Una investigación sobre los módulos de deformabilidad y compresibilidad de los fenómenos de expansión y recompresión en suelos finos saturados

C.C. Zea, C.R. Rivera, R.G. López, R.J.L. Umaña, R.E. Elizalde

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Shallow Foundations

ABSTRACT: Results about a research achieved in Geotechnical Laboratory of Engineering Faculty, of UNAM, over deformability and compressibility modules are presented, as expansion as re-load phenomena, which are generated in the subsoil when a partially or totally compensated foundation is constructed. The research was achieved whit a methodology designed for the authors. A results interpretation is proposed for the authors based on the correspondent adjust of curves, in order to this be of utility for designers of this type of foundations in professional practice.

RESUMEN: Se presentan los resultados de una investigación realizada en el Laboratorio de Geotecnia de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, sobre los módulos de deformabilidad y Compresibilidad tanto para el fenómeno de expansión como para el de recarga que tienen lugar en campo cuando se construye una cimentación parcial o totalmente compensada. La investigación se llevó a cabo empleando una metodología desarrollada por los autores. Se presenta también una propuesta de interpretación de los resultados mediante el ajuste de curvas deformación-tiempo con el fin de que sea de utilidad en el diseño de este tipo de cimentaciones en la práctica profesional. 1 INTRODUCCIÓN Las cimentaciones totalmente compensadas o parcialmente compensadas desplantadas bajo el nivel de aguas freáticas, en suelo fino saturado, se construyen llevando a cabo previamente una excavación. En la etapa inicial de este proceso los estratos de suelo bajo el nivel máximo de excavación sufren una expansión como resultado del alivio de esfuerzos debido al peso del suelo excavado. La expansión que se genera tiene dos componentes: una elástica o inmediata y otra diferida que crece y se desarrolla a medida que el tiempo transcurre. En condiciones normales, las excavaciones no se dejan abiertas mucho tiempo, por lo que la componente más importante a estudiar es la inmediata. Actualmente el Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (RCPDF), específicamente en las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Cimentaciones (NTCDCC), limita los valores de la expansión a 15 cm para estructuras con construcciones colindantes y 30 cm sin ellas. Es por eso que se han desarrollado varias técnicas para reducir las posibles expansiones, entre las que se pueden mencionar: el bombeo, la excavación por etapas, el uso de sobrecargas y el sistema conocido como niveles gemelos. En lo que respecta al fenómeno de recompresión, éste tiene lugar cuando se restituyen al suelo los esfuerzos aliviados durante la etapa de excavación, que se logra en parte por el peso de la cimentación y en parte por la carga muerta y la carga viva media del edificio, menos la subpresión. En el apartado 3.4.1. Estados límite de Servicio de las Normas Técnica Complementarias para el Diseño y Construcción de Cimentaciones para el Distrito Federal de la Ciudad de México se dice: fiPara este tipo de cimentación se calculará: inciso a) Los movimientos instantáneos debidos a la carga total transmitida al suelo por la cimentación, incluyendo los debidos a la recarga del suelo descargado por la excavaciónfl. Es de esperar que los módulos de recompresión sean mayores que los de expansión debido a degradación de la estructura interna del suelo por el ciclo descarga-recarga, pero éste es un aspecto que no está del todo dilucidado, al igual que el hecho de que el módulo de recompresión tenga una componente viscoplástica importante. La expansión es un fenómeno que ha sido hasta cierto grado bien estudiado (Zeevaert, 1973); no así el fenómeno de recompresión, por lo que en este trabajo se presentan, primeramente, una serie de pruebas de laboratorio llevadas a cabo por los autores en una muestra de suelo de la Ciudad de México para poner en evidencia este fenómeno y, en segundo, término se desarrolla una metodología para la interpretación de los resultados y su aplicación a la ingeniería de cimentaciones.

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