¿QUE ES CIMENTACIÓN?
La cimentación es un elemento estructural que se encarga de transmitir las cargas obtenidas de la estructura hacia el terreno, distribuyendo estas fuerzas de forma tal, que no se supere la presión admisible, ni se produzcan cargas zonales producidas por alguna excentricidad.
Este elemento viene a ser la base de toda estructura, ya que tiene la finalidad de garantizar el equilibrio en estado de reposo, y de evitar daños en los materiales estructurales y no estructurales producto de deformaciones o hundimientos causados bajo la acción de fuerzas externas.
¿QUÉ NECESITO PARA ELEGIR UNA TIPO DE CIMENTACIÓN?
Para elegir la cimentación adecuada, son necesarios los siguientes estudios:
El estudio de todas las cargas: Se debe considerar los pesos dados por la propia estructura, los elementos constructivos que se podrían encontrar al momento de habilitar nuestro cimiento y otras cargas especiales tales como nieve o la incidencia de los vientos si se tratase de una estructura muy esbelta.
Análisis Estructural: Identificadas las cargas que transmitirá nuestra cimentación al suelo, es necesario el análisis estructural mediante métodos matemáticos que simulen los comportamientos de los esfuerzos y deformaciones. Este análisis se puede realizar de manera tradicional o mediante software. Haciendo hincapié en este último punto, los software mas comerciales que podemos encontrar son los de la empresa CSi, tales como Etabs y Sap2000 por nombrar algunos, y también otros muy conocidos como CypeCAD y Robot Structural. La idea principal de esta etapa es que el modelamiento se apegue lo mas parecido a la realidad.
Capacidad de Carga del Suelo: Es muy importante un buen estudio de mecánica de Suelos(EMS) para cualquier proyecto (Sea obra civil o privada), puesto que nos dará el parámetro que identificará las propiedades del mismo. Un cimiento sin EMS, es un peligro para ti y para los que te rodean.
Estos estudios se hacen con el fin que la estructura proyectada contemple factores de seguridad que eviten fallas como grietas, hundimiento, inclinación o el colapso de la estructura. Siendo los cimientos suficientemente fuertes para que soporten cortantes y esfuerzos de flexión producidas por el terreno. Enfatizo nuevamente que se debe realizar un buen estudio de EMS para contemplar futuras agresiones del terreno, filtraciones de agua y su presión, en caso de ser identificadas.
TIPOS DE CIMENTACIONES
Esta elección va depender de la conclusión obtenida a través de los estudios realizados, , ya que nos darán los parámetros exactos para realizar el calculo de nuestro cimiento ya conociendo datos muy importantes como capacidad portante del terreno, y es ahí donde se puede aconsejar un tipo u otro de cimentación.
SUPERFICIALES O DIRECTAS
Son aconsejables utilizar si están cercanas a la superficie del terreno, ya que se posan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, puesto que del EMS se pudo identificar que el terreno posee una buena capacidad portante, o en otro caso la estructura a construir tiene un peso relativamente “liviano”. En este tipo de cimentación, las cargas se reparten en un plano horizontal y todas soportan cargas axiales y momentos flectores.
Por recomendación, siempre que sea posible ejecutar cimentaciones superficiales, lo hagan, ya que son el tipo de cimentación mas “barato” y simple de ejecutar.
TIPOS DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES O DIRECTAS
a) Zapatas aisladas
Son las mas comunes, y se caracterizan por su geometría, que de manera muy poco técnica son llamadas el “ensanchamiento” de la columna. Este tipo de cimentación es utilizada para sistemas estructurales que en su composición final presenten cargas puntuales, tal como el sistema “aporticado” según Norma E.030 (Norma Peruana), que consiste en vigas y columnas como elementos estructurales, puesto que la zapata aislada se usa para asentar un único pilar, y en teoría es la zapata más simple.
Las zapatas aisladas se pueden clasificar por su geometría en:
Zapata Cuadrada: Soporta carga axial concéntrica.
Zapata Rectangular: Es utilizada cuando la carga puntual que llega a al zapata es excéntrica.
b) Zapatas combinadas o corridas
Este tipo de cimentación se utiliza cuando las zapata aisladas se encuentra muy próximas al punto de “estorbarse”, por lo que compartirán una misma base. La causa de este tipo de zapatas se da por diferentes motivos, tales como:
Proximidad de las columnas por arquitectura.
Existencia de fuertes cargas concentradas que pueden simular cargas distribuida, produciendo elevados asentamientos diferenciales.
Baja capacidad portante del terreno o también diferentes capacidades en el campo de trabajo (Pueden darse casos especiales).
Es necesario recalcar que las zapatas combinadas no son iguales que las corridas, y la diferencia radica en el número de columnas que esta pueda soportar, afirmándose lo siguiente: “Si soporta hasta 3 columnas, podría llamarse zapata combinada, de lo contrario corrida”. También las zapatas corridas se utilizan para soportar Muros con Capacidad Portante (Muros Estructurales), en cuyo caso el ancho de la zapata puede ser variable.
c) Losas de Cimentación
Usados en suelos pocos resistentes, y es considerada una de las cimentaciones superficiales más costosas, en función al espesor de diseño, puesto que se trata de todo un bloque de concreto. Y su elección radica en la siguiente teoría: “Si el área a cimentar excede del 25% del área total, entonces se usa losa de cimentación”.
Esta losa, es una placa flotante apoyada directamente sobre el terreno, y se usa en casos extremos. La losa puede ser maciza, aligerada o con refuerzos especiales. Se usan mayormente en sótanos y estructuras con un peso considerable.
PROFUNDAS O INDIRECTAS
Se caracterizan principalmente por que las cargas se transmiten a medios muy profundos, generalmente estas excavaciones son de longitud considerable y su diseño respecto a las cargas no debe sobrecargar el terreno.
Es necesario aplicar pilotes cuando el suelo no es capaz de soportar grandes cargas y cuando se presenta un terreno saturado. Con este tipo de cimentación se evitan grandes volúmenes de cimentación. Si en tu zona de trabajo existe una empresa que realice este tipo de cimentación, este servidor aconseja tenerla en cuenta antes que una losa de cimentación, por la diferencia de costos.
TIPOS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS
a) Pilotes
Elementos de cimentación esbeltos prefabricados que al llegar al campo, se hincan. Su sección es cuadrangular o rectangular.
b) Pilas
Existe acá una especie de polémica, ya que muchos autores indican que las pilas son aquellos pilotes que se fabrican “in situ”, y tienen sección circular. Aunque también se han considerado pilas con secciones “H y T”.
Credito: Ingegeek - como elegir tipos de cimentación de manera rapida