CIMENTACIONES

• La cimentación es la parte de la estructura de un edificio que está en contacto directo

con el suelo, es la que permite equilibrar y transmitir al terreno las cargas propias del

edificio y de las personas que lo habitan.

• Las cimentaciones son toda una especialidad dentro de la Ingeniería, misma que se

relaciona con el comportamiento del suelo y la forma en que esta transmite al terreno

las cargas correspondientes, por lo que estas se clasifican primeramente en dos

grandes apartados:

REQUISITOS QUE DEBE DE CUMPLIR UNA CIMENTACION

1.- Los cimientos no deberán volcarse o deslizarse sobre el terreno.

2.- Hasta donde sea posible, deben evitarse los asentamientos de la construcción, en

caso de ser inevitables por las condiciones del subsuelo, se deberá prever en el diseño

de las cimentaciones para que se proyecten elementos de control hidráulica, pero en

ningún caso se aceptan asentamientos diferenciales.

3.- En zonas de alto riesgo sísmico, se deben prever las formas de contrarrestar sus

efectos (Pueden rigidizarse las estructuras), o puede diseñarse una cimentación que

contrarreste los efectos trepidatorios (Mov. Verticales), mediante pilotes especiales

tipo amortiguador y los efectos undulatorios (Mov. Horizontales) por ejemplo

mediante pilotes montados sobre dispositivos BALIN, que permiten el movimiento

undulatorio del terreno, sin que se mueva la parte del edificio que esta sobre ellos.

4.- En ningún punto de las cimentaciones las cargas unitarias sobre el terreno

excederán la capacidad de carga del mismo (terreno).

5.- Para cimentaciones a base de pilotes, estos no deberán soportar cargas mayores

que las estipuladas por los cálculos. Así mismo no debera en este caso, o en cualquier

otra, considerarse ninguna capacidad de carga del terreno superficial

Tipos de cimentación.

La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características mecánicasdel

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

lacapacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u

otro diferente de cimentación. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales,

ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por

problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar

cimentación superficial se valoran otros tipos de cimentaciones.

Cimentaciones superficiales. Cimentaciones profundas.

• 1.- Cimentaciones superficiales o poco profundas.-Son las que se caracterizan porque

su profundidad no excede de un par de veces el ancho del cimiento.

Las cimentaciones superficiales se clasifican en:

Cimentaciones ciclópeas.

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin

desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y

económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la

zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en

proporción 1:3:5. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes

a medida que se va hormigonando para economizar material.

Zapatas.

Zapatas aisladas.

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.

Zapatas corridas.

Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales separadas.

Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas como cimentación de un elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno.

Zapatas combinadas.

Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentación para dos o más pilares. En

principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes

momentos flectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el

resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un menor momento

resultante.

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.

• 2.- Cimentaciones profundas. Son aquellas que por las condiciones del terreno, no es posible una cimentación superficial y, se recurre a la búsqueda de estratos resistentes a mayor profundidad a fin de garantizar la estabilidad de la estructura.

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:

PILOTE

Un pilote es un soporte, normalmente de hormigón armado, de una gran longitud en

relación a su sección transversal, que puede hincarse o construirse “in situ” en una

cavidad abierta en el terreno. Todos ellos pueden hincarse desde una profundidad de

3 a 40 m; en caso de requerirse una profundidad mayor, se pueden formar con tramos

de 1 m o de mayor longitud que al soldarse quedan como pilotes de una sola pieza

MUROS PANTALLA

Constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costes y mayor desarrollo en superficies.

Es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.

SUELOS EXPANSIVOS

El suelo expansivo se hincha cuando el contenido de agua aumenta y retrocede cuando el contenido de agua del suelo disminuye. Esto es particularmente problemático para los edificios con cimientos superficiales porque el suelo se retirará de la estructura a medida que se seque. Este tipo de suelo es también conocido como "arcillas expansivas", "suelos de contracción e hinchamiento" y "suelos ondulables", entre otros términos. La contracción u ondulación se produce en la zona activa, que tiene un promedio de 18 pies (5,5 m) de profundidad. A mayor profundidad, los cambios en el contenido de agua resultan menos problemáticos para los cimientos.

SUELO FRANCO ARENOSO

El suelo franco arenoso es un suelo estable que no se ve muy afectado por los cambios en la humedad o la temperatura. También se conoce como suelo liviano. Este tipo de suelo de cimentación puede soportar fácilmente una cimentación de losa. Sin embargo, es susceptible a la erosión. Si el suelo franco arenoso comienza a erosionarse bajo los cimientos, los constructorespueden tener que recurrir a la elevación de las losas para repararel daño y evitar una mayor erosión. La elevación de losas consiste en bombear los agujeros creados por la erosión con lechada compuesta de agua, cemento portland, bentonita o cenizasvolantes y mezcla de arena, además de aditivos para evitar la contracción.

ARENA

Como el suelo franco arenoso, la arena es muy estable en cuanto a la humedad, pero está

sujeta a la erosión. También es susceptible al desplazamiento. Básicamente, la arena puede

desplazarse debajo de la cimentación y filtrarse en las grietas subterráneas. Esto hará que la

estructura de arriba se mueva horizontalmente y se desplace.