Introducción a las Propiedades Geotécnicas del Suelo y del Suelo Reforzado.

El diseño de cimentaciones de estructuras tales como edificios, puentes y presas, requiere el conocimiento de factores como: (a) la carga que será transmitida por la superestructura a la cimentación; (b) los requisitos del reglamento local de construcción; (c) el comportamiento esfuerzo-deformación de los suelos que soportarán el sistema, y (d) las condiciones geológicas del suelo. Para un ingeniero de cimentaciones, los dos últimos factores son sumamente importantes ya que tienen que ver con la mecánica de suelos.

Las propiedades geotécnicas del suelo, como la distribución del tamaño del grano, la plasticidad, la compresibilidad y la resistencia por cortante, pueden ser determinadas mediante apropiadas pruebas de laboratorio. Recientemente, se ha puesto énfasis en la determinación in situ de las propiedades de resistencia y deformación del suelo, debido a que así se evita la perturbación de las muestras durante la exploración de campo. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, no todos los parámetros necesarios pueden ser determinados o no por motivos económicos o de otra índole. En tales casos, el ingeniero debe hacer ciertas hipótesis respecto a las propiedades del suelo. Para estimar la exactitud de los parámetros del suelo (determinados en el laboratorio y en el campo o bien supuestos), el ingeniero debe tener un buen conocimiento de los principios’ básicos de la mecánica de suelos. Asimismo, debe ser consciente de que los depósitos de suelo natural sobre los cuales las cimentaciones se construyen, no son homogéneos en la mayoría de los casos. El ingeniero debe entonces tener un conocimiento pleno de la geología de la zona, es decir, del origen y naturaleza de la estratificación del suelo, así como de las condiciones del agua del subsuelo. La ingeniería de cimentaciones es una combinación de mecánica de suelos, geología y buen juicio derivado de experiencias del pasado. Hasta cierto punto, puede denominarse un “arte”.
 

Para determinar qué cimentación es la más económica, el ingeniero debe considerar la carga de la superestructura, las condiciones del subsuelo y el asentamiento tolerable deseado. En general, las cimentaciones de edificios y puentes puede dividirse en dos principales categorías: (1) superficiales y (2) profundas. Las zapatas aisladas, las zapatas para muros y las cimentaciones a base de losas corridas, son todas superficiales. 

En la mayoría de éstas, la profundidad de empotramiento puede ser igualo menor a tres o cuatro veces el ancho de la cimentación. Los trabajos con pilotes hincados y pilotes perforados son cimentaciones profundas. Éstas se usan cuando las capas superiores del terreno tienen poca capacidad de apoyo o carga y cuando el uso de cimentaciones superficiales causará un daño estructural considerable y/o problemas de inestabilidad. Los problemas relativos a cimentaciones superficiales y con losas corridas se verán mas adelante.

Recientemente aumentó el uso de refuerzos en el suelo para la construcción y diseño de cimentaciones, muros de contención, taludes de terraplenes y otras estructuras. Dependiendo del tipo de construcción, el refuerzo es mediante tiras metálicas galvanizadas, geotextiles, georrejillas y geocompuestos. El uso de refuerzos en el diseño de cimentaciones superficiales se presenta en los capítulos 3 y 4. El capítulo 7 de línea los principios de refuerzo del suelo en el diseño de muros de retención.

Esta parte sirve principalmente como repaso de las propiedades geotécnicas básicas de los suelos. Incluye temas como distribución granulométrica, plasticidad, clasificación de los suelos, esfuerzo efectivo, consolidadón y parámetros de la resistencia a cortante. Se basa en la suposición de que el lector ya conoce los conceptos de un curso básico de mecánica de suelos.