En este vídeo, se muestran dos modos de rotura, del terreno, inducidos por las presiones intersticiales o por fuerzas de filtración, que se deben comprobar en todo proyecto geotécnico.
a) rotura por subpresión (flotación),
b) rotura por elevación o inestabilidad hidráulica (sifonamiento) del terreno
La flotación se produce cuando el empuje, por la presión intersticial, bajo una estructura o una capa de terreno de baja permeabilidad alcanza valores mayores que la sobrecarga media transmitida por la estructura (debida a la estructura y/o a la capa de terreno superior). La subpresión es un fuerza ascendente producida por el agua sobre una estructura, elemento de contención o cimentación sumergida.
La rotura por elevación hidráulica del terreno se produce cuando las fuerzas de filtración dirigidas verticalmente hacia arriba se oponen al peso del suelo, y reducen a cero la presión vertical efectiva. Las partículas de suelo se levantan entonces por el flujo vertical de agua, y se produce rotura del terreno (sifonamiento).
Las condiciones de rotura hidráulica del terreno pueden expresarse en términos de tensiones totales y de presión intersticial, o en términos de tensiones efectivas y gradiente hidráulico. El análisis en tensiones totales se aplica a la rotura por subpresión. En la rotura por levantamiento hidráulico (sifonamiento) del terreno el análisis puede hacerse tanto en tensiones totales como en efectivas.
En situaciones, en que la presión intersticial, es hidrostática (gradiente hidráulico despreciable) la única comprobación exigible es la de rotura por subpresión.
La determinación de gradientes hidráulicos, presiones intersticiales o fuerzas de filtración debe tener en cuenta:
a) la variación de la permeabilidad del suelo en tiempo y espacio;
b) las variaciones del nivel de agua y de las presiones intersticiales en el tiempo;
c) cualquier modificación de las condiciones de contorno (por ejemplo, excavaciones aguas abajo).
Se debería considerar que la importancia de la estratificación del suelo puede ser diferente para distintos mecanismos de rotura.
A) Rotura por subpresión
La estabilidad frente a la subpresión de una estructura o de un estrato del terreno de baja permeabilidad debe comprobarse comparando las acciones estabilizadoras (por ejemplo, peso y rozamiento lateral) con las acciones desestabilizadoras permanentes y variables debidas al agua y, posiblemente, a otras causas.
En el vídeo, se muestran ejemplos de situaciones en que debe comprobarse la estabilidad a subpresión.
B) Rotura por levantamiento hidráulico (sifonamiento)
La estabilidad del suelo frente al levantamiento hidráulico debe comprobarse de forma expresa para la condición de estabilidad en términos de presiones intersticiales y tensiones totales.
En las normas, como el Eurocódigo 7, se exigen aplicar, coeficientes parciales, a las acciones o los efectos de las acciones de la estructura y a los parámetros de resistencia del terreno para evitar la subpresión.