CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Cimentaciones Superficiales

 

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¿Que son las Cimentaciones Superficiales?

Las Cimentaciones Superficiales son aquellas conformadas por elementos estructurales, encargados de transmitir las cargas al suelo firme, situado a poca profundidad. Por lo general estas cimentaciones se utilizan en terrenos rocosos o de muy buena resistencia.

Las cimentaciones superficiales se definen cuantitativamente de forma aproximada y arbitraria como aquellas en las que la relación entre su empotramiento (D) y su ancho (B) verifica:

formula cimientacion superficial
Las Cimentaciones Superficiales reparten la fuerza que le transmite la estructura a través de sus elementos de apoyo sobre una superficie de terreno bastante grande que admite esas cargas, son consideradas cimentaciones superficiales cuando tienen entre 0,50 m y 4 m.de profundidad, y cuando las tensiones admisibles de las diferentes capas del terreno que se hallan hasta esa cota permiten apoyar la edificación en forma directa sin provocar asientos excesivos de la estructura que puedan afectar su funcionalidad; de no ser así, tendrían que hacerse cimentaciones profundas.

 

Tipos Cimentaciones Superficiales

Las cimentaciones superficiales más comunes son:

  1. Zapatas aisladas.
  2. Zapatas corridas o continuas.
  3. Losas de cimentación.
  4. Retículas de cimentación.
  5. Cimentaciones a base de cascarones.

Fundamentalmente se pueden distinguir dos tipos de cimentaciones superficiales o directas: las zapatas y las losas. Las zapatas son un tipo de cimentación directa que recoge uno o varios pilares o pilas. Si recoge un solo pilar se denomina zapata aislada y si recoge varios, zapata combinada. Un tipo particular de zapata combinada es la denominada zapata continua o corrida, que contiene un conjunto de pilares alineados o a muro. Otro caso particular es el de los pozos de cimentación, que se suelen ejecutar cuando el plano de cimentación se encuentra a una profundidad ligeramente mayor a la que se puede llegar con una zapata.

La selección del tipo de cimentación depende fundamentalmente del tipo de construcción, de las cargas o acciones que actúan sobre de ella y del terreno donde se va a ubicar. Se dice que la elección de una cimentación debe estar basada en los conocimientos técnicos y el buen criterio del ingeniero, lo segundo es una cualidad que se desarrolla después de varios años de experiencia.

Cuando las zapatas aisladas sobre suelo compresible ocupan arriba del 30% del área de la planta del edificio o cuando los asentamientos diferenciales permisibles no son satisfechos, resulta más económico y conveniente usar zapatas continuas.

En el caso de tener zapatas continuas muy anchas debido a la descarga y la baja capacidad de carga del suelo resulta conveniente usar losas con o sin contratrabes.

Deberá tomarse esta decisión cuando el área de la zapata continua ocupe arriba del 50% del área de la planta del edificio.

 

 

Es necesario enfatizar que en el análisis de cimentaciones se deben determinar los hundimientos y presiones de contacto del suelo, así como calcular los elementos mecánicos en las piezas estructurales de la cimentación, debidos a los movimientos diferenciales, presiones de contacto y las cargas de la superestructura.

Proceso Constructivo de Cimentaciones Superficiales

  • Exploración del suelo.
  • Determinación las propiedades del diseño.
  • Estimación de la capacidad de carga admisible.
  • Evaluación de la magnitud y el tiempo del asentamiento.
  • Análisis de estabilidad global.
  • Excavación para cimientos.
  • Relleno y Apisonado.

Procedimiento de calculo

Para construcciones de poca relevancia la cimentación se puede predimensionar e incluso calcular a partir de la presión admisible. El procedimiento básico a seguir es el que se muestra a continuación:

  1. Identificar la presión admisible del terreno.
  2. Predimensionar la cimentación (ancho x largo, a x b, a≤b).
  3. Comprobar que la tensión máxima es menor o igual a la admisible. Si no se cumple se debe volver al paso 2 y predimensionar la zapata.

Condiciones que deben cumplir las Cimentaciones Superficiales

La estabilidad global

Las estructuras y sus cimentaciones pueden tener fallas globales sin que se generen, antes, otras fallas locales. Este tipo de fallas son típicas en medias laderas o en los taludes.

Estabilidad frente a los hundimientos

Este tipo de falla se puede presentar en el momento que la carga actuante sobre el terreno, que se encuentra bajo la acción de cualquier elemento de cimentación, supera su carga de hundimiento.

Estabilidad frente a los deslizamientos

Cuando una cimentación entra en contacto con un terreno se puede someter a tensiones de corte. Si estas tensiones son mayores a la resistencia que la resistencia del contacto es posible que se generen deslizamientos entre los dos elementos, terreno y cimentación.

Estabilidad frente al vuelco

Los vuelcos son típicos de las estructuras que se encuentran cimentadas sobre los terrenos que su capacidad portante es mayor que la que se necesita para sostener la cimentación, si se presenta de otra manera, antes de que se produzca el vuelco se generaría el hundimiento de la cimentación.

Capacidad estructural de la cimentacion

Los esfuerzos que se presentan en los elementos estructurales que forman parte de la cimentación, al igual que cualquier otro tipo de elemento estructural, pueden ser capaces de sobrepasar la capacidad resistente con que cuentan. El estado límite último que, en ese sentido, tienen que ser considerado es el mismo que se considera con los demás elementos estructurales.

 

Asentamientos de Cimentaciones Superficiales

 

Diferencia entre Cimentaciones Superficiales y Profundas

 

Características

Cimentación superficial

Cimentación profunda

Definición

Los cimientos que se colocan cerca de la superficie de la tierra o transfieren las cargas a poca profundidad se llaman cimentaciones superficiales

Los cimientos que se colocan a mayor profundidad o transfieren las cargas a estratos profundos se denominan cimentaciones profundas

La profundidad de los cimientos

Entre 1.5 a 3 metros en promedio

Es mayor que la base superficial

Costo

Es más económica

Es más costosa

Factibilidad

Son más fáciles de construir

Su dificultad es mucho mayor

Ventajas

Los materiales de construcción están disponibles, se necesita menos mano de obra, el procedimiento de construcción es simple a un costo accesible, etc.

La cimentación se puede proporcionar a una mayor profundidad, proporciona soporte lateral y resiste la elevación, eficaz cuando la cimentación a poca profundidad no es posible, puede transportar una carga enorme, etc.

Desventajas

Posibilidad de un asentamiento, generalmente aplicable para estructura ligera, débil contra cargas laterales, etc.

Más costoso, necesita trabajos calificados, procedimientos de construcción complejos, puede llevar mucho tiempo y algunos tipos de cimientos profundos no son muy flexibles, etc.

Tipos

Zapatas y losas de cimentación

Pilotes, pilares, losas flotantes, caissons

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