Cimentaciones en Edificios

Cimentaciones

Toda edificacion esta compuesta por una estructura, sus elementos constitutivos, a saber, muros, techos, cubiertas, etc., que debe ser lo suficientemente resistente para soportar su propio peso y las sobrecargas a las cuales esta exigida, es decir otros pesos adicionales a que esta sometida, como por ejemplo: el peso de la nieve o la incidencia de los vientos.

La cimentacion de un edificio es pues, el sistema constructivo disenado para transmitir las cargas y acciones sobre las superestructura al terreno donde se cimenta.

De acuerdo a lo expresado, debemos saber que el terreno donde asienta un edificio tiene una tension admisible considerablemente inferior a la de los materiales que constituyen la estructura; por ello, la cimentacion, para poder transmitir las acciones que proceden del edificio, debera ampliar sus dimensiones para repartirlas sobre el terreno de tal forma que las acciones resultantes no superen a las que admita el terreno, y ademas que los asientos que puedan producirse sean compatibles con las caracteristicas de la estructura y del edificio mismo.

Las caracteristicas del terreno que deben considerarse en la cimentacion son

1. Profundidad a la que se encuentra el estrato resistente.
2. Capacidad de asentamieno del estrato de apoyo.
3. Nivel freatico y sus variaciones.
4. Cota de socavaciones provocadas por corrientes subterraneas.
5. Heladicidad y variaciones de humedad en las capas supericiales.

1. Profundidad a la que se encuentra el estrato resistente

Actua directamente sobre una de las dimensiones del cimiento;generalmente, cuando este estrato se encuentra a gran profundidad, podemos favorecernos con la accion del rozamiento lateral entre el suelo y el fuste del cimiento, para absober las cargas que transmite la estructura.

Esta condicion casi siempre es la que determina la eleccion del tipo de cimiento por el cual se opta.

• Si el estrato resistente es superficial:las soluciones posibles se basaran en los tipos de zapatas, emparrillados y losas.
• Si el estrato resistente es profundo, la tipologia elegida se orienta hacia los pozos llenos y los pilotes.

2.Capacidad de asentamiento del estrato de apoyo.

Al sobrecargar un suelo coherente saturado, puede suceder que, aun cuando por efecto de la carga aplicada y del tamano del cimiento escogido, estando lejos de rotura por punzonamiento, se produzcan importantes deformaciones verticales.

Esto se debe a que en la consolidacion de los estratos inmediatos al cimiento, la carga aplicada produce una expulsion parcial del agua del suelo, con la consiguiente disminucion de volumen.

Si estas deformaciones se produjeran uniformemente, no provocarian danos en las estructuras que los originan; pero, ya sea por efecto de la poca homogeneidad del suelo y por la distinta rigidez de la estructura en relacion a la del suelo, ello genera concentraciones locales de las cargas, de manera que cuando estos asientos sobrepasan los valores prudentes, se originan lesiones estructurales.

Las lesiones estructurales pueden tambien producirse por la capacidad intrinseca de la estructura de absorber los esfuerzos creados en el asiento.

3. Nivel freatico y sus variaciones

Existen zonas donde las aguas freaticas varian su profundidad en funcion del regimen de lluvias de la region (alto en primavera y otono, bajo en verano e invierno), como areas en campo abierto.

En las areas urbanas, ademas del regimen de lluvias, el nivel freatico puede estar sometido a otras causas, como por ejemplo rotura de canalizaciones, apertura de zonas verdes, ejecucion de excavaciones sostenidas por muros impermeables que desvian corrientes seculares, etc.

Estas modificaciones en el suelo provocan cambios en las caracteristicas mecanicas del mismo, motivo por el cual se perjudican las estructuras apoyadas sobre este suelo:

• En terrenos arenosos, el aumento de humedad puede producir disminucion de la resistencia al corte.
• En terrenos arcillosos el propio valor de la cohesionqueda disminuido por efecto del agua.

Para solucionar estas anormalidades, se opta por cimentar en niveles donde se mantengan permanentes las propiedades oroginales del suelo.
Por lo general se hace por debajo del nivel freatico fluctuante si este es superficial.

4. Cota de socavaciones:

Debera superar esta cota para evitar que se produzcan desplazamientos ruinosos del cimiento. El motivo dela fuga del terreno activo hacia simas de reciente formacion se debe a la disolucion o al transporte del suelo, efecto producido por corrientes subterranea de agua.

5. Cota de heladicidad:

El agua es parte constitutiva del suelo y tiene capacidad de helarse provocando importantes alteraciones en el volumen y capacidad portante del suelo.

Teniendo en consideracion que la estructura condiciona la cimentacion, las caracteristicas de la estructura del edificio logicamente coadyuvan en esta influencia sobre los cimientos, veamos cuales son los condicionantes:

1. Valor y caracteristicas de las cargas transmitidas.

2. Capacidad de asiento diferencial (capacidad de desplazamiento vertical relativo de un pilar antes de provocar la rotura por flexion de los dinteles) y total.

3. Influencia de estructuras proximas.

1. Las cargas transmitidas por la estructura afectan las Dimensiones del Cimiento del siguiente modo:

a. Determinan la superficie de cimentacion para que la misma no solicite el macizo bajo tensiones mayores de las que puedan originar en el una rotura por esfuerzo cortante.

b. Si en estratos superficiales no se obtiene el requerido equilibrio, se puede determinar la busqueda en profundidad de un estrato mas resistente; lo que incide en la altura del mismo.

2. Realizados los calculos para los cimientos, segun estos criterios de resistencia, se debe reconsiderar sus dimensiones por las deformaciones que producen en el suelo.

Las principales causas de los asientos diferenciales entre dos cimientos son:

a. La excesiva deformabilidad del estrato de apoyo y subyacentes.

Se puiede solucionar aumentando la superficie de apoyo en todos los cimientos logrando asi la disminucion de la presion sobre el suelo evitando deformaciones.

b. La heterogeneidad de las cargas trasmitidas por distintos pilares.

Ésto nos obliga a aumentar las dimensiones de aquellos cimientos que soportan mayores cargas, aunque trasmitan igual presion que los menos cargados.

• Caracteristicas Generales de los Terrenos de Cimentacion