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Estimación simplificada de asientos edométricos en arcillas saturadas normalmente consolidadas

Muchas veces no se dispone de tiempo suficiente como para realizar la necesaria batería de ensayos edométricos para el diseño de cimentaciones sobre arcillas blandas saturadas.

En estos casos, puede resultar útil estimar los asientos edométricos de forma muy simplificada a partir de parámetros básicos que pueden obtenerse de forma rápida, en concreto hablo de la densidad, los límites de Atterberg y la humedad natural, todos determinables mediante ensayos de laboratorio muy sencillos que pueden ejecutarse en un plazo de uno o dos días.

El procedimiento es bastante simple.

En primer lugar, determinaremos el espesor de suelo susceptible de experimentar asientos importantes por consolidación. Este espesor vendrá determinado ya sea por la presencia de una capa “rígida” en profundidad o por la denominada “profundidad de influencia de la cimentación”, asumiendo habitualmente que esta es igual a 2 veces el ancho de cimentación bajo el plano de apoyo de la misma.

Esta capa blanda debemos dividirla en subcapas de 2 m de espesor. Convendría tomar una muestra aproximadamente en el centro de cada subcapa para determinar en laboratorio su densidad, humedad y plasticidad.

Después, calcularemos la presión vertical efectiva inicial, pv0′, en el centro de cada subcapa, teniendo en cuenta que se deberá emplear en su determinación la densidad sumergida del suelo (dsum = dsat-10 kN/m3).

A partir de la teoría de la elasticidad, obtendremos el incremento de tensión vertical en el centro de cada subcapa, Dpv’, producido por la carga impuesta en superficie (nuestra cimentación).

A continuación, estimaremos el índice de compresión, Cc, de cada subcapa a partir del límite líquido, LL, por medio de la expresión Cc=0,0097(LL-16,4) propuesta por Jiménez Salas et al. (1975) para suelos españoles.

Después, obtendremos el índice de poros inicial, eo, de cada subcapa a partir de la expresión e0=Gsw, donde “Gs” es el peso específico de las partículas sólidas (habitualmente puede considerarse de 2,65) y “w” es la humedad natural.

El asiento edométrico de cada subcapa de espesor “H” se puede obtener por la expresión siguiente:

s=(H/(1+e0))Cclog((pv0’+Dpv’)/(pv0′))

Si sumamos el asiento edométrico de cada subcapa, obtendremos el asiento edométrico del sistema.

El método solamente resulta válido para arcillas normalmente consolidadas y saturadas.

A pesar de todo, la experiencia me dice que el Cc estimado a partir de la plasticidad y el obtenido a partir de la curva edométrica de campo (tras corrección de Schmertmann) suelen ser bastante diferentes, por lo que los resultados obtenidos con este método simplificado deberán tomarse siempre con cautela.

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  1. javier
    21 febrero 2010 en 01:46

    En el libro de ingenieria de cimentaciones de peck, hanson y thorbun (creo se escribe) asi, ya emplean este metodo de calcular Cc a partir de los limites.. Tienen un ejemplo de calculo en el apartado “losas sobre arcillas”.

  2. javier
    26 febrero 2010 en 16:42

    Para suelo españoles tambien hay Cc=0,99 W EXP(1,315) , sindo W la humedad y Según Skempton Cc=0,009(WL-10)

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