Técnicas Efectivas para Mejorar la Estabilidad y Resistencia del Suelo en la Construcción

Reemplazo de Suelo

El reemplazo, también conocido como sustitución, es conceptualmente la técnica más sencilla y confiable, siempre que se emplee de manera correcta. Este método consiste en remover el suelo blando, generalmente arcilla blanda o arcilla altamente orgánica, que se encuentra debajo o cerca del lugar donde se ubicará la obra. Este material es reemplazado por materiales de buena calidad, traídos de otro lugar, hasta el grado requerido para mantener la estabilidad o evitar asentamientos desfavorables de la estructura. Inicialmente, los materiales de préstamo preferidos fueron la arena natural y la grava, debido a que, incluso colocados de manera suelta, exhiben un buen desempeño en comparación con la arcilla blanda y los suelos orgánicos en lo referente a problemas estáticos.

Densificación de Suelos

La densificación de suelos granulares, suelos heterogéneos, desperdicios municipales y suelos licuables es una práctica común. El propósito de la densificación es incrementar la resistencia y reducir el asentamiento de suelos sueltos granulares. A menudo, el mejoramiento de la uniformidad del suelo originalmente heterogéneo se convierte en un objetivo de la densificación. Un grupo de pilas cortas de madera introducidas en capas de arena suelta debajo de edificios fue el precursor de esta categoría. Las técnicas establecidas hoy en día son: la vibrocompactación, el método de compactación de pila de arena, la compactación con lechada y el apisonamiento pesado. El desarrollo eficiente del equipamiento vibratorio realza la técnica y es indispensable para reducir los depósitos de suelos licuables. La densidad después del proceso de densificación es, en la mayoría de los casos, prevista con anterioridad basándose en la experiencia acumulada y confirmada luego por las pruebas de campo.

Consolidación y Deshidratación

Cuando el suelo de fundación es cohesivo, con baja resistencia y baja permeabilidad, las estructuras construidas en el terreno experimentarán problemas de estabilidad y, a la larga, asentamientos desfavorables. Sin embargo, estos suelos incrementan su resistencia y mejoran su compresibilidad con el tiempo bajo cargas sostenidas. La aplicación de cargas externas causa el incremento de la tensión total del suelo. El incremento de la tensión total es sostenido por el exceso de presión del agua en los poros si el suelo está saturado. Luego, el exceso de presión de agua en los poros se disipa con el tiempo, lo que resulta en la reducción del volumen del suelo y el incremento de la tensión efectiva y la resistencia. Esto es la consolidación. Si el tiempo lo permite, la precarga en el suelo anterior a la construcción del relleno del terraplén, cuya intensidad de carga es equivalente o excede la que se espera de la estructura, resolverá el problema.

Como el suelo a mejorar tiene una resistencia baja, no siempre es posible colocar el relleno del terraplén requerido en una sola etapa. Más a menudo, la precarga se realiza por etapas en la construcción para evitar la inestabilidad al borde del terraplén. La precarga del terraplén de relleno es una de las técnicas más antiguas para mejorar este tipo de suelos.

Con el incremento del espesor de suelos cohesivos (incrementando el camino de drenaje), el tiempo para lograr la consolidación se vuelve más largo y resulta inaceptable. La idea de acelerar la consolidación reduciendo la longitud del camino de drenaje nació en 1930 en EE. UU. y en los países nórdicos. Comúnmente, los drenajes artificiales usados son drenajes verticales por medio de desagües de arena o desagües prefabricados.

Aparte de su aplicación en suelos cohesivos, el drenaje vertical se emplea recientemente para disipar rápidamente el exceso de presión de agua en los poros introducido por los terremotos, de manera de disminuir la licuefacción.