¡Puede ser bastante terrible si su casa recién construida comienza a hundirse lentamente en un lado, como la Torre Inclinada de Pisa! Lo peor, si desarrolla grietas y finalmente colapsa a su debido tiempo. Todo el esfuerzo, el tiempo y el dinero que gastas en construir un edificio van en vano si sucede. La regla general para evitar esto es comenzar la construcción solo después de probar la calidad del suelo en la parcela. Al final de este artículo, aprenderá la importancia de las pruebas de suelo en la construcción de edificios.
Pruebas de suelo en la construcción de edificios
¿Qué es la Prueba de suelo en la Construcción de edificios?
Básicamente, las pruebas de suelo en la construcción de edificios se refieren a la investigación de las características del suelo en una parcela. Los ingenieros geotécnicos o geólogos de ingeniería realizan las pruebas de suelo. Las pruebas de suelo proporcionan la información necesaria para comenzar a trabajar en consideraciones de diseño (para cimentaciones y movimientos de tierras) para la construcción de ese edificio en particular.
El resultado de las pruebas de suelo en la construcción de edificios, por ejemplo, el carácter del suelo con respecto al contenido de agua, la composición mineral y química, decide la calidad del material que se utilizará para la construcción. Por ejemplo, el alto contenido de azufre en el suelo requiere el uso de cemento resistente al azufre para la construcción.
Las pruebas de suelo revelan las propiedades físicas y de ingeniería del suelo, como el contenido de humedad, la presencia de minerales, la densidad, la permeabilidad y la capacidad de carga. Estos parámetros determinan el tipo de cimentación para la construcción. Esencialmente, la base tiene que ser lo suficientemente fuerte para transferir eficazmente el peso del edificio al suelo debajo.
¿Cuál es la relevancia de las pruebas de suelo en cimientos?
La cimentación es el primer paso de la construcción y un defecto en la cimentación puede provocar un fallo o colapso del edificio. Básicamente, la cimentación sostiene y transmite las cargas del edificio al suelo sin perjudicar el daño al edificio o a los edificios circundantes.
Además, la cimentación tiene que proteger el edificio contra daños por fuerzas físicas generadas en el subsuelo. Además, una base sólida debe resistir los compuestos químicos presentes en el suelo para evitar la corrosión de las barras de hierro utilizadas como refuerzo. 
Lectura adicional: ¿Qué es el refuerzo en el hormigonado?
Las propiedades del suelo tienen una gran influencia en el diseño, la estabilidad y la sostenibilidad de los cimientos para que desempeñen sus funciones.
El contenido de agua en el suelo es un factor vital que determina el tipo de cimentación. Esto se debe a que la eliminación del agua del suelo hace que las partículas del suelo se acerquen más. Por otro lado, la absorción de agua por el suelo hace que el suelo se hinche. La forma en que el suelo reacciona a la presencia o ausencia de agua se basa en el tipo de suelo. (El movimiento es mayor en suelos arcillosos que en suelos arenosos)
Lectura adicional: Tipos de cimentación
Del mismo modo, la presencia de vegetación o restos de árboles viejos cortados puede causar movimiento del suelo en la parcela. La proximidad a las zonas mineras puede provocar movimientos de suelo a gran escala. Del mismo modo, si la parcela es una tierra desarrollada por relleno de suelo, tendrá suelo encogible. Tal suelo tarda más tiempo en asentarse y volverse compacto, para soportar las cargas de los cimientos del edificio.
Cualquier movimiento del suelo afecta al asentamiento de la cimentación. El cambio en el tipo de suelo puede dar lugar a un asentamiento excesivo o diferencial que represente una amenaza para la propia estructura.
Existen diferentes métodos de ensayo de suelos que pueden ayudar a determinar el tipo de cimentación adecuado para el edificio.
¿Cuáles son los Tipos de Pruebas de Suelo en la Construcción de Edificios?
En general, las siguientes pruebas ayudan a determinar la calidad del suelo:
- Prueba de contenido de humedad: Esta prueba proporciona toda la información sobre la humedad o el contenido de agua del suelo. El conocimiento de la capa freática proporciona un impacto detallado de la humedad en la base.
- Prueba de límites de Atterberg: Esta prueba proporciona el contenido crítico de agua del suelo en diferentes condiciones, como límite de líquido, límite de plástico y límite de contracción.
- Gravedad específica del suelo: Esta prueba proporciona información sobre la relación de vacíos y el grado de saturación del suelo. El valor de gravedad específica varía de 2,65 a 2,85 para suelos ideales para la construcción. Un valor inferior, como menos de 2, denota la presencia de materia orgánica y porosa. Del mismo modo, el valor superior a 3 indica la presencia de sustancias pesadas en el suelo. Un suelo ideal para la construcción debe tener bajas cantidades de contenido orgánico, materia porosa y materiales pesados.
- Densidad seca del suelo: Esta prueba da el peso del suelo en un volumen determinado de muestra, lo que permite clasificar el suelo en clasificaciones sueltas, de densidad media y densa. Cuanto menos denso sea el suelo, más fuerte debe ser la base.Prueba de compactación
- : Esta prueba proporciona las características de compactación del suelo al reducir los vacíos de aire en el suelo mediante densificación. Los resultados de la prueba de compactación revelan la densidad seca máxima y el contenido de agua óptimo del suelo compactado.
¿Por qué debe realizar una prueba de suelo antes de la construcción?
Además, las pruebas de suelo proporcionan información sobre la capacidad de carga del suelo que determina la capacidad de sustentación de carga del suelo. Además, la tasa de asentamiento revela la tasa a la que se asienta cualquier estructura colocada en el suelo. Además, los métodos de ensayo del suelo ayudan a determinar si la tierra puede estar sujeta a hundimiento, causando el hundimiento de la construcción en el futuro.
Todos estos parámetros ayudan a encontrar la técnica de construcción más adecuada para el edificio propuesto. También da una señal clara del tipo y la profundidad de la base. Además, las pruebas de suelo también proporcionan información adicional para predecir y resolver problemas probables de cimentación.
De esto, es evidente que el tipo de cimentación elegido tiene que fortalecer las características débiles del suelo. Para fortalecer aún más la base, trabaje en mejorar las características del suelo, si es posible.
Procedimiento paso a paso en las pruebas de suelo:
Ahora veamos el procedimiento paso a paso para realizar pruebas de suelo en la construcción de edificios. En circunstancias normales, generalmente realizamos la Prueba de Penetración Estándar.
ALCANCE
- Las pruebas de suelo en la construcción de edificios deben ser realizadas por equipos de investigación geotécnica calificados. El equipo debe realizar tanto el trabajo de campo como el análisis de laboratorio de los resultados del trabajo de campo. El alcance de la labor del equipo de investigación sería
- Determinar la naturaleza de los estratos del subsuelo en el lugar.
- Localizar la presencia de la capa freática en la profundidad de exploración.
- Obtener los datos del suelo necesarios para evaluar la presión de rodamiento permitida.
- Proporcionar recomendaciones apropiadas para la elección del tipo de fundación.
TRABAJO DE CAMPO
- El día de la prueba del suelo, el equipo de prueba llegaría al lugar de trabajo con todos los instrumentos de medición requeridos. El procedimiento de medición se define en la norma ISO 22476-3. La configuración de los instrumentos de medición debe hacerse con precisión. Se elige un punto adecuado en el lugar de trabajo donde se tomarían las muestras. La configuración de los instrumentos es una actividad que requiere mucho tiempo.
- Para realizar la prueba de penetración estándar, el equipo de investigación toma múltiples muestras de suelo del sitio. Entonces perforar pozos en los puntos elegidos.
- Los pozos suelen tener aproximadamente 150 mm de diámetro.
- Un muestreador de tubo dividido estándar que tiene un diámetro exterior de 50,8 mm y un diámetro interior de 30 mm se impulsará a través del pozo dejando caer un martillo pesado en la parte superior del collar de conducción con una caída libre.
- El muestreador se conduce más abajo a través de aproximadamente 300 mm.
- Se observa el número de golpes necesarios para conducir el muestreador de 300 mm. La «resistencia de penetración estándar» o el «valor N» es la suma del número de golpes requeridos para el segundo y tercer 150 mm (6 pulgadas) de penetración.
- Cuando la penetración del muestreador es inferior a 150 mm para 50 golpes o 300 mm para 100 golpes, se alcanza una etapa llamada Rechazo.
- Se capturan las muestras de suelo y la profundidad desde la que se recogieron. Esta información se transmite al laboratorio para su posterior investigación.
PRUEBAS DE LABORATORIO
- Se realizan pruebas de laboratorio para evaluar tanto el índice como las propiedades de ingeniería de las muestras de suelo recogidas durante la perforación. Todas las pruebas se realizan según las recomendaciones de IS.
- Después de la investigación de laboratorio, el ingeniero estructural sugeriría el mejor tipo de cimentación adecuado para esta parcela. Esto también depende de otros factores como el tamaño del edificio, zona, etc.
¿Cuáles son las acciones que se deben tomar después de obtener un informe de prueba de suelo?
Todas las salidas de los diversos métodos de prueba de suelo sirven como entradas para sugerir el tipo de cimentación para el edificio. Esto también proporciona una dimensión clara de los tamaños recomendados de los componentes de la base. Por ejemplo, el valor de la capacidad de carga (normalmente una cierta cantidad de carga por pie cuadrado) está directamente relacionado con todos los componentes críticos de la cimentación. Finalmente, todas estas recomendaciones se transmiten a un ingeniero de cimientos o estructural que puede diseñar la mejor base de edificio para la parcela.
Resultados desafiantes de una Prueba de suelo & Soluciones:
A veces, el informe de la prueba de suelo puede indicar la presencia de suelo arcilloso o arena. En tales casos, puede que no sea aconsejable elegir una base de escombros simple para su casa. Veamos ahora algunos de los posibles resultados de una prueba de suelo y sus soluciones.
Arcilla
- La capacidad de carga en arcilla saturada es baja. Esto da como resultado cimientos débiles. El uso de técnicas de compactación para eliminar el aire de los poros del suelo puede abordar este problema hasta cierto punto. Es más apropiado hacer cimientos profundos en este tipo de suelo.
- La resistencia al corte (la tensión que el suelo puede soportar) es baja cuando está mojado. Esto da como resultado una alta posibilidad de consolidación del suelo en arcillas blandas. La bajada de la capa freática, la precarga y la conducción de pilas a roca son las posibles soluciones.
- Puede producirse hinchazón que puede alterar la formación de arcilla. Esto puede resultar en la expansión o hinchazón de los cimientos. Las soluciones son mantener una capa freática constante, tratar o estabilizar el suelo e incluir la presión de oleaje en el diseño. También puede intentar cambiar mecánicamente la naturaleza del suelo, pero podría ser una opción costosa.
Arena
- Un problema comúnmente observado es el asentamiento excesivo en depósitos húmedos y sueltos. Esto provoca un asentamiento diferencial en los cimientos. La compactación de arenas sueltas puede ayudar a resolver este problema hasta cierto punto. También puede bajar la capa freática para dar lugar a la densificación de la arena.
- La presión de confinamiento de la arena suele ser baja, lo que afecta a la capacidad de carga de la cimentación. Utilice cimientos profundos en tales casos. La compactación de arena también se puede usar, ya que aumenta la cohesión y la fricción, lo que conduce a una mejor capacidad de carga
Lectura adicional: Comprenda más sobre los tipos de cimientos
Bueno, es evidente que la prueba de suelo en la construcción de edificios es un proceso prolongado. Pero no hacer pruebas de suelo puede resultar en un fallo de la estructura del edificio. La seguridad de la estructura de su edificio es mucho más importante que el tiempo, el esfuerzo y el dinero invertido en la prueba del suelo. Y siempre es aconsejable optar por un servicio de pruebas de suelo experimentado como el de Viya Constructions para obtener los mejores resultados. Llámenos con los detalles de su parcela para iniciar el proceso de prueba de suelo y estaremos encantados de ayudarle.
