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Análisis de la capacidad portante y la susceptibilidad a consolidación de un suelo fino en la Parroquia Borrero-Charasol, del Cantón Azogues

Abstract:

En el sector sur del Ecuador existen varios tipos de suelo que generan problemas en las estructuras implantadas sobre los mismos, siendo un ejemplo los suelos finos blandos. Este tipo de suelo sufre cambios volumétricos debido a la variación del contenido de agua de su estructura generando asentamientos, además de una baja capacidad portante, lo que podría afectar su funcionalidad como suelo de cimentación. Sin embargo, estas características pueden estar ocultas a superficie debido a la desecación del material donde la parte superior el suelo puede presentar consistencia mucho más compacta que el suelo más profundo y por lo tanto resistencias mayores a superficie. Este fenómeno podría confundir al diseñador sobreestimando las capacidades del material para cimentaciones que influencien a profundidad. El suelo fino ubicado en el sector conocido como Pérez – Perazo en la parroquia Borrero-Charasol del cantón Azogues es un ejemplo de suelo fino blando con desecación superficial, es por ello que el presente trabajo estudia a detalle este material, para así alertar sobre la presencia y comportamiento de estos tipos de materiales. Para este suelo se obtienen las propiedades físicas, mecánicas, geofísicas y de consolidación hasta la profundidad de 5 metros en intervalos de 1 metro a través de ensayos de laboratorio y campo como: humedad, granulometría por cribado, límites de Atterberg, peso específico, gravedad específica, compresión simple, compresión triaxial, corte por veleta, análisis multicanal de ondas superficiales (MASW), tomografía eléctrica, consolidación unidimensional y asentamientos en campo por medio de muestras alteradas e inalteradas. Los resultados alcanzados muestran una disminución importante en la resistencia del suelo a profundidad, además de variaciones en los valores según los ensayos ejecutados, encontrando resistencias cortante no drenadas para el ensayo de compresión simple de 0.064 a 0.186 /, para el ensayo triaxial de 0.49 a 1.52 /, para corte por veleta de 0.2 a 1.25 / y para el análisis multicanal de ondas superficiales de 0.96 a 1.14 /; la mayoría de ensayos evidencian la mayor resistencia del suelo a 2 metros de profundidad a excepción del análisis multicanal de ondas superficiales. La capacidad admisible de carga para los diferentes escenarios de cimentación (tipo y profundidad de desplante) oscila entre 12.00 a 1.10 y 9.47 a 0.92 / para zapata cuadrada y corrida respectivamente. El fenómeno de consolidación es importante para el suelo en estudio, un suelo fino blando generará asentamientos significativos por consolidación que deberán tomarse en consideración en el diseño de estructuras sobre estos materiales. El presente trabajo realiza análisis del comportamiento por consolidación del suelo, obteniendo un índice de compresión (Cc) entre 0.136 y 0.257, el índice de rebote (Cs) varía de 0.003 a 0.018, el índice de consolidación (Cv) de 0.0001 a 0.0005 / y el índice de compresión secundaria (Cα) de 0.0025 a 0.0081 en laboratorio y contrastándolos con valores estimados por correlaciones. El ensayo de medición de asentamientos en campo arroja como resultado un asentamiento teórico de 75.9 mm al final del proceso de consolidación primaria y un asentamiento total medido de 54.0 mm en los 57 días de duración del ensayo. Posteriormente, se realiza una comparación entre la teoría de Simple Difusión de David & Poulos y la de consolidación unidimensional deTerzaghi con las medidas registradas en campo, sin obtener un buen ajuste de los datos de campo hacia las teorías de consolidación. El análisis de asentamientos se lo efectúa modificando las combinaciones de geometría (relación L/B), profundidad de desplante (Df) y carga aplicada de la cimentación. Finalmente se emiten conclusiones y recomendaciones para prevención y/o control de las problemáticas identificadas en el suelo.