Asentamiento en estructuras

驴Qu茅 es un asentamiento en el sector de la construcci贸n?

Es la deformaci贸n vertical de la superficie del terreno producto de la aplicaci贸n de cargas puntuales o distribuidas (Esto depende del sistema estructural de la estructura).

Las cargas que son transmitidas por la cimentaci贸n hacia el suelo da lugar a su deformaci贸n, y este se traduce en asentamientos, desplazamientos horizontales o giros de la estructura, que de sobrepasar los l铆mites permitidos seg煤n norma de cada pa铆s (En el caso peruano E.030 Dise帽o Sismorresistente en el tema de las Derivas), pueden originar fisuras, agrietamientos, u otras patolog铆as.


Si deseas saber m谩s sobre las patolog铆as mas comunes en el concreto, aqu铆 te dejo el siguiente post.


Uno de los asentamientos mas famosos en una edificaci贸n o estructura es la Torre de Pisa. Conocida por su plano inclinado, cuya concepci贸n se dio un 9 de agosto de 1173 y siendo concluida el a帽o 1271 (隆Casi 100 a帽os!).

torre de pisa
Torre de Pisa

Aunque se pretend铆a que permaneciera en posici贸n vertical, debido a la inestabilidad del terreno en el que fue construida (cerca de la ribera del r铆o Arno), comenz贸 a inclinarse incluso desde el periodo en que fue construida, a raz贸n de 1,1 minutos de grado cada a帽o.

El arquitecto Bonano Pisano, la empez贸 a construir en 1173, como un campanario exento, pero lo hizo sobre un terreno cuyo subsuelo era inestable con una cimentaci贸n de tan solo 5 m de profundidad, la torre deb铆a medir 55 metros de altura, pero al poco de empezar las obras la torre empez贸 a hundirse.

Conociendo el ejemplo mas claro que puede existir podemos decir lo siguiente:

Se entiende como asiento o asentamiento al movimiento descendente vertical del terreno debido a la aplicaci贸n de cargas que causan cambios en las tensiones dentro del terreno o al movimiento descendente de un elemento constructivo como consecuencia de la modificaci贸n del terreno que lo sustenta debido a la acci贸n de agentes externos

Causas de los asentamientos en los terrenos

El clima es el causante principal de estas variaciones dentro del suelo, por ejemplo, en periodos de lluvia, los suelos est谩n en contacto con grandes cantidades de agua, los terrenos que son ricos en arcillas se llenan y se expanden aumentando su volumen y generando el fen贸meno de imbibici贸n.

Caso contrario, en temporadas de calor, los terrenos se contraen y se genera un fen贸meno de secado. Ambos periodos se repiten a帽o tras a帽o de manera c铆clica, afectando de este modo a la cimentaci贸n y a la estructura. Cuando la tensi贸n llega al l铆mite el edificio primero se deforma, luego se hunde y aparecen grietas peligrosas en los muros.

grietas
Grietas

驴Sabes cuales son los tipos de grietas?, en este post te lo explico.


Otra causa que provoca los asentamientos en las estructuras son los movimientos s铆smicos, que debilitan el terreno y las cimentaciones de los edificios causan problemas de inestabilidad y aparici贸n de 芦lesiones禄 peligrosas en los muros. Un buen terreno (con buena capacidad portante) bajo la cimentaci贸n es el mejor punto de partida para una buena intervenci贸n de mejora s铆smica en las estructuras salvaguardando las vidas de las personas que lo habitan.

grieta
Grieta en Muro

Por eso tienes que saber la importancia de un buen Estudio de Mec谩nica de Suelos, y en este post te lo explico.


Tipos de Asentamientos

1. Asentamiento total

El asiento total debido a la aplicaci贸n de una carga es la suma de tres tipos de asiento:

Asentamiento Total
Asentamiento Total
  • Instant谩neo (Si): se produce simult谩neamente a la carga por un aumento de las tensiones totales en el suelo. Ocurre por el peso de la estructura, sin que tenga que ver nada con el desplazamiento del agua (sin drenaje). Domina en suelos granulares
  • Consolidaci贸n primaria (Sc): asentamiento diferido en el tiempo causado por el drenaje de la humedad del suelo lo que produce cambios en las tensiones efectivas. La expulsi贸n de humedad del suelo generalmente es un proceso a largo plazo que puede llevar de semanas a a帽os.
  • Fluencia o asiento de compresi贸n secundaria (Ss): asiento el谩stico que se activa despu茅s de que toda el agua drenable haya sido expulsada del suelo. Ocurre con el tiempo a una tensi贸n efectiva constante

2. Asentamiento diferencial

El asiento diferencial se define como la diferencia de asiento entre dos puntos de una cimentaci贸n. Los asientos diferenciales en cimentaciones tambi茅n pueden expresarse en t茅rminos de distorsi贸n angular.

Asentamiento diferencial
Asentamiento diferencial

Las causas m谩s comunes de asientos diferenciales son:

  • C谩lculo incorrecto de la estructura.
  • Apoyo de la misma cimentaci贸n sobre terrenos con diferentes caracter铆sticas geot茅cnicas.
  • Apoyo de la cimentaci贸n sobre terreno de relleno no compactado.. 
  • Descenso del nivel fre谩tico.
  • Lavado del terreno por filtraciones de agua.
  • Desecaci贸n del terreno en per铆odo estival debido a las altas temperaturas y/o a una sequ铆a prolongada.
  • Sobrecarga por sobreelevaci贸n o modificaciones estructurales sin refuerzo previo de las cimentaciones.
  • Excavaciones realizadas en las proximidades de las cimentaciones.
  • Cercan铆a de 谩rboles al inmueble.
  • Vibraciones inducidas por tr谩fico pesado o ferroviario en las inmediaciones del edificio.

驴C贸mo podemos saber si estamos frente a un asentamiento diferencial?

Si una parte de nuestra vivienda o edificaci贸n sufre un asentamiento diferencial, es decir, desciende una m谩s que otra, se provocan grietas y fisuras en muros de fachada y tabiquer铆a interior. Estas, por lo general son en diagonal, aparecen como 鈥淏igotes o pelos鈥 en las esquinas de puertas y ventanas con 谩ngulos comprendidos entre 45 y 60 grados. Pueden aparecer tambi茅n verticales, siguiendo las juntas de la obra, incluso en los cambios de material.

grieta
Grieta en Muro

Este ser铆a el primero de los s铆ntomas y, su aparici贸n es muy clara, no hay duda de que se est谩 dando el proceso. En la mayor铆a de los casos, en viviendas que no hab铆an tenido nunca problemas, empiezan a surgir tras una fuga de agua, o en cambios estacionales.

Soluciones frente a asentamientos diferenciales

Antes de brindar algunas soluciones debo recalcar la importancia de realizar el Estudio de Mec谩nica de Suelos en el terreno que se pretende edificar. Como profesionales debemos velar que nuestros dise帽os se realizan de manera 贸ptima respetando la normativa que corresponda.

Para tener una idea 贸ptima, me guiar茅 de nuestros colegas de DIFECH que brindan un alcance sobre soluciones de baja invasividad y reducido impacto en la edificaci贸n.

1. Recalce de cimentaciones mediante pilotes

La instalaci贸n se realiza por hincamiento de elementos modulares met谩licos mediante el empleo de un gato hidr谩ulico y monitorizando de manera continua la presi贸n aplicada sobre el micropilote asegur谩ndonos as铆 de haber alcanzado el firme en cada punto. La uni贸n a la cimentaci贸n existente se realiza mediante placas met谩licas, siempre aplicando previamente cargas pr贸ximas a las de trabajo para reducir el asentamiento primario a corto plazo.

soluci贸n asentamiento diferencial
Cr茅ditos: DIFECH

2. Consolidaci贸n del terreno mediante inyecci贸n de resinas expansivas

Consiste en consolidar el terreno sobre el que apoya la cimentaci贸n a trav茅s de unas resinas que, expandiendo, permiten compactar el terreno y levantar milim茅tricamente la estructura. Para su ejecuci贸n se emplean tubos de inyecci贸n preparados con v谩lvulas de goma que se abrir谩n bajo unos valores de presi贸n determinados y que permitir谩n una compactaci贸n homog茅nea de todo el terreno objeto de intervenci贸n.

soluci贸n asentamiento diferencial
Cr茅ditos: DIFECH

De este modo hemos aprendido un poco sobre los Asentamientos en estructuras, sus causas, sus tipos y posibles soluciones a trav茅s de empresas especializadas en el tema. Si te interesa mas la Mec谩nica de Suelos o Geotecnia, entonces te recomiendo que leas la siguiente bibliograf铆a que en el campo de la ingenier铆a civil es fundamental:


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