Nombre: Carolina Torres Ramírez Curso: 2do Arquitectura”A”
COMPRESIBILIDAD DE ESTRATOS CONFINADOS DE SUELO Introducción Si las zapatas de fundación de un edificio se encuentran apoyadas directamente sobre una capa de arcilla blanda, es probable que sufran un asentamiento excesivo y que quizás lleguen hasta hundirse en el suelo, lo más recomendable sería establecer sus fundaciones sobre pilotes o pilares que atraviesen la capa blanda sobre estratos firmes. Si debajo de un espeso estrato de arena existe una capa delgada de arcilla blanda, las consecuencias que puede traer la presencia de dicha capa no son tan fáciles de prever; la adherencia y la ficción en los bordes de los estratos confinados de arcilla impiden que estos se expandan en sentido horizontal; los datos necesarios para calcular los asentamientos causados por la compresión de estratos confinados de arcilla pueden obtenerse efectuando ensayos sobre muestras del materiales mantenidas lateralmente confinada.
Métodos de Ensayo El ensayo de compresión confinada o ensayo de consolidación se realiza colocando una muestra de arcilla dentro de un aro, y cargándola uniformemente por la interposición de un disco rígido. La compresión del suelo es medida utilizado un dial o comparador micrométrico. Si el suelo está saturado, la muestra se coloca entre 2 piezas porosas que permitan el escape del agua durante la compresión.
Arenas inalteradas En la naturaleza todas las arenas se encuentran más o menos estratificadas. La mayoría de las arenas naturales contienen al menos algún vestigio de material cementante y, por arriba de la capa freática, siempre contienen algo de humedad, factores ambos que producen cohesión. Sin embargo, si las relaciones de vacios de arenas idénticas son las mismas en ambos casos, en general, sus comprensibilidades son también aproximadamente iguales.
Arcillas inalteradas no sensitivas normalmente consolidadas Las arcillas que nunca estuvieron sometidas a una presión mayor que la que corresponde a su cubierta actual se denominan consolidadas. Con el objeto de
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obtener datos con respecto a la compresibilidad de un estrato confinado de arcilla normalmente consolidada no sensitiva situada a una profundidad D, se ensaya una muestra inalterada del material tomada de dicha profundidad efectuando una perforación. Dos fenómenos más son de un interés especial en la relación con la compresibilidad de los suelos en general. Estos son: la forma en que progresa con el tiempo la compresión y el cambio de volumen causado por la remoción temporaria de la carga. Durante la toma de muestra, la presión que soporta la arcilla es reducida a un valor muy pequeño, mientras que su contenido de humedad permanece casi inalterado.
Arcillas inalterado pre consolidado Se dice que una arcilla ha sido pre consolidada cuando alguna vez en su historia geológica ha estado sometida a una presión mayor de la que resulta de su cubierta actual. Esta mayor presión temporaria pudo haber sido causada por el peso de estratos de suelo que fueron luego erosionados, por el peso de hielo que más tarde se derritió, o bien por desecación debía a que la arcilla estuvo temporariamente expuesta al aire. Si esta presión mayor Ap0 fue menor de unos 4 kilogramos por centímetro cuadrado, la arcilla puede encontrarse en un estado blando; pero si fue mayor, la arcilla es compacta. Todos los estratos situados bajo la roca fueron depositados en un lago cuando el nivel del agua se encontraba por encima de la superficie actual del terreno alto. Luego parte de los estratos fueron erosionados y el contenido de humedad aumento un poco en la zona erosionada. Una vez que el nivel freático descendía de su posición original a la posición actúa por debajo de la superficie del valle erosionado, los estratos de arena situados arriba y debajo de la capa superior A ha sido pre consolidado por desecación. Cuando un estrato de arcilla se forma por sedimentación en una extensión de agua sujeta a variaciones cíclicas de nivel, las porciones más altas de la superficie del sedimento pueden quedar al descubierto de tiempo en tiempo, formándose en correspondencia con las mismas costras de arcilla desecada. Cuando el nivel del agua vuelve a aumentar, estas costras son cubiertas de sedimentos frescos y su contenido de humedad aumenta, pero a pesar de ello permanece anormalmente
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bajo, formando capas o lentes de arcilla pre consolidado entremezclado con capas de arcilla normalmente consolidada. Si una capa de arcilla resistente se encuentra situada sobre otra de arcilla blanda de la misma naturaleza, salvo raras excepciones, la diferencia en consistencia proviene que la capa superior ha sido pre consolidado por desecación.
Resumen de los métodos para determinar la compresibilidad de estratos naturales de arcilla Si el suelo situado debajo de una estructura contiene capas de arena o arcilla compacta que alternan con otras de arcilla blanda, la compresibilidad de los estratos de arena y de arcilla compacta puede despreciarse. La compresibilidad de las capas de arcilla depende principalmente de 2 factores: el límite liquido del suelo y la magnitud de la máxima presión que ha actuado sobre la arcilla desde que fue depositada. Si esta presión nunca ha excedido a la presión efectiva que hoy le impone la cubierta, se dice que el material, es normalmente consolidad, en caso contrario es pre consolidado. La compresibilidad de una capa de arcilla normalmente consolidada con un límite liquido conocido puede estimarse en forma aproximada por medio de la formula empírica siempre y cuando la arcilla no tenga propiedades raras. Pero si la arcilla tiene un límite liquido mayor de 100, o si su contenido de humedad a una profundidad de 5 o 10 metros es mayor que el limite liquido, o bien , si contiene un alto porcentaje de materia orgánica, la compresibilidad de la capa puede resultar muchas veces superior a la calculada con la formula. Por ello, si debe construirse un edificio encima de una capa de arcilla de este tipo excepcional, es aconsejable determinar su compresibilidad por este medio de ensayos de consolidación sobre muestras inalteradas. La compresibilidad de una arcilla pre consolidada depende no solo del límite liquido del suelo sino también de su relación / (p , en la que es la presión que la estructura agrega a la presión existente p0 y p0 es la máxima presión que ha actuado sobre la arcilla en su historia geológica. Si esta relación es menor del 50 por ciento, la compresibilidad de la arcilla suele ser del 10 al 25 por ciento de la que corresponde a una arcilla similar normalmente consolidada. Al aumentar esta relación, el efecto que el pre consolidación ejerce sobre la compresibilidad de la arcilla disminuye y, para valores mayores del 100 por ciento, la influencia del pre consolidación sobre el asentamiento puede despreciarse. El pre consolidación de una arcilla puede deberse: al peso de estratos de suelo que fueron eliminados por erosión, al peso de hielo que luego se derritió o, a la
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desecación. Si se debe a una carga que fue eliminada, la sobrepresión que actuó sobre el suelo fue la misma en todos los puntos de una línea vertical que penetra en el subsuelo, pero si se debe a la desecación, la sobrepresión probablemente disminuyo hacia abajo a partir de la superficie expuesta a la evaporación, y el espesor total de la capa pre consolidada puede no exceder de un metro o dos. La compresibilidad de mantos de arcilla altamente pre consolidado es generalmente insignificante y puede despreciarse, a menor que el ingeniero se vea precisado a construir sobre un espeso estrato de arcilla compacta una estructura muy grande y pesada que sería dañada hasta por un asentamiento diferencial moderado. En este caso, si el problema justifica un cálculo de asentamiento, deben efectuarse ensayos de consolidación sobre muestras inalteradas extraídas de preferencia de excavaciones a cielo abierto.
