Los procesos patológicos y su diagnóstico

¿Sabéis las clases de movimientos originados por un proceso patológico  en la cimentación de una edificación? Os explicamos cada uno en este extracto del módulo III del Curso “Patología e intervención en cimentaciones de edificación”.

3.1 Movimientos del edificio y sus lesiones características

Todo edificio que padezca un proceso patológico en su cimentación experimentará, más tarde o más temprano y de forma más o menos manifiesta, unos movimientos cuyos efectos son unas lesiones apreciables a simple vista: las grietas. La localización, la trayectoria, la extensión y la importancia de estas acusan los movimientos que haya padecido y/o que todavía padece el edificio.

Las características de esos movimientos dependen principalmente de los siguientes factores:

  • La resistencia a tracción de las zonas del edificio afectadas por la lesión. Esta resistencia condiciona la magnitud del movimiento y la velocidad de progresión del proceso patológico. Concretamente, una resistencia a tracción insuficiente en las zonas afectadas por la lesión incrementa la magnitud del movimiento y la velocidad con la que éste progresa. Y, por el contrario, una resistencia a tracción suficiente en dichas zonas minimiza el movimiento y lo ralentiza.
  • La capacidad de la estructura para deformarse sin fracturarse. Esta capacidad condiciona la importancia de los daños. Concretamente, una capacidad de deformación muy reducida, como la que presenta una estructura rígida e hiperestática de hormigón, permite unos movimientos de muy escasa magnitud antes de alcanzar la rotura. Y, por el contrario, una estructura de madera o de acero flexible e isostática puede soportar notables movimientos sin llegar a la rotura.
  • La rigidez del conjunto estructura-cimiento y su interacción con la rigidez del terreno. Esta rigidez condiciona el tipo de movimiento, monolítico o diferencial, que padece el edificio. Concretamente, cuando el conjunto estructura-cimiento-terreno presenta una rigidez suficiente, el movimiento es monolítico y homogéneo, con giros y/o con desplazamientos. Y, por el contrario, cuando ese conjunto presenta una rigidez insuficiente, el movimiento es diferencial y heterogéneo, con distorsiones angulares y/o elongaciones.

De entre las diversas clases de movimientos originados por un proceso patológico padecido en la cimentación, cabe destacar los siguientes:

  • Asientos.
  • Asientos combinados con giro.
  • Arcos o bóvedas de descarga.
  • Deformación cóncava.
  • Deformación convexa (quebranto).
  • Giro monolítico.
  • Vibraciones.

3.1.1. Asientos

Son movimientos localizados de descenso de elementos estructurales (cimentaciones, muros, pilares). Generan unas fisuras que contornean el eje vertical del elemento estructural afectado y que, en su conjunto, adquieren una morfología de bóveda, más o menos simétrica según sea la rigidez de los diversos elementos constructivos (muros, tabiques, etc.) que convergen en el punto de máximo descenso.

El origen de estos movimientos suele ser un fallo localizado del terreno y/o del cimiento. (Véanse FIGURA 3-1 y FIGURA 3-2):

En la Figura 3-1 se pueden apreciar dos ejemplos de asientos causados por un fallo del terreno. En concreto, por una alteración del terreno en el entorno inmediato del cimiento, alteración cuyo origen, a su vez y en este caso, fue el deficiente estado de la red de saneamiento enterrada.

Figura 3-1: Asientos causados por una alteración del terreno en el entorno inmediato del cimiento

 

En la Figura 3-2 se aprecia un asiento causado por un fallo localizado del cimiento: el que corresponde a la fachada interior del soportal, cimiento que transmite al terreno unas acciones mayores que las del cimiento de la fachada exterior, por cuanto esta fachada exterior está menos cargada.

Figura 3-2: Asiento causado por un fallo localizado del cimiento

 

Otro ejemplo de asientos entre dos zonas de un edificio desigualmente cargadas es el que se refleja en la FIGURA 3-3. Nótese cómo la ausencia de una junta entre esas dos zonas provoca que el hundimiento del terreno bajo la zona más cargada arrastre a la menos cargada. Y también cómo la grieta que aparece se localiza aproximadamente donde debería haberse previsto una junta.

También son frecuentes los asientos en alguno de los bordes del edificio, debidos a incidencias negativas en el entorno inmediato del cimiento: unas veces, por causa de actuaciones inadecuadas (casi siempre, excavaciones); y otras veces, por alteraciones del terreno. (Véase FIGURA 3-4)

Ahora bien, hay que tener en cuenta que los asientos en los bordes de los edificios suelen ir acompañados de algún desplome o inclinación, esto es, suelen estar combinados con un giro, tal y como se va a describir a continuación.

 

Figura 3-3: Asiento entre zonas de un edificio desigualmente cargadas

 

Figura 3-4: Asiento causado por una actuación inadecuada o por una alteración del terreno junto al cimiento

 

3.1.2. Asientos combinados con giro

Son movimientos de descenso, combinados con algún desplome o inclinación, que aparecen como consecuencia de la presencia de acciones excéntricas sobre el plano de apoyo de la cimentación. Se genera una flexotracción, debido a la cual suelen ir acompañados de fi suras verticales localizadas en los bordes de la zona superior del edificio, zona en la que, como ya se ha mencionado, el edifi io suele presentar una menor resistencia a tracción, insuficiencia que, como ya se ha hecho constar, favorece la progresión de los movimientos.

La presencia de acciones excéntricas sobre el plano de apoyo de la cimentación puede deberse a causas muy variadas, de entre las cuales cabe reseñar las siguientes:

  • El dimensionado insuficiente de los cimientos de borde del edificio, defecto que ya se ha mencionado en el anterior apartado 2.3.1. y cuyas consecuencias ya han sido reflejadas en la Figura 2-13.
  • La ejecución de alguna excavación junto a cimentaciones existentes y/o la socavación de esas cimentaciones por alteración del terreno en su entorno inmediato. (Véanse FIGURA 3-5 y FIGURA 3-6).

 

Figura 3-5: Asiento combinado con giro causado por socavación

 

Figura 3-6: Asiento combinado con giro causado por excavación

  • La incidencia en la cimentación de acciones horizontales que hayan sido generadas por las estructuras construidas sobre rasante. (Véase FIGURA 3-7).

 

Figura 3-7: Asiento combinado con giro causado por acciones horizontales generadas por la estructura

3.1.3. Arcos o bóvedas de descarga

Son asientos localizados en los que las fisuras tienden a formar arcos de directriz sensiblemente parabólica, cuyos ejes verticales pasan por el punto de máximo descenso. 

La aparición de estos arcos descarga la zona afectada, transmitiendo las acciones hacia los laterales, esto es, hacia los que serían sus contrarrestos (estribos) al nivel de la cimentación. (Véase FIGURA 3-8).

En un paramento con sufi ciente altura y cohesión interna el arco es cerrado y se completa (fallo a fl exotracción, véase FIGURA 3-8/b). 

En un paramento de altura limitada e insufi ciente cohesión interna, el arco no se cierra y se reduce a dos ramas separadas más o menos parabólicas (fallo a cortante, véase FIGURA 3-8/a).

Los movimientos en arco o bóveda de descarga se deben a un fallo localizado del terreno o del cimiento. Cuando la causa que genera el movimiento no ha sido suprimida, llega a formarse un segundo arco, afín al primero, acusándose una generalización del movimiento y una aceleración de la velocidad de su progreso, por cuanto este segundo arco ya no dispone de suficiente contrarresto al nivel de la cimentación. (Véase FIGURA 3-9).

 

Figura 3-8: Movimiento en arco o bóveda de descarga

 

Figura 3-9: Generalización del movimiento en arco de descarga

3.1.4. Deformación cóncava

Es un movimiento debido a un hundimiento del cimiento generalizado pero no uniforme. Su magnitud es mayor bajo la zona central del edificio que en sus bordes. Suele ir acompañado de varios arcos o bóvedas de descarga afines y también (por flexotracción) de fi suras verticales en la zona inferior del edificio, las cuales quedan ocultas a la vista. Cuando la estructura es isóstatica y con una insuficiente resistencia a cortante, pueden generarse desplazamientos verticales entre unos y otros pórticos. (Véase FIGURA 3-10).

El origen de este movimiento suele ser o una defi ciente contención del terreno o un deficiente zunchadoal nivel de la cimentación.

 

Figura 3-10: Deformación cóncava

3.1.5. Deformación convexa (quebranto)

Tal y como ya se ha hecho constar en el anterior apartado 2.1.2. y ha quedado reflejado en la Figura 2-10, la deformación convexa es un movimiento generalizado y característico de los edificios apoyados sobre arcillas expansivas, en el que se combinan hinchamientos bajo la zona central del edificio con asientos en sus bordes.

En consecuencia, los extremos laterales del edificio quedan trabajando en ménsula y la construcción se agrieta, principalmente en su coronación.

Este movimiento suele ir acompañado de fisuras verticales por flexotracción, localizadas en la zona superior del edificio, zona en la que, como ya se ha señalado repetidamente, el edificio tiende a presentar una menor resistencia a tracción, lo cual favorece la progresión de los movimientos. (Véase FIGURA 3-11).

Figura 3-11: Daños causados por una deformación convexa en la coronación de dos edificios

 

Debe tenerse en cuenta que la deformación convexa origina, a su vez, un segundo fallo: la descompresión en los planos de fábrica verticales, descompresión que genera la deformación, la fisuración e incluso el colapso de los arcos contenidos en esos planos, por pérdida de su contrarresto. (Véase FIGURA 3-12).

 

Figura 3-12: Daños en los arcos de dos edificios por descompresión de las fábricas verticales.

3.1.6. Giro monolítico

Es un movimiento generalizado de inclinación o de desplome, que afecta a la totalidad de un edificio de gran rigidez. Se debe a que las cimentaciones de los bordes opuestos del edificio están apoyadas sobre terrenos que presentan unas características resistentes y una compresibilidad diferentes, por la presencia de estratos inclinados y/o de materiales blandos y compresibles, lo que da lugar a hundimientos diferenciales entre uno y otro de los citados bordes. (Véase FIGURA 3-13).

Cuando un edificio afectado por un movimiento de giro monolítico no tiene una ubicación aislada sino que está en contacto con otros edificios o plenamente adosado a los mismos, éstos pueden padecer acciones de empuje causadas por el desplome. (Véase FIGURA 3-14).

Figura 3-13: Giro monolítico

 

Figura 3-14: Empujes causados por el desplome de un edificio sobre el colindante

3.1.7. Vibraciones

Son movimientos oscilatorios debidos a acciones dinámicas, más o menos permanentes. En función de su origen (seísmo, maquinaria, tráfico, resonancias), de su intensidad y de su duración, pueden causar un movimiento localizado en determinadas zonas del edificio o un movimiento global de la totalidad de este.

Suelen ir acompañados de fisuras localizadas, sobre todo en la zona superior del edificio, así como de disgregaciones de una buena parte de los materiales constructivos. (Véase FIGURA 3-15).

 

Figura 3-15: Daños debidos al seismo de 2011 en el convento de las Clarisas. Lorca (Murcia)

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