Bajo el término "levantamiento del suelo" se encuentra un fenómeno bastante complejo de origen natural, que puede tener graves consecuencias. Durante el período en que el suelo se congela, los cimientos se levantan junto con toda la estructura. Cuando ocurre la descongelación, sucede lo contrario: la base cae. Pero la conclusión es que es desigual.
Como resultado, los edificios se encuentran en estado de emergencia y, a veces, amenazantes. En algunos casos, debido a este fenómeno, los edificios incluso comienzan a derrumbarse, y por completo.
Característica de un fenómeno natural
La característica principal del proceso de levantamiento es un aumento significativo en el volumen de agua en el suelo debido a la congelación invernal. Según GOST 25100-2011, se distinguen 5 categorías, que difieren entre sí en el grado de levantamiento (el nivel de expansión del suelo se indica entre paréntesis):
- Suelos excesivamente agitados - más del 12%.
- Suelos muy agitados - no más del 12%.
- Suelos medianos - hasta un 8%.
- Suelos ligeramente abultados - aproximadamente 4%.
- Suelos no rocosos - no supera el 4%.
Sin embargo, la última categoría debe considerarse condicional, porque en la naturaleza simplemente no hay suelo donde la humedad esté completamente ausente. Solo las rocas de suelo de granito y de grano grueso deben atribuirse a este tipo. Sin embargo, en nuestras condiciones, este tipo de suelo es bastante raro.
Etapas de un fenómeno amenazante
El territorio de la Federación Rusa se extiende a lo largo de toda la parte norte del continente euroasiático. Por esta razón, la temperatura siempre está bajo cero en invierno. Dependiendo de la región específica, el suelo puede estar congelado por un período de 2 a 9 meses.
En este caso, se pueden distinguir varias etapas de levantamiento del suelo:
- I - preliminar. En este caso, el suelo se enfría a una temperatura que aún no es igual a la cristalización del agua.
- II - basado. En este caso, el agua ya empieza a pasar a su otro estado de agregación, convirtiéndose en hielo. En consecuencia, se está produciendo su expansión volumétrica, lo que, como sabemos, no augura nada bueno.
- III - hipotermia. Aquí, bajo la influencia de las heladas, el suelo se encoge. Posteriormente, esto conduce a una fuerte disminución de la temperatura.
Solo vale la pena considerar que los estados enumerados son condicionales, ya que la transición de una etapa a otra es muy lenta. Al mismo tiempo, se puede distinguir una etapa más en el proceso de descongelación del suelo: su hundimiento.
Suele ser un fenómeno agitadoobservado principalmente en invierno. Por este motivo, esta temporada no es apta para la construcción, especialmente de carácter masivo. Esto se debe a un peligro grave: existe un riesgo muy alto de que la estructura erigida se destruya muy rápidamente.
En particular, quienes viven en el extremo norte deben tener en cuenta la fuerza del levantamiento del suelo. En esta zona, las capas inferiores del suelo se congelan mucho más que en otras latitudes.
Principal factor provocador
A primera vista, parece que el daño causado por la agitación puede no ser tan grande, pero solo lo parece. Para darse cuenta de toda la amenaza de un fenómeno natural de este tipo, vale la pena comprender claramente cómo ocurre este proceso.
Como ahora sabemos, el fenómeno se caracteriza por la heterogeneidad, que se debe principalmente a la diferencia en la altura de la superficie terrestre. Como regla, esto se observa en primavera: ese lado del edificio, que se encuentra en el sur, está bien calentado. Además, las gotas de primavera contribuyen. Al caer la tarde, se acumula una gran cantidad de agua derretida en el suelo, que luego se convierte en hielo.
La masa de esta capa puede alcanzar varios céntimos, y esto es suficiente para elevar los cimientos a cierta altura. Este proceso lleva toda la noche.
Durante el día, se observa la imagen opuesta: con el aumento de la temperatura, el hielo del suelo comienza a descongelarse. En consecuencia, la base comienza a hundirse y, al mismo tiempo, la tierra se enriquece nuevamente con otra porción de agua, que luego cristaliza nuevamente. Todo estosucede día tras día hasta que la temperatura se normaliza.
Durante el período de primavera de la diferencia del nivel del agua, el edificio puede hundirse varios centímetros. Esto es suficiente para causar un daño grave, que luego será muy difícil de reparar, si es que lo hace.
Otras causas del levantamiento del suelo
La intensidad de la agitación puede verse influenciada por varios factores, entre los cuales se pueden mencionar los siguientes:
- La duración del período invernal y su intensidad (gravedad).
- Espesor de la nieve.
- Características del suelo.
- Precipitaciones por temporada.
- Nivel de humedad del aire.
- La naturaleza del terreno.
- Vegetación.
- Profundidad del agua subterránea.
- Ubicación del área en relación con el lado sur.
Dado que los edificios pueden sufrir daños muy graves por el levantamiento, la construcción de sus cimientos debe llevarse a cabo por debajo de la profundidad de congelación del suelo. Este valor depende directamente del área donde se planea la construcción de viviendas.
Cabe señalar que la humedad del suelo mediterráneo es un factor fundamental que influye en gran medida en la intensidad de la agitación. Al mismo tiempo, no se debe descartar la densidad de las capas inferiores del suelo. Pero mucho también depende de este parámetro.
Cuanto más denso sea el suelo, menos deformación sufrirá el edificio. De lo contrario, las heladas se levantan de los suelos.será más intenso, lo que no augura nada bueno.
¿Cómo determinar el grado de levantamiento del suelo?
Para hacer esto, vale la pena considerar no solo la composición del suelo, sino también el nivel del agua subterránea. Cualquier propietario de bienes raíces suburbanos puede enfrentar la necesidad de determinar qué tan fuerte es el suelo agitado en el área de una parcela privada. Para lograr este objetivo, es necesario cavar un hoyo de hasta 2 metros de profundidad. Este es un trabajo vertical tan especial de una sección cuadrada, redonda o rectangular.
Después de eso, debes esperar unos días. Si no aparece humedad en el fondo de un pozo pequeño excavado, debe perforar otros 1,5 metros. Uno solo tiene que aparecer al agua, el proceso se puede detener. Ahora queda medir la distancia desde el nivel del agua hasta la superficie.
Puede determinar el tipo de suelo mediante una inspección visual. Con base en estos datos, podemos sacar una conclusión aproximada sobre el grado de expansión del suelo durante la estación fría.
Pasemos a los cálculos matemáticos
El cálculo del levantamiento del suelo se puede realizar de forma independiente, usando la fórmula E=(H-h)/h, donde:
- E es el coeficiente del grado de levantamiento del suelo.
- H - la altura de la capa de suelo después de la congelación.
- h es la altura de la capa de suelo antes de congelarse.
En consecuencia, primero debe realizar las mediciones necesarias. Y no solo en verano, también en invierno. Es posible sacar conclusiones sobre el levantamiento del suelo en función de los cambios de altura. Si este parámetro es de 10 mm o más por 1 metro de congelación, entonces el coeficiente E será igual a0.01, lo que ya indica que se deben tomar las medidas adecuadas para evitar consecuencias graves.
Vale la pena recordar una vez más que el suelo, en el que hay un alto nivel de humedad, es predominantemente susceptible a los procesos de levantamiento. Al convertirse en hielo, se expande notablemente, aumentando de volumen. ¿Quién no ha congelado agua en una botella de plástico colocándola en el congelador de la heladera para experimentar o por necesidad? Puedes imaginar inmediatamente todo el poder del elemento agua, reunido en un volumen limitado.
Los suelos arcillosos, francos y francos arenosos son más propensos a levantarse. Y la arcilla, debido a la presencia de muchos poros, es capaz de retener bien el agua.
Maneras de minimizar el daño
Ahora nos queda claro que no se debe subestimar la cantidad de levantamiento del suelo. Pero, ¿cómo evitar consecuencias desagradables que pueden suponer una grave amenaza para la vida de las personas? Hay varias maneras de hacer esto. Pero dado que el levantamiento del suelo se debe en gran medida al impacto en los cimientos, la mayoría de ellos implican formas de fortalecerlo o aislarlo. Considere las mejores opciones para resolver un problema tan difícil.
Procedimiento de reemplazo de tierra
Este método solo funciona cuando se colocan los cimientos: se coloca un cojín de arena debajo de los cimientos. Además, debe ser notablemente más ancho que los cimientos del edificio mismo. Luego está bien apisonado y compactado. Gracias a esta almohada, se garantiza una distribución uniforme de toda la carga en la base. Además, una capa de tierra abultadadisminuye, por lo tanto, la fuerza del fenómeno natural también se vuelve más débil. Además, el cojín de arena tiene propiedades amortiguadoras.
Además, los expertos recomiendan, para evitar la deformación por levantamiento del suelo, cubrir el área entre el encofrado después de retirarlo y el suelo con tierra que no se levante. Tal medida evitará la congelación del suelo en las paredes de los cimientos.
Solo después de un tiempo, la arena en el relleno (incluida la plataforma) puede mezclarse con las partículas de arcilla, perdiendo sus propiedades antivibración. Para evitar esto, el lecho de arena y el relleno deben separarse con papel de aluminio, material para techos o tela filtrante.
Construyendo los cimientos
Esto se refiere a la elección óptima del tipo de cimiento, que es relevante solo en la etapa de construcción de una casa. Si ya se ha erigido, se debe utilizar otra forma de resolver el problema. Con respecto a esta técnica, puede elegir entre dos tipos de cimentación: una estructura de losa o una cimentación de pilotes.
Monolito
La formación de una estructura de losa hará que el edificio sea más pesado, lo que, a su vez, minimizará el impacto del suelo sobre los cimientos. Por supuesto, no será posible eliminar por completo el efecto de las heladas en una losa monolítica con una altura de más de 200 mm, hundida en el suelo. Al mismo tiempo, como resultado del levantamiento del suelo, la base simplemente se elevará de manera uniforme a una altura baja en invierno. Con el calentamiento, la base volverá a su posición original.
Desde un punto de vista técnicola ejecución de la losa de cimentación es sencilla. Ciertas dificultades suelen surgir durante la operación de refuerzo. Además, este método es bastante caro.
Pilas
La construcción de una base de pilotes permitirá salir adelante con poco derramamiento de sangre. Solo este diseño es aplicable solo a edificios con poco peso (construcción con tecnología de marcos, uso de paneles sip, etc.).
Las siguientes opciones pueden ser adecuadas para la base:
- Pilas atornilladas: se atornillan al suelo justo por debajo de su nivel de congelación.
- Estructuras reforzadas: primero debe preparar varios pozos y luego instalar varillas envueltas en material para techos y envueltas en un marco de metal.
Después de instalar los pilotes, deben conectarse con vigas o losas especiales para distribuir uniformemente la carga sobre los cimientos.
Aislamiento del perímetro de la casa
Este método le permite minimizar o eliminar por completo la congelación del suelo. Debido al calentamiento del suelo, es posible construir una base poco profunda debido a la disminución de la profundidad de congelación.
Solo esta opción para lidiar con el levantamiento del suelo es relevante para áreas con una temperatura anual promedio positiva. El ancho del aislamiento a colocar debe ser igual a la profundidad de congelación del suelo. En cuanto al grosor del material, todo depende de las propiedades de aislamiento térmico y de la naturaleza del clima.
