Cimentación

La cimentación es la acción que ejecutan los elementos estructurales de las edificaciones u obras, mediante la cual se trasmiten las cargas del suelo o terreno.

La misma se ejecutará de manera directa por el suelo, o a través de elementos apoyados al mismo, de tal forma que no llegue éste a superar su capacidad portante y donde las deformaciones que se produzcan sean las admisibles para las estructuras.

Para ejecutar una correcta cimentación se deben tener en cuenta los siguientes aspectos técnicos:

• Características geotécnicas del suelo: Suelos cohesivos, suelos no cohesivos y suelos orgánicos.
• Dimensionar los cimientos con sus respectivos factores de seguridad y resistencia.
• Características mecánicas del terreno: Ángulo de fricción interno y nivel freático.
• Calcular la capacidad portante del suelo.
• Analizar los resultados y escoger el tipo de cimentación a ejecutar (superficial o profunda).

Tipos de Cimentación

Existen dos tipos de cimentación y estas son:

• Cimentaciones superficiales.
• Cimentaciones profundas.

Entre las cimentaciones superficiales que comúnmente se utilizan para la construcción de estructuras se encuentran:

• Zapata de cimentación aislada.
• Zapata de cimentación corrida o continua.
• Losas de cimentación.
• Retícula de cimentación.
• Cimentación a base de cascarones.

Es necesario señalar, que la selección del tipo de cimentación superficial que utilizaremos, estará directamente relacionada con el tipo de edificación que construiremos, con las cargas o acciones que actúen sobre la misma y además con el terreno donde se va a ejecutar la obra.

Con respecto a las zapatas aisladas, estas son empleadas para la construcción de columnas singulares. Las mismas son ideales en estructuras de moderada carga y con juntas de dilatación, donde además las cargas trasmitidas por el terreno recaen sobre una columna.

A diferencia de las zapatas aisladas, las zapatas corridas o continuas son empleadas en suelos compresibles que ocupan más del 30% del área de planta de la edificación o construcción.

Sin embargo al construir zapatas continuas  muy anchas, en suelos con baja capacidad de carga, se hará necesario emplear losas con o sin contratrabes.

Las cimentaciones profundas son empleadas en edificaciones donde el suelo no tiene la capacidad para resistir las cargas de la estructura, de allí que se haga necesario trasmitir dichas cargas a estratos más profundos del mismo, donde la capacidad portante sea mayor.

Entre los tipos de cimentaciones profundas se encuentran: Cimentaciones por sustitución, por flotación y la cimentación por pilotes.

Las cimentaciones por sustitución consisten en el cambio de peso de la edificación o estructura, por su equivalente en masa de suelo. Se recomienda utilizar este tipo de cimentación, en suelos con nivel alto de compresión y baja capacidad portante.

En la cimentación con pilotes la función que ejercen estos últimos, es el de trasmitir las cargas de la estructura a los estratos más profundos y resistentes del suelo, mediante elementos verticales (pilotes).

Zapata de Cimentación

La zapata de cimentación como ya referimos en párrafos anteriores, es una cimentación de carácter superficial, la cual se utiliza para trasmitir las cargas a suelos o terrenos, de manera directa.

La zapata de cimentación se clasifica según su función de la siguiente manera:

• Zapatas Aisladas.
• Zapatas Combinadas.
• Zapatas Corridas.
• Zapatas Rígidas.
• Zapatas Macizas.
• Zapatas Flexibles.

Además las zapatas aisladas presentan varios tipos, y estos son:

• Zapatas flexibles:la altura de estas zapatas es menor que el largo en las dos direcciones de la zapata. Están diseñadas para soportar fuerzas de tracción y de compresión trasmitidas por las estructuras.
• Zapatas deformables o rígidas:En este tipo de zapata la altura es igual o menor que el largo máximo medido en dos direcciones.
• Zapatas excéntricas o de medianería:En esta zapata el pilar o la pared de carga (medianera) que está apoyada sobre la zapata, bien sea aislada o continua, roza el límite del predio, y aquí la carga no deberá quedar centrada en el cimiento.
• Zapatas centradas:Este tipo de zapata se encuentra arriostrada con concreto u hormigón armado, cuya sección es inferior a la zapata.
• Zapatas rectangulares:Donde sus lados son desiguales.
• Zapatas circulares:Cuya forma es circular.
• Zapatas cuadradas:Sus lados son iguales.

Cimentación con pilotes

En la cimentación profunda por pilotaje se emplean elementos verticales en forma de columnas denominados pilotes.

El empleo de este tipo de cimentación con pilotes se hace necesaria cuando el suelo donde se encuentra apoyada la estructura o edificación, no tiene gran resistencia y da lugar a asentamientos inadmisibles.

La función de los pilotes en este tipo de cimentación será el de trasladar las cargas de la estructura a estratos profundos del suelo o terreno, donde se pueda hallar suelo firme y rocoso, para establecer de manera definitiva la edificación.

Según la forma en que trabajan, los pilotes se clasifican en:

• Pilotes por fuste o flotantes: Estos pilotes trasmiten su carga al suelo mediante el rozamiento lateral del fuste.
• Pilotes columna o por punta: Trasmiten las cargas en la punta, y lo hacen en suelos resistentes. Éstos también se denominan pilotes rígidos de primer orden.

Los pilotes también están clasificados según el tipo de material en:

• Pilotes de hormigón fabricados in situ: Son elaborados en la obra o construcción.
• Pilotes de hormigón pre-fabricado: También llamados pilotes de hormigón pretensado, los cuales ofrecen alta resistencia.
• Pilotes de acero: Pueden tener formas tubulares o de perfiles doble U o H.
• Pilotes de madera: Se emplean para el pilotaje en zonas de suelos blandas y amplias. También son utilizados como apoyo de losas y en terraplenes.
• Pilotes mixtos: estos pilotes están elaborados de acero (tubular), y se encuentran rellenos de mortero.

Además los pilotes poseen clasificaciones según su diámetro y sección, como a continuación se mencionan:

Según su diámetro:

• Micropilotes: Éstos tienen un diámetro < 200 mm.
• Pilotes convencionales: Cuyo diámetro esta entre 300 y 600 mm.
• Pilotes de gran diámetro: Cuyo diámetro es >800 mm.

 Según su sección:

• Pilotes pantalla: Cuya forma es relativamente rectangular.
• Pilotes en forma de cruz.
• Pilotes circulares.