PARAMETROS GEOTECNICOS

CAPITULO NUEVE
Asentamientos

9.1. Introducción.

El asentamiento en las fundaciones superficiales está compuesto por tres componentes, el asentamiento inmediato (Si), el asentamiento por consolidación primaria (Sc) y el asentamiento por consolidación secundaria (Ss). El cálculo del asentamiento inmediato en general se basa en la teoría elástica. Los otros dos componentes de asentamientoresultan de la expulsión gradual de agua y del reordenamiento de partículas bajo carga constante, respectivamente. La importancia relativa de los componentes de asentamiento según el tipo de suelo, es presentada en la Tabla.

Tipo de suelo S i S c S s
Arena Si No No
Arcilla Relativa Si Relativa
Suelo orgánico Relativa Relativa Si

Asentamiento inmediato. Es estimado a partir de losparámetros elásticos del suelo. Para suelos predominantemente cohesivos, esta teoría es buena, debido a que se asumen condiciones de homogeneidad e isotropía no tan alejadas de la realidad. Como datos para el cálculo, se requieren el módulo de elasticidad no drenado EU y el coeficiente de Poisson .
Por otro lado, para la estimación del asentamiento inmediato de suelos granulares sin cohesión, serecomienda utilizar los métodos semi empíricos en los que sí se toma en cuenta la variación de los parámetros elásticos, como por ejemplo el método de Schmertmann.

Asentamiento por consolidación primaria. El asentamiento por consolidación es propio de suelos saturados cohesivos o de baja permeabilidad sujetos a un incremento en el esfuerzo efectivo que se traduce en un incremento en la presión deporos. Si bien el agua y las partículas de suelo son virtualmente incompresibles, el cambio de volumen en la masa de suelo se debe a la expulsión gradual del agua de los poros. Para predecir el asentamiento por consolidación, es necesario conocer las propiedades esfuerzo – deformación en una masa de suelo. Para esto, se desarrolla una prueba de laboratorio denominada consolidación unidimensional(prueba del edómetro), en la cual la muestra puede deformarse solamente en dirección vertical. La deformación horizontal es impedida.
Las ecuaciones para la estimación del asentamiento por consolidación primaria a partir de los parámetros obtenidos en laboratorio, son presentadas en el Anexo I.
De forma meramente casual, el método de consolidación primaria unidimensional resulta muy acertado para laestimación del asentamiento total (Si + Sc). Para arcillas rígidas el asentamiento total es igual al asentamiento edométrico (total = edómetro). Para arcillas blandas el asentamiento total es igual a 1,1 veces el asentamiento edométrico (total = 1,1 x edómetro).
Finalmente, en cuanto a la estimación del tiempo de consolidación, el Anexo I presenta las ecuaciones y tablas basadas en la teoríade consolidación unidimensional de Terzaghi.

Asentamiento por consolidación secundaria. A diferencia de la consolidación primaria, el proceso de consolidación secundaria no contempla la expulsión de agua de los poros, sino más bien se refiere a la reorientación, fluencia y descomposición de materiales orgánicos en el suelo por lo que tampoco es preponderante un cambio en el esfuerzo efectivopara su desarrollo. Las ecuaciones para su estimación son presentadas en el Anexo I.
9.2. Problemas resueltos.

PROBLEMA 1

La estratigrafía de un terreno está formada por 5 m de arcilla normalmente consolidada, todo ello sobre un macizo rocoso compuesto de arenisca de permeabilidad alta. El nivel freático se halla a 2 m de la superficie del terreno (Figura 9.1). El peso unitario saturado dela arcilla es 21 kN/m3.
Con una muestra inalterada obtenida a 2,5 m de profundidad se realizó un ensayo de consolidación, habiéndose alcanzado los siguientes resultados:

Índice de vacíos inicial = 0,58
Índice de compresibilidad = 0,11
Coeficiente de consolidación = 0,20 m2/año ( parámetro correspondiente al rango de presiones al que estará sometido el suelo)

En la superficie del...