¿Qué es un asentamiento en el sector de la construcción?
Es la deformación vertical de la superficie del terreno producto de la aplicación de cargas puntuales o distribuidas (Esto depende del sistema estructural de la estructura).
Las cargas que son transmitidas por la cimentación hacia el suelo da lugar a su deformación, y este se traduce en asentamientos, desplazamientos horizontales o giros de la estructura, que de sobrepasar los límites permitidos según norma de cada país (En el caso peruano E.030 Diseño Sismorresistente en el tema de las Derivas), pueden originar fisuras, agrietamientos, u otras patologías.
Si deseas saber más sobre las patologías mas comunes en el concreto, aquí te dejo el siguiente post.
Uno de los asentamientos mas famosos en una edificación o estructura es la Torre de Pisa. Conocida por su plano inclinado, cuya concepción se dio un 9 de agosto de 1173 y siendo concluida el año 1271 (¡Casi 100 años!).
Aunque se pretendía que permaneciera en posición vertical, debido a la inestabilidad del terreno en el que fue construida (cerca de la ribera del río Arno), comenzó a inclinarse incluso desde el periodo en que fue construida, a razón de 1,1 minutos de grado cada año.
El arquitecto Bonano Pisano, la empezó a construir en 1173, como un campanario exento, pero lo hizo sobre un terreno cuyo subsuelo era inestable con una cimentación de tan solo 5 m de profundidad, la torre debía medir 55 metros de altura, pero al poco de empezar las obras la torre empezó 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 aplicación de cargas que causan cambios en las tensiones dentro del terreno o al movimiento descendente de un elemento constructivo como consecuencia de la modificación del terreno que lo sustenta debido a la acción 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 están 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 fenómeno de imbibición.
Caso contrario, en temporadas de calor, los terrenos se contraen y se genera un fenómeno de secado. Ambos periodos se repiten año tras año de manera cíclica, afectando de este modo a la cimentación y a la estructura. Cuando la tensión llega al límite el edificio primero se deforma, luego se hunde y aparecen grietas peligrosas en los muros.
¿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 sísmicos, que debilitan el terreno y las cimentaciones de los edificios causan problemas de inestabilidad y aparición de «lesiones» peligrosas en los muros. Un buen terreno (con buena capacidad portante) bajo la cimentación es el mejor punto de partida para una buena intervención de mejora sísmica en las estructuras salvaguardando las vidas de las personas que lo habitan.
Por eso tienes que saber la importancia de un buen Estudio de Mecánica de Suelos, y en este post te lo explico.
Tipos de Asentamientos
1. Asentamiento total
El asiento total debido a la aplicación de una carga es la suma de tres tipos de asiento:
- Instantáneo (Si): se produce simultáneamente 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
- Consolidación 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 expulsión de humedad del suelo generalmente es un proceso a largo plazo que puede llevar de semanas a años.
- Fluencia o asiento de compresión secundaria (Ss): asiento elástico que se activa después de que toda el agua drenable haya sido expulsada del suelo. Ocurre con el tiempo a una tensión efectiva constante
2. Asentamiento diferencial
El asiento diferencial se define como la diferencia de asiento entre dos puntos de una cimentación. Los asientos diferenciales en cimentaciones también pueden expresarse en términos de distorsión angular.
Las causas más comunes de asientos diferenciales son:
- Cálculo incorrecto de la estructura.
- Apoyo de la misma cimentación sobre terrenos con diferentes características geotécnicas.
- Apoyo de la cimentación sobre terreno de relleno no compactado..
- Descenso del nivel freático.
- Lavado del terreno por filtraciones de agua.
- Desecación del terreno en período estival debido a las altas temperaturas y/o a una sequía prolongada.
- Sobrecarga por sobreelevación o modificaciones estructurales sin refuerzo previo de las cimentaciones.
- Excavaciones realizadas en las proximidades de las cimentaciones.
- Cercanía de árboles al inmueble.
- Vibraciones inducidas por tráfico pesado o ferroviario en las inmediaciones del edificio.
¿Cómo podemos saber si estamos frente a un asentamiento diferencial?
Si una parte de nuestra vivienda o edificación sufre un asentamiento diferencial, es decir, desciende una más que otra, se provocan grietas y fisuras en muros de fachada y tabiquería interior. Estas, por lo general son en diagonal, aparecen como “Bigotes o pelos” en las esquinas de puertas y ventanas con ángulos comprendidos entre 45 y 60 grados. Pueden aparecer también verticales, siguiendo las juntas de la obra, incluso en los cambios de material.
Este sería el primero de los síntomas y, su aparición es muy clara, no hay duda de que se está dando el proceso. En la mayoría de los casos, en viviendas que no habían 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 Mecánica de Suelos en el terreno que se pretende edificar. Como profesionales debemos velar que nuestros diseños se realizan de manera óptima respetando la normativa que corresponda.
Para tener una idea óptima, me guiaré de nuestros colegas de DIFECH que brindan un alcance sobre soluciones de baja invasividad y reducido impacto en la edificación.
1. Recalce de cimentaciones mediante pilotes
La instalación se realiza por hincamiento de elementos modulares metálicos mediante el empleo de un gato hidráulico y monitorizando de manera continua la presión aplicada sobre el micropilote asegurándonos así de haber alcanzado el firme en cada punto. La unión a la cimentación existente se realiza mediante placas metálicas, siempre aplicando previamente cargas próximas a las de trabajo para reducir el asentamiento primario a corto plazo.
2. Consolidación del terreno mediante inyección de resinas expansivas
Consiste en consolidar el terreno sobre el que apoya la cimentación a través de unas resinas que, expandiendo, permiten compactar el terreno y levantar milimétricamente la estructura. Para su ejecución se emplean tubos de inyección preparados con válvulas de goma que se abrirán bajo unos valores de presión determinados y que permitirán una compactación homogénea de todo el terreno objeto de intervención.
De este modo hemos aprendido un poco sobre los Asentamientos en estructuras, sus causas, sus tipos y posibles soluciones a través de empresas especializadas en el tema. Si te interesa mas la Mecánica de Suelos o Geotecnia, entonces te recomiendo que leas la siguiente bibliografía que en el campo de la ingeniería civil es fundamental:
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