Riesgos Geológicos | Suelos Colapsables

En este vídeo, se presentan los tipos de suelos que cuando se sumergen en el agua, se exponen a movimientos fuertes (terremotos, vibraciones del terreno debido a voladuras y minería o equipos que vibran como por ejemplo: compresores y martillos) o en el deshielo; estos son:

  • Loess (sedimentos de arena fina a limo transportados por el viento conectados por carbonato de calcio y/o arcilla húmeda)
  • Suelos Residuales in-situ (la última etapa de meteorización de rocas)
  • Suelos compactados con un contenido de humedad por debajo de la saturación
  • Suelos previamente congelados, que se descongelan. Nota: el volumen del hielo es 9% superior al del agua deshielada

La extensión de estos fenómenos se puede estudiar en los mapas geológicos y los mapas de riesgos.

Identificación: los suelos copapsables tienen una densidad baja, por debajo de 16 kN/m3m y un relación de vacíos elevada por encima de 1 y hasta 2.

Los suelos colapsables al inundarse con agua pueden ser identificados mediante ensayos en el edómetro cuando es posible obtener muestras inalteradas. Algunos suelos colapsables pueden exigir hinchamiento a bajas tensiones. Cuando el potencial de colapso es medido en el edómetro hay que tomar en cuenta que los suelos parcialmente saturados pueden absorbe agua de las piedras porosas y colapsar rápidamente de forma tal que el hinchamiento o colapsabilidad no se registra bien, si el espesor de la muestra no se registra desde el inicio del ensayo. Cuando no es posible obtener muestras inalteradas, a veces es posible hacer ensayos de campo de inundación para evaluar el potencial de colapsabilidad después de inundar el terreno.

En el caso de los suelos residuales, los suelos colapsables tienen altas relaciones de vacíos pero un contenido de humedad relativamente bajo y, en consecuencia, pueden ser identificados determinando si la relación de vacíos natural es mayor que la relación de vacíos en su limite liquido. Esto indica un suelo que es susceptible a cambios en su estructura al ser saturado.

El suelo colapsable, por vibraciones, puede ser determinado en el laboratorio usando una tabla vibratoria (la que se usa para simular terremotos), y el ensayo de tabla vibratoria empleado para determinar la densidad máxima y el peso unitario de materiales granulares (ASTM D-4253), cuando se dispone de muestras inalteradas. Cuando no es posible obtener muestras inalteradas, se pueden hacer pruebas de campo con explosivos para determinar el potencial de colapsabilidad por vibraciones, operaciones mineras, o terremotos. Se suelen hacer pruebas de campo con equipos de vibro-compactación también a diferentes frecuencias.

El suelo colapsable por causa del congelamiento del suelo, se puede estudiar en el laboratorio congelando y descongelando muestras inalteradas. Cuando no es posible obtener muestras inalteradas, la realización de calicatas de forma cuidadosa, hasta la profundidad de congelamiento, pueden revelar un terreno de alta porosidad. En este caso, el conocimiento local ayuda mucho en el estudio de este riesgo geológico. El Prof. Casagrande propuso que los suelos objeto a este tipo de problemas son: a) Suelos uniformes que contienen un 10% de las partículas con diámetros menores de 0.02 mm. b) Suelos bien gradados con más del 3% de partículas con diámetro menor de 0.02 mm.

Para remediar este tipo de problemas, el primer paso es identificarlo, una vez hecho esto, tenemos los siguientes tratamientos para atender este riesgo geológico:

  • Excavación y sustitución (recompactación si fuese posible), si la profundidad del suelo colapsarle no es mucha.
  • Inundar in-situ, si el espesor es elevado
  • Densificación de la superficie mediante vibrocompatación superficial o compactación profunda (dependiendo del espesor de suelo colapsable.
  • Densificación profunda con vibroflotación o columnas de grava
  • Uso de cimentaciones profundas
  • Hinca de camisas en la zona de terreno colapsable
  • Inyecciones de compactación horizontal estática
  • Losas de fundación – losas pilotadas
  • Para suelos susceptibles a la congelación, colocación de las fundaciones debajo de la profundidad de congelación. Este método no es práctico para obras lineales como: ferrocarriles o carreteras; por lo que se recomienda usar suelos bien compactados de tipo granular y con un excelente drenaje de la sub-base para evitar la formación de lentes de hielo.

📃 Puede DESCARGAR

Suelos Colapsables (ASEFA)

Suelos Colapsables (UNICOL)

Characteristics and Problems of Collapsible Soils

Identification and Behaviour of Collapsible Soils

Eurocode 7 – Geotechnical design – Part 2: Ground investigation and testing

📚 LIBROS

Suelos Colapsables 

Riesgos Geológicos

Eurocódigo 7 – Geotecnia

Manuales Ingeniería Geotécnica ICE (Institution of Civil Engineers)

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