La consolidación secundaria genera también asentamiento en nuestras cimentaciones, y es a lo que vamos a dedicar la entrada de hoy.
No es la primera vez que vemos este tema de asentamiento en arcillas, así que os recomiendo revisar las siguientes entradas.
- Consolidación de suelos. Parámetros de laboratorio.
- Capacidad portante y asentamiento. Generalidades.
- Cambios de tensión efectiva en suelos blandos.
- Incremento de presión en el suelo por aplicación de una carga.
- Asentamiento elástico.
- Consolidación primaria. Cálculo del asentamiento.
Es cierto, que es el patito feo de los cálculos en arcillas por dos razones:
- Magnitud: Comparado con el asentamiento elástico y, sobre todo con la el generado por la consolidación primaria, es pequeña. Esto es en general, porque en arcillas muy plásticas o en suelos orgánicos puede ser considerable.
- Coste: Como vamos a ver, vamos a necesita un parámetro que normalmente no se tiene porque el coste de obtenerlo es muy alto comparado con el valor técnico que puede aportar al proyecto.
Vamos a ver que tiene su interés y que, si tenemos el ensayo de laboratorio, es muy sencillo de calcular.
Modelo teórico de la consolidación secundaria.
La consolidación secundaria es la que se da tras finalizar la consolidación primaria al mantenerse el efecto de la carga. La figura siguiente nos ayuda a definirla mejor.
La consolidación secundaria empezará en el punto (t1,ep), siendo este el punto de inflexión de la curva de consolidación. La magnitud del asiento es el que proceda de la reducción de índice de poros (Δe). Si comparamos Δe con el que se genera en la consolidación primaria, es como 20 veces menor, pero el tiempo requerido para conseguirlo es de casi el mismo. Esta es la principal razón de porque no se calcula. La pendiente de esta curva (Cα) conocido como el coeficiente de compresibilidad secundaria y que es necesario para calcular el asentamiento, tienen un coste de obtención alto por el tiempo adicional que las muestras se deben permanecer en el edómetro.
La expresión con la que calcularíamos el asentamiento sería la siguiente.
Todos los parámetros los podemos encontrar en la figura anterior. Recordemos que Hc es el espesor de capa de arcilla que soporta la carga de la cimentación. El parámetro Cα es equivalente a mv que usábamos en la consolidación primaria. Es decir, Cα y ep depende del nivel de carga así que “teóricamente” deberíamos hacer lo mismo que sugeríamos en el cálculo de asentamientos por consolidación primaria: discretizar el terreno en subcapas de 1-5m. Ya os digo que esto no se suele hacer.
Procedimiento de cálculo
Es bastante sencillo como vais a ver:
- La muestra en el edómetro que está sometida a la carga futura de la cimentación (por ejemplo, 250kPa) se mantiene hasta que se desarrolle la consolidación secundaria.
- A partir de la curva de consolidación, se calcula ep para el nivel de carga de la cimentación.
- Tomamos un t2 suficiente. ¿Qué es “suficiente”? Esto va un poco al gusto, pero podemos hablar de la mitad del tiempo que se generó la consolidación primaria.
- Como el valor Hc está dado, podemos hacer el cálculo directo.
El nivel de precisión no es muy alto, pero os aseguro que el margen de error tampoco lo es.
Conclusión
Este post sobre la consolidación secundaria ha sido bastante más corto que el que hicimos para la consolidación primaria (pincha aquí), pero creo que el fenómeno ha quedado bastante claro. Ya decíamos en la introducción que no se le suele prestar atención, pero si estamos en suelos arcillosos de alta plasticidad u orgánicos, sí que habría que prestarles la suficiente atención.
Con esta entrada casi damos por terminado una serie de entradas dedicadas al asentamiento de cimentaciones superficiales, sobre todo en suelos arcillosos. Nos queda revisar el asentamiento diferencial, así que estad atentos.
Nos vemos en siguientes entradas, porque ¡seguimos!
Muchas gracias.
