Why Using a Soil Cap On Expansive Soil Is Not Always the Solution

El problema potencial

Una capa de suelo no expansiva sobre un suelo expansivo no siempre puede detener la expansión del suelo expansivo subyacente o los efectos dañinos resultantes en los cimientos y estructuras construidas sobre la capa de suelo. Sin embargo, si los cimientos construidos sobre la capa de suelo están diseñados para ser lo suficientemente rígidos como para soportar movimientos verticales diferenciales entre los muros perimetrales y los pisos interiores, el problema no será estructural. El problema puede ser un costo mayor.

¿Por qué debería preocuparse por este problema?

Al colocar una capa de suelo no expansiva sobre un suelo expansivo, (1) los parámetros del suelo expansivo subyacente deben conocerse por completo, (2) el rendimiento a largo plazo de la capa de suelo no expansiva en la parte superior del suelo expansivo subyacente debe debe determinarse con precisión, (3) se debe evaluar el desempeño estructural de la cimentación a largo plazo, y (4) se debe calcular el aumento en el costo de construcción de la cimentación causado por el uso de una capa de suelo no expansiva. Puede terminar gastando mucho dinero en una capa de suelo no expansiva que no mitiga adecuadamente los efectos del suelo expansivo subyacente, o que puede no ser necesario si se utiliza un sistema de cimentación alternativo.

¿Qué sucede con los diseños de cimientos tradicionales que se colocan directamente en suelo expansivo?

Tres de los diseños de cimentaciones más comunes: losa nervada (RS), losa de espesor uniforme (UTS) y muro de vástago con zapata continua (SW), no mitigan los efectos del suelo expansivo. Las cimentaciones RS y UTS están siempre en pleno contacto con el suelo. Si el suelo cambia de volumen debido a cambios en el contenido de humedad, estos dos tipos de cimientos se moverán. La base SW permite la expansión del suelo en el área del espacio de aire debajo del piso elevado, pero las bases aún pueden estar sujetas a las fuerzas de elevación de la arcilla en expansión profunda.

¿Qué sucede con los diseños de cimientos tradicionales cuando se colocan directamente sobre una capa de suelo no expansiva que se coloca sobre un suelo expansivo?

La capa de suelo no expansivo transmitirá la fuerza hacia arriba del suelo expansivo subyacente, si esa fuerza hacia arriba excede el peso combinado de la capa, la base y la estructura del suelo no expansivo. También puede haber movimientos verticales diferenciales entre los muros perimetrales y los pisos, debido a las diferencias en las cargas de gravedad y rigideces de los cimientos.

La losa reforzada hawaiana (HRS) es un ejemplo de un diseño de cimentación que utiliza una capa de suelo no expansiva sobre suelo expansivo, superpuesta por una losa de piso de espesor medio con vigas perimetrales más profundas para la cimentación. Se ha comprobado que este diseño de cimentación funciona cuando se coloca sobre una capa de suelo no expansiva correctamente diseñada. Pero puede ser una solución de cimentación costosa cuando el costo de la capa de suelo se suma al costo total de la cimentación.

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