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Materiales yesíferos
Al resolver la tarea de suelos expansivos, algunos de vosotros incluiáis referecnias a yesos. Os dejo a continuación algunos comentarios sobre la utilización de yesos en las obras civiles. En conreto me voy a referir a la realización de terraplenes de carretera con este tipo de materiales.
En España contamos con varias experienciss históricas como son las autovía Zaragoza-Alfajarín, la zona de Tembleuqe y la autopista Burgos-Malzaga. Más recientemente se han empleado en la Ronda Sur de Zaragoza y en la Radial 4.
Entonces, ¿los yesos se pueden utilizar en los rellenos y se comportan bien? Repsuestas sí y sí. Pero para ello hay que tomar una serie de precuaciones_;
- Los materiales yesíferos deben quedar al menos 1,5 m por debajo de la rasante. en esa zona no pueden existir yesos.
- El relleno de yesos debe quedar encapsulado. Para realizar este encapsulado se puede admitir hasta un 35% de yesos.
- Los taludes laterales se protegerían con al menos 0,5 m de tierra vegetal.
- Se deberan tomar todas las precauciones necesarias para evitar la infiltración de agua.
En resumen, los yesos los podemos utilizar en los resllenos siempre que cuidemos el diseño y la ejecución.
Arcillas expansivas
En España existen numerosas localizaciones son arcillas expansivas. En el siguiente enlace el alumno puede consultar el mapa elaborado por el IGME (instituto Geológico y Minero de España). Ver enlace.
Por tanto, en ocasiones, cuando vamos a comenzar una obra en España disponemos de información que nos permite conocer si existen arcillas expansivas en dicha zona o no. Pero, si no conocemos el plano anterior o estamos trabajando en un país diferente al resto. ¿Cómo podemos conocer si un suelo puede ser expansivo? El primer dato que nos haría “sospechar” sería el límite líquido del material. Este es un dato que casi siempre se conoce puesto que los límites de Atterberg es un ensayo habitual de caracterización. Las arcillas pueden dar lugar a problemas importantes de expansividad con límites líquidos superiores a 50-60. Para valores más bajos no suelen existir problemas.
Si no es encontramos con ese dato alto habría que comprobar que el porcentaje de finos es superior al 95% y el de arcilla al 30% (suele ser más expansivo cuento mayor sea el porcentaje de arcillas).
Si los datos de plasticidad y granulometría hicieran pensar que el suelo es expansivo, se podría confirmar analizando la mineralogía de la muestra (si existe montmorillonita, sepiolita, haloisita y vermiculita). Normalmente se realiza mediante difracción de Rayos X.
Y por último estaría realizar ensayos específicos como el de hinchamiento libre (>3 kp/cm2) o presión de hinchamiento (<10%).
Por último quedaría una visita al emplazamiento donde si el suelo es plástico se nos “pegará” a los zapatos en épocas húmedas. En cambio, en época seca observaremos un agrietamiento es superficie y una serie de grietas verticales.
Es importante aclarar que para un suelo pueda tener un incremento de volumen, debe tener una humedad inicial baja. Es decir, un suelo saturado no puede aumentar su volumen. El cambio de humedad en la realidad puede ser debido a las lluvias (afectaría hasta 1,5-2 m) o a la rotura de alguna conducción de agua. Por eso, al ir a construir una cimentación es importante evitar que el terreno subyacente se deseque.
Una posible actuación sería regar el fondo de la excavación antes de proceder a colocar el hormigón de limpieza.Otra manera de reducir el potencial expansivo de un terreno sería estabilizar el fondo de la excavación con cal. Podría ser suficiente con una aportación del orden de 2,5% (es decir unos 37-40 kg por metro cúbico). La repercusión económica del tratamiento con cal sería de unos 7 euros metro cúbico de terreno.
Entre los múltiples problemas de arcillas expansivas en España se resume uno de ellos, que ocurrió en el barrio de Orcasitas (Madrid). Se comenzó a construir un edificio cuya cimentación fue realizada con pilotes. Y se observó durante la construcción, que los pilotes extremos estaban sometidos a un empuje horizontal. La causa de este problema estuvo en que el riego de los forjados producía un incremento de humedad en la zona central del terreno que produjo el aumento de volumen y el consiguiente empuje lateral sobre los pilotes. Este problema se hubiera solucionado colocando algún sistema de drenaje o de impermeabilización que hubiera evitado que el riego de los forjados hubiera incrementado la humedad.
Suelos no saturados
Esta semana en la clase de Grado de Mecánica de Suelo tenemos que estudiar el comportamiento de suelos no saturados.En la actualidad existen diversas teorías ningunas de las cuales está ampliamente difundidas. Es más, no existe un conseno sobre cómo se “combinan” las tras fases (sólido, líquido y gas) en un suelo.
En las obras que realizamos en España no encontramos en muchas ocasiones con este tipo de suelos. Y la pregunta que me gustaría plantear es, ¿realmente hacemos un estudio específico sobre el comportamiento de este tipo de suelos?
En los casi 20 años de experiencia no he aplicado la teoría de suelos no saturados. Normalmente no considero el efecto “positivo” que produce la existencia de succión en un suelo. Estaría siendo conservador. Pero hay que tener en cuenta que los posibles cambios de humedad producido simplemente por los agentes climáticos (lluvia, sol..) afectarían a la succión y, por tanto, al comportamiento del suelo. Por eso suelo ser conservador suponer nula el efecto de la succión.
Pero por otra parte, es cierto que en ocasiones tengo en cuenta la existencia de esta succión de manera cualitativa. Por ejemplo, cuando excavamos una zanja con paredes verticales en un suelo arenoso ningún cálculo justificaría su estabilidad (suponiendo que al ser una arena la cohesión es nula). Y sin embargo, comprobamos que se mantienen estables, al menos al terminar la excavación. También, en ocasiones escuchamos que los pocos días de haber realizado la excavación se producen síntomas de inestabilidad. La razón, esa succión generada por la humedad va desapareciendo la irse secando el material.
