2.1) REALIDAD PROBLEMÁTICA:

2.1.1) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

Los principales peligros que amenazan el sector Linderos de la ciudad de Jaén, están relacionados con los fenómenos de origen geográfico y climático, debido a la expansibilidad de su suelo ante la presencia de limos inorgánicos, con tendencia de incrementar su volumen por la presencia de humedad causando daños en la edificaciones, que sumado a los deficientes procesos constructivos, fragilidad de las viviendas, falta de un sistema de drenaje pluvial y a que las familias no cuentan con los ingresos económicos adecuados para mejorar viviendas, se vuelven mas vulnerables a este tipo de fenómenos. Considerando al sector Linderos de la ciudad de Jaén como una zona de alto riesgo1, y un peligro potencial que se traduce en inundaciones, erosiones, producidas por la morfología del terreno, provocando desgaste en las viviendas.

2.1.2) FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.

¿Será el inadecuado tipo de suelo el causante de las grietas, humedad y colapsos observados en las viviendas del Sector Linderos de la Ciudad de Jaén?

2.1.3) JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO.

La importancia del crecimiento poblacional promedio en los últimos años2

genera un gran problema como el de la expansión urbana en suelos inadecuados para la construcción de viviendas, consideradas como zonas de alto riesgo, por esta razón para nosotros fundamenta la realización de nuestro estudio.

Es por ello, que la presente investigación busca informar a la población para evitar la construcción de una vivienda en suelos de baja resistencia y así prevenir el deterioro y colapso de estas. Determinando la cantidad de daños producidos en una vivienda debido a la mala calidad del suelo, las características de los daños producidos en edificaciones que han sido construidas sobre suelos de baja resistencia y dando a conocer a la población los efectos o daños que se produce al construir en suelos de baja resistencia. Con la finalidad de que la población este bien informada antes de construir sus viviendas, y así evitar daños posteriores.

ANTECEDENTES DEL PROBLEMA:

1

2

A nivel nacional

En Lima central el suelo es uno de los mejores, pues corresponde a un “conglomerado” que se comporta muy parecido a una roca desde el punto de vista sísmico. Sin embargo, en los alrededores de la capital los suelos se van haciendo más blandos y por consiguiente más vulnerables, motivo por el cual llegan a amplificar las ondas sísmicas hasta en un 40%. En esos casos los diseños estructurales tienen más exigencias. Paradójicamente la autoconstrucción suele efectuarse en esas zonas, lo que puede significar a futuro una alta incidencia de daños si se produjeran sismos severos.

A nivel regional

A nivel local

OBJETIVOS

2.1.4.1) Objetivo general

Informar a la población para evitar la construcción de una vivienda en suelos de baja resistencia y así prevenir el deterioro y colapso de estas.

2.1.4.2) Objetivos específicos

1. Determinar la cantidad de daños producidos en una vivienda debido a la mala calidad del suelo.

2. Determinar las características de los daños producidos en edificaciones que han sido construidas sobre suelos de baja resistencia.

3. Dar a conocer a la población los efectos o daños que se produce al construir en suelos de baja resistencia.

En la ciudad de Jaén: En el año 2005, INDECI realizó el primer estudio de suelos de toda la ciudad de Jaén donde el sector de linderos indicaba que el suelo era de baja resistencia y no era apto para la construcción de viviendas.

MARCO TEORICO

Teoría Principal: “CARACTERÍSTICAS DE SUELOS EXPANSIVOS EN LA CONSTRUCCION”3, En este tema hablaremos acerca de los suelos expansivos, los cuales son suelos arcillosos inestables en presencia de humedad, ya que su característica principal es experimentar cambios de volumen cuando varía su contenido en líquido, esto significa que cuando un suelo está compuesto de materiales muy susceptibles a desmoronarse con la presencia de algún liquido (generalmente agua) y en caso de que hubiera una edificación sobre esta zona con este tipo de suelos produciría que esta tendiera a fracturarse produciendo grietas en las paredes o bien que la cimentación cediera y que toda la edificación colapsara.

Este problema surge desde que el hombre comenzó a construir edificaciones en sus diferentes entornos, algunos de ellos no tuvieron este problema ya que .la zona donde ellos habitaban no estaba compuesta por este tipo de suelos, pero otros si lidiaron con este problema, desde hace mucho tiempo se han investigado estos suelos, pero fue hace casi 94 años que se esmerómás en el estudio de estos.

Como principales investigadores tenemos a:

3según Noelia Calonge Moren.- iNGENIEROOOO

La necesidad por la que se empezó a investigar acerca de este tema es que se estaba construyendo sin ninguna precaución sobre suelos expansivos, provocando que muchas edificaciones cayeran, generando gastos millonarios a los dueños de las edificaciones. Otra razón por la que se empezó a investigar acerca de estos suelos es que los espacios en las ciudades se están haciendo mucho más pequeños ya que la población crece cada vez más y más al pasar de los años, creando la necesidad de que los planificadores de las ciudades busquen alternativas para maximizar el área de la ciudad.

Se pueden tomar como antecedente histórico algunas construcciones que se han colapsado por fuertes lluvias en diferentes ciudades del mundo a través de los años. Se conocen como suelos expansivos  aquellos que presentan expansiones o contracciones, ósea cambios de volumen cuando varía su humedad o contenido de agua. Los materiales de arcilla, tienen la capacidad de absorber una gran cantidad de agua y retenerla debido a su estructura, el agua produce el incremento del volumen en el material mencionado anteriormente y también una drástica reducción del volumen cuando el agua que retenía se seca.

Los suelos expansivos resultan ser un gran problema para la construcción, porque los incrementos del volumen no se presentan de una manera uniforme, sino todo lo contrario al producirse incrementos en distintas zonas y al momento de contraerse generan asentamientos, que pueden dañar severamente las estructuras.

El contenido de humedad es la cantidad de agua o humedad que se presenta en un suelo, varía en un límite muy amplio, dependiendo de cada zona geográfica. Se expresa como un porcentaje. El contenido de humedad es un factor muy importante cuando se habla de la expansión de suelos ya que nos puede indicar donde se podrían presentar expansión si tienen materiales arcillosos.

Además la humedad es el elemento que hace posible el fenómeno de la expansión, ya que si no hay variación en el contenido de humedad del suelo, por más que contenga una arcilla, no se presentará un cambio en los valores volumétricos.No es necesario que el suelo se sature de agua completamente para que se presente expansión del mismo. Una de las causas por las que se presentan los suelos expansivos son las condiciones climáticas, que influyen de manera directa al comportamiento de estos suelos. Una expansión se genera debido al agua, por lo que es más propenso a encontrar suelos expansivos en áreas donde las lluvias sean moderadas y frecuentes. Otro factor importante es la presencia de aguas subterráneas que se filtran de la superficie.

Formas de identificar suelos expansivos. Los suelos expansivos se pueden identificar visualmente por varias características, tienen alta plasticidad, si observamos el terreno

encontraremos grietas o rajaduras, esto se debe a la expansión y contracción constante que sufre la superficie de estos suelos cuando hay variación de la humedad. La identificación mineralógica es uno de las principales formas usadas para ubicar suelos expansivos, los métodos más recomendados para la identificación mineralógica son: difracción de rayos x, análisis térmico diferencial, análisis químico, absorción de tinte y la microscopía electrónica. Consisten en detectar la presencia de minerales arcillosos, que pueden resultar ser expansivos. Sin embargo esta forma de identificación no es muy útil para la práctica de ingeniería ya que pueden llegar a ser muy costosos y requiere un amplio conocimiento.

Formas de identificar suelos expansivos. Otra forma es la determinación de propiedades básicas del suelo. Las propiedades que se busca obtener son: límite líquido y plástico, límite de contracción, contenido de coloides, expansión libre del suelo.

Los suelos, según la naturaleza, cantidad de agua, presentan propiedades para ser incluidos en el estado sólido, semisólido, plástico o semilíquido. La cantidad de agua de un suelo así como el  límite al que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro. Los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, son llamados límites de Atterberg.

Límite líquido: “es el límite entre los estados semilíquido y plástico”, según Atterber.Límite plástico: “es el límite entre los estados plástico y semisólido”, según Atterberg.Límite de contracción: “humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la humedad no causa una variación del volumen del suelo”, según Atterberg.

Identificación por métodos indirectos que consisten en identificar el potencial expansivo del suelo de forma cualitativa, la desventaja de este usar este tipo de métodos es que obtenemos datos muy variables, que dependen del tipo de suelo que es analizado. Métodos directos para la identificación de suelos expansivos, consisten en saturar el suelo en diferentes condiciones de carga para poder medir la expansión que presente y graficar las variaciones de hinchazón.

Se reconocen dos parámetros que definen el Potencial de Hinchamiento, los cuales son:

Presión de hinchamiento (PS). Es la presión aplicada en laboratorio sobre una muestra de suelo expansivo, se añaden

cargas para no permitir el hinchamiento, la presión máxima que hay que añadir para que no haya hinchamiento, es decir se mantenga su volumen inicial es conocida como presión de hinchamiento.Hinchamiento libre (Hc). Se expresa como el porcentaje de la elevación máxima, cuando hay presión nula en relación a la longitud inicial. Para lograr medir estos parámetros se realizan  pruebas de odómetro o basadas en técnicas de succión, tratando de simular los factores que pudieran  ser relevantes al momento de presentarse este fenómeno de manera natural. Para lograr dicho objetivo se han propuesto diversos métodos experimentales. Resultando las diferentes predicciones precisas al utilizar estos métodos, también existen algunas variables tales como: tamaño y forma de la muestra, forma de simular las condiciones reales en el edómetro, entre otras, las cuales hacen que se obtengan diferencias en los resultados obtenidos y se creen discrepancias al momento de tratar de predecir el comportamiento de los suelos.

Ante la presencia de suelos expansivos, las acciones más adecuadas son:Reducir o eliminar la expansión del suelo y actuar sobre la estructura y mediante la selección de un diseño adecuado de cimentación. Existen diferentes formas para reducir o eliminar la expansión del suelo, una de ellas es inundar el suelo antes de realizar una construcción, dicha práctica es llamada “pre humectación del suelo”, en teoría al inundar el suelo y saturarlo permitiéndole que se expanda hasta su máximo potencial, manteniendo la humedad posteriormente, se deben evitar los cambios volumétricos, por lo que no se tendrían daños en la estructura después de construir. Se ha logrado determinar que la humedad de las áreas cubiertas por losa, pavimento, etc., rara vez decrece.

Sin embargo existen muchas desventajas para este método, es muy difícil que se obtenga una variación uniforme en la humedad del suelo. Además los suelos arcillosos que resultan ser los potencialmente expansivos son muy difíciles de pre humectar, ya que el agua puede penetrar por diferentes lados y obtener una humectación dispareja. Otra forma más efectiva es sustituir el material expansivo, esta alternativa consiste en reemplazar el material expansivo por otro que no lo sea. Los materiales que se pueden usar de relleno principalmente, no deben ser expansivos, deben tener una cierta permeabilidad para evitar que el agua llegue a los materiales arcillosos y expansivos subyacentes.

Con la tecnología actual, la sustitución de suelos puede ser considerada como una de las mejores opciones para eliminar el problema de suelos expansivos.

Las desventajas de esta alternativa son que para llevarlo a cabo se necesita maquinaria pesada para poder remover el material expansivo y del mismo modo para rellenar de material que no lo sea, lo cual podría resultar muy costoso. Otra forma de

reducir o eliminar totalmente distinta los suelos expansivos es actuando sobre la estructura y el sistema de cimentación. Estos son algunos de los métodos principales para lograr que la cimentación se adapte a las deformaciones que puedan resultar debido a los suelos expansivos, esto se hace dando la rigidez o flexibilidad adecuada a la estructura.

Fundaciones superficiales en suelos expansivos: este tipo de cimentación también llamadas zapatas, pueden ser usadas en subsuelos conformados por materiales expansivos.

TOMA FOTOGRÁFICA DONDE APRECIAMOS ASENTAMIENTO EN EL SUELO, PESE A QUE YA SE HIZO LA COMPACTACIÓN CON MAQUINARIA PESADA, REQUIERE ELIMINACIÓN DEL TODO EL MATERIAL ORGÁNICO, COMPACTAR LA SUB RASANTE, REPONER CON UNA CAPA DE OVER, OTRA CAPA DE MATERIAL DE AFIRMADO, COMPACTARLO Y RECIÉN INICIAR TRABAJOS DE VACIADO DE CONCRETO.

TOMO FOTOGRÁFICA DONDE APRECIAMOS LOSA MULTIDEPORTIVA RECIENTEMENTE CONSTRUIDA, PAÑOS SE ENCUENTRA CON GRIETAS DEBIDO A LA MALA CALIDAD DEL AFIRMADO Y A LA MALA COMPACTACIÓN DEL MISMO, REQUIERE DEMOLICIÓN, DESPLANTE HASTA ALTURA ADECUADA, COMPACTAR EL SUELO, REPONER CON MATERIAL AFIRMADO DE CALIDAD OPTIMA, Y VACIAR EL

CONCRETO

TOMA FOTOGRÁFICA DONDE SE APRECIA FAYA DEL CERCO PERIMÉTRICO DE INSTITUCIÓN EDUCATIVA DEBIDO A QUE AL MOMENTO DE HACER EL DESPLANTE PARA LA ESTRUCTURA NO SE LLEGO HASTA EL

SUELO FIRME, REQUIERE DE LA CONSTRUCCIÓN DE UN GAVIÓN O MURO DE CONTENCIÓN.

2.2.2.2) Teoría Secundaria:

“Criterios para clasificar suelos con fines constructivos”4donde podeos mencionar que la confortabilidad en el ámbito urbano hay criterios para calificar los suelos con fines urbanos según la granulometría y textura. Los suelos son buenos (tienen mayor capacidad de carga) cuando la mayoría de sus componentes son gruesos como la mayor capacidad de carga) cuando y los suelos son buenos (tienen rocas, gravas, gravas arenosa grava limosa, la mayoría de sus componentes son gruesos como las rocas, gravas, grava arenosa arcillosa y arena gravosas. grava arenosa y grava limosa, grava arenosa arcillosa y arenas son malos (tienen menor capacidad de carga, se capacidad de carga, son gravosas. son malos (tienen menor deforman) cuando son finos. en esta calificación se encuentran los suelos arenosos, suelos deforman) cuando

4Según el autor ING. William López………………………………

son finos. en esta calificación se encuentran los limosos y suelos arcilloso. suelos arenosos, suelos limosos y suelos arcillosos. según el peso específico.

El peso específico se refiere a cuánto pesa una porción de un tipo de suelo. Nos indica cuanto vacío tiene en su interior; será más pesado mientras menos vacíotenga. Entre mayor sea el peso unitario de un suelo, mejor es la calidad de éste. Si la mayoría de los componentes del suelo son homogéneos, entonces, el suelo es malo, porque tienen muchos vacíos y poco peso unitario. Si el suelo tiene variedad de tamaños; ósea heterogéneo, es suelo bueno.

Según el paso del tiempo y la exposición a fenómenos naturales, los suelos, cambian su grado de consolidación haciéndose mas compactos (suelos firmes) o más sueltos(suelos blandos).los suelos firmes, compactos, consolidados y de buena calidad para la edificación son duros y difíciles de excavar. No son aptos para la construcción.

La presencia de agua en el suelo influye en su estabilidad y puede cambiar se capacidad de carga y su comportamiento frente a movimientos del terreno (sismos).la calidad de éste disminuye en función de la cantidad de agua que contiene y del tipo de componentes que predominan. Los suelos gruesos son más estables que los suelos finos ante la presencia de agua. Y confortabilidad ambiental, superficial (a menos de 2 metros de profundidad) el grado de saturación está influenciado por el nivel del suelo, este suelo es malo; pero si e superficie napa freática. Entonces el suelo puede ser más estable y bueno. La napa freática es la capa de agua subterránea su nivel puede variar desde lo superficial hasta lo profundo. .pero si es muy profundo el suelo puede ser estable y bueno. Dispersabilidad de suelos (suelos dispersivos) esta propiedad caracteriza a los suelos con contenidos de sales solubles. Consiste en la separación de los componentes del suelo a consecuencia de la humedad. El agua es el agente que produce este fenómeno al disolver sales y forma escamas de suelo se dispersan lámina tras lámina. al final el suelo se diluye originando espacios vacíos provocando el hundimiento de la construcción y trayendo consecuencias que va a conllevar a un mayor gasto por parte del propietario.