIDAD DE LOS RELLENOS La construcci+n en onas ur.anas cada d&a o.liga m)s al reconocimiento de la !resencia de los rellenos " al tratamiento de los mismos' Los !rinci!ales !ro.lemas $ue se !lantean con las cimentaciones en estos #oriontes son 2 La #eterogeneidad de los mismos' 2 3randes mo-imientos asociados con so.recargas no e4cesi-amente altas' 2 Di%cultad de !redecir su com!ortamiento' 2 La no5-alide de los su!uestos !ara otro ti!o de suelos' La com!acidad de estos rellenos suele ser mu" .a(a, con &ndices de !oros mu" altos, siendo en general estructuras mu" a.iertas' No !resentan co#esi+n, aun$u aun$ue e si dadas dadas las caract caracter& er&sti sticas cas de los ma mater terial iales es una ligera ligera tra.a tra.a+n +n'' Aun$ue no !ueden estudiarse sus !ro!iedades geomec)nicas en la.oratorio' En gene genera rall es desa desaco cons nse( e(a. a.le le siem siem!r !re e la cons constr truc ucci ci+n +n so.r so.re e relle elleno nos, s, de.i de.i*n *ndo dose se !rod !roduc ucir ir el sane sanead ado o de los los mism mismos os o el atra atra-e -esa sarl rlos os con con la cimentaci+n' No o.stante, e4isten m*todos como !recargas, !recargas, com!actaciones o inun nundac dacione ioness !ara ara !ro-o o-oca carr el co cola la!s !so o $ue !uede ueden n ser eec eecti ti-a -ass' Con res!ecto a las cimentaciones su!er%ciales, algunas medidas a tener en cuenta con res!ecto a la a!arici+n de rellenos son las siguientes 2 Se !recisa un tratamiento del relleno a no ser $ue !or su antig6edad o com!osici+n, no sean es!era.les asientos su!eriores a 7 cm' 2 Las a!atas de.er)n tener tensiones de 1 8g9cm/ como -alores m)4imos, !resentando arriostramiento' 2 En na-es, lassoleras de.en ir inde!endientes de muros " !ilares mediante (untas'
2 Se !uede !roceder a la sustituci+n del material localmente .a(o cada a!ata' 2 Las losas !ueden ser soluci+n si se inter!one una ca!a de material com!actado' Rellenos arti%ciales En el !resente su.5ca!&tulo, el t*rmino relleno se re%ere a los materiales t*rreos $ue se usan !rinci!almente !ara ni-elar o ele-ar la su!er%cie del terreno, " no a las estructuras de contenci+n, como di$ues de tierra' Sin em.argo, casi todos los !rinci!ios generales $ue se !resentan son a!lica.les a am.os ti!os de o.ras' La ma"or !arte de los terrenos necesitan alg:n ti!o de relleno arti%cial, al menos !ara asentar las losas ;%rmes< !ara !isos " !a-imentos' No o.stante, esos rellenos !resentan muc#os !ro.lemas, como com!actaci+n inadecuada, cam.ios de -olumen " asentamientos im!re-istos causados !or su !ro!io !eso' A %n de o.-iar esos !ro.lemas, los rellenos se consideran elementos estructurales del !ro"ecto, de modo $ue tam.i*n se dise=an con esmero' Los materiales " su granulometr&a, colocaci+n, grado de com!actaci+n ", ocasionalmente, es!esor, de.en ser cuidadosamente elegidos !ara so!ortar las cargas !re-istas' E4isten dos ti!os .)sicos de relleno el $ue se #ace en seco mediante ma$uinaria " t*cnicas ordinarias de mo-imiento de tierras, " el $ue se realia en #:medo con dragas #idr)ulicas' Este :ltimo ti!o es el $ue se suele utiliar !ara la construcci+n de .ordes de contenci+n de aguas o !ara grandes rellenos' >a" una am!lia -ariedad de materiales " tama=os de !art&culas$ue resultan adecuados !ara rellenos en la ma"or !arte de los casos, aun$ue se de.e e-itar el uso de materia org)nica " .asura' La econom&a sugiere $ue el .anco de materiales de rellenos est* lo m)s cerca !osi.le del lugar de la o.ra ", sin em.argo, esto mismo cancela la !osi.ilidad de usar ciertos ti!os de material' 0or e(em!lo, es !ro.a.le $ue los actores econ+micos im!idan el secado de suelos de grano %no saturados con agua' En casi todos los rellenos, el tama=o m)4imo de los ragmentos !ara la ca!a de ?7 cm situada inmediatamente !or de.a(o de los cimientos, losas o a la su!er%cie del terreno, de.e ser de @,7 cm de di)metro, es decir, una se4ta !arte del es!esor' La !rue.a m)s com:n !ara e-aluar la utilidad a!ro4imada de los suelos como material de relleno " %(ar una es!eci%caci+n de com!actaci+n m&nima es la !rue.a de relaci+n #umedad5densidad ;ASTM DB " D177@<, a la tam.i*n se da el nom.re de !rue.a 0roctor' En la %gura '''' se !resenta un e(em!lo de !rue.a 0roctor, con los resultados corres!ondientes a arenas, limos " arcillas, as& como la l&nea de saturaci+n del 1, o de cero .ur.u(as de aire' Es necesario realiar -arias !rue.as so.re el material de relleno " esta.lecer su relaci+n est)ndar de #umedad 5densidad' El !unto m)s ele-ado de la cur-a
re!resenta la m)4ima densidad o.teni.le en la.oratorio, seg:n el m*todo de !rue.a, " el contenido +!timo de #umedad' Las dos !rue.as de la ASTM re!resentan dierentes ni-eles de tra.a(o de com!actaci+n' No o.stante, en el cam!o se !uede realiar una com!actaci+n m)s intensa $ue enel la.oratorio' De este modo, es acti.le $ue e4ista una dierente relaci+n de #umedad5densidad en el terrenoF !or tanto, los resultados de la !rue.a 0roctor no de.en ser considerados como una !ro!iedad in#erente del material' Las cur-as indican el contenido de #umedad " el control $ue se necesita en el cam!o a %n de o.tener la densidad es!eci%cada' G COM0ACTACIHN DE LOS RELLENOS El grado necesario de com!actaci+n de los rellenos se e4!resa normalmente como un !orcenta(e m&nimo de la m)4ima densidad en seco, o.tenida mediante una !rue.a de la.oratorio, $ue se de.e lograr dentro de ciertos l&mites esti!ulados de #umedad' 0or lo general se es!eci%can densidades $ue re!resentan del B al 1 de densidad m)4ima, cuando el contenido de #umedad es del / al ? del contenido +!timo de #umedad' ;La !rue.a ASTM D177@ sir-e como !unto de reerencia cuando se necesita una gran ca!acidad de carga " .a(a com!resi.ilidadF la ASTM DB es adecuada si los re$uisitos no son tan estrictos, como sucede en onas de estacionamiento, a!arcamiento<' En casi todos los rellenos, .asta con un B a B7 de la densidad m)4imaF la com!actaci+n del 1 es necesaria en el caso de carreteras, a!atas de cimentaci+n " otras estructuras de las edi%caciones industriales intensamente cargadas' N+tese $ue las densidades del cam!o !ueden re!resentar m)s del 1 del -alor m)4imo calculado en la.oratorio' Adem)s, si se #ace un tra.a(o de com!actaci+n m)s intenso, esas densidades se !ueden lograr con #umedades !or de.a(o de la cur-a esta.lecida en el la.oratorio' Noo.stante, no se de.e so.recom!actar los materiales de grano %no $ue est*n en el lado seco de la cur-a +!tima, "a $ue luego !ueden e4!andirse " ao(arse al saturarlos con agua' Los rellenos ordinarios, En las construcciones industriales, se constru"en en ca!as de 1 a cm de es!esor' Cada ca!a se com!acta antes de colocar la siguiente' El grado de com!actaci+n real se determina !or medio de !rue.as de densidad, eectuadas en el cam!o, so.re muestras de cada ca!a' 0ara ese %n, es necesario medir la densidad #:meda " el contenido de #umedad, a!arte de calcular la densidad en seco' Las densidades se miden en el cam!o con los m*todos de cono de arena ;ASTM D177< o de glo.o -olum*trico ;ASTM D/1@<, si la muestra no est) alterada, o en caso contrario con el medidor nuclear de #umedad5densidad ;Dens&metro Nuclear<' A menudo .asta con una !rue.a !or cada G7 a B mG de relleno' En !ro"ectos a gran escala, en los $ue se utilia ma$uinaria !esada de com!actaci+n, es !osi.le tender ca!as de ?7 a cm " m)s de es!esor' Sin
em.argo, en casi todos los !ro"ectos los es!esores de las ca!as de.en ser limitados al m)4imo $ue garanticen la densidad e4igida los e$ui!os de com!actaci+n dis!oni.les en O.ra' 0or lo general no es necesario com!actar los rellenos #idr)ulicos $ue se constru"en con suelos dragados en el momento de colocarlosF algunos, incluso, (am)s se com!actan' En estos casos, un en+meno com:n es la segregaci+n de las racciones de limos " arcillas dentro del material dragado, !ero esto no tiene eectos noci-osF sin em.argo, se de.e e-itar laacumulaci+n de estos materiales %nos en los #uecos ad"acentes a los .ordes o de.a(o de estructuras' El uso adecuado de di$ues internos, -ertederos " t*cnicas de decantaci+n im!ide tal acumulaci+n' Siem!re se de.e tener !resente $ue los rellenos son cargas muertas mu" !esadas, !or lo $ue !ueden someter a esueros mu" intensos los estratos su."acentes del suelo, incluso los !roundos' Una ca!a de G cm de relleno com!actado e$ui-ale, en carga, a 1'7 ni-eles de un edi%cio ordinario de o%cinas' Se !ueden !resentar !ro.lemas indesea.les, tales como, si una edi%caci+n est) !lantada a #orca(adas encima de la l&nea de contenci+n de un relleno, es mu" !ro.a.le $ue ocurra un asentamiento dierencial !erectamente delineado' Los rellenos #idr)ulicos !roundos llegan a ocasionar #undimientos su!er%ciales del orden de -arios dec&metros' Las estructuras a!o"adas en !ilotes, con %rmes ;losas a ni-el del terreno< asentados en rellenos !roundos, !ueden, conorme el relleno se asienta, surir da=os ocasionados !or la dierencia de mo-imiento de los %rmes, entradas de ser-icio " entradas !rinci!ales res!ecto a la estructura !iloteada' ? INS0ECCIHN ISUAL DE RELLENOS De.ido a $ue estos suelos son casi im!osi.les de clasi%car desde el !unto de -ista de la cuanti%caci+n de !ro!iedades ingenieriles, se #ace indis!ensa.le una e4#austi-a descri!ci+n -isual' 0ara ello se de.er) contar con la siguiente inormaci+n 1' Origen del material /' 0resencia de grandes intererencias enterradas ;!'e' .lo$ues de #ormig+n, mam!oster&a, tan$ues, etc'<,G' 0resencia de o$uedades, ?' Des!erdicios $u&micos o -enenosos, 7' Materia org)nica, indicando el grado de descom!osici+n, ' Olores !enetrantes, @' Colores $ue llamen la atenci+n, ' Kec#as legi.les en diarios enterrados, B' Signos de calentamiento .a(o la su!er%cie ;!'e' -a!ores $ue emanan de las e4!loraciones<, 7 0ATOLO3AS EN CIMENTACIONES RELLENOS ESTRUCTURALES
El crecimiento $ue #a e4!erimentado la edi%caci+n en estos :ltimos a=os #a im!licado $ue la construcci+n se realice so.re suelos m)s com!licados $ue anteriormente eran desec#ados !or sus malas caracter&sticas, #o" en d&a a!arecen nue-as t*cnicas " sistemas de me(oras de suelos, como es el caso de los Rellenos Estructurales $ue a.ordaremos en esta %c#a' Los rellenos estructurales constitu"en una me(ora de terreno, en donde se sustitu"e un terreno de de%cientes condiciones geot*cnicas o se me(ora mediante el a!orte de materiales controlados " com!actados, !ara $ue !osteriormente a!o"en so.re ellos las cimentaciones de los edi%cios' Es necesario el conocimiento con e4actitud del ti!o de terreno e4istente !ara !oder de%nir correctamente el alcance del mismo " determinar los !ar)metros $ue se desean alcanar como :nica orma de !oder esta.lecer los sistemas de control $ue se consideren !recisos !ara garantiar la consecuci+n de los o.(eti-os !re-istos " su com!ati.ilidad con la cimentaci+n !ro"ectada' El !ro"ecto de edi%caci+n de.e de incluir las caracter&sticas del relleno (unto a sus condiciones de colocaci+n " com!actaci+n, las cualesse de.en de com!ro.ar des!u*s de la com!actaci+n !ara !oder asegurar su esta.ilidad e-itando cual$uier !ertur.aci+n so.re el su.suelo natural' Descri!ci+n " Origen de los Da=os Las causas de a!arici+n de !atolog&as en edi%caciones en donde se #an utiliado rellenos estructurales son mu" -ariadas, !udiendo #acer una clasi%caci+n atendiendo al origen de la causa, teniendo !or lo tanto causas intr&nsecas " causas e4tr&nsecas' Causas intr&nsecas, de.ido a los deectos en el !ro"ecto o en la e(ecuci+n, situaciones $ue se !odr&an #a.er e-itado con un !ro"ecto o e(ecuci+n correctos' Deri-ados del !ro"ecto !odremos tener !atolog&as $ue se de.en a la alta de idoneidad de los materiales, ensa"os de reconocimiento insu%cientes, alta de de%nici+n de los materiales de relleno, alta de de%nici+n de los -alores de com!actaci+n, etc' Deri-ados de la e(ecuci+n !odremos tener !atolog&as $ue se de.en a la dis!osici+n de materiales no adecuados, errores en la com!actaci+n de los rellenos, errores en las im!ermea.iliaciones de saneamientos, etc' Causas e4tr&nsecas, de.ido a -ariaciones !roducidas en el edi%cio o en su entorno $ue modi%can las caracter&sticas e4istentes cuando se !ro"ecto el edi%cio, !odr&an de.erse a incrementos de so.recargas, -ariaci+n en n:mero de !lantas o s+tanos, construcciones en las inmediaciones no !re-istas $ue !ro-o$uen descalces de la cimentaci+n !or descon%namiento del relleno, -i.raciones, -ariaciones en el ni-el re)tico, ugas o esca!es de agua, etc' Kigura Es$uema de Esueros " Kalla en la Estructura de.idoa asentamientos Dierenciales'
A mediados de los a=os 7 se realiaron estudios so.re los asientos m)4imos dierenciales !or Sem!ton " McDonal, !osteriormente com!letados !or (errum, .as)ndose en casos reales de edi%cios " esta.leciendo unos criterios de limitaci+n de asientos !ara $ue no ocurrieran !atolog&as' La estructuras de las edi%caciones son elementos con gran rigide, mientras $ue los rellenos tienen una rigide menor " en cierta medida de!enden tanto de la naturalea de los materiales como de la com!actaci+n a la $ue se -ean sometidos, la a!arici+n de grietas es como consecuencia de la interacci+n entre el suelo " estructura, " de los mo-imientos o deormaciones !ro-ocadas a los ni-eles de rellenos estructurales, deormaciones $ue no son asimilados !or el edi%cio !roduci*ndose grietas de tracci+n en las onas de ma"or rigide del edi%cio como son las ta.a$uer&as " cerramientos #asta resultar da=ada la estructura' Cuando a!arece una distorsi+n creada !or la dierencia de asiento de una ona con res!ecto a otra, !or$ue un !ilar asienta m)s $ue otro, se crea un estado tensional con sus isost)ticas de com!resi+n " tracci+n, las grietas se generan donde la tensi+n de tracci+n es m)4ima, si el asiento dierencial es de !oca entidad las ueras ser)n a.sor.idas !or la estructura, !ero si el asiento dierencial es ca!a de agotar la resistencia de los ta.i$ues se !roducir)n agrietamientos seg:n una l&nea !er!endicular al esuero no resistido' Las anisotro!&as " #eterogeneidades de resistencia ;!or !resencia de #uecos en ta.i$ueso !or otros actores< modi%can la morolog&a de los agrietamientos, !udiendo a -eces a!arecer grietas #oriontales " -erticales en orma de
escalera, amilias de 0re-enci+n de los Da=os
grietas
-erticales
en
las
uniones,
etc'
0ara una !re-enci+n de !atolog&as de.idas a la !resencia de un relleno estructural se de.e de !restar gran atenci+n al !roceso de e(ecuci+n de los rellenos estructurales, controlando mu" cuidadosamente tanto el !roceso de com!actaci+n como el control !osterior del relleno !ara $ue no se generen #eterogeneidades en las com!actaciones $ue !ro-o$uen el desarrollo de asientos dierenciales su!eriores a los tolera.les !or la estructura' Los criterios de selecci+n del material adecuado !ara su utiliaci+n en un relleno se .asan en la o.tenci+n, tras el !roceso de com!actaci+n, de la resistencia, rigide " !ermea.ilidad necesarias en el relleno' Estos criterios de!ender)n, !or tanto, del !ro!+sito del relleno " de los re$uisitos del ser-icio o construcci+n a dis!oner so.re el mismo' Los materiales $ue, seg:n los casos, !ueden ser utiliados !ara rellenos de edi%caci+n inclu"en la ma"or !arte de los suelos !redominantemente granulares e incluso algunos !roductos resultantes de la acti-idad industrial tales como ciertas escorias " cenias !ul-eriadas' Algunos !roductos manuacturados, tales como agregados ligeros, !odr)n utiliarse en determinados casos' Los suelos co#esi-os !odr)n ser tolera.les !ero re$uieren una es!ecial selecci+n " las condiciones de colocaci+n " com!actaci+n !recisas' 0rocedimientos de Colocaci+n " Com!actaci+n del Relleno Se esta.lecer)n los !rocedimientos de colocaci+n " com!actaci+n del relleno !ara cada ona o tongada de relleno en unci+n de su o.(eto " com!ortamiento !re-istos' Los !rocedimientos de colocaci+n " com!actaci+n del relleno de.en asegurar su esta.ilidad en todo momento e-itando adem)s cual$uier !ertur.aci+n del su.suelo natural' El !roceso de com!actaci+n se de%nir) en unci+n de la com!acidad a conseguir " de los siguientes actores a' Naturalea del materialF .' M*todo de colocaci+nF c' Contenido de #umedad natural " sus !osi.les -ariacionesF d' Es!esor inicial " %nal de tongadaF e' Tem!eratura am.iente " !osi.les !reci!itacionesF ' Uniormidad de com!actaci+nF g' Naturalea del su.sueloF #' E4istencia de construcciones ad"acentes al relleno' El relleno $ue se colo$ue ad"acente a estructuras de.e dis!onerse en tongadas de es!esor limitado " com!actarse con medios de energ&a !e$ue=a
!ara e-itar da=o a estas construcciones' 0re-iamente a la colocaci+n de rellenos .a(o el agua de.e dragarse cual$uier suelo .lando e4istente' Control del Relleno El control de un relleno de.e asegurar $ue el material, su contenido de #umedad en la colocaci+n " su grado %nal de com!acidad o.edece a lo es!eci%cado en el 0liego de Condiciones del 0ro"ecto, !ara ello se !ueden realiar ensa"os in situ $ue determinen el grado de densidad " #umedad o.tenido en la com!actaci+n, (unto con ensa"os de carga de !laca " !enetraciones din)micas' >a.itualmente, el grado de com!acidad se es!eci%car)como !orcenta(e del o.tenido como m)4imo en un ensa"o de reerencia como el 0roctor' En escolleras o en rellenos $ue contengan una !ro!orci+n alta de tama=os gruesos no son a!lica.les los ensa"os 0roctor' En este caso se com!ro.ar) la com!acidad !or m*todos de cam!o, tales como de%nir el !roceso de com!actaci+n a seguir en un relleno de !rue.a, com!ro.ar el asentamiento de una !asada adicional del e$ui!o de com!actaci+n, realiaci+n de ensa"os de carga con !laca o el em!leo de m*todos s&smicos o din)micos' La so.recom!actaci+n !uede !roducir eectos no desea.les tales como a' Altas !resiones de contacto so.re estructuras enterradas o de contenci+nF .' Modi%caci+n signi%cati-a de la granulometr&a en materiales .landos o $ue.radios RECOMENDACIONES 3EOTCNICAS 0ARA CIMENTACIONES SORE RELLENOS CONTROLADOS 5555555555555555555555555555555555555555555555555 En algunas ocasiones es necesario -alorar la !osi.ilidad de realiar cimentaciones so.re rellenos controlados, "a sea !or la e4istencia !re-ia del relleno o como !osi.le t*cnica de me(ora del terreno de cimentaci+n ;saneo o sustituci+n< rente a o!ciones de cimentaci+n indirectas m)s costosas' 5555555555555555555555555555555555555555555555555 E-identemente, #a.lo de rellenos controlados, nunca de.er&a a!o"arse una cimentaci+n so.re un relleno incontrolado o de dudosa !rocedencia' A continuaci+n, se analian las consideraciones geot*cnicas m)s im!ortantes !ara el dise=o de cimentaciones so.re rellenos controlados, seg:n las dos situaciones antici!adas m)s arri.a'Relleno 0ree4istente Ante la situaci+n de un relleno !ree4istente so.re el $ue de.a !lantearse una cimentaci+n directa, es undamental tratar de o.tener las caracter&sticas del material utiliado " su adecuada !uesta en o.ra' Esta inormaci+n !uede tratar de o.tenerse si se tiene acceso al control de calidad lle-ado a ca.o durante su e(ecuci+n' En caso contrario, es recomenda.le a.ordar los siguientes !untos 2 eri%car la com!acidad del relleno mediante ensa"os de !enetraci+nF
2 O.tener muestra re!resentati-a del material, mediante calicata, !ara someterla en la.oratorio a un ensa"o 0roctor Modi%cadoF 2 A!ro-ec#ar la calicata !ara o.ser-ar la e4istencia o no de tongadas " determinar el es!esor de las mismas, si es !osi.le' De este modo, los resultados del 0roctor nos !ermitir)n conocer la densidad m)4ima " la #umedad +!tima a la $ue se alcana esta' 0or otro lado, los !enetr+metros nos !ro!orcionar)n inormaci+n a!ro4imada de si eecti-amente esa com!actaci+n se #a lle-ado a ca.o' En este sentido, un material granular correctamente !uesto en o.ra es di&cil $ue no alcance tensiones admisi.les de /, g9cm/' Relleno de nue-a construcci+n Esta situaci+n !uede !lantearse como me(ora !or sustituci+n de un material so.re el $ue no sea !osi.le a!o"ar la cimentaci+n ;relleno antr+!ico, suelo .lando de es!esor reducido, etc'<' 0uesto $ue no #a" orma de conocer a !riori la calidad ni la correcta !uesta en o.ra del material de sustituci+n, es necesario recomendar el cum!limiento de al menos los siguientes as!ectos El materialem!leado ser) granular, con un contenido de arcilla no e4cesi-o " totalmente e4ento de elementos degrada.les o agresi-os, tales como sales, materia org)nica o "esos, entre otrosF !uede ser con-eniente !recisar en este sentido, #aciendo reerencia a los materiales seleccionados de%nidos en el 035 G de carreterasF Ser) necesario o.tener en la.oratorio el 0roctor Modi%cado de reerencia del material a utiliarF La !uesta en o.ra del relleno ser) en tongadas de G cm de es!esor, com!actadas al 1 del 0roctor de reerenciaF De.er) com!ro.arse la com!actaci+n real o.tenida en cada ca!a mediante el control de densidades " #umedades de !uesta en o.ra' Tras la construcci+n del relleno, es recomenda.le eectuar com!ro.aciones de com!acidad mediante ensa"os de !enetraci+n, al menos en las onas de a!o"o de los elementos de cimentaci+n' 3eneralmente, !uede asumirse una tensi+n admisi.le de /, g9cm/, sin $ue de.an es!erarse asientos su!eriores a /7 mm, si se cum!len las condiciones de calidad detalladas' EJEM0LO En un em!laamiento -a a construirse una na-e industrial de ? 4 17 m' Los reconocimientos geot*cnicos re-elan la !resencia de un con(unto antr+!ico de unos G,7 m de es!esor' a(o este, a!arecen arcillas de consistencia media' Kinalmente, a estos materiales les su."ace un sustrato rocoso detr&tico' En estas condiciones, son !osi.les di-ersas o!ciones de cimentaci+n'
En !rimer lugar, es necesario descartar el a!o"o so.re los rellenos antr+!icos, dado $ue estos son #eterog*neos " !otencialmente com!resi.les, !or lo $ue !ueden dar !ro.lemasde asientos dierenciales' 0or otro lado, su es!esor ;G,7 m< a:n siendo nota.le, !uede ser -ia.le en cuanto a !lantear una sustituci+n total !or material adecuado, de orma $ue des!u*s sea !osi.le dise=ar una cimentaci+n directa so.re este suelo me(orado' Alternati-amente, ca.e la !osi.ilidad de !lantear !oos de cimentaci+n $ue !ermitan atra-esar este relleno antr+!ico " transerir las cargas de la estructura a la arcilla inra"acente' Kinalmente, si los !oos !ueden !lantear !ro.lemas de e(ecuci+n !or modulaci+n de a!o"os ;a!o"os mu" !r+4imos entre s&<, !ro.lemas de e4ca-aci+n .a(o el ni-el re)tico o de esta.ilidad de las !aredes, ser&a interesante estudiar el !ilota(e de la estructura #asta el sustrato rocoso' El coste de cada o!ci+n ser) seguramente el actor determinante a la #ora de decidir una u otra orma de cimentaci+n' A !esar de $ue la sustituci+n del relleno antr+!ico !ueda !arecer m)s econ+mica, !uede ser costosa si no se dis!one de material adecuado !r+4imo o si el -olumen a reem!laar es ele-ado' Adem)s, re$uiere un control de calidad e4#austi-o !ara garantiar una .uena ca!acidad de carga' @ RELLENOS SANITARIOS Los rellenos sanitarios son una manera de dis!oner de la .asura en la tierra sin !oner en !eligro la salud !:.lica " se usan en casi todos los !a&ses, con di-ersos grados de *4ito' La .asura de!ositada en los rellenos sanitarios !uede contener desec#os org)nicos, madera !a!el " desec#os %.rosos o de demolici+n con ladrillos " !iedras' La .asura se #umedece " com!acta a inter-alos recuentes " luego se cu.recon una ca!a de suelo, como se muestra en la %gura siguiente' En estado com!actado, el !eso es!ec&%co !romedio de la .asura -ar&a entre G/ P ? l.9!ieG ;7 P 1 N9mG<' Una ciudad t&!ica en Estados Unidos, con una !o.laci+n de un mill+n de #a.itantes, genera alrededor de 1G741 !iesG ;Q G'41 mG< de material de relleno com!actado !or a=o' Con el -alor de la !ro!iedad contin:a creciendo en )reas densamente #a.itadas, la construcci+n de estructuras so.re rellenos sanitarios se -uel-e cada -e m)s tentadora' En algunos casos, una mera ins!ecci+n en el sitio no es su%ciente !ara detectar un -ie(o relleno sanitario' Sin em.argo, la construcci+n de cimentaciones so.re rellenos sanitarios es generalmente !ro.lem)tica de.ido a los gases -enenosos ;!or e(em!lo, metano<, a los asentamientos e4cesi-os " a una in#erente .a(a ca!acidad de carga' Kigura Diagrama es$uem)tico de un relleno sanitario en !roceso de construcci+n' Asentamientos en Rellenos Sanitarios
Los rellenos sanitarios suren grandes " continuos asentamientos durante largos !eriodos de tiem!o' en " Scanlon ;1B@7< registraron el asentamiento de -arios rellenos en Caliornia' La tasa de asentamiento des!u*s de terminado el relleno como se e4!resa m>t 3r)%co Asentamiento so.re rellenos sanitarios Donde m tasa de asentamiento > altura m)4ima del relleno sanitario Con .ase en -arias o.ser-aciones de cam!o, en " Scalon determinaron las siguientes correlaciones em!&ricas !ara la tasa de asentamiento m '/ P '11 log t1 ;!ara alturas de rellenos deentre 1/ " /? m< m 'G P '177 log t1 ;!ara alturas de rellenos de entre /? " G m< m '?GG P '1G log t1 ;!ara alturas de rellenos ma"ores de G m< Donde m est) en m9mes' t1 es la edad media del relleno, en meses La edad media del relleno se de%ne de la %gura ;/< como sigue t1t5tc/ Donde t tiem!o desde el inicio del relleno tc tiem!o !ara terminar el relleno Las ecuaciones !ara determinar el -alor de m se .asan en datos de cam!o de relleno !ara los cuales tc -ari+ de @ a / meses' 0ara o.tener una idea del tiem!o a!ro4imado re$uerido !ara $ue un relleno sanitario sura un asentamiento com!leto, considere la !rimera ecuaci+n !ara determinar m' 0ara un relleno de 1/ m de altura " tc @/ meses, m '/ P '11 log t1 logt1'/5m'11 Si m ;cero de tasa de crecimiento<, log t1/'G1 o t1Q/ meses' El asentamiento continuar) entonces !or t1 P tc9/ / P G 1? meses ;Q 1? a=os< des!u*s de terminado el relleno, lo $ue es un tiem!o considera.le' Este c)lculo enatia la necesidad de !oner muc#a atenci+n al asentamiento de cimentaciones construidas so.re rellenos sanitarios' Una com!araci+n de las ecuaciones de m !ara tasas de asentamiento muestra el -alor $ue el -alor de m crece con la altura del relleno' Sin em.argo, !ara alturas de relleno ma"ores a G m, la tasa de asentamiento no di%ere muc#o de la o.tenida con la ecuaci+n mostrada !ara la corres!ondiente altura en el !resente te4to' La ra+n es $ue la descom!osici+n de la materia org)nica cercana a la su!er%cie es !rinci!almente elresultado de un am.iente anaer+.ico' 0ara rellenos m)s !roundos, la descom!osici+n es m)s lenta' 0or consiguiente, !ara alturas ma"ores a G m, la tasa de asentamiento no e4cede a la de rellenos $ue son a!ro4imadamente de G m de altura'
Soers ;1B@G< tam.i*n !ro!uso una relaci+n !ara el c)lculo del asentamiento de un relleno sanitario >V>1WelogtXXtX Donde > altura de relleno e relaci+n de -ac&os V coeiciente de asentamiento tYY, tY tiem!os > asentamiento entre los tem!os tY " tYY Los coeicientes V caen entre V 'Be ;!ara condiciones a-ora.les a la desco!osici+n< " V 'Ge ;!ara condiciones no a-ora.les a la descom!osici+n<
