SUELOS

Consolidación de suelos

Consolidación de suelos
Se denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos
(arcillas y limos plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el
transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las
construccionesque pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud.

Descripción
Al observar los depósitos de material muy suaves situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo un lago, se
nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas sobre el suelo, se les llama
proceso de consolidación.
Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidaciónpermanece esencialmente igual la posición relativa
de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal. Así, el movimiento de las partículas de suelo puede ocurrir
sólo en la dirección vertical, proceso denominado consolidación unidimensional.
La consolidación de un suelo es un proceso lento, puede durar meses y hasta años. Es un proceso asintótico, es decir,
que al comienzo es más veloz, y seva haciendo cada vez más lento, hasta que el suelo llega a una nueva situación de
equilibro en la que ya no se mueve.
El no tomar en cuenta este posible movimiento del suelo al proyectar una estructura sobre él puede llevar a
consecuencias catastróficas tales como la inclinación, fisuración e incluso el colapso de la misma. En muchos casos
es necesario pre-consolidar el suelo antes de procedera la construcción de una obra importante, como puede ser, por
ejemplo, un edificio o una carretera. La preconsolidación se hace el terreno con un peso semejante o mayor que el
que deberá soportar una vez construida la obra, para esto se deposita en la zona interesada una cantidad de tierra con
el peso equivalente de la obra.

Análisis de la consolidación
Analogía del muelle
El proceso deconsolidación suele ser explicado con el modelo idealizado de un sistema compuesto por un muelle, un
cilindro con un agujero y relleno de agua. En este sistema el muelle representa la compresibilidad o la estructura
propia del suelo, y el agua es el fluido que se encuentra en los vacios entre los poros.
1. El cilindro está completamente
lleno de agua, y el agujero está
cerrado (Suelo saturado)2. Una carga es aplicada sobre el
muelle mientras el orificio sigue
cerrado. En esta etapa, el agua
resiste la carga aplicada. (Desarrollo
La consolidación primaria se puede asemejar al mecanismo de un émbolo relleno de agua
de presiones excesivas en los poros
y sin salida.
de agua)
3. Cuando se abre el orificio, el agua
comienza a drenar y el muelle se acorta. (Drenaje excesivo de losporos de agua)
4. Después de cierto tiempo, el drenaje de agua termina. Ahora el muelle resiste por si solo la carga aplicada. (Total
disipación del exceso de presión de agua en los poros. Fin de la consolidación.

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Consolidación de suelos

Consolidación primaria
Este método asume que la consolidación ocurre en una sola dimensión. Los datos de laboratorio utilizados han
permitidoconstruir una interpolación entre la deformación o el índice de vacios y la tensión efectiva en una escala
logarítmica. La pendiente de la interpolación es el índice de compresión. La ecuación para el asiento de
consolidación de un suelo normalmente consolidado puede ser determinada entonces como:

donde:
δc es el asiento debido a la consolidación.
Cc es el índice de compresión.
e0 es el índicede vacios inicial.
H es la altura de suelo consolidable.
σzf es la tensión vertical final.
σz0 es la tensión vertical inicial.
Cc puede ser reemplazada por Cr (índice de recompresión) para usar en suelos sobreconsolidados donde la tensión
final efectiva es menor que la tensión de preconsolidación, o lo que es lo mismo, para suelos que hubieran sido
consolidados con más intensidad en el...