Patologías asociadas a cimentaciones superficiales sobre rellenos naturales y echadizos

Patologías asociadas a cimentaciones superficiales sobre rellenos naturales y echadizos

Con motivo de la escasez de suelo edificable en zonas urbanas unido a la alta demanda existente, cada vez más frecuentemente se edifica sobre suelos de baja calidad geotécnica o rellenos, con el consecuente aumento de la probabilidad de que se produzcan daños o patologías en los edificios, en especial los que han empleado cimentaciones superficiales tales como zapatas o losas.

La combinación de una incorrecta definición del terreno con un sistema de cimentaciones superficiales puede dar origen, igualmente, a daños en el inmueble.

Descripción

Distinguiremos dos tipos de rellenos:

  • Relleno natural – Suelo natural o vegetal de muy baja compacidad y/o capacidad portante (habitualmente terrenos cuaternarios), no preconsolidados y no aptos para cimentar (algunos depósitos asociados a vaguadas, playas o alteraciones superficiales de suelos).
  • Relleno artificial o echadizo – Suelo artificial de baja compacidad y no apto para cimentar, compuesto por restos de suelo natural, restos cerámicos, metálicos y otros, que tienen su origen en movimientos de tierras previos, escombreras mineras, vertederos urbanos, etc.

Las cimentaciones superficiales sobre los terrenos anteriormente descritos, presentan en la mayoría de los casos problemas de asientos diferenciales o asientos mayores de los previstos para el cálculo de la estructura, dando lugar a patologías en forma de grietas o fisuras, pudiendo desembocar en la ruina del edificio.

Los daños y grietas más comunes son los siguientes:

  1. Grietas diagonales (ocasionalmente en arco) figura 1 – Se manifiestan en tabiquerías y fachadas, debido al asiento mayor del previsto para esa estructura de una o varias de las zapatas. La fachada puede volverse inestable y desprenderse.
  2. Rotura de cimentación.- Losas, zapatas corridas y zapatas por perdida de superficie de apoyo bajo la cimentación y punzonamiento por las cargas de la estructura.
  3. Fisuración y rotura de elementos estructurales figura 2 – como forjados, vigas riostras, etc. El asiento diferencial excesivo da lugar al movimiento de los pilares o grupos de pilares, superándose el límite elástico de algunos elementos estructurales. Estos daños se manifiestan en principio en las fachadas con las grietas anteriormente expuestas.
  4. Daños en cubiertas.- también pueden sufrir grietas y fisuras.
  5. Grietas verticales: Originadas en giros producidos por asiento de una pórtico con respecto a otro en el cerramiento que los une (figura 2).
cimentaciones superficiales, grietas diagonales
Figura 1. Grietas diagonales
cimentaciones superficiales, fisuras y roturas en estructura
Figura 2. Fisuras y roturas en estructura

Origen

El relleno, ya sea natural o artificial, como hemos visto, se trata de un terreno de baja compacidad, muy heterogéneo y con una deformabilidad potencial muy alta, resultando en la mayoría de los casos una probable fuente de daños.

Su comportamiento es imprevisible frente a una cimentación, presentándose patologías la mayoría de las veces por asientos diferenciales y por otras causas que rompen el débil equilibrio relleno-cimentación:

  1. Tensión de la cimentación superior a la admitida por el suelo – En ausencia de un estudio geotécnico o por insuficiencias en el mismo, y en base a la experiencia, se puede mal interpretar como firme un relleno. Si la entidad de la edificación es pequeña (viviendas unifamiliares), a priori no deberían presentarse problemas debido a la escasa carga que se transmite al terreno; los asientos excesivos pueden presentarse en un lapso más largo de tiempo, poco a poco y debido a su escasa preconsolidación (rellenos arcillosos).
  2. Presencia de agua – El relleno, como material heterogéneo y poco compacto es muy sensible a la acción del agua. Antiguos cauces o vaguadas rellenos pueden reactivarse en periodos de fuertes lluvias (lavado del suelo bajo cimentación), un caudal considerable de agua de lluvia (infiltración) o debido a la rotura de saneamientos, puede redistribuir las partículas en rellenos granulares (arenas y limos) o alterar elementos como metales, materia orgánica, etc, disolviéndolos parcialmente y creando huecos, además de aguas potencialmente agresivas al hormigón / acero.
  3. Presencia de elementos extraños – En vertederos de residuos sólidos urbanos y antiguas zonas deprimidas cercanas a barrios antiguos, la presencia de rellenos de espesores de más de 10 metros es habitual. Muchas veces pueden interpretase como terrenos naturales debido a su compacidad. La existencia de restos de electrodomésticos, coches u otros elementos extraños entre los rellenos puede suponer un problema muy grave.
  4. Rellenos expansivos – Rellenos de alteración o echadizos de suelos arcillosos, suelen ser potencialmente expansivos.

Prevención y reparación de daños

Prevención – Es necesario para prevenir problemas la realización de un estudio geotécnico completo y la no-cimentación sobre rellenos, siendo estrictamente necesario atravesarlos hasta alcanzar el firme mediante pilotes o proyectando mas plantas sótano. Las mejoras del terreno no garantizan al 100% que no aparezcan patologías a corto, medio o largo plazo, debido a la heterogeneidad del material y a los numerosos factores que le influyen negativamente.

Reparación – Son costosas y dificultosas de ejecución. Siempre que no se haya producido la ruina del edificio, los asientos diferenciales se solucionan con micropilotaje hasta firme resistente y así evitar más asientos derivados de rozamientos negativos y errores de diseño.

Conclusión

Será necesaria la realización de un geotécnico completo antes de proyectar la cimentación y evitar cimentar siempre sobre rellenos, así se podrán prevenir gran parte de las patologías que suelen presentar las cimentaciones superficiales y como consecuencia el resto del edificio.

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