Cimentaciones

LA MECÁNICA DE SUELOS Y LAS CIMENTACIONES

EN LAS CONSTRUCCIONES INDUSTRIALES

Introducción

En estos apuntes se trata el suelo y el terreno como un elemento básico que participa

de las construcciones en general, y que desarrollaremos especialmente aplicado a las

Construcciones Industriales.

El suelo o terreno desde la selección de la implantación de la Industria hasta como

soporte del Edificio industrial juega un papel determinante, bien como elemento

estructural-soporte de lo que se le coloca encima, bien como material aprovechable para

terraplenes y/o rellenos, bien incluso como material de construcción en diques, presas u

otras obras de tierras comunes en nuestras Obras Industriales.

Luego es menester analizar el suelo, según el uso y/o empleo que del mismo

hagamos en nuestra Obra.

A) Como lugar de Implantación de la Industria

El análisis de las características del suelo y/o terreno como lugar de

implantación de un Complejos Industrial lo desarrollamos en la UD4 de

estas Notas de Clases, y tiene como vertientes principales las topográficas,

edafológicas, geológicas e hidrogeológicas.

B) Como elemento soporte de las cimentaciones

El análisis de las particularidades del suelo o terreno como elemento soporte

de las diferentes tipos de cimentaciones de las Obras Industriales, es un

estudio particularizado de su estructura y componentes físico-químicos y el

comportamiento de estos ante las cimentaciones superficiales, profundas,

con cargas estáticas o dinámicas aplicadas sobre el mismo.

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C) Como elemento estructural

En toda obra de tierras y en especial en las de carácter industrial se realizan

rellenos (terraplenes o pedraplenes); se hacen obras de sostenimiento o

contención; se realizan excavaciones superficiales y subterráneas; se crean

infraestructuras para las obras viales, propias o inducidas de la industria y en

todas ellas el suelo o terreno juega un papel como elemento estructural.

D) Como producto

Es una manera de ver el suelo o terreno como material de

construcción. De las Canteras de Prestamos o de las Canteras de Grava o

Piedras nos abastecemos de los materiales fundamentales para nuestras

Obras. Minas a cielo abiertas o subterráneas nos proporcionan de estos

importantes componentes de la construcción industrial.

E) Como Acuífero

El suelo o terreno, es nuestra gran reserva de agua y en muchas

ocasiones le mantenemos como grandes reservas acuíferas subterráneas o

superficiales.

De todo ello se desprende que el suelo o terreno, no es sólo un elemento portante o

de soporte de las construcciones sino que participa y aporta innumerables elementos

aprovechables.

En este Capítulo, nos encargaremos fundamentalmente del suelo o terreno como

elemento portante de las cimentaciones de las Construcciones Industriales.

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EL SUELO COMO ELEMENTO PORTANTE DE LAS CIMENTACIONES

Las cargas que transmite la cimentación a las capas del terreno causan tensiones y

por tanto, deformaciones en la capa del terreno soporte. Como en todos los materiales, la

deformación depende de la tensión y de las propiedades del terreno soporte. Estas

deformaciones tienen lugar siempre y su suma produce asientos de las superficies de

contacto entre la cimentación y el terreno.

La conducta del terreno bajo tensión está afectada por su densidad y por las

proporciones relativas de agua y aire que llenan sus huecos. Estas propiedades varían con el

tiempo y dependen en cierto modo de otros muchos factores.

* Variación del volumen de huecos como consecuencia de la compactación del

terreno.

* Variación del volumen de huecos como consecuencia del dezplazamiento de

las partículas.

* Variación del volumen de huecos como consecuencia de la deformación de

las partículas del terreno.

Los cimientos constituyen los

subsistemas de cualquier edificación que

transmiten directamente las cargas de esta

hacia el suelo o terreno; su función es

distribuir las cargas del edificio,

dispersándolas en el suelo adyacente, de

modo que éste y los materiales que los

sostienen tengan suficiente fuerza y rigidez

para soportarlas sin sufrir deformaciones

excesivas.

Debido a las interacciones de suelos

y cimientos, las características de los suelo

o terrenos sobre los que se construye

influyen de modo determinante en la

selección del tipo y tamaño de los

cimientos usados; estos últimos a su vez,

afectan significativamente el diseño de la superestructura, el tiempo de construcción del

edificio y, en consecuencia, los costos de la obra.

Por tanto, para lograr una edificación segura y económica es fundamental disponer

de cierto conocimiento de la mecánica de suelos y del diseño de cimentaciones.

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El estudio de los suelos, sus propiedades, y comportamiento, desde el punto de vista

de la ingeniería civil, es el campo de la Mecánica de Suelos. En el presente capítulo se

estudia la aplicación de la mecánica de suelo al diseño y la construcción de cimentaciones

para edificaciones industriales.

Propiedades Físicas de los suelos o terrenos

Los geólogos definen los suelos o terrenos como rocas alteradas, mientras que los

ingenieros prefieren definirlos como el material que sostiene o carga el edificio por su base.

Los materiales que están presentes en los suelos naturales se clasifican en cuatro

tipos:

- arenas y grava,

- limos,

- arcillas

- materia orgánica.

Las arenas y grava son materiales

granulares no plásticos.

Las arcillas, se componen de partículas mucho más pequeñas, exhiben propiedades

de plasticidad y son muy cohesivas.

Los limos son materiales intermedios en el tamaño de sus partículas y se comportan,

de modo típico, como materiales granulares, aunque pueden ser algo plásticos.

La materia orgánica consta principalmente de desechos

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