Cimentaciones de Estructuras

Las cimentaciones son aquellos elementos estructurales que se encargan de transmitir los esfuerzos de la estructura al suelo que lo soporta, distribuyéndola de tal forma que no se generen deformaciones considerables en el terreno y que puedan llegar a generar daños en la estructura.

Estos elementos se consideran de la infraestructura, no suelen apreciarse en las construcciones ya que quedan debajo del suelo que soporta la edificación. Su tamaño es en general grande, con mucho más volumen que los de la estructura.

Frecuentemente los cimientos se construyen de hormigón armado debido a que el suelo tiene un efecto corrosivo y abrasivo sobre las estructuras metálicas y otros materiales; por tanto se utilizan cimientos de hormigón cuyo comportamiento y desempeño ha resultado ser de gran éxito para este tipo de elementos.

Tipos de cimentaciones de estructuras

De acuerdo al tipo de suelo que se tenga y a sus capacidades mecánicas se escoge el tipo de cimiento a utilizar. En líneas generales las cimentaciones de estructuras se dividen en dos tipos:

  • Cimentaciones superficiales – son las que se apoyan en capas superficiales del suelo que previamente han sido estudiadas y de las cuales se ha demostrado su capacidad para soportas los esfuerzos a los cuales estará sometida.

Se utilizan cuando la estructura a construir es liviana, pequeña, y/o tiene poca importancia. Este tipo de cimentaciones se clasifican a su vez en:

  • Cimentaciones ciclópeas – aquellas cuyo hormigón utilizado para su construcción es el ciclópeo, cuya característica elemental es que el agregado grueso utilizado es de gran tamaño.
  • Zapatas – básicamente es una ampliación de la columna o muro que soporta la cimentación. Si la zapata está debajo de una sola columna se denomina aislada, si se encuentra debajo de un muro es entonces corrida y, si además soporta columnas y muros al mismo tiempo entonces se denomina combinada.
  • Losas de cimentación – este es un elemento estructural que soporta toda la edificación por completo, todos los muros y columnas. Generalmente se utiliza cuando la estructura es muy pesada.
  • Cimentaciones semiprofundas – son aquellas donde el nivel de la cimentación es intermedio.

Algunos tipos de cimentaciones semiprofundas son:

  • Pozos de cimentación o caissons – se utilizan para cimentar edificios donde el estrato de suelo firme se encuentra entre 4 y 6 metros de profundidad. Algunas veces debe hacerse bajo agua mediante el uso de cámaras presurizadas.
  • Arcos de ladrillo – se utilizan en machones de hormigón o mampostería. Es ideal para zonas en las cuales se ubica cantidad de piedra de gran tamaño para poder aprovecharlas en este tipo de cimiento.
  • Muros de contención bajo rasante – estos son muros que no necesitan estar anclados al terreno de cimentación para poder soportar la estructura.
  • Micropilotes – son elementos esbeltos que se utilizan cuando el estrato donde se soportará la cimentación se encuentra a profundidad media. Su diámetro máximo puede llegar a ser de 300mm.
  • Cimentaciones profundas – son aquellas que, tal como su nombre lo indica, se soportan en estratos muy profundos del suelo debido a que las capas superiores no tienen la capacidad de hacerlo. Estas se utilizan en condiciones especiales: construcciones muy amplias, cargas de estructura muy grandes, etc.

En este tipo de cimentaciones se encuentran:

  • Pilas y cilindros – estos son elementos que se utulizan para soportar las cargas de un puente. Pueden estar apoyadas en el suelo directamente o sobre pilotes.
  • Pilotes – son elementos cuya sección transversal es mucho menor en comparación con su longitud. Son esbeltos y pueden ser de diversos diámetros, no menores a 300mm.
  • Pantallas – son muros verticales que se anclan en el terreno para soportar las cargas de la estructura. Estas pueden ser isostáticas si tienen una sola línea de anclaje, o hiperestáticas si poseen dos o más líneas de anclajes.

Requisitos que debe cumplir la cimentación de estructuras

Las cimentaciones de estructuras deben cumplir tres requisitos fundamentales:

  • Deben estar soportadas en un nivel de suelo firme, que no esté susceptible a heladas, deformaciones importantes, nivel freático, cambios de volumen u otro agente externo dañino para la estructura.
  • Los asentamientos producidos en el suelo deben ser admisibles e imperceptibles por la estructura.
  • Sus dimensiones no deben afectar la capacidad portante del suelo.

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