1PATOLOGA DE LAS

FUNDACIONES

Profesor: Ing. Daniel E. WeberJ.T.P.: Ing. Sebastin RomeroAyudante: T.C.N. Adrin San Martn

Cimentaciones U.T.N. Facultad Regional Santa Fe 2011

PATOLOGA DE LAS FUNDACIONES:Todos los edificios presentan fisuras. Producen inseguridad e inquietud a los usuarios.

Son fisuras o grietas que muestran diferentes configuraciones: verticales, inclinadas u horizontales.

Pueden ser estticas (muertas), que no se modifican con el tiempo o dinmicas (vivas) que cambian sus caractersticas permanentemente.Es muy grande la cantidad de fisuras que se pueden producir. Todas tienen sus causas, sus orgenes y especialmente todas se producen por alguna fuerza en especial.

Interpretarlas es una lectura necesaria para conocer el comportamiento de todo el edificio.

2PATOLOGA DE LAS FUNDACIONES:En general y especialmente en edificios livianos, las fisuras son provocadas por movimientos de suelos.

Estos movimientos producen patologas que se pueden clasificar en:

Directas: se producen en los elementos soportes de los edificios, en las fundaciones. No se observan por estar bajo tierra.Indirectas: se producen en las paredes o elementos estructurales del edificio y son provocadas por los movimientos del sistema suelo fundacin.

Es muy raro que sucedan lesiones directas en las fundaciones. Si el suelo no falla, las bases soportan las cargas con holgura, debido a que se dimensionan de manera conservadora.

Pero si el suelo es inestable y se mueve, el sistema suelo-cimiento-edificio muestra una gran cantidad de situaciones que provocan lesiones y fallas en los elementos del edificio.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Tienen diferentes orgenes; uno es por la interaccin de esfuerzos entre el suelo y las cargas del edificio y el otro es por el deterioro del hormign y corrosin de las armaduras.

Por flexin, rotura frgil:Es una rotura instantnea, sin previo aviso y por ello peligrosa. La armadura de la base est por debajo de la mnima reglamentaria ycuando pasa el hormign del Estado I (sin fisuras) al Estado II (fisurado), se trasladan los esfuerzos de traccin del hormign al acero, ste no tiene capacidad para soportarlo y se corta. Es una rotura idntica a la de las bases sin armar.

3LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Por flexin, rotura dctil:Es el caso de una base sub armada, que trabaja de manera adecuada en el Estado II pero que por excesivas deformaciones del acero, el hormign se fisura ms all de los lmites establecidos. Incluso puede ingresar en rotura de manera dctil, cuando el acero ingresa al perodo de fluencia.

Por flexin, por agotamiento del hormign:Se presenta en bases sobrearmadas, con fuertes cuantas de acero. Es el hormign que falla en la parte superior. Es una falla brusca con pocas deformaciones previas.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Por corte:

En general se presenta en bases rectangulares, donde el dimetro del cono de punzonado es superior al lado menor de la base. En estos casos es el corte que produce fisuracin o rotura.

Por punzonado:En bases esbeltas de baja altura, se forma el cono de rotura y se produce el efecto de punzonado.

4LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Por deficiencias de anclaje:Es una falla por deficiencias entre la adherencia del acero con el hormign. Las fundaciones tienen cargas reactivas muy fuertes lo que provoca aceleraciones grandes de los momentos flectores y las adherencias entre el hormign y el acero estn ms exigidas.Por fisuracin:Cuando el dimetro de las armaduras o la separacin entre ellas es muy grande, la fisuracin no est controlada y permitir que materias nocivas ingresen a la masa del hormign y afecten las armaduras.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Deterioro del Hormign:En la mayora de las construcciones, el hormign de las bases es de menor calidad que el resto de la estructura.Generalmente esto se da por una mala elaboracin inicial y la otra por deterioro frente a un medio agresivo.

Mala calidad inicial del Hormign:Algunos de los motivos de la mala calidad del hormign de las fundaciones son:

Falta de control e inspeccin durante el hormigonado.Excavaciones mal entibadas con desmoronamientos de tierra que se mezclan con la masa del hormign.

Presencia de agua por napas freticas muy altas.Dificultades para el traslado y ubicacin del hormign a ciertas profundidades.

5LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Deterioro por medios agresivos:El deterioro se inicia en el hormign y luego se traslada a las armaduras.Degradacin del Hormign:El hormign es un material de carcter bsico, con un PH 13, por ello es atacable por cidos con PH < 7: soluciones concentradas de cidos sulfricos, ntrico, clorhdrico, fluorhdrico, etc.El ataque debido a soluciones dbiles es ms lento, pero no menos importante.Las aguas cidas provienen, de corrientes contaminadas por industrias, tambin hay que tener en cuenta como aguas cidas las aguas de cloacas o de pozos negros.Se produce el ataque si bajo la accin bacteriana, el gas sulfhdrico, disuelto en el agua se transforma en cido sulfrico.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Deterioro por medios agresivos:Corrosin de las armaduras:Es la ms comn de todas las patologas. Porque cualquiera de los daos en el hormign, de manera individual o conjunta, puede provocar corrosin en el acero.El efecto que produce la corrosin en el hormign armado, es la perdida de resistencia mecnica del acero y rotura del hormign por expansin del xido.

Para reducir al mnimo el riesgo de corrosin se recomienda:Adecuado recubrimiento del acero. No menor a 3 cm.Hormign compactado mediante vibracin.

Dosificacin adecuada del hormign.

6LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Anormalidades en el sistema suelo - cimiento:Inestabilidad en los suelos limo arenosos:Los suelos limo arenosos a diferencia de las arcillas, son estables frente a las variaciones de humedad.El nico cuidado a tener es que por ser suelos no cohesivos, sueltos, las corrientes subterrneas los arrastran provocando socavaciones, incluso debajo de las fundaciones.Los suelos totalmente granulares no presentan asentamientos lentos en funcin del tiempo. El asentamiento es instantneo cuando se aplica la carga y no tiene importancia el nivel de la napa fretica.

Los granos a diferencia de las arcillas, estn en contacto entre s y pueden contener agua en los espacios vacos.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:El lavado del suelo, se provoca por alguna de las siguientes situaciones:

Terrenos con desniveles: se pueden producir socavaciones en la parte alta de los terrenos y generar canales subterrneos donde son arrastrados los finos.Prdidas de caeras de agua: las caeras de agua potable estnsometidas a presin, cualquier prdida provoca el lavado instantneo del suelo aledao.Roturas de caeras de cloacas: la combinacin ms desfavorable que se puede dar en los suelos limosos, es la prdida de una caera de agua y la rotura de una pluvial o cloaca. Estas ltimas, comoactan por gravedad, permiten en caso de rotura el ingreso de lquidos que arrastran partculas finas del suelo.

7LESIONES DE LOS CIMIENTOS:

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Anormalidades en el sistema suelo - cimiento:Inestabilidad en los suelos arcillosos:En los terrenos cohesivos saturados, las partculas estn rodeadas por agua y conforman un slido que puede resistir cargas instantneas con deformaciones elsticas.En estos terrenos gran parte de la carga es soportada en un primer momento por la presin del agua entre las partculas.Luego con el tiempo el agua se retira lentamente hacia suelos menos presionados, se produce una consolidacin y la carga se desplazaprogresivamente a la estructura granular que se va asentando.

Por ltimo se producen tambin movimientos por fluencia muy lenta de la estructura propia del suelo luego de mucho tiempo.

8LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Los tres tipos de asentamientos que se producen:

Instantneo, casi elstico de toda la estructura del suelo saturado, al aplicar las cargas.Por asentamiento del suelo al producirse un desplazamiento del agua entre las partculas.Por fluencia de las estructuras del suelo.

LESIONES DE LOS CIMIENTOS:Los asentamientos en los terrenos cohesivos son difciles de predecir, debido a la combinacin de situaciones.Es importante la permeabilidad y el espesor de las capas del terreno.Las arcillas, a diferencia de los limos, son suelos impermeables. Pueden absorber lentamente humedad, saturarse, pero no permiten el movimiento libre del agua en su masa. Son inestables porque modifican su volumen en funcin de la humedad.

9LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Edificios sobre suelos limo arenosos.La prdida de estabilidad de estos edificios es a causa de los huecos y socavaciones que se forman cuando son lavados por corrientes de agua. Las grietas se presentan de manera brusca. En estos casos no existe un lento cambio del sistema estable al inestable.Bajo un cimiento se inicia la socavacin y el sistema se mantiene estable hasta que se produce la rotura del suelo o del hormign y esto en forma inmediata se transforma en la aparicin de fisuras en las paredes, en los pisos, en dificultad de movimiento de las hojas de aberturas.Para prevenir accidentes mayores, el apuntalamiento y una rpidadeterminacin de las causas del movimiento son las acciones recomendables para este tipo de suelos.

LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Edificios sobre suelos arcillosos.Las diferentes patologas y sus causas, se deben a las modificaciones de humedad.

Motivos del cambio del contenido de humedad:Las arcillas modifican su volumen por cambio del contenido de humedad en su interior.

a) Humedad perdida por evaporacin o transpiracin:La exposicin directa de los suelos, sin veredas o pavimentos que los protejan hacen que pierdan humedad superficial.Los rboles le quitan humedad desde el interior profundo. En especial en primavera y verano.

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LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Edificios sobre suelos arcillosos.b) Humedad perdida por termo osmsis. La termo osmsis es el movimiento del agua de los suelos de zonas calientes a zonas ms fras. Si la vivienda se construye en terrenos vrgenes y sin vegetacin, los contenidos de humedad son bajos por efecto de evaporacin. Al cubrir un rea con la vivienda, estamos enfriando el suelo bajo ella y se provoca una lenta y gradual migracin de humedad.c) Humedad por fuerzas capilares de succin.La humedad se modifica en funcin de las fuerzas capilares que se generan en los suelos de partculas muy finas.

LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Edificios sobre suelos arcillosos.

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LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Fisuras y movimientos caractersticos:.1. Fisuras en las losas de cubierta o entrepiso por la modificacin de los sistemas de apoyos, se modifican las luces y varan los momentos flectores y los esfuerzos de corte.2. Por diferencia en sus rigideces y resistencias se forman grietas horizontales en la unin de las losas con las paredes internas.

3. Fisuras en diagonal en las paredes por esfuerzos de traccin generados por el alargamiento de una de las diagonales. Por traccin.

LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Fisuras y movimientos caractersticos:.4. Levantamiento de los cimientos internos. Por causa de la termo osmsis existe diferencia de contenido de humedad entre las partes internas y externas del edificio. Se levanta la zona central.5. Empuje lateral en cimientos perimetrales. La expansin de la arcilla es espacial, produce desplazamientos horizontales.6. Prdida de contacto en caras externas. Cuando existe una fuerte evaporacin por elevacin de temperatura externa o toma de humedad por la vegetacin o rboles cercanos.

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LESIONES EN LOS EDIFICIOS:Fisuras y movimientos caractersticos:.7. Grietas horizontales en paredes externas. El suelo se encoje y las paredes se quiebran horizontalmente separndose.

8. Separacin del piso de las paredes externas. Por las fuerzas de expansin, los cimientos se corren hacia fuera y se produce una grieta en la zona de zcalos, produciendo una separacin entre pisos, contrapisos y paredes.

DISTORSIONES LMITES:Los movimientos diferenciales de los asentamientos producen efectos que deben ser limitados. La manera que se identifican es mediante la relacin entre la diferencia de cota y la distancia entre puntos.

L / 600: lmite para estructuras reticuladas con diagonales.L / 500: lmite de seguridad para estructuras reticuladas en las que no se permiten fisuras.L / 300: comienzo de fisuras en tabiques y muros. Fisuracin importante en muros de hormign o ladrillos.L / 150: inadmisible.

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INFLUENCIA DE CARGAS EN EDIFICIOS VECINOS:El bulbo de presiones generado por las cargas de una zapata se extiende ms all de su proyeccin vertical.Con este concepto es conveniente plantear:El asentamiento de los suelos se produce tambin en reas adyacentes al de los edificios.

Los asentamientos de fundaciones muy prximas se influyen recprocamente. Cuando se construye un nuevo edificio al lado del otro ya existente, se altera todo el esquema de presiones en el suelo en toda un rea que abarca la zona del edificio nuevo y el viejo.

INFLUENCIA DE CARGAS EN EDIFICIOS VECINOS:En los edificios livianos, no son las cargas las que provocan movimientos o lesiones en las construcciones. Por lo general lasfisuras son generadas por defectos o fallas en el diseo de las fundaciones y sistemas constructivos.a) Quiebre del bulbo de presiones existente por las nuevas excavaciones.b) Corte en las paredes o estructuras existentes para alojar columnas o vigas.c) Cambio del contenido de humedad por exposicin del suelo a la intemperie.d) Cunetas o desages por canales provisorios que producen erosin en los suelos arenosos muy finos.

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IDENTIFICACIN DE LAS FISURAS SEGN LOS ESFUERZOS:Fisuras por traccin simple: son perpendiculares a la direccin del esfuerzo.

Fisuras por compresin simple: son paralelas a la direccin del esfuerzoFisuras por flexin simple o por corte en flexin:

Fisuras por retraccin hidrulica o por retraccin trmica:

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