QUÉ ES LA EXPANSIVIDAD

En esta entrada sobre apuntes de geotecnia, nos centraremos en el fenómeno de la expansividad, qué es, por qué se produce, cómo podemos cuantificarla y cómo afrontar la cimentación sobre un terreno potencialmente expansivo.

El potencial expansivo se define como el cambio de volumen del suelo (expansividad – aumento, retracción – disminución) que se produce cuando cambian las condiciones de humedad.

Detalle. Superficie Cuarteada en Arcillas Potencialmente Expansivas

Este fenómeno está intrínsecamente ligado a las arcillas, y dependerá de su composición mineralógica o la estructura que presentan las partículas.

POR QUÉ SE PRODUCE LA EXPANSIVIDAD

Como se ha comentado anteriormente, este fenómeno está ligado a la variación en las condiciones de saturación del terreno, por lo que si no hay variación de humedad, no se desarrollará este fenómeno, así que controlar la posible entrada de agua al terreno será uno de los puntos clave que tendremos que controlar durante el proyecto. Pero antes de llegar a este punto, veremos cómo valorar la capacidad del suelo de hinchar, y para ello nos ayudaremos de los ensayos de laboratorio.

Como una primera aproximación, estudiaremos los límites de Atterberg. Al ser un ensayo casi obligatorio para la clasificación del suelo, junto con la granulometría, es muy útil para conocer si debemos profundizar en el estudio.

El siguiente paso sería la realización del ensayo para determinar la expansividad de un suelo en el aparato Lambe o mediante el ensayo de hinchamiento libre. En la norma del ensayo Lambe se define el cambio potencial de volumen como no crítico, marginal, crítico y muy crítico.
Si tras valorarlo de manera cualitativa vemos que este aspecto pueda ser conflictivo, deberemos dar el siguiente paso pidiendo a laboratorio que realicen el ensayo de presión de hinchamiento, de forma que obtendremos finalmente la presión que ejerce el suelo al saturarse completamente y obtener la presión que se puede llegar a dar sobre una estructura que se coloque en el terreno en las condiciones más desfavorables.

Tabla. Valoración de la expansividad en función de distintos parámetros. Mapa previsor de riesgos por expansividad de arcillas en España. F.J. Ayala

Cómo afrontar la cimentación sobre un terreno potencialmente expansivo

A la hora de afrontar un proyecto de cimentación sobre terrenos potencialmente expansivos, es útil tener en cuenta ciertos aspectos como el hecho de que al ser un fenómeno ligado a los cambios de humedad en el terreno, tiene mayor importancia su estudio en climas áridos, donde los cambios de humedad posibles serán mayores. Así pues, si el terreno en cuestión se encuentra saturado, no hay aumento de humedad posible y por consiguiente no cabe la posibilidad de que se produzca expansividad.

Otro concepto ligado a la expansividad es el de capa activa. Se trata de la zona más superficial del terreno (entre 1.50 – 3.00 m habitualmente) en la que los cambios volumétricos periódicos son mayores debidos a la climatología de la zona, la capacidad de succión del terreno, profundidad del nivel freático o la evaporación entre otros, por lo que es habitual recomendar profundidades de cimentación que superen la capa activa.

Por otro lado, como ya hemos dicho, el ensayo de presión de hinchamiento mide la presión que ejercería un suelo al saturarse, así es que si mediante la cimentación podemos asegurar que transmitimos al terreno una presión superior a la presión de hinchamiento, podemos asegurar que ese cimiento no sufrirá levantamiento por expansividad.

Este artículo ha sido desarrollado por:

LUIS MANUEL BALLÉN GARCÍA

Ingeniero de Minas

Master Mecánicas de Suelos e Ingenieria Geotécnica. CEDEX

Ingeniero de Gabinete en Geotecnia Consultores desde 2019

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