La cimentación es el conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la
edificación o elementos apoyados a este al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su
presión admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del
suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros
que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será
proporcionalmente más grande que los elementos soportados.
La cimentación es importante porque es el grupo de elementos que soportan a la superestructura.
Propósitos:
§ Ser suficientemente
resistentes para no romper por cortante.
§ Soportar esfuerzos de
flexión que produce el terreno, para lo cual se dispondrán armaduras en
su cara inferior.
§ Acomodarse a posibles
movimientos del terreno.
§ Soportar las agresiones
del terreno y del agua y su presión, si las hay.
Tipos de cimentación
La elección del tipo de
cimentación depende especialmente de las características mecánicas del terreno,
como su cohesión, su ángulo
de rozamiento interno, posición del nivel freático y también de la magnitud de las cargas
existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que
junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente
de cimentación.
Hay dos tipos fundamentales de
cimentación: directas y profundas.
Cimentaciones
directas:
Son aquellas que se apoyan en las capas
superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente capacidad
portante o por tratarse de construcciones de
importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentación,
la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.
Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de ejecutar.
a) Zapatas aisladas
b) Zapatas combinadas o corridas
Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar, de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se asienten más de un pilar.
b) Zapatas combinadas o corridas
Este tipo de cimentación se emplea cuando las zapatas aisladas se encuentran muy próximas o incluso se solapan. Las causas que originan esta situación son varias: la proximidad de los pilares, la existencia de fuertes cargas concentradas que pueden dar lugar a elevados asientos diferenciales, la escasa capacidad resistente del terreno o la presencia de discontinuidades en este. Si el número de pilares que soporta es menor de tres se denominan combinadas y corridas en caso contrario. También se utilizan para apoyar muros con capacidad portante (muros de carga o muros de contención de tierras) ya tengan o no soportes embutidos en cuyo caso la anchura de la zapata puede ser variable.
c) Losas de cimentación.
Una losa de cimentación es una placa flotante apoyada
directamente sobre el terreno. La cimentación por losa se emplea como un caso
extremo de los anteriores cuando la superficie ocupada por las zapatas o por el
emparrillado represente un porcentaje elevado de la superficie total. La losa
puede ser maciza, aligerada o disponer de refuerzos especiales para mejorar la
resistencia a punzonamiento bajo los soportes individualmente (denominados
pedestales si están sobre la losa y refuerzos si están bajo ella) o por líneas
(nervaduras).
En particular, también cabe emplear este tipo de
cimentaciones cuando se diseñan cimentaciones “compensadas”. En ellas el diseño
de la edificación incluye la existencia de sótanos de forma que el peso de las
tierras excavadas equivale aproximadamente al peso total del edificio; la losa
distribuye uniformemente las tensiones en toda la superficie y en este caso los
asientos que se esperan son reducidos. Si el edificio se distribuye en varias
zonas de distinta altura deberá preverse la distribución proporcional de los
sótanos así como juntas estructurales.
Cimentaciones
Profundas:
Se basan en el esfuerzo cortante entre
el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más
exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Por eso
deben ser más profundas, para poder proveer sobre una gran área sobre la que
distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos
métodos utilizados en cimentaciones profundas son:
Pilotes: son elementos de cimentación
esbeltos que se hincan (pilotes de
desplazamiento prefabricados)
o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ). Antiguamente eran de
madera, hasta que en los años 1940 comenzó a emplearse el hormigón.
Los pilotes tienen tres partes: punta, fuste y encepado o apoyo. Su modo de trabajo depende de la naturaleza del terreno y de la profundidad a la que se encuentre un estrato resistente.
Cuando no resulta técnica o económicamente viable alcanzar un estrato con resistencia adecuada se diseñan los pilotes para su trabajo por fuste, en cuyo caso se denominan flotantes, y transmiten la carga al terreno por rozamiento. Si existe la posibilidad de llegar a una zona de mayor resistencia se considera que el pilote trabaja por punta, con contribución o no del fuste.
Información para descargar:
Características de los terrenos y Cimentaciones adecuadas.
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