3.4.12

PATOLOGÍAS EN EDIFICACIONES SOBRE PENDIENTES DE TERRENO

1.- GENERALIDADES
INTRODUCCIÓN
En muchas ocasiones la construcción va a depender de la orografía o topografía existente en la zona donde se va a ubicar la edificación, estando ésta condicionada según determinados parámetros a tener en cuenta a la hora de llevar a cabo las obras de ejecución.
Los parámetros que intervienen y que hay que tener en cuenta cuando construimos en terrenos en pendiente son:
- tipo de terreno y sus características geomecánicas y geológicas
- inclinación o pendiente
- situación (áreas bajo pendientes pronunciadas o en relieves topográficos altos)
- características de los estratos: espesores, inclinación o pendiente, orientación, buzamientos, existencia de fracturas, diaclasas, fallas, niveles intermedios...
- contenido en agua del suelo y situación del nivel freático
- factores naturales (contenido de agua en el suelo y situación del nivel freático, ríos y oleaje, lluvia, hielo y nieve, sismicidad y vulcanismo)
- factores humanos (excavaciones, voladuras, sobrecargas)
En este caso vamos a analizar las construcciones realizadas en laderas o terrenos con pendiente, distinguiendo dos tipos de terreno: suelos y rocas, analizando en esta ficha las patologías producidas en terrenos que denominamos suelos.
Se podría definir como suelo, al terreno compuesto por material detrítico no cementado (fragmentos de rocas) de diferentes tamaños y que es susceptible de sufrir deformaciones frágiles y dúctiles con presiones relativamente bajas, además de poder disgregarse a corto plazo.
Para la caracterización geotécnica de un suelo y por lo tanto la previsión de su comportamiento se le considera como un medio contínuo y homogéneo en cada estrato.
No obstante, dicha consideración deberá matizarse siempre con coeficientes de seguridad conservadores dado que como material geológico puede presentar frecuentemente heterogeneidades no previsibles que puedan suponer roblemas de cara a su comportameinto.
Dentro de los suelos por su comportamiento podemos diferenciarlos en:
- suelos cohesivos o coherentes: arcillas
- suelos no cohesivos o incoherentes: arenas y gravas
Atendiendo a su génesis suelen diferenciarse estos materiales:
- Transportados: coluviones, aluviales, glacis, etc.
- Desarrollados in situ: eluviales
2.- ORIGEN Y DESCRIPCIÓN DE LOS DAÑOS
ORIGEN DE LOS DAÑOS EN TALUDES
- La desestabilización de los taludes en suelo, tienen su origen en diferentes formas de comportamiento del mismo y podrían dividirse en:
- Desprendimientos: por meteorización o extrusión de capas blandas, concentración de presiones en el borde y rotura por flexo tracción
- Deslizamientos: al superarse la resistencia al corte del material, pudiendo ser: rotacionales (rotura de talud, rotura de pie y rotura profunda o de base de talud), traslacionales, extensiones laterales, coladas (reptaciones, colada de derrubios y coladas de barro) o movimientos complejos. También pueden ser producidos a consecuencia de un desmonte.
- Roturas de tres tipos, en caso de rellenos a media ladera: rotura planar a través de la superficie de contacto entre el relleno y el talud natural, rotura circular incluida totalmente en el relleno y rotura circular pasando por el terreno del talud preexistente.
Fig. 1. Deslizamiento por rotura circular de un coluvión.

ORIGEN DE LOS DAÑOS EN EDIFICACIONES
El origen de los daños que se producen en las construcciones situadas en suelos en pendiente pueden ser:
- Apoyo de la cimentación en estratos de diferente espesor, estando las zapatas afectadas por espesores de suelos compresibles progresivamente crecientes (por ejemplo paleo-relieves cubiertos e inclinados y contactos discordantes). Ya que los asientos que se producen bajo una zapata son proporcionales al espesor de suelo compresible, se producirá entonces una situación en la que caben esperar asientos diferenciales entre apoyos contiguos, que serán de mayor o menor entidad según las características deformacionales de los suelos sobre los que apoya.
Fig. 2. Edificio cimentado mediante zapatas sobre un suelo homogéneo compresible.

- Inestabilidad de taludes, produciéndose movimientos del terreno, cuando se superan las condiciones de equilibrio que han de mantener los mismos:
- debido a las características del material que lo constituye (resistencia baja, capas de material blando incompetente, presencia de discontinuidades orientadas desfavorablemente, caracterización geotécnica diferente...)
- por fuerzas externas desestabilizadoras que producen la rotura
- debido a cambios en la geometría, variación de las condiciones hidrogeológicas, aplicación de cargas estáticas o dinámicas, etc.
- En rellenos a media ladera realizados para conseguir una plataforma horizontal donde se ubique la edificación, parte es desmontada en el talud y parte terraplenada, generalmente, con el mismo material desmontado, por lo que se pueden producir:
- Reptaciones, que constituyen deformaciones continuas, generalmente superficiales y muy lentas que en muchas ocasiones no suponen la rotura del terreno, pero pueden aparecer acompañado de otros tipos de movimientos de los materiales adyacentes. Van a depender de la granulometría del terreno, cotenido de agua, movilidad y carácter del movimiento.
- Deslizamientos como consecuencia de un desmonte.
Si para realizar dicha plataforma se desmonta parte del talud, existe riesgo de inestabilidad y deslizamiento de este nuevo talud (más aún si posee una altura considerable y una inclinación vertical).
DESCRIPCIÓN DE LOS DAÑOS EN EDIFICACIONES
Los daños producidos en las edificaciones que se sitúan en laderas de montañas o suelos en pendiente dependerán en todo caso de la importancia y magnitud de la inestabilidad del talud. Estos podrían ser:
- Rotura de cimentación, giros, traslaciones.
- Daños importantes en las fábricas de ladrillo, e incluso, la estructura, si se producen asientos diferenciales que superan ciertos límites:
- En las estructuras, se producirán agrietamientos, empezando a manifestarse por los elementos más rígidos o menos resistentes.
- Aparecen grietas en la tabiquería, que son consecuencia de la rotura de la fábrica por tracción, ya que la resistencia a tracción de las fábricas y los cerramientos es pequeña.
- Si se produce un asiento diferencial entre dos apoyos contiguos que delimitan un tabique, se alargará una de las diagonales de éste, acortándose la otra. Según la diagonal que se alarga, se genera un esfuerzo de tracción y según la que se acorta de compresión. Si la resistencia de la fábrica no es suficiente para soportar la tensión de tracción, se produce la típica grieta inclinada (más o menos 45º) según la perpendicular al esfuerzo de tracción.
Fig. 3. Grieta inclinada 45º típica de asentamientos diferenciales.

Esto sucede siempre y cuando el contacto del tabique o cerramiento con los otros elementos estructurales de su perímetro sea capaz de resistir los esfuerzos tangenciales que se originan. En caso contrario, serán estas juntas los planos de debilidad, ya sean los entronques del tabique o cerramiento con una viga o con un pilar, produciéndose grietas horizontales o verticales respectivamente en estos contactos.
En función de la velocidad y magnitud del deslizamiento o rotura de suelo se podrán presentar desde grietas a colapsos totales.
3.- PREVENCIÓN Y REPARACIÓN DE DAÑOS
PREVENCIÓN
Para evitar las patologías típicas de este tipo de edificaciones se han de aplicar medidas correctoras como son:
- Modificar la geometría del talud, para que resulte estable:
- Mediante descabezamiento eliminando la masa inestable o el material de la parte superior, ya que su peso contribuye más al deslizamiento y menos a la resistencia.
- Construyendo tacones de tierra o escollera: aumentando la resistencia en la parte baja.
- Realizando bermas intermedias
- Evitar o reducir la erosión y meteorización de la superficie del talud, eliminando los problemas de desprendimientos de piedras superficiales y aumentando la seguridad del talud frente a pequeñas roturas superficiales, mediante la siembra de hierbas, arbustos y árboles, evitándose la erosión superficial, tanto eólica como hídrica y absorbiendo las raíces de las plantas el agua produciéndose un drenaje de las capas superficiales, así como un aumento de la resistencia a esfuerzo cortante en la zona de suelo que ocupan.
- Reducir las presiones intersticiales que actúan sobre la superficie de deslizamiento, adoptando medidas de drenaje (superficial o profundo).
- Evitar el deslizamiento mediante muros de contención, sostenimiento o revestimiento. Tambien mediante pilotes o muros pantalla. Empleando anclajes (bulones o pernos de anclaje o cables): armadura metálicas alojadas en taladros perforados desde el talud y cementadas, que trabajan a tracción estabilizando el talud ya que proporcionan una fuerza contraria la masa deslizante y producen un aumento de la resitencia al deslizamiento.
- En cimentaciones sobre rellenos a media ladera, se verificará que el terreno sea competente y se pueda cimentar mediante zapatas, adaptando la edificación a la pendiente del talud y empotrando las zapatas a distintas cotas.
- En caso de que la edificación se encuentre a media ladera se cumplirá que el máximo desnivel entre zapatas vendrá dado por la relación siguiente: distancia en horizontal mínimo vez y media el ancho de la zapata ó 3 metros.
REPARACIÓN
Salvo que no se haya producido la ruina del edificio se realizarán recalces de la cimentación hasta alcanzar terreno firme mediante micropilotes, refuerzos de la estructura, contenciones de tierra adicionales tras la estabilización de los taludes... lo que implica unos costes elevados y una ejecucion dificultosa.
4.- CONCLUSIÓN
La realización de un estudio geotécnico completo previo a la realización del proyecto donde se determinen las características geológicas y geotécnicas del terreno de apoyo de la cimentación y un estudio adecuado de la misma adaptada a las condiciones del suelo es imprescindible para evitar patologías en las edificaciones.