GUÍA PARA IDENTIFICAR CONDICIONES GEOTÉCNICAS PROBLEMÁTICAS: RIESGOS Y CONSIDERACIONES

Los arroyos serpenteantes de vez en cuando desarrollan cortes de toboganes a lo largo de las curvas de los meandros, dejando canales en desuso llenos de agua en forma de media luna, llamados lagos en forma de meandro, que luego se llenan de limos y arcillas orgánicos muy blandos. Con frecuencia, estas características en forma de media luna se pueden detectar en fotografías aéreas o en mapas topográficos precisos. Los suelos que llenan estos cursos de agua abandonados pueden ser débiles y altamente compresibles. Es necesario, por tanto, determinar sus límites y establecer las profundidades de los suelos blandos y compresibles (Graham, 2006).

Siempre se debe considerar la posibilidad de deslizamientos de tierra. Mientras que los deslizamientos de tierra en estado activo son fácilmente identificables, los deslizamientos de tierra antiguos o los suelos inestables en un estado potencial de deslizamiento de tierra son muy difíciles de detectar. pueden ser señalados por condiciones de montículos, por árboles arqueados, por estratos inclinados o deformados, o por otra evidencia de desplazamiento. La presencia de arcillas sensibles aumenta significativamente el riesgo de deslizamientos de tierra. La estabilidad de una zona de este tipo puede ser tan marginal que incluso perturbaciones menores, como una pequeña excavación cerca del pie de una pendiente, o cambios leves en las condiciones del agua subterránea o del drenaje, pueden activar un deslizamiento. Es más sencillo tomar precauciones para evitar provocar un deslizamiento de tierra que detener uno en movimiento, pero es aún mejor evitar por completo el deslizamiento de tierra o el área potencial de deslizamiento de tierra (Graham, 2006).

Las orillas de los ríos en erosión activa siempre se encuentran en un estado de estabilidad marginal. Esto es particularmente cierto en las curvas exteriores de tales ríos, porque generalmente se realizan cortes activos, especialmente durante los períodos de crecida. El continuo desprendimiento de una pendiente es a menudo una indicación de falla incipiente (Eden y Jarrett, 1971).

Cuando se identifica un área potencial de deslizamiento de tierra, se debe tener cuidado de investigarla a fondo y adoptar procedimientos y diseños de construcción que mejoren la estabilidad. Tanto la inclinación como la altura de las pendientes son factores importantes que influyen en la estabilidad. Intensificar un talud natural, excavar cerca de la base o colocar relleno en la parte superior de los taludes, ya sea temporal o permanentemente, afectará negativamente la estabilidad del talud y puede provocar su falla. Se requiere un análisis de diseño adecuado siempre que se contemplen tales obras de construcción. En particular, el diseño debe considerar los aspectos de un régimen de aguas subterráneas que varía estacionalmente, así como el efecto de la congelación y descongelación del suelo. Puede ser necesario disponer de drenaje, tanto en la parte superior como en la base de la pendiente. Las pendientes altas pueden requerir drenaje adicional colocado horizontalmente en los lados de las pendientes.

Durante la deposición de la avalancha glacial por las capas de hielo continentales en retirada, grandes bloques de hielo comúnmente quedaron varados o atrapados en los depósitos de avalancha. Al derretirse, estos bloques dejaron depresiones en el manto aluvial, muchas de las cuales posteriormente se llenaron con turba o con suelos orgánicos blandos. Estas depresiones, conocidas como "agujeros de caldera", varían en diámetro desde unos pocos metros hasta varios cientos de metros. Generalmente, la profundidad de los Kettle Holes no excede el 40% de sus dimensiones laterales mínimas; las profundidades se limitan a los ángulos de reposo de los materiales circundantes. Los Kettle Holes normalmente se identifican fácilmente como depresiones superficiales poco profundas. En algunas localidades, sin embargo, toda expresión obvia ha sido destruida por operaciones agrícolas o de nivelación. En esos lugares, las fotografías aéreas a menudo revelarán una diferencia en la cubierta vegetal.

Los sitios encima o adyacentes a áreas minadas pueden estar sujetos a fuertes movimientos del suelo y asentamientos diferenciales, como resultado de hundimientos o derrumbes. Para las minas de carbón y otros tipos de minas en estratos horizontales, la zona de perturbación generalmente no se extiende lateralmente desde el borde de las áreas minadas por una distancia superior a la mitad de la profundidad de la mina debajo de la superficie. Hay poco control del proceso de solución que ocurre en las minas de potasa o sal, y el hundimiento puede extenderse varios cientos de metros más allá de los bordes de la mina o del campo de pozos. Alguna evidencia indica que la solución puede extenderse más hacia arriba en el buzamiento de los estratos.

Las investigaciones deben ser extremadamente exhaustivas y deben obtenerse todos los datos posibles sobre minas antiguas siempre que se sospeche que existen condiciones de asentamiento tan diferentes. Si bien es posible que se disponga de buenos mapas para minas activas o recientemente cerradas, la precisión y confiabilidad de los mapas sobre planos para minas abandonadas hace mucho tiempo suelen ser deficientes. Además, hay muchas zonas minadas, especialmente en las regiones mineras más antiguas, de las que actualmente no hay registros disponibles (Graham, 2006).

El permafrost es la condición térmica de la corteza terrestre y los depósitos superficiales, que se produce cuando la temperatura ha estado por debajo del punto de congelación de forma continua durante varios años. La mitad de la superficie terrestre de Canadá se encuentra en la región de permafrost, ya sea en la zona continua donde el suelo está congelado a grandes profundidades, o en la zona discontinua donde el permafrost es más delgado y hay áreas de suelo no congelado (Brown 1970, Johnston 1981, Andersland y Anderson 1978).

La existencia de permafrost plantea problemas para el desarrollo de las regiones del norte que se extienden hasta el Ártico. Las estructuras de ingeniería, por supuesto, se ven muy afectadas por las bajas temperaturas. Las capas de hielo y los poros del hielo dan al suelo una estructura similar a una roca con gran resistencia. Sin embargo, el calor transmitido por los edificios a menudo hace que el hielo se derrita y la lechada resultante no puede soportar la estructura. Muchos distritos del norte de Canadá tienen ejemplos de daños estructurales causados por el permafrost. Por lo tanto, en la construcción y mantenimiento de edificios, las técnicas normales deben modificarse con un costo adicional considerable. Los cambios esperados en el clima global están exacerbando estos problemas.

La experiencia acumulada gracias a investigaciones cuidadosas, planificadas y realizadas científicamente hace que sea técnicamente posible construir prácticamente cualquier estructura en la zona de permafrost (Rowley et al., 1975). El diseño y la construcción en permafrost deben ser realizados únicamente por personas que posean conocimientos especiales.

Ocasionalmente se encuentran gases nocivos o explosivos, de los cuales el metano es el más común, en depósitos de arcilla o limo y en vertederos que contienen materia orgánica en descomposición. Constituyen un peligro para los trabajadores que construyen cajones o excavaciones profundas. Los gases pueden encontrarse en esquisto u otros depósitos de rocas sedimentarias en diversas zonas del país. Estos pueden representar un peligro especial en excavaciones profundas o cuando las perforaciones hayan encontrado dichos gases, que se han descargado en el área de construcción. Se debe tener especialmente en cuenta la historia del área local de descarga de gas procedente de perforaciones, aunque sólo sea por períodos cortos de tiempo, y se deben tomar las precauciones adecuadas.

Puede existir un problema particular en túneles o sistemas de drenaje donde la oxidación de los sulfuros de hierro por bacterias puede agotar el suministro de oxígeno libre en áreas mal ventiladas hasta tal punto que las personas que entran pueden asfixiarse. Estas áreas deben purgarse completamente con aire limpio antes de que alguien entre y debe garantizarse una ventilación adecuada mientras haya personas presentes.

Los suelos deben protegerse contra el contacto con superficies que estarán extremadamente calientes o frías. La desecación de suelos arcillosos debajo de hornos o a lo largo de conductos que transportan gases calientes provocará asentamientos diferenciales. Por lo tanto, es necesario aislamiento y ventilación alrededor de estructuras de alta temperatura.

Para evitar el posible colapso de los muros de contención en invierno debido a la formación de lentes de hielo, los muros deben rellenarse con material no sensible a las heladas hasta una distancia igual a la máxima penetración de las heladas. La extensión del relleno se puede reducir utilizando aislamiento detrás de la pared. También se debe proporcionar un drenaje adecuado.

Los suelos se distorsionan tanto lateral como verticalmente bajo cargas superficiales. La distorsión lateral generalmente no es significativa, pero se pueden desarrollar distorsiones laterales severas en suelos altamente plásticos hacia el borde de las cargas superficiales, incluso cuando las cargas no son suficientes para causar ruptura u ondas de lodo. Estas distorsiones laterales pueden afectar los cimientos, los pilotes que sostienen la estructura o las zanjas de tuberías ubicadas en o adyacentes a áreas sujetas a cargas superficiales altas, como a lo largo del borde de los rellenos o de una pila de carbón. Las distorsiones laterales pueden conducir a una pérdida significativa de la resistencia al corte o posiblemente incluso a fallas de flujo o deslizamientos.

Desplazamiento tanto lateral como vertical. Los pilotes previamente hincados o los cimientos existentes pueden desplazarse, o los movimientos del suelo pueden resultar en presiones excesivas sobre los muros de contención, sobre las láminas para excavaciones o sobre las tuberías enterradas. Los pilotes levantados podrán ser rehincados y utilizados. Si hay desplazamientos laterales significativos, los pilotes pueden torcerse o arquearse más allá del límite seguro de uso. Estos peligros deben ser evaluados en el programa de investigación. Se deben tomar disposiciones en los procedimientos de diseño y construcción para garantizar que otras estructuras o pilotes no resulten dañados o desplazados por la hinca de los pilotes adyacentes. Se debe requerir una perforación previa a través de los estratos cohesivo si existe riesgo de alterar las estructuras existentes o pilotes previamente hincados.

Los sulfatos en el suelo y el agua subterránea pueden causar un deterioro significativo del concreto de cemento Portland. Debido a que el contacto del concreto con sulfatos invariablemente se debe a la solución de sulfato en el agua subterránea, el aislamiento del concreto mediante la interceptación o eliminación de aguas cargadas de sulfato evitará el deterioro del concreto. Una solución alternativa es utilizar cemento resistente a los sulfatos en el concreto.

La presencia de sulfatos en las aguas subterráneas no justifica automáticamente el uso de cemento resistente a los sulfatos. El concreto impermeable de alta calidad es menos susceptible al deterioro por los sulfatos que el concreto de baja calidad. Además, el uso de cemento resistente a los sulfatos no necesariamente hace que el concreto sea resistente a los sulfatos.