fundaciones
Páginas: 8 (1872 palabras)
Publicado: 12 de noviembre de 2013
SUELOS EXPANSIVOS
Definición.
Se denominan suelos expansivos a aquellos suelos, sobre todo los de grano fino (arcillas), que se expanden considerablemente cuando se adiciona agua y luego se contraen al perderla. Al referirse a suelos expansivos, uno debe pensar en arcillas o en rocas sedimentarias derivadas de arcillas, en las que los cambios de volumen se deben a un cambio en el contenidode humedad. En este aspecto, las arcillas son fundamentalmente diferentes a las gravas, arenas y limos. Los tres últimos están constituidos de partículas inertes relativamente voluminosas y sus propiedades dependen principalmente del tamaño, forma y textura de las partículas. En contraste, las arcillas están formadas de partículas muy pequeñas que generalmente tienen la forma de placas. Laspropiedades de estas últimas son fuertemente influenciadas tanto por el tamaño pequeño de las partículas como por la gran superficie de estas al igual que por sus inherentes cargas eléctricas.
En la naturaleza existen varios minerales de arcilla diferentes, radicando la diferencia en su configuración química y estructural. Tres son los minerales de arcilla más comunes: caolinita, ilita ymotmorrilonita. La composición química así como la estructura cristalina de estos minerales es diferente y por tanto la susceptibilidad a la expansión de estas arcillas es también diferente.
Tala 1. Potencial de expansión de minerales de arcilla pura (Budge et al, 1964).
La expansión ocurre cuando el agua se infiltra en o entre las partículas de arcilla, causando la separación de éstas. Lacaolinita es esencialmente no expansiva debido a la presencia de fuertes uniones de hidrógeno que mantienen a las partículas individuales de arcilla juntas. Por otro lado, la ilita contiene uniones de potasio débiles que permiten una expansión limitada, al igual que la motmorrilonita cuyas uniones son aun más débiles. De esta manera, el agua penetra fácilmente en la motmorrilonita y separa suspartículas. Coduto (1994) afirma que según observaciones de campo, los mayores problemas ocurren en suelos con un alto contenido de motmorrilonita.
(a) (b) (c)
Expansión y contracción de una arcilla expansiva (Coduto, 2001).
Identificación de suelos expansivos.
La identificación de un suelo expansivo puede ser realizada por medio de gráficas, tablas o finalmente a través de la realización deensayos de laboratorio. Todas estos se detallan a continuación:
a) A partir de correlaciones gráficas.
Existen varios sistemas de clasificación para suelos expansivos, basados todos ellos en los problemas que este tipo de suelos ocasiona en la construcción de fundaciones.
a.1) La posibilidad de expansión de los suelos puede ser establecida a partir de la Figura 1, según Abduljauwad y Al-Sulaimani (1993).
a.2) Vijayvergiya y Ghazzaly (1973) analizaron varios resultados obtenidos de ensayos de expansión libre, y a partir de estos elaboraron una correlación gráfica entre la expansión libre, el límite líquido y el contenido de humedad natural, Fig. 2.
b) A partir de tablas.
La Tabla 3 presenta un resumen de distintos criterios utilizados para la clasificación de suelos expansivos.La Tabla 4.9 presenta el sistema de clasificación desarrollado por la U.S. Army Waterways Experiment Station (Snethen et al., 1977) que es el más usado en los Estados Unidos.
(a) (b)
Figura 1. Criterios comúnmente usados para determinar el potencial de expansión, según Abduljauwad y Al- Sulaimani, 1993 (Das, 1999).
(c)(d)
Figura 2 (Continuación). Criterios comúnmente usados para determinar el potencial de expansión, según Abduljauwad y Al- Sulaimani, 1993 (Das, 1999).
Figura 3. Relación entre el porcentaje de expansión libre, límite líquido y contenido de humedad natural (después de Vijayvergiya y Ghazzaly, 1973)
Tabla 2. Resumen de criterios para identificar el potencial de expansión (según Abduljauwad...
Definición.
Se denominan suelos expansivos a aquellos suelos, sobre todo los de grano fino (arcillas), que se expanden considerablemente cuando se adiciona agua y luego se contraen al perderla. Al referirse a suelos expansivos, uno debe pensar en arcillas o en rocas sedimentarias derivadas de arcillas, en las que los cambios de volumen se deben a un cambio en el contenidode humedad. En este aspecto, las arcillas son fundamentalmente diferentes a las gravas, arenas y limos. Los tres últimos están constituidos de partículas inertes relativamente voluminosas y sus propiedades dependen principalmente del tamaño, forma y textura de las partículas. En contraste, las arcillas están formadas de partículas muy pequeñas que generalmente tienen la forma de placas. Laspropiedades de estas últimas son fuertemente influenciadas tanto por el tamaño pequeño de las partículas como por la gran superficie de estas al igual que por sus inherentes cargas eléctricas.
En la naturaleza existen varios minerales de arcilla diferentes, radicando la diferencia en su configuración química y estructural. Tres son los minerales de arcilla más comunes: caolinita, ilita ymotmorrilonita. La composición química así como la estructura cristalina de estos minerales es diferente y por tanto la susceptibilidad a la expansión de estas arcillas es también diferente.
Tala 1. Potencial de expansión de minerales de arcilla pura (Budge et al, 1964).
La expansión ocurre cuando el agua se infiltra en o entre las partículas de arcilla, causando la separación de éstas. Lacaolinita es esencialmente no expansiva debido a la presencia de fuertes uniones de hidrógeno que mantienen a las partículas individuales de arcilla juntas. Por otro lado, la ilita contiene uniones de potasio débiles que permiten una expansión limitada, al igual que la motmorrilonita cuyas uniones son aun más débiles. De esta manera, el agua penetra fácilmente en la motmorrilonita y separa suspartículas. Coduto (1994) afirma que según observaciones de campo, los mayores problemas ocurren en suelos con un alto contenido de motmorrilonita.
(a) (b) (c)
Expansión y contracción de una arcilla expansiva (Coduto, 2001).
Identificación de suelos expansivos.
La identificación de un suelo expansivo puede ser realizada por medio de gráficas, tablas o finalmente a través de la realización deensayos de laboratorio. Todas estos se detallan a continuación:
a) A partir de correlaciones gráficas.
Existen varios sistemas de clasificación para suelos expansivos, basados todos ellos en los problemas que este tipo de suelos ocasiona en la construcción de fundaciones.
a.1) La posibilidad de expansión de los suelos puede ser establecida a partir de la Figura 1, según Abduljauwad y Al-Sulaimani (1993).
a.2) Vijayvergiya y Ghazzaly (1973) analizaron varios resultados obtenidos de ensayos de expansión libre, y a partir de estos elaboraron una correlación gráfica entre la expansión libre, el límite líquido y el contenido de humedad natural, Fig. 2.
b) A partir de tablas.
La Tabla 3 presenta un resumen de distintos criterios utilizados para la clasificación de suelos expansivos.La Tabla 4.9 presenta el sistema de clasificación desarrollado por la U.S. Army Waterways Experiment Station (Snethen et al., 1977) que es el más usado en los Estados Unidos.
(a) (b)
Figura 1. Criterios comúnmente usados para determinar el potencial de expansión, según Abduljauwad y Al- Sulaimani, 1993 (Das, 1999).
(c)(d)
Figura 2 (Continuación). Criterios comúnmente usados para determinar el potencial de expansión, según Abduljauwad y Al- Sulaimani, 1993 (Das, 1999).
Figura 3. Relación entre el porcentaje de expansión libre, límite líquido y contenido de humedad natural (después de Vijayvergiya y Ghazzaly, 1973)
Tabla 2. Resumen de criterios para identificar el potencial de expansión (según Abduljauwad...
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