Ejemplo de un Terraplén sobre Terreno Blando.

La Fig. 1.6 muestra un terraplén de 10 m de altura colocado sobre una capa de suelo blando de 960 m de espesor. La idea original era colocar sobre dicha zona un depósito de 15 m de diámetro y 17 m de altura, tal como se representa con línea de trazos en la figura. Si se hubiera colocado el depósito sobre el terreno blando, sin una cimentación especial, se habría producido un asentamiento superior a 1.50 m. Aunque un depósito metálico es una estructura flexible, un asentamiento de 1.50 m es demasiado grande para que sea admisible.

Los estudios geotécnicos realizados mostraron que una solución muy económica para el problema de la cimentación del depósito consistía en construir un terraplén, en el emplazamiento previsto, para consolidar el terreno blando, eliminando posteriormente el terraplén y colocando por último el depósito sobre el terreno consolidado. Esta técnica es lo que se denomina preda.rga o sobrecarga previa.

Como la precarga debía eliminarse justo antes de la construcción del depósito, situando la cimentación del mismo a la cota adecuada, la magnitud del asentamiento de la precarga no tenía gran importancia.

Unicamente debía prestarse atención especial a que el terraplén no fuera tan alto que pudiera producirse una falla o rotura* por deslizamiento del terreno. Si el terraplén hubiera producido esfuerzos tangenciales o cortantes en el terreno, superiores a la resistencia al corte del mismo, se habría producido un hundimiento por deslizaniiento Esta rotura la habrían acompañado grandes movimientos del terreno, probablemente, con una gran perturbación del terreno blando y posibles daños a los depósitos próximos. Entre las cuestiones a tener en cuenta para esta obra pueden citarse:

1. Qué altura podría alcanzar el terraplén?
2. ¿Con qué rapidez se podría construir el mismo?
3. ¿Cuáles serían los taludes mínimos del terraplén?
4. ¿Podría colocarse el terraplén sin emplear métodos especiales para contener o drenar el terreno blando?
5. ¿Cuánto se asentaría el terraplén?
6. ¿Durante cuánto tiempo debería dejarse el terraplén con objeto de que el terreno se consolidara lo suficiente para permitir la construcción y buen funcionasniento del depósito?

Fig. 1.6  Terraplén sobre un suelo blando.



Ejemplo de Cimentación por Pilotes.

La Fig. 1.5 muestra el Centro de Materiales de M.I.T., con cimentación profunda sobre pilotes. El terreno de la zona es semejante al del Centro de Estudiantes, con la importante excepción de que, en este caso, existe muy poca o ninguna arena y grava. La carga total del edificio es de 28,000 ton, compuesta por un peso muerto de 16,000 ton, y una sobrecarga de servicio de 12,000 ton. El peso muerto del Centro de Materiales es menor que el del Centro de Estudiantes, principalmente debido a que el primero está construido con materiales más ligeros mientras que la sobrecarga de servicio es mayor, por efecto de la pesada maquinaria que alberga. Las tres razones principales por las cuales el Centro de Materiales se cimentó sobre pilotes apoyados en el terreno firme, en Jugar de recurrir a una cimentación flotante, fueron:

1. La función a que estaba destinado el Centro de Materiales era tal, que no resultaba aconsejable que la planta baja quedara por debajo de la superficie del terreno.
2. No existía prácticamente arena y grava sobre la cual colocar la placa.
3. Los múltiples servicios subterráneos, en especial un gran túnel de vapor que atravesaba la zona, habrían hecho la construcción de la placa cara y difícil.

Fig. 1.5 Edificio con cimentación profunda por pilotes.

La cimentación elegida estaba formada por 537 pilotes, cada uno de ellos con una capacidad de carga de 70 ton. Los pilotes se construyeron perforando un taladro de longitud aproximadamente igual a los 3/4 de la altura comprendida desde la superficie del terreno hasta el suelo firme; se colocó una camisa o tubo de acero de 32 cm de diámetro en el taladro perforado hincándolo hasta el terreno firme, y a continuación se rellenó dicho tubo con concreto. (El extremo del tubo se cerró con una placa de acero con el fin de evitar la entrada de tierra). Un pilote de este tipo se denomina pilote de punta (Su punta es la que le sirve de base de apoyo; descansa sobre terreno firme, en oposición al pilote de fricción o flotante que moviliza la capacidad sustentante del terreno a lo largo de una gran parte de su fuste) y también pilote colado ¡ti situ (en oposición a un pilote prefabricado e hincado posteriormente). Se extrajo tierra, con ayuda de una sonda helicoidal, en las 3/4 partes de la longitud del pilote, con el fin de reducir el aumento neto de volumen, bajo la superficie del terreno, por efecto de la introducción de los pilotes. Si no se hubiera realizado esta perforación previa, la superficie del terreno en la zona edificada habría ascendido aproximadamente 030 m debido al volumen de los 537 pilotes. Esta elevación habría sido inadmisible debido a que habría levantado pilotes ya colocados, resultando peligrosa por la posible perturbación de la cúpula que aparece en segundo piano en la Fig. 1.5.

Entre las cuestiones con que se enfrenta el ingeniero en el proyecto y construcción de una cimentación por pilotes están:

1.
¿Qué tipo de pilote debe emplearse?
2. ¿Cuál es la carga máxima admisible por pilote?
3. ¿Con qué separación deben colocarse los pilotes?
4. ¿Qué método de colocación debe utilizarse?
5. ¿Qué variación respecto a la vertical puede permitir- se en un pilote?
6. ¿Cuál es la secuencia óptima en la colocación de pilotes?
7. ¿Tendría el hincado de pilotes alguna influencia sobre estructuras adyacentes?

Ejemplo de Cimentación Superficial.

La Fig. 1.4 muestra el Centro de Estudiantes del M.I.T. qué tiene una cimentación superficial formada por una placa continua bajo todo el edificio. Es lo que se denomina una cimentación por placa o por loza corrida. El terreno de la zona está formado por los siguientes estratos, comenzando desde la superficie hacia abajo: una capa de 50 m de un relleno blando y limo orgánico; una capa de 6 m de arena y grava; 22.50 m de ardua blanda; y finalmente, un suelo firme y roca. El peso del edificio vacío (denominado peso muerto) es de 32,000 ton. El peso del mobiliario, personas, libros, etc. (la llamada sobrecarga de servicio o carga viva) es de 5,000 ton. Si se hubiera construido este edificio con su carga total de 37,000 ton sobre la superficie del terreno, se habría producido un asentamiento de aproximadamente 0.30 m debido a la consolidación del terreno blando superior. Un asentamiento de esta magnitud habría dallado la estructura. La solución de este problema de cimentación fue cimentar el edificio en una excavación abierta en el terreno. El peso del terreno excavado fue de 29,000 ton, de forma que la carga neta aplicada por el edificio al terreno fue de sólo 8,000 ton. Por este sistema el asentamiento estimado del edificio fue de 5-8 cm, valor que puede tolerarse.
Este método de reducir la carga neta eliminando parte del terreno se denomina compensación de cargas o flotación. Cuando la carga del edificio se compensa en parte por el terreno excavado, la técnica se denomina de flotación parcial; cuando se compensa totalmente el peso se habla de flotación total La cimentación flotante de una estructura se basa en el mismo principio que la flotación de un barco. El barco desplaza un peso de agua igual al suyo propio, de modo que las presiones en el agua a una cierta profundidad bajo el barco son las mismas, independientemente de la presencia de éste. Como el edificio de la Fig. 1.4 tiene un peso específico medio aproximadamente igual a la mitad del agua, y el peso específico del terreno excavado es aproximadamente doble que el agua, el edificio debería enterrarse aproximadamente la cuarta parte de su altura total para obtener una compensación o flotación completa.



Fig. 1.4 Edificio con cimentación superficial por placa.

En este caso particular, el ingeniero hubo de estudiar la economía relativa de esta cimentación superficial especial, respecto a una cimentación profunda por pilotes o cajones. Después de llegar a la conclusión de que era preferible la cimentación superficial, debió responder a cuestiones como las siguientes:

1. ¿A qué profundidad debería cimentarse el edificio en el terreno?
2. ¿Habría que proteger la excavación mediante un muro o pantalla durante la construcción, para evitar la penetración o desprendimiento del terreno?
3. ¿Sería necesario abatir el nivel freático (drenaje) para excavar y construir la cimentación? y, en caso afirmativo, ¿qué métodos deberían emplearse para ello?
4. ¿Habrá peligro de daños a los edificios adyacentes? (En capítulos posteriores se demostrará que el descenso del nivel freático bajo un edificio puede ocasionar asentamientos considerables. Resulta por ello, muy importante la cuestión de cómo y durante cuánto tiempo puede hacerse descender el nivel freático).
5. ¿Cuánto se asentaría el edificio terminado? ¿Sería uniforme este asentamiento?
6. ¿Qué esfuerzos y distribución de los mismos deberían considerarse para el proyecto de la placa de cimentación?


Proyecto de un Sistema de Cimentación.

Prácticamente todas las estructuras de ingeniería civil, edificios, puentes, carreteras, túneles, muros, torres, canales o presas, deben cimentarse sobre la superficie de la tierra o dentro de ella. Para que una estructura se comporte satisfactoriamente debe poseer una cimentación adecuada.

Cuando el terreno firme está próximo a la superficie, una forma viable de transmitir al terreno las cargas concentradas de los muros o pilares de un edificio es mediante zaparas, como se ilustra en la figura 1.1. Un sistema de zapatas se denomina cimentación superficial. Antiguamente, se empleaban, como zapatas, entramados de madera o metal, capas de grava, etc., aunque actualmente las zapatas son, casi sin excepción, de concreto armado (*).



Fig. 1.1 Edificio con cimentación superficial por zapatas.

*En españa y otros países es más familiar el término hormigón (N.T.)ç

Fig. 1.2 Edificio cimentado sobre pilotes.

El problema de proyectar con éxito una cimentación es mucho más amplio que la simple fijación de tamaños para las zapatas o la elección del número correcto y el tamaño de los pilotes.

En muchos casos, el costo de la cimentación de un edificio se puede reducir mucho, aplicando al suelo ciertos tratamientos. Por otro lado, algunas estructuras como los depósitos de acero, pueden cimentarse directamente sobre un relleno de suelo especialmente tratado, sin necesidad de recurrir a elementos estructurales. Así pues, la palabra cimentación se refiere tanto al terreno situado bajo la estructura como a cualquier elemento que sirva para transmitir las cargas; es decir, cimentación es todo aquello cuyo comportamiento estudia el ingeniero con el fin de proporcionar un apoyo satisfactorio y económico a una estructura. De hecho, la palabra cimentación se emplea para describir el material que soporta cualquier tipo de estructura como un edificio, presa, terraplén de carretera o aeropista. En el lenguaje moderno, el térnino cimentación superficial se emplea para describir un sistema constructivo en el que las cargas de la estructura se transmiten directamente al terreno situado bajo la misma, y el de cimentación profunda se aplica a aquellos casos en los que se emplean pilotes, cajones o pilas para transmitir las cargas a un terreno firme situado a cierta profundidad.

En el proyecto de cualquier sistema de cimentación, el problema fundamental es evitar que se produzcan asentamientos suficientemente grandes para dañar la estructura o dificultar sus funciones. La magnitud del asentamiento permisible depende del tamaño, tipo y utilización de la estructura, tipo de cimentación, causa de los asentamientos en el terreno y emplazamiento de la estructura. En la mayoría de los casos, el asentamiento crítico no es el total sino más bien el diferencial o movimiento relativo de dos partes de la estructura.

En la mayoría de las zonas urbanas de los Estados Unidos y Europa Occidental, los propietarios de edificios rehusan aceptar asentamientos superiores a algunos centímetros ya que pueden producirse grietas de aspecto poco agradable, si los asentamientos son mayores Por ejemplo, la experiencia ha demostrado que asentamientos superiores a unos 12 cm han producido el agrietamiento de los muros de ladrillo y mampostería de los edificios situados en los terrenos del M.I.T.

Sm embargo, cuando las condiciones del terreno son muy malas, los propietarios aceptan algunas veces asentamientos importantes y el agrietamiento consecuente, con el fin de evitar los costos notablemente superiores de las cimentaciones profundas respecto a las superficiales. Por ejemplo, en fa línea costera de la ciudad de Santos, en Brasil, se cimientan, directamente sobre suelo blando, edificios de apartamentos de 15 pisos. Asentamientos hasta de 30 cm son frecuentes. Se aprecian grietas en tales edificios, pero la mayoría de ellos permanecen habitados.

Quizás el caso más clásico de malas condiciones de cimentación sea el de la ciudad de México. En ésta, por ejemplo, el edificio del Palacio de Bellas Artes, que aparece en la Fig. 1.3, se mantiene en servicio aunque se ha hundido 360 ni respecto al terreno circundante. Los visitantes, que antiguamente tenían que subir las escaleras hasta la planta baja, deben bajadas ahora hasta la misma, debido a los grandes asentamientos.

En estructuras que no son de edificación, con frecuencia se suelen tolerar asentamientos importantes. Asentamientos superiores a 0.50 m son bastante habituales en el caso de estructuras flexibles, como depósitos de almacenamiento y terraplenes. Por otra parte, asentamientos de sólo 0.02 cm pueden ser inadmisibles, en el caso de cimentaciones para estaciones de radar y aceleradores inicie ares.

Fig. 1.3. Palacio de las Bellas Artes, ciudad de México. El asentamiento diferencial de 2 m entre la calle y el edificio de la derecha hizo preciso construir una escalinata a la que se iban añadiendo peldaños según progresaban los asentamientos. El hundimiento general de esta parte de la ciudad es de 7 m.

Problemas Planteados por el Terreno en la Ingeniería Civil.

En su trabajo práctico el ingeniero civil ha de enfrentarse con muy diversos e importantes problemas planteados por el terreno. El terreno le sirve de cimentación para soportar estructuras y terraplenes; emplea el suelo como material de construcción; debe proyectar estructuras para la retención o sostenimiento del terreno en excavaciones y cavidades subterráneas y el suelo interviene en gran número de problemas particulares. Este capitulo describe la naturaleza y el alcance de estos problemas de ingeniería, junto con algunos de los términos que emplea el ingeniero para describirlos y resolverlos. Se incluyen algunos casos reales para aclarar el tipo de cuestiones que un ingeniero debe atender, al trabajar con suelos.

Cuando el terreno firme no está próximo a la superficie, un sistema habitual para transmitir el peso de una estructura al terreno es mediante elementos verticales como pilotes (Fig. 1.2), cajones, o pilas. Estos términos no tienen una clara definición que los distinga unos de otros. En general los cajones y pilas son de mayor diámetro que los pilotes y requieren una técnica particular de excavación, mientras que los pilotes se suelen hincar por golpeo. El peso del edificio se transmite a través del suelo blando hasta una base firme que está debajo, sin que prácticamente ninguna parte de la carga del edificio descanse sobre el terreno blando.

Fig. 1.2 Edificio Cimentado sobre pilotes.


Cimentaciones en Zonas de Subsidencia.

La subsidencia es un asentamiento del terreno a gran escala, creándose cubetas de centenares de metros o incluso kilómetros.

Su origen suele deberse a actividades humanas como la minería, la ejecución de túneles u obras subterráneas, la extracción de agua o petróleo, etc. Un caso clásico es la ciudad de México.

Ante este problema no valen las soluciones convencionales ya que el foco de los movimientos está muy profundo y el terreno asienta de forma desigual, marcándose en superficie acusadas curvaturas e inflexiones. La situación suele agravarse por el carácter evolutivo de las cavidades mineras.

En el caso de cavidades a poca profundidad puede pensarse en rellenarlas con hormigón o morteros inyectados, o bien apoyar por debajo de las mismas mediante pilotes. Sin embargo, en la mayor parte de los casos no es posible alcanzar un estrato estable por lo que se recurre a sistemas de construcción flexibles o, más raramente, se preveen dispositivos para corregir mediante gatos los movimientos de la cimentación.

Sin entrar en los citados sistemas, relativamente sofisticados, merece mencionarse el desarrollo en Inglaterra desde 1956 por el Consortium of Local Authorities Special Programme (CLASP). La cimentación consiste en una losa de base lisa (apoyada sobre polietileno) para permitir el deslizamiento horizontal del terreno. En la superestructura se emplean materiales ligeros para reducir peso. Los pórticos van articulados, salvo los contravientos, y los forjados actúan como diafragmas horizontales con posibilidad de flexión. Cerramientos, tabiques y acristalados están montados con juntas flexibles para permitir un cierto grado de distorsión, las escaleras van articuladas, etc.

Cimentaciones en Zonas Sísmicas.

Los efectos de un terremoto sobre un edificio dependen, además de su concepción estructural, de la forma en que las ondas sísmicas se transmitan al mismo a través del terreno y de su cimentación.

La transmisión hasta un edificio de las ondas generadas en el epicentro de un terremoto es un fenómeno muy complejo en el que interviene la deformabilidad dinámica del terreno (las ondas se amortiguan antes en suelos flojos, rocas blandas, etc.) los espesores de recubrimiento del substrato rocoso, los accidentes geológicos, etc. Ello hace que en una misma ciudad, un seísmo afecte de forma muy desigual de unos barrios a otros y sólo en zonas de gran sismicidad (San Francisco, México, etc.) se dispone de mapas urbanos de riesgo potencial. En los demás casos hay que contentarse con estimaciones o normas generales.

En un caso concreto el problema consiste en prever la forma en que las vibraciones del substrato se transmiten al edificio a través de su cimentación, diseñando ésta para que los efectos sean lo menos perjudiciales posibles.

En general, las cimentaciones muy rigidizadas mediante riostras de tamaño adecuado o mediante losa, hacen que todo el edificio deba moverse en la misma fase con lo que Los movimientos diferenciales quedan muy atenuados.

Así, en La norma sismorresistente española PDS-l (1974) se obliga a arriostrar las zapatas en la zona sísmica primera, resultando en cualquier caso el coeficiente sísmico para losas menor que el de zapatas. Las mismas prescripciones aparecen prácticamente en toda la normativa mundial.

Respecto al comportamiento sísmico de edificios con cimentaciones profundas, existen opiniones contradictorias entre las normativas. Así, en toda la normativa europea salvo la alemana, y en la japonesa y americana, el coeficiente sísmico es algo menor, para e! caso de cimentación profunda que en el de cimentación superficial, mientras que en la norma alemana (DIN-4149) el coeficiente sísmico es el doble en el caso de construcción por pilotes (0, 10) que en el de cimentación superficial (0,05).

Por Otro lado, e independientemente del valor que se adopte del coeficiente sísmico, la cimentación profunda hace que el edificio se comporte como si tuviera una altura mayor, elevando también el centro de gravedad de las masas, con lo que el mecanismo equivalente está menos coaccionado frente a movimientos oscilatorios; esto es, para aceleraciones o velocidades de! mismo orden, las fuerzas sísmicas sehan menores en el caso de pilotes que en el de cimentación superficial.

En cualquier caso, y considerando estos factores, la sismicidad de una zona no obliga a elegir una determinada tipología de cimentación, y solamente hará necesario aumentar el arriostramiento entre los distintos elementos de apoyo, con lo que resultarán más adecuadas las cimentaciones que por su naturaleza supongan un alto grado de arriostramiento (losa y zapatas corridas) frente a las de menor arriostramiento (pilotes y zapatas aisladas).

Terrenos problemáticos para Cimentaciones.

Existen diversos tipos de terrenos en los que las soluciones tradicionales no son válidas o requieren determinadas adaptaciones. En ellos suele ser necesario realizar estudios detallados, generalmente con auxilio de especialistas. Pueden citarse al respecto:

a) Suelos con materia orgánica
Se distinguen por la presencia de materiales fibrosos o esponjosos (turbas), raíces, hojas y restos vegetales, etc., olor a pudrición orgánica, elevada humedad y coloración negruzca o grisácea. Se encuentran en zonas pantanosas y lacustres, antiguas albuferas y estuarios, meandros abandonados de ríos, marismas, etc.
Pueden ser de naturaleza limosa. arcillosa o incluso arenosa. Bajo carga dan lugar a asientos importantes con el tiempo. por descomposición de la materia orgánica, consolidación y colapso.

Normalmente deben adoptarse precauciones cuando el contenido en materia orgánica (según UNE-7368) supera el 10% en la zona de influencia de la cimentación y emplear soluciones especiales de cimentación por encima dci 20%.
Los efectos son más graves cuando el terreno orgánico está bajo el nivel freático o en la zona de oscilación del mismo.

Estos suelos suelen encontrarse en las antiguas albuferas de Levante (la mayor
parte ahora cubiertas), en las marismas de Huelva y en los estuarios de ríos del Cantábrico. También en lagunas o zonas pantanosas interiores desecadas.

No es aconsejable cimentar sobre ellos, pues la descomposición de la materia orgánica da lugar a asientos. Además suele tratarse de terrenos flojos y poco resistentes. Es necesario, por tanto, substituirlos o atravesarlos con cimentaciones profundas.

b) Suelos cola psables
Son suelos de estructura floja en razón de su forma de deposición. Es el caso de los limos yesífcros. los suelos eólicos (dunas antiguas). el loess (partículas de limo unidas por puentes de carbonatos), acumulaciones de cenizas volcánicas, etc. En estado seco son estables y resistentes pero al saturarse. o por efecto de las vibraciones sufren asientos importantes y repentinos. Estos suelos son característicos de regiones áridas, con niveles freáticos muy profundos. Se encuentran en el Valle del Ebro (Zona Tarazona-Mequinenza), Valle medio y bajo del Záncara. Canarias, etc.

Los sondeos con agua pueden alterar totalmente su estructura, por lo que son preferibles catas o prospecciones en seco. Una excesiva facilidad de perforación. en suelos de naturaleza no arcillosa, puede indicar un terreno colapsable.

Cuando no se disponga de una identificación geológica directa, pueden resultar indicativos los aspectos siguientes:

—Aspecto limoso, con pequeñas oquedades, huecos de raíces, etc., o granos de arena unidos puntualmente por elementos cementantes de coloración diversa que pueden ser arrastrados por el agua (yeso. carbonatos, etc.).

—Muy bajo peso específico seco (generalmente menor de 1,4 t/m3).

—En el caso de arenas, un índice de compacidad muy bajo (ID < 0,5) o una resistencia a la penetración estándar menor de N = 10. 

—Si el suelo tiene plasticidad existe riesgo de colapso si


—Se tallan dos terrones iguales de suelo (V = 8 cm3) y a uno de ellos se le añade agua, moldeándolo en la mano hasta formar una bola húmeda y plástica. El suelo puede ser colapsable si el volumen de esta bola es del orden deL 30% o menor que el del terrón dejado como referencia.

—Un cilindro de suelo de altura H0 se coloca en un edómetro (o un recipiente comparable) bajo una presión de 2 Kp/cm2. inundándolo a continuación con agua y dejándolo asentar 24 horas. Si el asiento
producido es superior al 5% de H0), existe el riesgo de colapso.

c) Suelos expansivos
Son materiales arcillosos preconsolidados con apreciables cambios de volumen por variaciones de humedad. Los efectos son más importantes en climas secos y áridos y cuanto más Ligero sea el edificio. En época seca se forman grandes grietas en el terreno siguiendo un motivo hexagonal, mientras que en época de lluvias se adhieren al calzado y forman barros muy pegajosos. En general presentan coloración gris verdosa, marrón rojiza o amarillenta, pero el color por sí solo no es un carácter distintivo.

Debe sospecharse la expansividad o retracción de las arcillas cuando:

—EL terreno sea muy duro de excavar y en él aparezcan fisuras, lisos o planos de aspecto jabonoso.

—Las excavaciones expuestas al sol se degradan rápidamente, agrietándose y desprendiéndose terrones de forma cúbica.

—Existan grietas en la superficie del terreno en tiempo seco.

—Se aprecien grietas en muros, tapias o edificios de una planta.

—Los taludes naturales presenten deslizamientos superficiales o reptaciones.

—El límite líquido sea   >= 60 e IP >= 35, con más del 85% pasando por el tamiz n.° 200.

—Los anilisis mineralógicos indiquen la presencia de montmorillonita o haloysita.

A pesar (le estas indicaciones resulta muy difícil calibrar el grado de expansividad del terreno por lo que debe recurrirse a detallados ensayos de laboratorio (presión de hiiiclnimieno. hinchamiento libre, doble edórnetro. relaciones succión-hume dad, etc.).

Desarrollan expansividad apreciable los depósitos miocenos del Sur de Madrid, hasta Illescas; grandes áreas de Andalucía: Area Jaén-Mancha Real. Arco Sevilla- Huelva, Corredor Tabernas-Vera y Campo de Níjar en Almería, la Campiña de Córdoba, las arcillas del Aljibe (Málaga-Cádiz), etc. Otras áreas significativas son: el Campo de Calatrava (Ciudad Real), el Somontano de Huesca, el Bajo Jiloca. etc.

El tipo de cimentación depende del grado de expansividad del terreno y del tipo de edificio, existiendo una extensa problemática que ha sido tratada en otro lugar (1).

d) Terrenos kársticos.
En formaciones calizas o yesíferas pueden existir problemas de disolución, con formación de huecos más o menos grandes que pueden hundirse bruscamente afectando a las edificaciones cimentadas sobre ellas.
Estos fenómenos suelen estar ya indicados en los antecedentes geológicos de las zonas con problemas. Suele ser necesario realizar campañas de prospección muy especializadas (fotogeología. gravimetría, trazadores, etc.) ya que el carácter errático de las oquedades hace poco útil una investigación convencional.
Son típicas las formaciones calizas de las Cordilleras Ibérica y Cantábrica, debiendo sospecharse este riesgo cuando existen en el entorno cuevas prehistóricas, estalactitas, etc.

Los yesos suelen presentar karstificaciones en las partes centrales de las cuencas sedimentarias correspondientes. siendo típicos estos fenómenos en formaciones miocenas de las provincias de Madrid, Toledo, Valladolid, Cuenca, Zaragoza. etc.

Independientemente de la valiosa experiencia local, pueden sospecharse estos problemas cuando:

—Existen en el terreno zonas hundidas con ftrrmi de embudo o pozo cegado (dolinas).

—Desaparecen en el terreno las aguas de fuentes o cursos de agua naturales o artificiales.

—En los sondeos en roca se pierde el agua de perforación o el tren de perforación desciende a veces con excesiva rapidez.

—Los testigos extraídos muestran huellas de disolución, cavidades, zonas rellenas de arcilla, etc.

El reconocimiento de estos terrenos es muy difícil y en el caso de cargas fuertes puede requerir investigaciones puntuales bajo cada zapata. Otras veces se 0pta por atravesar la zona karstificada con cimentaciones profundas.

e) Rellenos
Debe sospecharse la existencia de rellenos importantes cuando:

—Los ensayos de penetración dan valores muy bajos. eventualmente alternando con otros elevados, alcanzándose el rechazo a profundidades muy diferentes en distancias cortas.

—Los testigos de sondeos o las catas muestran restos de cascotes, ladrillos. tierra vegetal, etc.

—La columna de sondeo es relativamente homogénea pero con una parte superior más floja que el resto.

Es importante conocer los usos y la topografía anterior del solar en previsión de los movimientos de tierras vertidos, etc., que hayan podido producirse.

No son aconsejables para cimentar por su elevada compresibilidad, generalmente muy errática. Deben eliminarse o atravesarlos con pozos o pilotes.

f) Laderas inestables
Exigen una fijación previa a cualquier obra de cimentación. En casos especiales puede cimcntarse bajo la zona deslizante adoptando medidas para que ésta no transmita empujes a las partes enterradas de los edificios.

Debe sospecharse la existencia de movimientos de ladera cuando:

—Se aprecian grietas u ondulaciones en el terreno.

—Los troncos de los árboles presenten concavidad hacia la parte superior del talud.

—Se observen cambios de coloración o fallos en la vegetación o existan edificaciones con problemas.

En estos casos la prospección debe dirigirse en principio al análisis de los factores de inestabilidad va que su corrección es previa a cualquier operación constructiva.

Habitualmente estos fenómenos están asociados a materiales limo-arcillosos o margosos en áreas de pluviometría media u alta o a suelos residuales y rocas alterables en zonas de relieve movido.

En otros casos los problemas se derivan de condición especiales existentes en el terreno. Tal es el caso de:
a) Terrenos agresivos al hormigón. Son aquellos en los que existe un porcentaje apreciable de sales o elementos nocivos para el hormigón de las cimentaciones. Entre ellos destacan los sulfatos y el magnesio.
 

Los efectos de estas condiciones agresivas dependen de La existencia de agua, de su presión y de la permeabilidad del terreno, así como de las dimensiones expuestas de la cimentación y de la calidad del hormigón empleado.

Actualmente el problema se soluciona con relativa facilidad mediante el empleo de cementos especiales. Sin embargo, en determinados casos de agresividad de origen industrial (ácidos fuertes) no es suficiente con variar el tipo de cemento, debiendo recurrirse a proteger las cimentaciones con revestimientos especiales (metálicos, cerámicos antiácido, plásticos, etc.)
 

b) Efectos térmicos
Son Los derivados de agentes exteriores como la helada, o del propio edificio como instalaciones de calefacción o refrigeración deficientemente aisladas.
 

En el primer caso se consigue la adecuada protección con una profundidad suficiente de las cimentaciones bajo la superficie, que para las zonas más criticas de nuestro país puede estimarse en 1,20 m. Los terrenos limosos son los más susceptibles a la helada, seguidos de las arcillas y en último lugar las arenas y gravas.
 

Los problemas derivados de las instalaciones del propio edificio deben tratarse en origen, disponiendo el aislamiento adecuado. Especialmente típicos son los hinchamientos por congelación del terreno bajo almacenes frigoríficos y la retracción producida por hornos en funcionamiento durante largo tiempo.