La característica portante del terreno o suelo de cimentación representa una variable fundamental en la construcción de estructuras, ya que su capacidad para soportar el peso de las mismas determina su estabilidad y seguridad en correspondencia con la viabilidad constructiva de lo proyectado. Es por ello que resulta imprescindible conocer la tensión admisible del terreno, es decir, la carga máxima que el suelo puede soportar por resistencia con deformaciones controladas en función de la carga aplicada. En este artículo, aprenderemos la definición de la tensión admisible del terreno para que podamos interpretar correctamente la información que recibimos del Estudio Geotécnico y así diseñar cimentaciones seguras tanto en rigidez como en resistencia.
¿Qué es la tensión admisible de un terreno?
La tensión admisible de un terreno se refiere a la carga máxima que el suelo puede soportar bajo un asentamiento controlado y aceptable. Es un factor crucial a tener en cuenta al diseñar cimentaciones, ya que si la tensión admisible se excede, el suelo puede colapsar y comprometer la estabilidad de la estructura.
¿Cómo se determina la tensión admisible del suelo?
El cálculo de la tensión admisible del suelo implica considerar varios factores, entre ellos:
1. Resistencia del suelo: La resistencia del suelo se determina mediante ensayos de campo, como el de penetración estándar (SPT) o el ensayo presiométrico (CPTU). Estos ensayos de campo combinados con otros ensayos geotécnicos realizados en el laboratorio proporcionan información sobre las propiedades mecánicas del suelo, para posteriormente apoyarse en las formulaciones clásicas y correlaciones establecidas por diversos autores y así determinar la capacidad portante obtenida para las condiciones de carga y profundidad de asiento.
2. Coeficiente de seguridad: El coeficiente de seguridad se utiliza para reducir la tensión última del suelo que ha sido correlacionada a través de los ensayos, hasta garantizar que el asentamiento esté dentro de parámetros aceptables para la estructura analizada. Adicionalmente, este coeficiente toma en cuenta incertidumbres en la determinación de la resistencia última del suelo y en las cargas aplicadas a la estructura.
3. Tipo de la cimentación para la Carga Prevista: Las características de la cimentación, el orden de carga proveniente de la estructura como su área de contacto con el suelo y su profundidad de asiento, también influyen en la determinación de la tensión admisible del terreno. Este es un aspecto fundamental ya que, al cambiar las condiciones de carga deben reajustarse las recomendaciones geotécnicas del caso.
Interacciones del lector
Como lectores interesados en la construcción y la seguridad estructural, es importante comprender cómo interpretar la tensión admisible del suelo y qué factores influyen en ella. De esta manera, podremos tomar decisiones ajustadas y adaptadas a las condiciones de sitio para así diseñar y construir cimentaciones seguras.
Por otra parte, cuando la tensión admisible del suelo no es suficiente para una solución satisfactoria del sistema de cimentación superficial, podemos optar por unas técnicas constructivas para el mejoramiento del suelo que permiten incrementar la tensión admisible a considerar en el diseño y de esta manera darle viabilidad a la solución del sistema de cimentación considerado.
Cálculo de la tensión admisible en suelos granulares
En el caso específico de suelos granulares, el Código Técnico de la Edificación de España (CTE-SEC) proporciona un método simplificado para el cálculo de la tensión admisible. Este método se basa en el ensayo de penetración estándar (SPT) y tiene en cuenta el golpeo NSPT, las dimensiones de la cimentación y los límites de asientos deseados.
En primer lugar, se determina la resistencia última del suelo a partir de la correlación con el ensayo SPT. Este ensayo consiste en hincar un varillaje en el suelo y registrar el número de golpes necesarios para que la varilla penetre una cierta profundidad estandarizada. El número de golpes NSPT obtenido se corrige y a través de unas correlaciones junto a formulaciones establecidas se determina la capacidad última que dividida por un factor de seguridad que finalmente nos conduce a la tensión admisible de diseño del suelo específica según las particularidades del caso analizado.
Además del ensayo SPT, también se puede utilizar el ensayo presiométrico (CPTU) para determinar la resistencia del suelo en suelos granulares. Este ensayo consiste en aplicar presión a una sonda insertada en el terreno y medir la deformación resultante. A partir de los datos obtenidos en el ensayo presiométrico, se puede correlacionar de manera similar a la tensión admisible del suelo.
Mejora de la tensión admisible del terreno
Si el terreno presenta una tensión admisible o capacidad portante baja para las cargas previstas, es posible realizar mejoras en la resistencia del suelo. Algunos métodos comunes para mejorar la tensión admisible incluyen:
1. Compactación del suelo: Mediante la compactación del suelo, se busca aumentar su densidad y mejorar su capacidad portante. Esto se puede lograr mediante el uso de maquinaria pesada, como rodillos compactadores, para aplicar presión y compactar el suelo.
2. Mejora del drenaje: Si el suelo presenta problemas de infiltración de la escorrentía superficial y de drenaje por exceso del contenido de humedad, se pueden tomar medidas para mejorar la capacidad de drenaje para no permitir variaciones significativas de la humedad del suelo portante. Esto puede incluir la instalación de sistemas de drenaje subterráneos, como zanjas de drenaje o tuberías perforadas.
3. Refuerzo del suelo: En casos donde el terreno es especialmente débil, se puede optar por reforzar el suelo mediante la adición de materiales estabilizadores, como grava o geotextiles. Estos materiales proporcionan una mayor resistencia y estabilidad al suelo.
4. Uso de cimentaciones profundas: Cuando el terreno es blando o presenta baja capacidad portante a profundidades de asiento de menores a 3m para considerar el uso de cimentaciones superficiales, como alternativa se podría optar por cimentaciones profundas, como pilotes excavados o hincados, pozos de cimentación (caisson) o pilas. Estas cimentaciones transmiten la carga de la estructura a capas más profundas y más resistentes del suelo.
En conclusión, la tensión admisible del terreno es un parámetro de diseño que debe ser correctamente interpretado para las condiciones específicas presentes en el sitio de implantación y de esta manera lograr diseñar los sistemas de cimentación dentro de la seguridad y estabilidad requeridas. Realizar estrategias para el mejoramiento de la resistencia del suelo conduce a la construcción de estructuras seguras. Por tal razón, es fundamental realizar estudios geotécnicos formales para implementar un sistema de cimentaciones adecuados que garanticen la seguridad y durabilidad de nuestras construcciones.
¡Construye con seguridad!
