Mecánica de suelos

MECANICA DE SUELOS
DEFINICIÓN
En su trabajo práctico el ingeniero civil se enfrenta con muy diversos e importantes problemas planteados por el terreno, ya que este le sirve de cimentación para soportar estructuras y terraplenes; emplea el suelo como material de construcción; debe proyectar estructuras para la retención o sostenimiento del terreno en excavaciones y cavidades subterráneas.Prácticamente todas las estructuras de ingeniería civil, edificios, puentes, carreteras, túneles, muros, torres, canales o presas, deben cimentarse sobre la superficie de la tierra o sobre ella.
Cuando el terreno firme está próximo a la superficie, una forma viable de transmitir al terreno las cargas concentradas de los muros o pilares de un edificio es mediante zapatas, un sistema de zapatas sedenomina cimentación superficial.
Cuando el terreno firme no está próximo a la superficie, un sistema habitual para transmitir el peso de una estructura al terreno es mediante elementos verticales como pilotes, cajones o pilas.
En general los cajones o pilas son de mayor diámetro que los pilotes y requieren una técnica particular de excavaciones, mientras que los pilotes se suelen hincar porgolpeo. El peso del edificio se transmite a través del suelo blando hasta una base firme que está debajo, sin que prácticamente ninguna parte de la carga del edificio descanse sobre el terreno blando.
CUANDO REALIZAR UN ESTUDIO DE SUELOS
El problema de proyectarse con éxito una cimentación es mucho más amplio que la simple fijación de tamaños para las zapatas o la elección del número correcto y eltamaño de los pilotes.
En muchos casos, el costo de la cimentación de un edificio se puede reducir mucho, aplicando al suelo ciertos tratamientos. Por otro lado, algunas estructuras como los depósitos de acero, pueden cimentarse directamente sobre un relleno de suelo especialmente tratado, sin necesidad de recurrir a elementos estructurales. Así pues, la palabra cimentación se refiere tanto alterreno situado bajo la estructura como a cualquier elemento que sirva para transmitir las cargas; es decir, cimentación es todo aquello cuyo comportamiento estudia el ingeniero con el fin de proporcionar un apoyo satisfactorio y económico a una estructura. De hecho, la palabra cimentación se emplea para describir el material que soporta cualquier tipo de estructura como un edificio, presa, terraplénde carretera o autopista.
En el proyecto de cualquier sistema de cimentación, el problema fundamental es evitar que se produzcan asentamientos suficientemente grandes para dañar la estructura o dificultar sus funciones. La magnitud del asentamiento permisible depende del tamaño, tipo y utilización de la estructura, tipo de cimentación, causa de los asentamientos en el terreno y emplazamiento dela estructura, En la mayoría de los casos, el asentamiento crítico no es el total sino mas bien el diferencial o movimiento relativo de dos partes de la estructura.
CONSECUENCIAS
El ingeniero civil se enfrenta con problemas referentes a asentamientos sino también con casos de movimiento ascensional de estructuras (levantamientos) de estructuras. Los problemas de levantamiento se producencuando el terreno se expande, al disminuir la presión de las tierras que lo confinan superiormente y/o cuando aumenta la humedad del suelo. Algunos suelos, denominados expansivos, poseen propiedades de hinchamiento en grado relativamente elevado.
Los problemas de levantamiento son bastante generales y de importancia económica en aquellos países que tienen regiones áridas, por ejemplo Egipto,Israel, África del Sur, España, el suroeste de Estados Unidos y Venezuela. En tales zonas, los suelos se secan y se contraen con el clima árido, hinchándose al existir nuevamente humedad. El agua necesaria puede proceder de la lluvia o drenaje o por efecto de capilaridad, cuando una capa impermeable se coloca sobre la superficie del terreno evitando así la evaporación. Evidentemente, cuando más...