Tipos de Cimentación en una Edificación y sus usos: Las cimentaciones son una parte crítica de cualquier estructura, ya que proporcionan el soporte necesario para distribuir las cargas del edificio de manera segura al suelo. Se clasifican principalmente en dos tipos: superficiales y profundas. La elección entre una cimentación superficial o profunda depende de varios factores, incluyendo la condición del suelo, la carga del edificio, y las condiciones ambientales del sitio. Es esencial evaluar la idoneidad de cada tipo de cimentación antes de su selección en cualquier proyecto constructivo para asegurar la estabilidad y seguridad a largo plazo del edificio.
Es recomendable conocer la idoneidad de cada tipo de cimentación antes de su selección en cualquier proyecto constructivo.
Tipos de Cimentos y sus Usos
A continuación se presentan diferentes tipos de cimientos utilizados en la construcción:
- Fundación superficial
- Zapata individual o zapata aislada
- Zapata combinada
- Zapata Corrida
- Base de balsa o estera
- Fundación profunda
- Fundación de pilotes
- Pozos o cajones perforados
Tipos de Cimentaciones poco Profundas
Zapata Individual o Zapata aislada
Una zapata individual o una zapata aislada es el tipo de cimentación más común que se utiliza para la construcción de edificios. Esta base se construye para una sola columna y también se llama base de plataforma.
La forma de la zapata individual es cuadrada o rectangular y se utiliza cuando las columnas soportan las cargas de la estructura. El tamaño se calcula en función de la carga sobre la columna y la capacidad de carga segura del suelo.
Se selecciona una zapata aislada rectangular cuando la cimentación experimenta momentos debido a la excentricidad de las cargas o debido a fuerzas horizontales.
Por ejemplo, considere una columna con una carga vertical de 200 kN y una capacidad de carga segura de 100 kN/m 2, entonces el área de la zapata requerida será 200/100 = 2 m 2. Entonces, para una zapata cuadrada, el largo y ancho de la zapata serán 1.414 mx 1.414 m.
Zapata Combinada
La zapata combinada se construye cuando dos o más columnas están lo suficientemente cerca y sus zapatas aisladas se superponen entre sí. Es una combinación de zapatas aisladas, pero su diseño estructural difiere. La forma de esta zapata es un rectángulo y se utiliza cuando las columnas soportan las cargas de la estructura.
Una zapata combinada, también conocida como zapata conectada, es un tipo de cimentación superficial que se utiliza en la construcción de edificios y otras estructuras. Este tipo de zapata se emplea cuando dos o más columnas están tan cercanas que sus zapatas individuales (zapatas aisladas) se solaparían o cuando una columna se encuentra muy cerca del límite de la propiedad, impidiendo el uso de una zapata centrada bajo la columna. Las zapatas combinadas conectan estas columnas mediante una zapata más grande y única, que distribuye de manera eficiente las cargas de las columnas al suelo subyacente.
Zapatas extendidas o Zapatas corridas y Zapatas de muro
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Tipos de Cimentaciones Superficiales y Profundas
Las zapatas extendidas son aquellas cuya base es más ancha que las típicas cimentaciones de muros de carga. La base más ancha de este tipo de zapata distribuye el peso de la estructura del edificio sobre una mayor superficie y proporciona una mejor estabilidad.
Las zapatas extendidas y las zapatas de muro se utilizan para columnas individuales, muros y pilares de puentes donde la capa de suelo portador está a 3 m (10 pies) de la superficie del suelo. La capacidad de carga del suelo debe ser suficiente para soportar el peso de la estructura sobre el área de la base de la estructura.
Estos no deben usarse en suelos donde existe alguna posibilidad de que haya un flujo de agua por encima de la capa de suelo portador, lo que puede provocar socavación o licuefacción.
Losa de Cimentación
Son los tipos de cimientos que se extienden por toda el área del edificio para soportar cargas estructurales pesadas de columnas y paredes.
El uso de cimientos de estera es para cimientos de columnas y muros donde las cargas de la estructura sobre las columnas y muros son muy altas. Esto se utiliza para evitar el asentamiento diferencial de las zapatas individuales, diseñadas así como una sola losa (o zapata combinada) de todos los elementos portantes de la estructura.
Es adecuado para suelos expansivos cuya capacidad portante es menor por la idoneidad de zapatas extendidas y zapatas de muro. La losa de cimentacion es económica cuando la mitad del área de la estructura está cubierta con zapatas individuales y se proporcionan zapatas para las paredes.
Estos cimientos no deben usarse donde el nivel freático está por encima de la superficie de apoyo del suelo. El uso de bases en tales condiciones puede provocar socavación y licuefacción.
Tipos de Cimentación Profunda
Pilotes de Cimentación
La cimentación de pilotes es un tipo de cimentación profunda que se utiliza para transferir cargas pesadas desde la estructura a estratos de roca dura muy por debajo del nivel del suelo.
Los cimientos de pilotes se utilizan para transferir cargas pesadas de estructuras a través de columnas a estratos de suelo duro que se encuentran muy por debajo del nivel del suelo, donde no se pueden usar cimientos poco profundos, como zapatas extendidas y zapatas de estera. Esto también se utiliza para evitar el levantamiento de la estructura debido a cargas laterales como terremotos y fuerzas del viento.
Las cimentaciones de pilotes se utilizan generalmente en suelos donde las condiciones del suelo cerca de la superficie del suelo no son adecuadas para cargas pesadas. La profundidad de los estratos de roca dura puede ser de 5 a 50 m (15 a 150 pies) desde la superficie del suelo.
La cimentación de pilotes resiste las cargas de la estructura mediante fricción superficial y apoyo en los extremos. El uso de cimientos de pilotes también evita el asentamiento diferencial de los cimientos.
Pozos perforados o cimentación de cajones
Los pozos perforados, también llamados cajones, son un tipo de cimentación profunda y tienen una acción similar a las cimentaciones de pilotes comentadas anteriormente, pero son cimentaciones de alta capacidad moldeadas in situ. Resiste cargas de la estructura a través de la resistencia del eje, la resistencia de la punta y/o una combinación de ambas. La construcción de pozos perforados o cajones se realiza mediante barrena.
Los pozos perforados pueden transferir cargas de columnas mayores que las cimentaciones de pilotes. Se utiliza cuando la profundidad de los estratos duros bajo el nivel del suelo se encuentra entre 10 y 100 m (25 y 300 pies).
Los pozos perforados o los cimientos de cajón no son adecuados cuando existen depósitos profundos de arcillas blandas y suelos granulares sueltos y acuíferos. Tampoco es adecuado para suelos donde las formaciones de derrumbe son difíciles de estabilizar, suelos formados por cantos rodados o existe acuífero artesiano.
Preguntas Frecuentes
¿Cuáles son las clasificaciones amplias de fundaciones?
Los cimientos de edificios se clasifican en términos generales en cimientos poco profundos y profundos.
¿Cuáles son los tipos de cimientos poco profundos?
Los tipos de cimentaciones poco profundas son zapatas individuales o zapatas aisladas, zapatas combinadas, cimentaciones en tiras, cimentaciones en balsa o en forma de estera.
¿Cuáles son los tipos de cimientos profundos?
Los tipos de cimentaciones profundas son los pilotes y los pozos perforados o cajones.
¿Cuál es la diferencia entre cimientos de pilotes y pozos perforados?
Los pozos perforados tienen una acción similar a las cimentaciones sobre pilotes pero son cimentaciones coladas in situ de alta capacidad. Puede transferir cargas de columnas mayores que las cimentaciones de pilotes. Se utiliza cuando la profundidad de los estratos duros bajo el nivel del suelo se encuentra entre 10 y 100 m (25 y 300 pies).
¿Cuál es la diferencia entre zapata aislada y combinada?
La zapata combinada se construye cuando dos o más columnas están lo suficientemente cerca y sus zapatas aisladas se superponen entre sí. Es una combinación de zapatas aisladas, pero su diseño estructural difiere.
¿Cuándo se utilizan cimientos de balsa o tapete?
El uso de cimientos de balsa o estera es para cimientos de columnas y muros donde las cargas de la estructura sobre las columnas y muros son muy altas. Las balsas se utilizan para evitar el asentamiento diferencial de las zapatas individuales, por lo que se diseñan como zapatas combinadas de todos los elementos portantes de la estructura.