2.- OBSERVACIONES “IN SITU”

En una de nuestras más importantes observaciones, pudimos apreciar que la colapsibilidad se hace presente en el campo, muy puntualmente, en los últimos 700 m del lado norte donde se ubicarán las pistas, por la saturación producida por un canal de riego ahora en desuso. Coincidentalmente, en este lado norte, la vegetación se hace más árida, casi desértica, con presencia de cactus con tunas.

En el centro y sur de las pistas, el caso es contrario, allí la saturación producida por acequias que derraman el agua y un estanque precariamente impermeabilizado, no causan visibles problemas superficiales de asentamientos, pero si afectan grandemente a la resistencia mecánica del suelo. También otros 5 ex reservorios agrícolas de agua no han causado problemas visibles de asentamientos.

En el extremo sur del aeropuerto, en el talud de la quebrada Santa Rosa, se hacen presentes gruesas capas de pómez subyacentes a un delgado estrato de cangahua muy resistente.
3.- DEFINICIONES SOBRE COLAPSIBILIDAD Y EFECTOS DEL HUMEDECIMIENTO:

Se llama colapsible al suelo que sufre fuertes asentamientos bruscos y repentinos cuando se satura parcial o totalmente.

El humedecimiento del suelo colapsable produce una sustancial disminución de la resistencia mecánica del suelo.

Las causas principales del colapso en lo suelos son: la destrucción de los enlaces capilares por humedecimiento, la lixiviación de los agentes cementantes o el ablandamiento de lo enlaces arcillosos.

El humedecimiento local poco profundo ocurrido por inundación de la superficie, el rompimiento de una tubería de conducción y el consecuente humedecimiento profundo producen un substancial y desigual hundimiento.

El índice de colapsibilidad “i” mide la susceptibilidad del suelo al colapso, cuando el suelo soporte o no una carga
i = e/1+eo e = variación de la relación de vacíos cuando se inunda en el laboratorio de Mecánica de Suelos, el cuerpo de prueba sujeto a un determinado nivel de esfuerzo.
eo = relación de vacíos antes de la inundación.

En el caso del Nuevo Aeropuerto de Quito, si el suelo está cargado con una presión de 2.0 K/cm2 y de pronto se lo satura con agua, el suelo se asienta en promedio 6.50 cm. por cada metro de altura de suelo saturado. En este caso el índice de colapsibidad es 0.065.
(Ver gráfico Índice de Colapso v/s Presión)

4.- PROPIEDADES GEOTÉCNICAS DE LOS SUELOS DEL NUEVO AEROPUERTO:

Las propiedades índices de los suelos hasta 1,50 m de profundidad varían de la siguiente manera:

Clasificación SUCS: SM y ML (arenas limosas y limos no plásticos)
W% natural entre 6.0 al 16 %; d en estado natural 1,20 a 1,50 T/m3
Pasa malla Nº 4 = 100 %
Pasa malla Nº 40 = del 85 al 95 %
Pasa malla Nº 200 = del 42 al 60 %
d máximo (Próctor modificado) entre 1,60 a 1,90 T/m3
W % óptimo (Próctor modificado) entre 13 al 16 %
En los 39 ensayos ejecutados en el consolidómetro del laboratorio, no se presentó colapso por el sólo incremento de presiones de hasta 4.0 K/cm2 cuando el suelo permanece saturado.

No existen aguas subterráneas.

El problema de colapsibilidad se presentará sólo si se satura el suelo, como sucedió en el sector norte del nuevo aeropuerto porque hubo un canal de riego no revestido y el drenaje no revestido de una piscina.

El agua infiltrada desde el estanque precariamente impermeabilizado, en el sector de la perforación P N° 5 A-C, sólo humedeció el suelo disminuyendo sustan-cialmente la resistencia a la penetración estándar N(SPT) como consta en los “Perfiles estratigráficos comparativos entre dos perforaciones cercanas P N° 5-C y P N° 5 A-C”. Ver anexo.

Si en las obras del Nuevo Aeropuerto de Quito cuidamos de que no se sature el suelo, no se producirá el problema de colapsibilidad.

Como se indica en el informe geológico, las capas de gravas y arenas de pómez se encuentran muy profundas, tal que no ayudarán a llevar el agua para causarnos problemas.

No descartamos la necesidad de más investigaciones geotécnicas, incluso con la inyección de agua en perforaciones para observar los efectos del agua en profundidad.

5.- LAS RECOMENDACIONES:

5.1 Cimentaciones de edificios:

No hay polémica en las recomendaciones para la construcción de las cimentaciones de edificios livianos y pesados; todos estamos de acuerdo en diseñar elementos totalmente seguros, porque un asentamiento de ellos produce daños de difícil reparación y muy difícil estabilización del suelo luego de la construcción.

5.2 Drenajes:

Todos concordamos en poner el máximo cuidado en los drenajes.

Se utilizarán tubos de concreto, con juntas flexibles. Los tubos se asentarán sobre concreto pobre, con una superficie de contacto en un mínimo al 60% de su diámetro exterior. Abajo del replantillo de concreto pobre, el suelo natural del lugar será excavado 50 cm.; el fondo de esta excavación será compactado, luego vuelto a colocar el “suelo natural”, compactado en capas de 10 cm.
5.3 Las Terracerías:
La polémica está en la construcción de terracerías; en el caso del Nuevo Aeropuerto de Quito, los cortes son de hasta 4.0 m de altura y los rellenos de hasta 8.0 m.

A continuación resumimos apretadamente las recomendaciones dadas por los diversos consultores para la construcción de terracerías, habida cuenta de que la aplicación o no de ellas causan gran incidencia en los costos de construcción de las pistas.

5.3.1 Ecuasuelos:

Suelo de subrasante en corte: Remover y compactar 1.20 m de altura.

Suelo natural en contacto con el relleno: desalojar la capa vegetal, remover y recompactar 0,50 m., además un “sobreancho de confinamiento de 2,50 m a lo largo de la pista y a cada lado.

5.3.2 Victor Milligan (Canada):

Excavación de la subrasante o suelo natural en el contacto con el relleno = 1.0 m.- Extensivo mejoramiento del suelo por inundación con agua, más compactación dinámica por caída de grandes pesos y/o densificación con pequeñas cargas explosivas.

Para evitar la erosión causada por el viento o el agua, la superficie del suelo de los rellenos compactados bajo el pavimento serán mejorados con cemento o con cal.

Cortes con taludes de 4 a 5 m: se usarán bermas inclinadas hacia adentro para poder colectar el agua y controlar la erosión de la cara de suelo expuesto. Para taludes planos se protegerán con un riego asfáltico o equivalente.

5.3.3.- Golder Associates Ltda. (Canadá):

Luego de la limpieza integral del material orgánico, se excavará en las áreas de corte y de relleno (menores a 1.0 m de altura) una profundidad adicional de 1.0 m. y en las áreas de relleno mayores a 1.0 m. de altura la superficie del suelo natural de contacto se excavará y recompactará por lo menos 0.5 m.

El suelo natural a ser expuesto permanentemente deberá ser altamente precargado e inundado durante una semana por lo menos.
Para la alta compactación se usarán rodillos neumáticos con grandes llantas y baja presión (40 a 50 p.s.i.) Se hará un tramo de prueba.

Se espera con este tratamiento asegurar por lo menos 2.0 m. de suelo compactado en todos las terracerías, sean en corte o en relleno.

5.3.4 Pfander Cazar:

5.3.4.1 En las zonas de corte, para conformar la subrasante, se deberá remover un espesor de un metro de suelo y compactarlo al 100% de la máxima densidad Próctor Modificado, con la humedad óptima.

5.3.4.2 En las zonas de relleno, luego de desalojar la capa de suelo con vegetales se excavará un espesor de 1,0 m. de suelo y se lo compactará al 95 % de la máxima densidad Próctor Modificado, con la respectiva humedad óptima. Esta es una capa de interface.

5.3.4.3 Los rellenos pueden ser construidos con los suelos del lugar, pero bien homogenizados (mezclados), compactados al 100% de la máxima densidad Próctor Modificado con la humedad óptima.

5.3.4.4 En los rellenos existirá un sobre ancho de confinamiento de por lo menos 2,50 m a cada lado y a todo lo largo de las pistas y retornos.

5.3.4.5 Las obras de drenaje garantizarán el 100% que el suelo no se humedecerá, peor que el suelo se sature. Las pendientes longitudinales y transversales de las pistas, patios y espacios al aire libre, garantizarán una rápida evacuación de las aguas de lluvia, de riego de jardines o de eventuales rotura de conductos. Las cunetas, canales y cajas de drenajes serán revestidas de hormigón y el suelo de contacto con el revestimiento, fondo y paredes, serán compactados al máximo posible en un espesor mínimo de 50 cm., en capas de 10 cm. En la suposición de que las cunetas y canales de drenaje se agrieten y pase el agua, se construirán bajo ellas subdrenes de 1,20 m de profundidad, mínimo, con geotextiles no tejidos que forren perimetralmente al material granular filtrante. Los subdrenes tendrán salidas al exterior para que evacuen el agua.

5.3.4.6 Para evitar problemas puntuales de colapso del suelo, sobre la subrasante de pistas, patios y espacios pavimentados al aire libre, se colocará una geogrilla tejida biaxial, similar al “TRC-Grid “ o “Enkagrid TRC” de las fábricas Maccaferri o Colbond. La geogrilla ejerce la función simultanea de la geomalla biaxial y del geotextil no tejido, es decir, funciones de refuerzo, separación y filtración al mismo tiempo. Sobre la geogrilla se colocará la sub base granular. La geogrilla, formará parte estructural del pavimento con el consecuente ahorro de espesores.
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5.4. Instalaciones sanitarias y de vapor:

Las instalaciones de agua potable, aguas servidas, aguas lluvias y vapor, se dispondrán de tal manera que ellas lleguen a cada bloque de edificios en forma independiente y directa, es decir, las instalaciones serán exteriores, no pasarán de un bloque a otro, ni cruzarán juntas de construcción o dilatación ente bloques de edificios.

5.5 Cañeros para cableado eléctrico:

Abajo del “envelope” el suelo natural del lugar será excavado 50 cm; el fondo de esta excavación será compactado, luego vuelto a colocar el “suelo natural”, compactándolo en capas de 10 cm.

5.6 Grado de compactación requerido del suelo natural del lugar, para el fondo de cimentaciones pequeñas, canales, cañeros eléctricos:

Por cuanto para los elementos citados no se utilizan equipos de compactación pesados, el grado de compactación se fijará en el campo luego de realizar una prueba con el equipo óptimo disponible; lo ideal será obtener el máximo peso específico seco con la humedad óptima correspondiente.