14 - Patología de Las Fundaciones

PATOLOGÍA DE LAS FUNDACIONES

Profesor:

Ing. Daniel E. Web Weber

J.T.P.:

Ing. Sebastián Romero

Ayudante:

T.C.N. Adrián San Martín

Cimentacione Cimentacioness U.T.N. – Facultad Facultad Regional Regional Santa Fe – 2011

PATOLOGÍA DE LAS FUNDACIONES: Todos los edificios presentan fisuras. Producen inseguridad e inquietud a los usuarios. Son fisuras o grietas que muestran diferentes configuraciones: verticales, inclinadas u horizontales. Pueden ser estáticas (muertas), que no se modifican con el tiempo o dinámicas (vivas) que cambian sus características permanentemente. Es muy grande la cantidad de fisuras que se pueden producir. Todas tienen sus causas, sus orígenes y especialmente todas se producen por alguna fuerza en especial. Interpretarlas es una lectura comportamiento de todo el edificio.

necesaria

para

conocer

el

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PATOLOGÍA DE LAS FUNDACIONES: En general y especialmente en edificios livianos, las fisuras son provocadas por movimientos de suelos. Estos movimientos producen patologías que se pueden clasificar en: Directas: se producen en los elementos soportes de los edificios, en las fundaciones. No se observan por estar bajo tierra. Indirectas: se producen en las paredes o elementos estructurales del edificio y son provocadas por los movimientos movimientos del sistema sistema suelo – fundación. fundación. Es muy raro que sucedan sucedan lesiones directas directas en las fundaciones. fundaciones. Si el suelo no falla, las bases soportan las cargas con holgura, debido a que se dimensionan de manera conservadora. Pero si el suelo es inestable y se mueve, el sistema suelo-cimientoedificio muestra una gran cantidad de situaciones que provocan lesiones y fallas en los elementos del edificio.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Tienen diferentes orígenes; uno es por la interacción de esfuerzos entre el suelo y las cargas del edificio y el otro es por el deterioro del hormigón y corrosión de las armaduras. Por flexión, rotura frágil: Es una rotura instantánea, sin previo aviso y por ello peligrosa. La armadura de la base está por debajo de la mínima reglamentaria y cuando pasa el hormigón del Estado I (sin fisuras) al Estado II (fisurado), se trasladan los esfuerzos de tracción del hormigón al acero, éste no tiene capacidad para soportarlo y se corta. Es una rotura idéntica a la de las bases sin armar.







LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Por flexión, rotura dúctil: Es el caso de una base sub armada, que trabaja de manera adecuada en el Estado II pero que por excesivas deformaciones del acero, el hormigón se fisura más allá de los límites establecidos. Incluso puede ingresar en rotura de manera dúctil, cuando el acero ingresa al período de fluencia. Por flexión, por agotamiento del hormigón: Se presenta en bases sobrearmadas, con fuertes cuantías de acero. Es el hormigón que falla en la parte superior. Es una falla brusca con pocas deformaciones previas.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Por corte: En general se presenta en bases rectangulares, donde el diámetro del cono de punzonado es superior al lado menor de la base. En estos casos es el corte que produce fisuración o rotura. Por punzonado: En bases esbeltas de baja altura, se forma el cono de rotura y se produce el efecto de punzonado.







LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Por deficiencias de anclaje: Es una falla por deficiencias entre la adherencia del acero con el hormigón. Las fundaciones tienen cargas reactivas muy fuertes lo que provoca aceleraciones grandes de los momentos flectores y las adherencias entre el hormigón y el acero están más exigidas. Por fisuración: Cuando el diámetro de las armaduras o la separación entre ellas es muy grande, la fisuración no está controlada y permitirá que materias nocivas ingresen a la masa del hormigón y afecten las armaduras.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Deterioro del Hormigón: En la mayoría de las construcci construcciones, ones, el hormigón hormigón de las bases es de menor calidad que el resto de la estructura. Generalmente esto se da por una mala elaboración inicial y la otra por deterioro frente a un medio agresivo. Mala calidad inicial del Hormigón: Algunos de los motivos de la mala calidad del hormigón de las fundaciones son: Falta de control e inspección durante el hormigonado. Excavaciones mal entibadas con desmoronamientos de tierra que se mezclan con la masa del hormigón. Presencia de agua por napas freáticas muy altas. Dificultades para el traslado y ubicación del hormigón a ciertas profundidades.







LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Deterioro por medios agresivos: El deterioro se inicia en el hormigón y luego se traslada a las armaduras. Degradación del Hormigón: El hormigón es un material de carácter básico, con un PH 13, por ello es atacable por ácidos con PH < 7: soluciones concentradas de ácidos sulfúricos, nítrico, clorhídrico, fluorhídrico, etc. El ataque debido a soluciones débiles es más lento, pero no menos importante. Las aguas ácidas provienen, de corrientes contaminadas por industrias, también hay que tener en cuenta como aguas ácidas las aguas de cloacas o de pozos negros. ≈

Se produce el ataque si bajo la acción bacteriana, el gas sulfhídrico, disuelto en el agua se transforma en ácido sulfúrico.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Deterioro por medios agresivos: Corrosión de las armaduras: Es la más común de todas las patologías. Porque cualquiera de los daños en el hormigón, de manera individual o conjunta, puede provocar corrosión en el acero. El efecto que produce la corrosión en el hormigón armado, es la perdida de resistencia mecánica del acero y rotura del hormigón por expansión del óxido. Para reducir al mínimo el riesgo de corrosión se recomienda: Adecuado recubrimiento del acero. No menor a 3 cm. Hormigón compactado mediante vibración. Dosificación adecuada del hormigón.







LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Anormalidades Anormalidades en el sistema suelo - cimiento: cimiento: Inestabilidad en los suelos limo arenosos: Los suelos limo arenosos a diferencia de las arcillas, son estables frente a las variaciones de humedad. El único cuidado a tener es que por ser suelos no cohesivos, sueltos, las corrientes subterráneas los arrastran provocando socavaciones, incluso debajo de las fundaciones. Los suelos totalmente granulares no presentan asentamientos lentos en función del tiempo. El asentamiento es instantáneo cuando se aplica la carga y no tiene importancia el nivel de la napa freática. Los granos a diferencia diferencia de las arcillas, arcillas, están están en contacto entre entre sí y pueden contener agua en los espacios vacíos.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: El lavado del suelo, se provoca por alguna de las siguientes situaciones: Terrenos con desniveles: se pueden producir socavaciones en la parte alta de los terrenos y generar canales subterráneos donde son arrastrados los finos. Pérdidas de cañerías de agua: las cañerías de agua potable están sometidas a presión, cualquier pérdida provoca el lavado instantáneo del suelo aledaño. Roturas de cañerías de cloacas: la combinación más desfavorable que se puede dar en los suelos limosos, es la pérdida de una cañería de agua y la rotura de una pluvial o cloaca. Estas últimas, como actúan por gravedad, permiten en caso de rotura el ingreso de líquidos que arrastran partículas finas del suelo.









LESIONES DE LOS CIMIENTOS:

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Anormalidades Anormalidades en el sistema suelo - cimiento: cimiento: Inestabilidad en los suelos arcillosos: En los terrenos cohesivos saturados, las partículas están rodeadas por agua y conforman un sólido que puede resistir cargas instantáneas con deformaciones elásticas. En estos terrenos gran parte de la carga es soportada en un primer







LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Los tres tipos de asentamientos que se producen: Instantáneo, casi elástico de toda la estructura del suelo saturado, al aplicar las cargas. Por asentamiento del suelo al producirse un desplazamiento del agua entre las partículas. Por fluencia de las estructuras del suelo.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS: Los asentamientos en los terrenos cohesivos son difíciles de predecir, debido a la combinación de situaciones. Es importante la permeabilidad y el espesor de las capas del terreno. Las arcillas, a diferencia de los limos, son suelos impermeables. Pueden absorber lentamente humedad, saturarse, pero no permiten el movimiento libre del agua en su masa. Son inestables porque







LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Edificios sobre suelos limo arenosos. La pérdida de estabilidad de estos edificios es a causa de los huecos y socavaciones que se forman cuando son lavados por corrientes de agua. Las grietas se presentan de manera brusca. En estos casos no existe un lento cambio del sistema estable al inestable. Bajo un cimiento se inicia la socavación y el sistema se mantiene estable hasta que se produce la rotura del suelo o del hormigón y esto en forma inmediata se transforma en la aparición de fisuras en las paredes, en los pisos, en dificultad de movimiento de las hojas de aberturas. Para prevenir accidentes mayores, el apuntalamiento y una rápida determinación de las causas del movimiento son las acciones recomendables para este tipo de suelos.

LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Edificios sobre suelos arcillosos. Las diferentes patologías y sus causas, se deben a las modificaciones de humedad. Motivos del cambio del contenido de humedad: Las arcillas modifican su volumen por cambio del contenido de







LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Edificios sobre suelos arcillosos. b) Humedad perdida por termo osmósis. La termo osmósis es el movimiento del agua de los suelos de zonas calientes a zonas más frías. Si la vivienda se construye en terrenos vírgenes y sin vegetación, los contenidos de humedad son bajos por efecto de evaporación. Al cubrir un área con la vivienda, estamos enfriando el suelo bajo ella y se provoca una lenta y gradual migración de humedad. c) Humedad por fuerzas capilares de succión. La humedad se modifica en función de las fuerzas capilares que se generan en los suelos de partículas muy finas.

LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Edificios sobre suelos arcillosos.







LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Fisuras y movimientos característicos:. 1. Fisuras en las losas de cubierta o entrepiso por la modificación de los sistemas de apoyos, se modifican las luces y varían los momentos flectores y los esfuerzos de corte. 2. Por diferencia en sus rigideces y resistencias se forman grietas horizontales en la unión de las losas con las paredes internas. 3. Fisuras en diagonal en las paredes por esfuerzos de tracción generados por el alargamiento de una de las diagonales. Por tracción.

LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Fisuras y movimientos característicos:. 4. Levantamiento de los cimientos internos. Por causa de la termo osmósis existe diferencia de contenido de humedad entre las partes internas y externas del edificio. Se levanta la zona central. 5. Empuje lateral en cimientos perimetrales. La expansión de la arcilla es espacial, produce desplazamientos horizontales.









LESIONES EN LOS EDIFICIOS: Fisuras y movimientos característicos:. 7. Grietas horizontales en paredes externas. El suelo se encoje y las paredes se quiebran horizontalmente separándose. 8. Separación del piso de las paredes externas. Por las fuerzas de expansión, los cimientos se corren hacia fuera y se produce una grieta en la zona de zócalos, produciendo una separación entre pisos, contrapisos y paredes.







INFLUENCIA DE CARGAS EN EDIFICIOS VECINOS: El bulbo de presiones generado por las cargas de una zapata se extiende más allá de su proyección vertical. Con este concepto es conveniente plantear: El asentamiento de los suelos se produce también en áreas adyacentes al de los edificios. Los asentamientos de fundaciones muy próximas se influyen recíprocamente. Cuando se construye un nuevo edificio al lado del otro ya existente, se altera todo el esquema de presiones en el suelo en toda un área que abarca la zona del edificio nuevo y el viejo.







IDENTIFICACIÓN DE LAS FISURAS SEGÚN LOS ESFUERZOS: Fisuras por tracción simple: son perpendiculares a la dirección del esfuerzo.

Fisuras por compresión simple: son paralelas a la dirección del esfuerzo Fisuras por flexión simple o por corte en flexión:

Fisuras por retracción hidráulica o por retracción térmica:







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