La peritación de cimentaciones edificatorias (XV)

La peritación de los cimientos (XV)

Arcillas expansivas. Definición. Lesiones. Fenómenos relacionados.

Ante lesiones producidas por el fallo de la cimentación del edificio, el arquitecto perito debe saber reconocer si la causa del mismo está en fenómenos de expansividad del terreno. El “Mapa previsor de riesgos por expansividad de arcillas” es un documento que puede informar al arquitecto perito de que el inmueble cuyas lesiones está estudiando se ubica en un entorno geográfico caracterizado por la posible existencia de suelos con carácter expansivo.

Definición

Las arcillas expansivas son suelos de alta plasticidad en los que las variaciones de humedad producen cambios notables de volumen. El cambio de volumen se debe a la absorción de agua, la cual se encuentra condicionada por tres mecanismos principales:

• la hidratación de las partículas de arcilla
• la hidratación de los cationes
• la repulsión osmótica.

Son sospechosos de manifestar expansividad los suelos arcillosos de colores heterogéneos (rojizos, grises o gris-verdosos), especialmente si muestran grietas de retracción en épocas secas y resultan pegajosos en épocas húmedas. El suelo expansivo es muy moldeable al humedecerse, de modo que las huellas persisten mucho tiempo. El terreno superficial puede mostrar hinchamientos bajo solerías o junto a zonas pavimentadas. Les caracteriza la ausencia de vegetación freatófila espontánea, es decir, de arbustos y árboles de hoja caduca. Los desmontes en terrenos expansivos suelen degradarse mucho, mostrando desprendimientos de terrones al pie de los taludes.

Factores que favorecen los problemas de expansividad

Para que se produzca problemas de expansividad es necesario que concurran tres requisitos fundamentales:

• el suelo debe tener características expansivas identificables
• debe producirse cambios de humedad, ya sea debido a causas climáticas, al proceso constructivo, a roturas en instalaciones de abastecimiento o evacuación de aguas, al crecimiento de árboles o a su tala, al riego de jardines o a otras causas
• el edificio debe ser ligero, normalmente de una o dos plantas de altura.

Los problemas de expansividad son más acusados en climas caracterizados por la alternancia pronunciada de periodos de lluvias y sequía, especialmente si la pluviometría anual está comprendida entre los 250 y los 1000 milímetros.

Lesiones causadas por arcillas expansivas

Entre las lesiones que con más frecuencia manifiestan las construcciones cimentadas sobre arcillas expansivas se encuentran las siguientes:

• asentamientos diferenciales
• descalce de zunchos o pozos de cimentación
• agrietamiento de vigas de arriostramiento
• agrietamiento o basculamiento de vallas, cercas, tapias y bordillos
• abombamiento, levantamiento o rotura de pavimentos
• roturas en la red de saneamiento, las cuales pueden producir inundaciones, filtraciones, olores o corrosión de armaduras
• agrietamiento de particiones interiores.

Fenómenos relacionados

En los terrenos expansivos, además de la expansividad puede darse otros fenómenos relacionados, como son:

• el colapso del terreno, es decir, la pérdida de capacidad portante del suelo expansivo al aumentar la humedad
• la retracción del terreno, es decir, la pérdida de volumen por desecación.

Daniel Trujillano, Arquitecto

http://www.arquitectotrujillano.com/periciales/home.html

Redacción de informes periciales relacionados con la edificación

La peritación de cimentaciones edificatorias (VIII)

La peritación de los cimientos (VIII)

Evaluación de lesiones por fallo de la cimentación

La caracterización de los asientos puede permitir una evaluación de los daños sufridos por la cimentación:

• asientos del orden de 1 mm al mes denuncian un riesgo notable
• asientos del orden de 1 mm al año no exigen tratamientos de urgencia.

Evaluación de las grietas en la tabiquería

La caracterización de las grietas que presente la tabiquería también puede permitir una evaluación de daños en la cimentación:

• grietas cuyo espesor aumenta a razón de 2 mm al mes indican la existencia de problemas graves
• grietas cuyo espesor aumente con una velocidad que no alcance 1 mm por mes pueden indicar la existencia de problemas notables, dependiendo de si tienden a estabilizarse o no
• grietas cuyo espesor aumente con una velocidad que no alcance 1 mm al año pueden indicar que los problemas son ligeros o de poca entidad, si bien hay que averiguar si el proceso tiende o no a estabilizarse.

Evaluación de lesiones en edificios cimentados en arcilla

En el caso de edificaciones cimentadas en terrenos arcillosos, existe una guía para la evaluación de los daños:

• categoría 0: fisuración cuyo espesor está en el orden de los 0,1 mm, fácil de confundir con fisuraciones de origen hidráulico o térmico
• categoría 1: fisuras cuyo espesor alcanza hasta 1 mm, principalmente en particiones interiores
• categoría 2: grietas cuyo espesor alcanza hasta los 5 mm, no necesariamente visibles desde el exterior del edificio, y concurriendo con roces en puertas y ventanas
• categoría 3: puede tratarse de grietas aisladas con espesor comprendido entre los 5 y los 15 mm o bien de conjuntos de grietas cuyo espesor ronde los 3 mm, concurriendo con roces en puertas y ventanas y, en ocasiones, con roturas de tuberías de abastecimiento de agua o de saneamiento
• categoría 4: grietas de espesor comprendido entre los 15 y los 25 mm, concurriendo con ventanas y puertas distorsionadas, inclinaciones perceptibles en forjados, inclinación o pandeo de tabiques, pérdida de resistencia en vigas o roturas en tuberías
• categoría 5: grietas cuyo espesor puede exceder los 25 mm, con pérdida de capacidad resistente en las vigas, inclinaciones en muros o roturas en las ventanas.

Daniel Trujillano, Arquitecto

http://www.arquitectotrujillano.com/periciales/home.html

Redacción de informes periciales en la edificación

La peritación de cimentaciones edificatorias (VII)

La peritación de los cimientos (VII)

El seguimiento de las lesiones

El estudio de lesiones provocadas por fallos de cimentación puede requerir que el arquitecto perito realice un seguimiento de las mismas, para lo cual puede emplear diversas técnicas.

Seguimiento mediante testigos

Los testigos deben colocarse numerados y fechados. Al colocar un testigo en una grieta, conviene dejar referencia de la posible edad de la lesión, y describir el aspecto que presenta. Los principales tipos de testigo son:

• testigos de yeso, normalmente de 12 cm de ancho, 6 cm de alto y 0,6 cm de espesor, no aplicables en exteriores
• testigos de vidrio, normalmente de 7 cm de ancho, 3 cm de alto y 0,1 cm de espesor, fijados al soporte con adhesivo de tipo epoxi.

En el momento en que un testigo se rompe, hay que anotar la fecha de rotura y proceder inmediatamente a la colocación de otro en su proximidad. La comparación entre las fechas de rotura de testigos sucesivos indica la velocidad con que se produce el movimiento.

Seguimiento mediante comparadores mecánicos

Un comparador mecánico es un dispositivo que se fija a ambos lados de la grieta y proporciona una medición directa del movimiento. Pueden inducir a error por fenómenos de dilatación o contracción térmica, y también pueden sufrir desajustes si se mantienen demasiado tiempo.

Seguimiento mediante pie de rey

Este método requiere la colocación de tres clavos dotados de tetón y arandelas, formando un triángulo equilátero con dos de los clavos en un lado de la grieta (los denominados referencias fijas) y el tercero en el otro lado (el denominado nonius). Se utiliza el pie de rey para medir la distancia entre el nonius y cada una de las referencias fijas. La medición del movimiento es directa y con una precisión de 0,1 mm.

Seguimiento mediante nivelaciones

Este método proporciona una prueba de que la cimentación se ha movido y una medida de cuánto se ha movido. Para mediciones horizontales se utiliza niveles de agua, aplicados a las hiladas de ladrillo, y para medir desplomes de muros, una plomada y una regla.

Daniel Trujillano, Arquitecto

http://www.arquitectotrujillano.com/periciales/home.html

Redacción de informes periciales relacionados con la edificación

La peritación de cimentaciones edificatorias (V)

La peritación de los cimientos (V)

Modificaciones estructurales y variaciones del entorno

El arquitecto perito debe ser capaz de identificar las causas de las lesiones relacionadas con la cimentación y el suelo. En algunos casos, dichas causas tienen su origen en modificaciones estructurales o en variaciones de las condiciones del entorno.

Lesiones por modificaciones estructurales

Las modificaciones de la estructura producen cambios en el estado tensional de la cimentación que pueden llegar a generar lesiones. Entra dentro de esa categoría la apertura de huecos en muros de carga de edificios antiguos.

Lesiones por alteraciones del nivel freático

La construcción de pantallas, túneles o galerías puede modificar el nivel freático, al igual que las fugas de canales o piscinas, las roturas de conducciones subterráneas, los riegos intensos, los drenajes o las operaciones de bombeo para usos agrícolas o de abastecimiento. Cuando el nivel freático recupera su posición inicial, el asiento sólo se recupera en parte. Las alteraciones del nivel freático pueden provocar retracciones o subsidencias del terreno, y producir serios daños en la edificación. Ante variaciones del nivel freático, los tipos de cimentación más afectados por las lesiones son, por orden de mayor  a menor incidencia:

• los pilotes flotantes, que llegan a sufrir grandes asientos
• las zapatas y losas flexibles
• las losas rígidas
• los pilotes apoyados en gravas u otros estratos duros, que no sufren grandes asientos, a diferencia del terreno que los circunda, lo cual puede producir roturas en acerados e instalaciones.

Lesiones por desecación

La instalación de hornos o la plantación de arbolado de desarrollo rápido puede producir variaciones en el contenido de humedad del suelo y llegar a generar lesiones en las cimentaciones próximas.

Lesiones por vibraciones

Las vibraciones o percusiones producidas por tráfico pesado o por maquinaria pueden alterar las condiciones de equilibrio de suelos arenosos, especialmente si las arenas son poco densas. Los efectos se agravan si no hay aceras, si las que hay son demasiado pequeñas o si se forman baches. Se ven más afectadas las estructuras con muros de carga.

Daniel Trujillano, Arquitecto

http://www.arquitectotrujillano.com/periciales/home.html

Redacción de informes periciales relacionados con edificios

La peritación de cimentaciones edificatorias (III)

La peritación de los cimientos (III)

Investigación previa. Estudio patológico. Desconocimiento del terreno. 

A pesar del amplio desarrollo de la Mecánica del suelo, la principal causa de lesiones en la edificación está relacionada con la cimentación y el terreno. Además de los conocimientos teóricos que el arquitecto perito pueda tener sobre mecánica de suelos juega un papel muy importante la experiencia acumulada en relación con las soluciones de cimentación más idóneas en función de las características estructurales del edificio y del modelo estratigráfico geotécnico del subsuelo.

Inspección previa y toma de datos

En esta fase, el arquitecto perito redacta un inventario de daños y recopila antecedentes, mediante las siguientes actuaciones:

• registrar las lesiones mediante croquis que muestren la posición y la anchura de todas las grietas
• medir las distorsiones
• investigar el historial de las lesiones, el cual revelará cuándo aparecieron las primeras fisuras, si se han ido abriendo progresivamente, si su apertura es estacional, etc.
• buscar indicios de reparaciones anteriores
• anotar la situación de árboles y arbustos.

Estudio patológico de las cimentaciones

El estudio de las causas que han provocado el fallo de la cimentación suele comprender las siguientes actuaciones:

• análisis estructural
• reconocimiento de la cimentación y del terreno subyacente, mediante catas o pozos
• interpretación geotécnica, justificando los fenómenos observados.

Lesiones por desconocimiento del terreno

El 80 % de los siniestros con origen en la cimentación se producen por desconocimiento de las propiedades del terreno. Se encuadra en esta categoría los siguientes casos:

• diseño y cálculo basados exclusivamente en la capacidad portante del terreno, sin considerar los asientos (25 % de los casos de siniestro)
• cimentación sobre rellenos, o falta de atención a los asientos provocados por rellenos (25 % de los siniestros)
• falta de atención a los efectos que causa el agua sobre terrenos arcillosos compactos, entre los que están los hundimientos, la reducción de la capacidad portante, las heladas, los deslizamientos, la subpresión, etc. (32 % de los siniestros)
• inestabilidad del terreno en capas profundas, profundidad insuficiente, corrosión ambiental y errores de ejecución (18 % de los casos de siniestro).

Daniel Trujillano, Arquitecto

http://www.arquitectotrujillano.com/periciales/home.html

Redacción de informes periciales relacionados con la edificación