Tipos de cimentaciones

Si hiciéramos la analogía entre una estructura (edificio) y el cuerpo humano, las piernas serían como las columnas y los pies la cimentación de nuestro cuerpo, al igual que los pies, una zapata se amplía para mejorar la estabilidad y transmitir las cargas al suelo en una mayor área. VER VIDEO

En ese sentido una cimentación se puede definir como la parte inferior de una estructura cuyo fin es brindar estabilidad y transferir la carga de esta al suelo que la soporta.

Para diseñar una cimentación los ingenieros estructurales o geotecnistas deben conocer a parte del peso que recibirá la estructura y el propio, también las condiciones del suelo que la soportará para evaluar su capacidad de carga.

El diseño apropiado de una cimentación permite transferir la carga al suelo sin sobresforzarlo, puesto que eso produciría asentamientos excesivos y los consecuentes daños en la estructura.

Según las estructuras y los suelos disponibles se puede elegir el tipo de cimentación, veamos:

1. Cimentaciones Superficiales: Son aquellas que están a poca profundidad de la superficie del terreno, algunos ingenieros manifiestan que hasta 4 metros como máximo, otros la expresan en función de la base (b) y la altura (h), dónde b >= h y también hay quienes las clasifican con la siguiente inecuación  h < 4b. Para estos criterios encontramos los siguientes tipos.

1.1 Zapata aislada. Consiste en la ampliación de la base de una columna para repartir su carga al suelo en un área mayor, pueden ser de base cuadrada b = L, o rectangulares b > L. También pueden ser excéntricas en el caso de las zapatas medianeras, dónde la columna está en el límite del terreno y por tanto la zapata se amplía hacia dentro del mismo.

Zapata aislada

Para hallar el área de la zapata, A                   A = Pt /σt 

dónde: Pt = Peso sobre el terreno

σt = Presión o esfuerzo admisible en el terreno, afectado por un Factor de seguridad Fs.

 A = b * L 

Considerar que L <= 1,5 b. para el dimensionamiento.

1.2 Zapata corrida. Es una variación de la zapata aislada dónde se aumenta su longitud, sirve para distribuir las cargas de muros estructurales ya sean de mampostería o de concreto reforzados.

Zapata corrida

1.3 Losa de cimentación. Es una losa de concreto que sirve para distribuir las fuerzas de la estructura al terreno, se usa en suelos con poca capacidad de carga, dónde el tamaño de las zapatas sería tan grande que quedarían muy unidas lo cuál resultaría poco practico en la etapa constructiva  y anti económico a la vez.

Losa de cimentación

2. Cimentaciones Profundas: Estas cimentaciones se usan para estructuras muy pesadas y dónde el terreno superficial no es óptimo para soportar esas cargas, por lo tanto se deben buscar estratos de suelo más resistentes en el mejor de los casos la roca directamente.

Se pueden expresar con la siguiente inecuación h > 4b. Veamos las cimentaciones profundas:

2.1 Pilotes. Pueden ser de madera, acero y concreto siendo estos últimos los más utilizados, también pueden ser hincados o fundidos in situ, transfieren la carga de la superestructura al suelo más resistente. Los pilotes se pueden clasificar según la forma de transferir la carga al suelo, en pilotes de fricción dónde la carga se transfiere principalmente por la superficie lateral del pilote, es decir por la fricción que sus paredes generan con el suelo (esfuerzos cortantes) y pilotes de punta en dónde la punta se amplía para transmitir la carga directamente al suelo firme, aunque en estos también se genere transferencia por fricción es mucho menor a la que transmite la punta.

Pilotes

2.2 Pilas perforadas. Las pilas perforadas se funden en sitio y su sección es mayor que la de los pilotes, por lo general para diámetros de 1 metro la distinción entre pila y pilote no es muy clara. Para la construcción se perfora el subsuelo usando un ademe metálico que puede ser recuperable, se instala la canasta de refuerzo y luego se vacía el hormigón fluído.

Pilas Perforadas

En otra publicación abordaremos el diseño de las cimentaciones.
Publicado por: Ing. Nelson D. Reyes M.

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