Artículo de ASEFA Introducción

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1 Artículos Técnicos Patologías en cimentaciones. Posibles causas De todos los posibles tipos de patología que puede sufrir la edificación, las estadísticas demuestran que son las patologías ligadas a las cimentaciones las que mayores costes globales conllevan. Además tienen gran repercusión social, lo que las hace más notorias: por la complejidad propia de su reparación, porque suponen una fuerte alteración y hasta interrupción del uso del inmueble, y porque suelen involucrar a colindantes e incluso poderes públicos. Urge como en ningún otro caso determinar las causas y cuanto antes dar una solución al problema. Artículo de ASEFA Introducción De todos los posibles tipos de patología que puede sufrir la edificación, las estadísticas demuestran que son las patologías ligadas a las cimentaciones las que mayores costes globales conllevan. Además tienen gran repercusión social, lo que las hace más notorias: por la complejidad propia de su reparación, porque suponen una fuerte alteración y hasta interrupción del uso del inmueble, y porque suelen involucrar a colindantes e incluso poderes públicos. Urge como en ningún otro caso determinar las causas y cuanto antes dar una solución al problema. Sin embargo la diagnosis de este tipo de patologías no es ni mucho menos inmediata. Deben analizarse los síntomas, esencialmente grietas y movimientos sufridos por el edificio (giros, asientos, desplazamientos, etc) para de ellos deducir qué mecanismo los ha originado. A la vista de la cimentación existente y del conocimiento geotécnico del terreno de apoyo, se podrán deducir las causas del comportamiento conjunto estructura-terreno-cimiento que son el verdadero origen de la patología producida. Es muy importante seguir esta metodología, porque sino la reparación se quedará en algo estético o superficial. La patología se reproducirá superficialmente y lo que es más grave continuará su proceso de deterioro más oculto, con lo que unas simples grietas en paramentos mal diagnosticadas pueden llevar, en último extremo, al colapso del inmueble. Finalmente, conocida la causa se diseñarán las medidas reparadoras a adoptar. Éstas pueden ir desde la actuación sobre la estructura propiamente dicha, a las modificaciones de las propiedades geotécnicas del terreno (tratamientos de mejora y refuerzo), pasando por los conocidos recalces de la cimentación existente. En la presente ficha vamos a analizar las causas básicas de fallos de cimentación. Una primera clasificación sería: * Causas intrínsecas: o Defecto de proyecto. o Defecto de ejecución. * Causas extrínsecas: o Variaciones en las hipótesis de proyecto. o Variaciones en las condiciones del entorno. Causas intrínsecas de fallos de cimentación Se agrupan aquí los fallos de cimentación consecuencia de la interacción entre el terreno y la propia cimentación de la construcción afectada. 1 / 6

2 2.1. Defectos de proyecto Son errores de concepción, de diseño o cálculo del proyecto. Son errores previsibles por lo que si se tienen en cuenta en el diseño y cálculo de la edificación, el riesgo de que provoquen daños se minimiza. Enumeramos aquí no todas pero sí algunas de las posibles causas de problemas derivadas del proyecto: * Falta de capacidad de carga: cimentación insuficiente o capacidad de carga del suelo insuficiente. * Esfuerzos no contemplados, por ej. por olvido de algunas sobrecargas de explotación. * Conocimiento insuficiente del suelo. Lo que deriva en la ignorancia de riesgos especiales geotécnicos. Las causas pueden ser: escasez de reconocimientos previos del terreno, mala interpretación de los mismos, no consideración de los fenómenos de agresividad, etc. Cobra importancia en terrenos con especiales características: o Arcillas expansivas o Suelos colapsables o Rellenos antrópicos o Suelos blandos naturales * Infravaloración del riesgo geotécnico, conocido éste. Casos así pueden ser: desprecio de los efectos que produce la falta de homogeneidad de un suelo o las distintas profundidades de aparición de la roca en planta, desprecio de los efectos de la potencial expansividad o de posible subpresión o fenómenos de subsidencias, procesos de disolución, etc. * Defectos en la evaluación del terreno: asientos calculados no tolerables por la estructura, esfuerzos parásitos en pilotes (olvido del efecto de asiento de terrenos flojos o rellenos recientes), etc. * Efecto grupo en pilotes: defectuosa estimación del efecto grupo en pilotes flotantes, no consideración de los esfuerzos laterales o del rozamiento negativo, etc. * Ausencia de consideración del bulbo de tensiones de la cimentación propia, y su alcance. Pero también de cimentaciones colindantes, que podrían suponer una carga oblicua sobre nuestra cimentación: habrá que considerarla en cálculo y prever un proceso constructivo adecuado (no vayamos a provocar daños a otras edificaciones). * Ignorancia de las condiciones de contorno, es decir no consideración de las condiciones del entorno de la estructura proyectada: posibles socavaciones, arrastres, descalces, agotamientos, rebajamientos de nivel freático, etc. * Heterogeneidades: distribución irregular de las cargas, o excesiva excentricidad de las mismas a nivel de cimentación Defectos de ejecución 2 / 6

3 No deben confundirse con los errores de proyecto por ser ejecución de éstos. Los defectos de ejecución normalmente responden a un deficiente Control de Calidad. Por tanto, en principio son evitables. Algunos errores de ejecución podrían ser: * Apreciación errónea de los estratos resistentes, confundidos con capas de poco espesor, bolos erráticos, etc. * Errores de replanteo * Mala calidad de los materiales, en especial hormigones. Deterioro de zapatas, losas o muros por escasa calidad de los materiales: grietas de retracción por mala dosificación del hormigón, materiales con resistencia inferior a la requerida en proyecto, etc. * Degradación del material, suele ir unido al anterior: hormigón no resistente a la agresividad del terreno, recubrimientos insuficientes, madera, metal, etc... * Lavado del hormigón en cimentaciones superficiales o profundas, colocado en presencia de aguas en movimiento. * Errores en la colocación de armaduras, confusión de diámetros de armado, ausencia de separadores, etc... * Problemas de fraguado, unidos a errores de vertido, de dosificación, de curado... * Cimentaciones profundas mal ejecutadas (fondo no bien limpio, cortadas, lavadas,...) o de baja calidad y excesiva carga portante de cálculo. * Rotura o corte de pilotes, rotos durante la hinca o pilotes hincados en arcilla blanda que no han sido rehincados debidamente, fallo de los empalmes en pilotes de acero o de madera, defectuosa extracción de la entubación en el caso de pilotes hormigonados in situ, etc * Rellenos estructurales. Defectos de compactaciones en cimentaciones sobre rellenos estructurales (sustituciones de terreno o mejoras de terreno). Defectos de ejecución de pilotes hormigonados in situ: Intrusión de terreno por defectuosa extracción de la entubación Causas extrínsecas de fallos de cimentación 3 / 6

4 Son las derivadas de la actividad humana a lo largo del tiempo, así que son variables por definición y difícilmente previsibles. Se engloban tanto los cambios en el propio edificio como en el entorno, y en cualquier caso, modifican sustancialmente las condiciones para las que se diseñó la cimentación Variaciones en las hipótesis de proyectose trata de las modificaciones al proyecto del propio edificio que pueden afectar a la cimentación. Y esto puede ocurrir de varias formas, entre ellas: * Aumento del número de plantas sobre rasante. * Necesidad de profundizar la cimentación en toda o parte de la estructura, para ganar sótanos o bien fosos industriales, cámaras acorazadas, etc. * Incrementos de sobrecargas de uso. Aumento de la actividad que precise la aparición de elementos no previstos (fichero, etc) o bien un cambio de actividad y consecuentemente de las cargas. Incluso solicitaciones dinámicas de maquinaria, no previstas inicialmente. * Cese de la actuación de fuerzas que disminuían o contrarrestaban las cargas. * Rehabilitación o adecuación al uso sobre todo en plantas bajas. Cambio de función de la estructura y normalmente conlleva una redistribución de cargas, con una nueva distribución de pilares, apertura de huecos no previstos en muros de fachada, etc Variaciones en las condiciones del entorno. Se trata aquí de las afecciones del entorno a la cimentación que tienen su origen en la actividad del hombre y por tanto no previsibles en proyecto. Es imposible prever en el proyecto inicial modificaciones futuras y menos aún del entorno. Sin embargo muchos de estos problemas se evitarían de considerarse adecuadamente cuando se proyectan esas actuaciones posteriores. Es el caso de excavaciones, túneles o edificios de nueva construcción en las proximidades de edificios existentes. Es decir, muchas veces estaríamos ante defectos del proyecto de la actuación posterior, cuyas consecuencias se ven en preexistentes próximos (en cuyo proyecto no podían preverse, evidentemente). Para ilustrarlo con ejemplos, vamos a enumerar aquí algunas posibles variaciones del entorno: * Cargas adyacentes: alteración general producida por construcción en las inmediaciones. * Inducción de movimientos complementarios: asientos, desplazamientos y giros. * En cimentaciones por pilotes: empujes horizontales y rozamiento negativo. * Fenómenos de inestabilidad y deslizamiento: por socavaciones, arrastres, erosiones... 4 / 6

5 subterráneas. excesiva cimentación, queremos * Inestabilidades * La Empujes o afección Excavación Características deformación Excavaciones Socavación Supresión Modificación Profundidad Distancia Velocidad Tiempo Rigidez disminuir afección Produciendo horizontales que y horizontal deslizamientos el las y permanece del riesgo desmonte contención excavación la excavaciones del bulbo la vegetación suelo, la una excavación producidos terreno escorrentía para base disminución asientos la al abierta presiones, las y de excavación pie inducidos: elementos construcciones muros a de por cielo superficiales laderas cargas etc. abierto a la capacidad soporte superficiales edificación depende * próximas. Excavaciones junto lateral a de zanjas de preexistente. Fundamentalmente: carga (anclajes, varios próximas y taludes, factores entibación...) cimentación, descalce a aire considerar libre o si superficiales profundidad, que revestimiento, -Características discurrirá: -Sistema -Variables D H X Relaciones distancia diámetro profundidad a los constructivo etc... profundidad, distintas determinantes factores empíricas edificios la del la terreno distancias a excavación considerar próximos entre bulbo la del y propia estado la riesgo: (Crofts profundidad (medida presiones, fundamentalmente excavación: tensional et al., a eje 1980)En...) de (cargas de maquinaria, excavaciones la excavación) el son: soportadas, caso velocidad, de y los las cimentaciones movimientos excavaciones sostenimiento, bajo las 5 / 6

6 efectos frecuencia. arenas magnitud cuenta modifica subsidencia Alteración Parámetros dinámicos. las a condiciones considerar en equilibrio el proyecto del de suelo excavaciones Dependen las proximidades del tipo edificio la estructura. y las características producida de la vibración: profunda piscinas, Estos Se hinca... densificación Modificaciones sobrepresiones licuefacción Daños han cuando poco son las desarrollado como Sus algunos ligeros: graves: densas) los se efectos daños los proyectan del suelos intersticiales arenas y criterios efectivas Artewell dependerán contenido mm función efectos limosos mm hay impactos / empíricos sg. sobre y / capas sg. Farmer que del arcillas la humedad como cimentaciones pueden transmisoras: velocidad tipo para (1973). voladuras provocar y terreno previsión De nivel propagación forma profundas costras, (por sobre hinca freático. que ej. vetas el tendrá por se y caso terreno: provoca pilotes: La llega vibraciones cementadas, la variación mayor intensidad, de vibración. a impactos, Vibraciones determinar fenómenos afección del o percusiones duración etc. A nivel procesos tener y dren Puede Consideraciones árboles * o tener Desaparición bien Procesos Fugas La Excavaciones colectores... ejecución / efecto subpresión muy desarrollo antrópicas: diversos finales desecación barrera. que rápido, bombeos túneles, roturas producen orígenes: resto. etc pantallas como o escapes un sistemas ejecución rebajamiento (soterramientos), de de conducciones riego pozos del o nivel abastecimiento de pueden bombeo, freático subterráneas, producir en drenajes, obras. canales, bien plantación un efecto freático en y daños, más edificio profundidad. puesto cimentación incluso Considerando actuación ya detectan Veremos patologías Jornadas Hidalgo. Es En Los Y - BIBLIOGRAFÍA - habidos, Patología después, Prevención adecuada imprescindible cualquier Diagnosis daños que y 1991 para alguno éstos sobre colapso. habituales ocultarían justifican aumente Las debe y los ConcretOnline caso, y tienen recalces cimentaciones y también cimentación reparaciones sólo marcha colindantes. causas soluciones Por ponerse una esos sobradamente progresivamente. los nuestra muy adecuada distintos origen que ensayos síntomas los cimentaciones importante qué patología defectos pueden debe debido propia someras, próximas. patología forma tipos el diagnosis la durante preverse el Código cimentación, fichas tener cuidado intrínsecos coste de acometerla que p.e. cimentación. estructural graves Luis más sucesivas Técnico eificación. los cualquier de grietas y daños ensayos control las Sopeña tiempo, de sino podremos consecuencias causas. de la de riesgo y a las cimentación Manuel tabiques, comentaremos permitiendo Mañas. de la menor Edificación. la afecciones edificación. Determinadas control ejecución. desde plantear Muñoz Ponencia perjuicio resultan para de y pueden que la CEDEX. fase calidad. Hidalgo. la Las algunas Manuel forma posible edificación, contraproducentes resuelvan las pueda dentro daño cifras subsanarse. causas proyecto. Con 2006 de Muñoz real tener de reparación las ellos las siniestros a llegando de nuestra se los propio 6 / 6