Tipos de suelo (perspectiva del diseñador)

La grava es uno de los materiales de construcción más importantes del mundo. Se utiliza junto con la arena en la producción de hormigón. Además, la grava se utiliza a menudo en la construcción de carreteras.

Suelo arcilloso o arcilloso

La arcilla es un material de suelo natural de grano fino que contiene minerales arcillosos.

El tamaño de las partículas de arcilla es generalmente inferior a 0,002 mm.

Las principales características de la arcilla se pueden enumerar a continuación.

• Muy pegajoso y rueda como plastilina cuando está mojado.
• Debido a su naturaleza pegajosa, la arcilla puede almacenar más agua que otros tipos de suelo.
• La arcilla se hincha cuando está mojada y se encoge cuando está seca.

La arcilla es un material de construcción útil, pero a veces puede resultar perjudicial a la hora de construir los cimientos.

Por ejemplo, en la construcción de presas de enrocado, se utiliza una capa de arcilla para retener el agua en el embalse. La arcilla con cierta permeabilidad deja pasar una cantidad muy pequeña de agua. Sin embargo, actúa como una barrera al movimiento del agua.

El mismo método se utiliza también para las presas de tierra. Para obtener más información, consulte el artículo Tipos de represas que se podrían reenviar.

Analicemos: la arcilla no es un material de construcción fácil.

¿Qué pasa si hay una capa de arcilla debajo de los cimientos?

Hay agua de riego en la arcilla saturada. A medida que se construyen los cimientos o se carga la capa de arcilla con una losa, aumenta la tensión ejercida sobre la capa de arcilla.

Al aplicar tensión adicional, la presión del agua de riego en la capa de arcilla aumenta porque la conductividad hidráulica de la arcilla es muy baja. Tomará algún tiempo hasta que se disipe el exceso de presión del agua de riego. A medida que la presión del agua se disipa, se transfiere gradualmente al suelo. Este aumento gradual de la tensión efectiva en la capa de arcilla conduce al asentamiento con el tiempo y se conoce como consolidación.

Al planificar, es importante prestar atención a cuándo el suelo debajo de los cimientos se convierte en suelo arcilloso. Existen varios métodos para controlar el asentamiento de cimientos o para construir un edificio sin proceso de consolidación .

• Precarga

Para permitir que la arcilla sedimente se podría aplicar una presión similar o diferente, calculada en base al asentamiento permisible y al tiempo de pretensado.

Esto ocurre por un período basado en el acuerdo de consolidación.

• Montaje de la estructura sobre la base de pilotes.

En los suelos arcillosos existentes también pueden estar presentes otros tipos de suelo como turba, limo, etc., que son comprimibles bajo carga.

Podrían moverse hacia los lados cuando estuvieran estresados. Por tanto, la opción de precarga también debe considerar la magnitud de la carga.

Sin embargo, si construimos la estructura sobre una base de pilotes, tales problemas no surgirán. En este caso, es más recomendable levantar la losa como losa suspendida.

• Método de estabilización del suelo.

Los suelos arcillosos se pueden estabilizar con una mezcla de cal apagada y cal cemento.

Mezclas aglutinantes como cal, cemento, escoria de alto horno, cenizas volantes y yeso se utilizan ahora con frecuencia en la construcción para mejorar los suelos arcillosos.

Lodo

El limo es un material granular con un tamaño de partícula entre arcilla y arena.

El tamaño de las partículas de lodo generalmente está en el rango de 0,002 a 0,005 mm.

Algunos de los aspectos más importantes del limo son los siguientes.

• Los lodos generalmente se mezclan con material a granel y arena o sedimento en suspensión con agua.
• El limo se compone de rocas y partículas minerales.
• Los depósitos de lodo se crean por el transporte de hielo, agua y viento.

El limo es especial en comparación con otros tipos de suelo. Veamos por qué necesitamos saber sobre el limo en proyectos estructurales y geotécnicos.

Como se explicó anteriormente, la baba también tiene diferentes estados. Cuando el limo se mezcla con arena se llama arena limosa, y cuando el limo se mezcla con arcilla se llama arcilla limosa. El limo arcilloso puede causar problemas, como se explicó anteriormente.

Debido a su finura, el limo tiende a retener la humedad y no se seca como otro tipo de suelo debido al mal drenaje. Esto puede hacer que el suelo sedimentado se expanda y empuje contra los cimientos, provocando condiciones desfavorables.

arena

La arena es un material granular formado por rocas finamente dispersas y partículas minerales.

Generalmente el tamaño de partícula está en el rango de 0,05 a 2,0 mm. La arena es más fina que la grava y más gruesa que el limo.

La arena es el material de construcción más utilizado en el mundo porque la mayoría de las obras la requieren de otro tipo de suelo.

El componente más común de la arena es la sílice o el dióxido de silicio. La arena se presenta en la siguiente forma:

• mi arena
• Arena de río
• Arena de mar
• Arena fabricada

Suelo de turba o turba

La turba es una colección de vegetación en descomposición y materia orgánica.

La turba se produce cuando el material vegetal no se pudre en condiciones ácidas y anaeróbicas.

Desde el punto de vista de la ingeniería, se trata de suelos turbosos con una mayor proporción de materia orgánica.

Con un 43,54%, la superficie de turbera de América del Norte es la mayor de las del mundo. En Asia y Europa la proporción es del 28,08% y 24,02%, respectivamente.

La densidad aparente de la turba está en el rango de 800-1200 kg/m ³ en comparación con otros minerales en el rango de 1800-2000 kg/m ^3. Esto se debe principalmente a la menor gravedad específica y a la mayor capacidad de retención de agua.

Tiene malas propiedades de consolidación y no se puede compactar fácilmente para soportar cimientos. Además, debido a la compresibilidad del material se produce un mayor asentamiento en la cimentación.

Además, debido a la mayor fluidez del material, existe la posibilidad de movimientos laterales bajo carga, lo que puede provocar un asentamiento excesivo de la cimentación.

Cuando hay capas de turba en la construcción tenemos dos opciones.

1. Quitar completamente la turba y sustituirla por material adecuado como arena, polvo de cantera, etc.
2. Realice la construcción con turba con algunas mejoras o precauciones.

¿Cómo construyes si encuentras turba?

Analicemos cómo podemos construir con turba en el sitio, ya que esto es bastante exigente.

• Utilice el método de aceleración para la consolidación.
  • Precarga : En definitiva, se aplica al suelo una carga similar o ligeramente superior durante el tiempo calculado hasta alcanzar el asentamiento esperado.
  • Construcción de etapas : Para evitar fallas a tierra, la precarga se puede realizar gradualmente durante la precarga.
  • Drenajes verticales : sirven para acortar los recorridos de drenaje.
• Técnicas de mejora del suelo.
  • Pilares de piedra

Los pilares de piedra están formados por fragmentos de piedra compactados y no consolidados (grava) o arena. Sirven como elemento de soporte que penetra en la capa débil del suelo.

• • columnas de cemento

Las columnas de cemento se fabrican mezclando cemento y tierra de turba en el sitio de construcción o haciendo una columna prefabricada al aire libre e insertándola.

• • Columnas de suelo

Las columnas de suelo están hechas de material de relleno importado, a diferencia de las columnas de cemento que están hechas de materiales cultivados localmente. En general, el material de relleno está formado por áridos de grano fino. También se utiliza una cierta cantidad de cemento como aglutinante en las columnas de suelo.

• • geopier

Geopire es un sistema de cimentación intermedio formado por pilares de áridos muy rígidos que refuerzan turba débil y compresible y suelos altamente orgánicos. El geopier debe penetrar completamente la turba y la capa altamente orgánica.

• • Refuerzo de superficie

El refuerzo superficial se puede realizar con geotextiles, geomallas, colchones de madera o bambú, losas de hormigón, etc.

• • Sobrecarga y polarización del vacío
• Métodos de estabilización del suelo.
  • La turba se mezcla con aglutinantes como el cemento mediante mezclado mecánico cuando la masa está estabilizada.
  • Utilice cemento como aglutinante y humo de sílice como aditivo.
• método de pila

La cimentación sobre pilotes se puede utilizar como alternativa al método de cimentación poco profunda.

Suelo calizo

Los suelos calizos se componen en gran medida de carbonato de calcio procedente de sedimentos.

Este suelo es alcalino con un pH en el rango de 7,1 a 10.

En áreas con depósitos de suelo calizo, el agua de pozo es dura.

Suelo arcilloso

El suelo arcilloso se mezcla uniformemente con arena , limo y arcilla.

El suelo arcilloso tiene una estructura excelente, buena calidad de drenaje, capacidad para retener la humedad, etc. y es muy útil en cultivo.

Los suelos arcillosos también vienen en formas franco arcillosa y franco arenosa.

Además del método de clasificación de suelos descrito anteriormente, los tipos de suelo se pueden clasificar de las siguientes maneras.

Clasificación de tipos de suelo como tipo de material.

• Suelos organicos

Suelos orgánicos que contienen materia orgánica.

El suelo orgánico contiene material vegetal en descomposición, microorganismos, gusanos, etc.

• Suelos inorgánicos

Medios que no contienen sustancias orgánicas. Y tienen un valor de pH neutro porque están libres de impurezas.

Clasificación de suelos por formación.

• suelo residual
• Suelo aluvional o sedimentario
• Suelo transportado
• Depósitos de suelo eólico
• Suelo del glaciar
• El fondo del lago
• fondo marino

Analicemos algunos de los puntos anteriores que son importantes para los ingenieros civiles.

suelo residual

El suelo residual es el material creado por la erosión de la roca.

La naturaleza del suelo erosionado depende de la roca madre.

Contiene materiales arcillosos o limosos, limo, arena, etc.

Depósitos aluviales

Los depósitos aluviales son depósitos de materiales a lo largo de los ríos.

Estos tipos de suelo contienen limo, arena, arcilla, grava , sustancias orgánicas, etc.