La accion de los suelos expansivos sobre las cimentaciones

La acción de
los suelos expansivos sobre las cimentaciones
Métodos de prevención y control
Ings. Julio Patrone y Jose Enrique Prefumo
Docentes de Mecánica de Suelos
Facultad de Ingeniería de la Universidad de Montevideo
Tema presentado en las
Primeras Jornadas de Ingeniería de Cimentaciones
UM, Montevideo, octubre 2002

I.

Resumen

El presente trabajo, basado en estudios bibliográficos y en laexperiencia personal
que los autores tienen sobre la temática, pretende responder a las siguientes preguntas
en relación a la problemática de la fundación sobre los suelos expansivos:
•
•
•

¿Cómo identificar a un suelo expansivo?
¿Qué variables intervienen en el fenómeno de la expansión?
¿Cómo actuar frente a un suelo expansivo?

Se pone especial énfasis en la respuesta a esta última pregunta,tanto del punto de
vista de la cimentación (tipo y adecuación de las mismas a las características del suelo),
así como a las diferentes formas de actuación para reducir o eliminar el potencial
expansivo del suelo.
Finalmente se exponen los antecedentes, patologías causadas y actuación realizada
sobre las cimentaciones en una planta industrial de Montevideo, ubicada en una zona
próxima a la costa yatribuida a fenómenos de expansión del suelo.

La acción de los suelos expansivos sobre las cimentaciones

II.

Introducción

La incidencia del comportamiento de los materiales expansivos en los daños
experimentados por las estructuras no fue identificada por los especialistas en el estudio
de suelos y fundaciones como una de las causas fundamentales de esos daños,
prácticamente hasta fines de1930.
A partir de allí se comienza a reconocer que muchas de las patologías de las
estructuras, que eran atribuidas a asentamientos del suelo u otros problemas, se debían
en realidad a un fenómeno de hinchamiento.
El tema ha interesado en forma creciente a los especialistas en suelos y construcciones.
Se estima que las pérdidas anuales a nivel mundial por daños en las construcciones
sobre los suelosexpansivos superan los dos billones de dólares.
El interés en estos suelos ha llevado a la constitución, dentro de la Sociedad
Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones de un Comité Técnico
para suelos expansivos, con la finalidad de impulsar estudios específicos en esta área,
así como a la realización periódica de conferencias internacionales sobre la problemática
de lossuelos expansivos.
En nuestro país el tema ha merecido permanentemente la preocupación de arquitectos
e ingenieros ya que muchos daños causados en obras de arquitectura (sobretodo en
viviendas económicas, que son las más afectadas por este fenómeno) y de ingeniería
civil (carreteras, canalizaciones, etc.), se sospecha que han sido originadas en problemas
de expansión de suelos en los que se apoyan.Desde hace algunos años el tema ha
estado siendo investigado por docentes de la facultad de Ingeniería de la Universidad
de la República, habiéndose realizado la publicación de varios trabajos vinculados a
este tema.

III.

¿Cómo identificar un suelo potencialmente expansivo?
Las formas principales de identificación de un suelo potencialmente expansivo son:

1.
2.
3.
4.

Identificación
MineralógicaDeterminación de ciertas propiedades básicas de los suelos
Métodos indirectos de determinación del potencial expansivo del suelo
Medidas directas de la expansión del suelo

III. 1.
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•
•
•

Identificación Mineralógica

Difracción por rayos X
Análisis Térmico Diferencial
Análisis de absorción de colorantes
Análisis químicos
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Ings. Julio Patrone y José Enrique Prefumo

•

Análisis pormicroscopio electrónico

Los tres grupos más importantes en que se clasifican los minerales arcillosos son:
illita, caolinita y montmorillonita, compuestos por hidroaluminosilicatos. Los ensayos
mineralógicos tienden a detectar la presencia de montmorillonita, que es el mineral
preponderantemente expansivo.
La presencia de cargas eléctricas negativas en la superficie de los minerales arcillosos,
así como...