Cimentación: es
el conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las
cargas de la edificación o elementos apoyados
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 la parte más importante de una casa y es la parte estructural que se encarga
de transmitir todas las cargas al suelo,
ya sea peso muerto o peso en movimiento (cargas estáticas o dinámicas) por lo tanto
hablamos de dos componentes: la carga y el suelo, si la carga es totalmente
predecible sabremos exactamente cuánto pesa una casa. Lo que no se puede
predecir es el tipo de suelo, es decir que debemos adaptar la cimentación al tipo
de suelo y no al revés.
Lo que
siempre se debe controlar es el hundimiento del suelo, para esto existen varios
tipos de cimentación.
Sin
la cimentación no se podría Sostener la estructura al mínimo movimiento.
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, que absorberán las tracciones.
§ Acomodarse a posibles movimientos del
terreno.
§ Soportar las agresiones del terreno y
del agua y su presión, si la hay.
Para
realizar una Correcta Cimentación es necesario conocer el tipo de suelo, ya que
deberá tener como mínimo lo que llamamos
dos kilos es decir 2kg/cm2 Recuerda que: Sin la debida cimentación se ocasionaran
asentamientos y a la vez agrietamientos en paredes.
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. 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.
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.
En
estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso
las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que
no se produzcan deterioros.
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 hormigonado
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. 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
semiprofundas:
§ Pozos de cimentación o caissons:
Son en realidad soluciones intermedias entre las superficiales y las profundas,
por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos
deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el río, en ese caso se
trabaja en cámaras presurizadas.
§ Arcos de ladrillo sobre machones de
hormigón o mampostería.
§ Muros de contención bajo rasante: no es
necesario anclar el muro al terreno.
§ Micro pilotes, son una variante basada
en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una
cimentación semiprofunda.
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.
§ Pantallas: es necesario anclar el muro
al terreno.
§ Pantallas isostáticas: con una línea de
anclajes
§ Pantallas hiperestáticas: dos o más
líneas de anclajes.
Cimentaciones de maquinas:
A
diferencia de las cimentaciones de edificación, que generalmente están
sometidas a cargas estáticas o cuasi estáticas, las cimentaciones de maquinaria
están sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas
cíclicas obliga a considerar el estado límite de servicio de vibraciones y el
estado límite último de fatiga.
Algunos
tipos de cimentación usados para maquinaria son:
§ Tipo bloque
§ Tipo celdas
§ De muros
§ Porticadas
§ Con pilotes
§ Sobre apoyos elásticos
§ De soporte.
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