Peligros a que están expuestas las cimentaciones

ASIENTOS

Todo edificio hace su asiento y es muy fácil de observar como en muchos edificios recién construidos aparecen fisuras y grietas que son fáciles de reparar y tapar.  En construcción ocurre igual que en mecánica.  Un motor nuevo recién salido de la fábrica, no da el mismo rendimiento como cuando ya lleva algún tiempo en movimiento; que es cuando por sí solo se ha terminado de ajustar y acoplar.  Es decir que todo el edificio se acopla, se ajusta, pues al fin y al cabo una casa no es más que una máquina de vivir, y que no se asombre los legos si, una vez terminada la obra, observan alguna que otra grieta por ahí.

Las grietas verdaderamente peligrosas y que reclaman con urgencia el maderamen espectacular del apeo, son aquellas de trazado parabólico que aparecen en las distintas fábricas y macizos con una inclinación aproximada de 45° (Fig. 152).

En las esquinas, la curvatura anterior se invierte en los parámetros, conservando sus características en la vertical del encuentro de paredes (Fig. 153).

En las paredes con huecos o ventanales y puertas, las figuras llevan otra dirección a las apuntadas, ya que estas siguen el curso de los elementos más débiles.  Si las cargas actuantes son concentradas en dos puntos, el caso es idéntico al de la viga simplemente apoyada y las grietas siguen la trayectoria del esfuerzo constante máximo (Fig. 154).

Ejemplo:

Lo difícil que resulta averiguar la causa de un asiento lo puede comprobar no hace mucho tiempo.  Por un reconocimiento que se hicieron, jamás pudimos averiguar las causas que mediaron para que los pilares de la fachada lateral de un edificio destinado a almacén, recién construido, se desplazara de su base un par de centímetros.  Y sin embargo, todo estaba perfectamente: cimentación, terreno, armaduras…pero la grieta resultante estaba allí (más ancha de abajo que de arriba).

El edificio en cuestión, de estructura de hormigón armado, estaba construido con pilares de 4´20 m de altura, distribuidos cada 4 m eje, coronados por una viga cadena para apoyo de la cubierta (Fig. 155).  La cimentación de 200 kg de cemento Pórtland, se apoyaba directamente sobre un estrato de roca dura, cuyo previo reconocimiento nos dio un espesor de 2´50 m repartidos y sensiblemente horizontales. De la construcción doy fe que fue esmeradísima, pues personalmente atendí el último detalle, cosa que me fue posible dado lo reducido de la obra. No cabía pensar más que en un seísmo, pero en este caso, ¿cómo fue posible que este lateral lo acusara y el resto de la construcción no?.

Pero la segunda parte fue más exasperante todavía.  Parece lógico que si el parámetro afectado se pica, se limpia, se riega abundantemente o mejor aún se enlecha como cemento puro, y se enfosca, la grieta no vuelve a surgir; pero en nuestro caso las cosas sucedieron de otro modo. Por tres veces se repitió la operación y por tres veces la grieta se manifestó aun sin tanta violencia como al principio.  Sospechando que los pilares continuarán en movimiento, se colocaron 2 ó 3 “chivatos” (testigos), los que al cabo de cierto tiempo permanecieron intactos. Una prueba más y la grieta volvió a salir culebreando por el muro.

Se consultaron textos, técnicos; todos daban el remedio conocido y hubo hasta quien dijo que, al producirse la dilatación, la grieta no sería posible taparla nunca.  Pero como aquello si pertenecía a mi oficio, apuré el último recurso.  De la capital de provincia hice traer una malla hexagonal, de las que se utilizan para parque de gallinero; la que, después de picar el enfoscado en una zona de un metro de ancho a uno y a otro lado de la grieta, coloqué bien tirante y sujetada por puntas: posteriormente enfoqué de forma que el mortero se proyectara contra la grieta lo más violentamente posible (Fig. 156).  Después de esto se fracasó, pintó y esperamos.  A los tres meses no había ni huella de la grieta.

Hoy ha pasado mucho tiempo de aquello y el almacén de “pilares torcidos”, continúa en la misma posición que lo dejamos, y es que los edificios también tienen derecho de salir triunfantes con su misterio. 

CORRIMIENTOS

Ante el desplazamiento del plano de asiento el compartimiento de un edificio de hormigón armado, por la ligazón y la continuidad monolítica que significa el hierro de su estructura, sufre muy poco, máxime, si su cimentación la compone una placa armada.

Corrientemente son escasos los fenómenos de este tipo.  No obstante, tampoco hay que excluirlo del cuadro de las posibilidades y aún así y caso de producirse los daños, serán insignificantes.  En cuanto a las de fábrica ordinaria, de ladrillo o bloques, no pueden producir más que fenómenos de sedimento o rotación que reseñamos brevemente.

CEDIMIENTOS

Hay que señalar dos clases, los leves y los considerables.  Leves:  son los producidos por los asientos eventuales del terreno donde se apoya la cimentación o por accidentes de índole constructiva o casual, tales como inundaciones de sótanos, infiltraciones de agua, construcción de calles contiguas, nuevos edificios adyacentes, etc.  La duración de este fenómeno es breve y por lo general no llega a manifestarse en la estructura principal de la obra y por lo tanto no merece una atención especial, ya que la estabilidad del edificio no corre ningún peligro.

Otra cosa es cuando la superficie de asiento de la cimentación va cediendo en forma gradual y rápida, circunstancia reconocible por los “chivatos” rotos, pues entonces cuando se precisa un ingente apuntalamiento.  Para que este resulte eficaz se deben observar las siguientes reglas: 

1°  Si el edificio es de varios pisos, el apuntalamiento deberá efectuarse con dos ordenes de tablones de pino o abeto, en el que el primero quede empotrado a la altura del forjado del piso de la segunda planta, y el 2° puede muy bien acomodarse, en sentido paralelo, al forjado de la planta primera.  Los dos ordenes se enlazarán entre sí por tablas cruzadas, de manera que se forme una viga celosía (Fig. 157).  El ángulo de los puntales con la horizontal del pavimento terreno exterior no deberá ser menor de 60°.

2° Recercar con un cuadrillo de escuadra de 10 x 10 cm todos los huecos (Fig. 158) o, si se prefiere, cercarlos con ladrillos macizos (Fig. 159).

Una vez dispuesto el apuntalamiento en la forma descrita, ya se puede comenzar, con cierta seguridad, los trabajos de realce.

ROTACIÓN DE CIMIENTOS

Los fenómenos de rotación son idénticos a los anteriores; manifestándose en una deformación más o menos acentuada de las armaduras de pilares (en edificios de hormigón armado) al que sigue un despegue de la capa envolvente de hormigón.

Las reparaciones de este fenómeno son sencillas y elementales, pero a cambio de que se utilice un buen material en áridos y un buen Pórtland en cementos.

Los trabajos consisten en: 

1°  Ensanche de la base de cimentación.

2°  Colocación de encadenados de hierro que se oponga al deslizamiento de los muros.

3°  Y en las grietas hacer un buen zurcido con mortero muy rico en cemento, no sin antes haber despegado y picado el mortero viejo que se halle desprendido.

CIMENTACIÓN SOBRE TERRENOS INCLINADOS

Partiendo de la base de que la cimentación de un edificio deberá ser siempre horizontal y lo más nivelado posible, es completamente improcedente cimentar en un terreno inclinado siguiendo la rasante del terreno.  Para salvar esta dificultad, la excavación se hace escalonada (Fig. 160) al objeto de que el plano de asiento sea también horizontal.  Sabido es que todo cimiento trabaja a la comprensión y si se cimentara siguiendo el plano inclinado, las fuerzas verticales intentaría seguir esta pendiente y el peligro del deslizamiento estaría siempre presente.

FENÓMENO DEL BUJEO

Si el terreno donde se asienta un edificio está compuesto por tierras de origen sedimentario y constituidas de sílice, aluminio y óxido de cal en íntima mezcla tiene la particularidad de absorber y retener el agua; pero si sus estructuras moleculares tienen cierta porosidad, esta las hace impermeables.  No obstante, un terreno así formado se alterará si varía la porción de agua contenida en la capa freática.

Las consecuencias del fenómeno del bujeo pueden ser muy importantes, pues un terreno en grado de saturación se reblandece hasta formar masas modelables, de viscosidad variable.  El terreno pierde su principal contextura de firmeza y es incapaz de oponerse a los esfuerzos de deslizamiento y corrimiento, provocando la ruina en los edificios afectados.

Las zonas más propias para el bujeo se hayan en las regiones donde con más frecuencia se suceden los cambios atmosféricos de humedad y temperatura y que, además, estén situados en sitios altos y en pendientes, donde la aportación de agua sea exclusivamente la de lluvia, pues está claro que la violenta transmisión de humedad a sequedad transforman estos terrenos, sin propiedades mecánicas, contrayéndose y agrietándose en profundidades que oscilan entre los 5 y los 12 m de profundidad.

De allí la explicación de los efectos del bujeo.

En el estado húmedo y cuando un muro está presionado por un empuje vertical igual a su peso, permanecerá en equilibrio, si el barro tuviera la fluidez del agua.  Pero como en la práctica no sucede así, se establecerá que cuando el peso del muro esté contrarrestado por el de la masa desalojada, siempre menor, incrementada en el correspondiente a las fuerzas de rozamiento, el muro descendería con el nivel freático hasta encontrar una nueva superficie de apoyo (Fig. 161).

Pero no termina aquí la cosa, pues en el descenso es íntimamente ligado con el, es muy posible que se inicie un movimiento de rotación alrededor del eje del plano de cimiento (Fig. 162) y en el sentido de la zona más húmeda hacia la más seca.   

En estado seco, la composición del suelo formado por los estratos aluminio – silicios referidos anteriormente, libera fuerzas expansivas traducidas en empujes hacia las cimentaciones que alcanzan0 valores del orden de los 15 kg/cm2 (media normal de 8 kg) (Fig. 162).

Este defecto de fuerzas (digamos en libertad) son las que producen la explosión de la cimentación, originándose fracturas y grietas en planos verticales; sin que hasta el presente se hayan definido con exactitud la forma y distribución de las tensiones expansivas; sin embargo se ha ensayado con buen resultado una ley parabólica para el peritaje de algunas cimentaciones explosionadas, por lo que parece ser una aproximación aceptable.

Los remedios que para la supresión de los fenómenos del bujeo se han establecido, quedan resumidos en los siguientes: 

1. Anulando los movimientos verticales.
2. Suprimiendo los de giro.
3. Evitando los de flexión lateral.
4. Repartiendo las cargas de manera uniforme.
5. Favoreciendo la conservación de un estado de humedad constante.

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