Tipos de Cimentaciones Superficiales: En general se pueden diferenciar dos tipos de cimentaciones: las directas o superficiales, es decir, las poco profundas, y las cimentaciones indirectas o profundas.
Ya sea que construya viviendas unifamiliares, rascacielos o superestructuras, la elección de los cimientos adecuados es esencial. Los cimientos de cualquier edificio tienen dos propósitos principales: distribuir el peso de los muros de carga al suelo o al lecho rocoso debajo y mantener fuera el agua subterránea o la humedad del suelo.
La topografía, geología y pedología (el estudio del suelo) en su sitio de construcción, además del tamaño de su edificio y otros factores, como el tipo de construcción , determinarán el tipo de cimiento apropiado para su edificio.
En este artículo, cubrimos los tipos más comunes de cimientos y ejemplos de cada uno. También proporcionamos evidencia visual de cada base para ayudar a aclarar los beneficios de cada tipo de base.
Tipos de Cimentaciones
¿Qué tipos de cimentaciones existen?
Dado que la tierra debajo de nuestros pies puede estar compuesta por muchos tipos diferentes de suelos, piedras, sedimentos y más, los ingenieros geotécnicos deben ser conscientes de cómo estas variables dentro de la tierra impactan la construcción y la integridad estructural.
Hay dos categorías principales de cimientos en la construcción: profundos y superficiales. Vamos a cubrirlos a un alto nivel:
1. Cimientos Profundos
Se requieren cimientos profundos cuando se construye sobre arena y otros suelos blandos que no podrán absorber la carga del edificio. En cambio, se debe establecer una base muy profunda o incluso bajo el agua, donde se pueda establecer contacto con capas más fuertes de la tierra.
Los puentes, los muelles y las presas, por ejemplo, deben colocar los cimientos bajo el agua y, al mismo tiempo, conservar la integridad estructural. Aquí es donde los cimientos profundos se vuelven esenciales para la construcción de grandes estructuras.
2. Cimentaciones poco profundas
Por lo general, una base poco profunda es aquella que es más ancha que profunda. Los cimientos poco profundos también se pueden llamar zapatas extendidas o abiertas.
Por razones obvias, las cimentaciones superficiales son las más económicas de los dos tipos. No requieren mucho en la forma de excavar o perforar la tierra y por esa razón, son los más comunes.
Los cimientos poco profundos son útiles cuando el edificio no es excesivamente pesado y el suelo puede soportar una cantidad significativa de peso a poca profundidad.
Ejemplos de cimientos poco profundos
Hay cuatro ejemplos de cimientos poco profundos que cubriremos, zapatas individuales, zapatas combinadas y muros de contención. Cada uno tiene una estructura única y varios casos de uso.
Platea de Cimentación
Una platea de cimentación aprovecha al máximo la superficie donde se levantará el edificio, utilizando esencialmente el sótano como base de carga completa. Los cimientos de platea se usan a menudo cuando el suelo está suelto, débil y requiere que el peso se distribuya de manera uniforme.
La platea de cimentación, también se utilizan cuando un sótano es factible y los pilares o columnas están espaciados muy juntos. A menudo se le conoce como base de balsa porque la base del sótano está sumergida en el suelo como el casco de una balsa en el agua.
Zapata Aislada
Uno de los tipos más comunes de cimientos poco profundos es el cimiento individual; incluso podría ser lo que le viene a la mente cuando piensa en un cimiento.
Las zapatas separadas individuales o aisladas suelen ser cuadradas, rectangulares o incluso un bloque de hormigón troncocónico geométrico que soporta la carga de una sola columna o pilar. El ancho de las zapatas individuales depende del peso que se llevará y de la capacidad soportable del suelo.
Se llaman así a las zapatas que soportan una sola columna, pudiendo ser además, de acuerdo a las necesidades, zapatas con pedestal o zapatas con pendiente. La distribución de presiones debajo de una zapata con una carga simétrica no es uniforme. La forma de distribución de presiones depende del tipo del material de apoyo y del grado de rigidez de la zapata (ver figura para suelos granulares y cohesivos). Tipos de Cimentaciones
Como la magnitud y forma de las presiones en las bases de las zapatas, en función del grado de rigidez de la zapata, tipo y condición de suelo, la resolución de este problema se hace bastante complejo. Una repartición lineal de presiones, la cual en la práctica demuestra tener variación con la repartición real de presiones
Zapata combinada
Cuando una zapata soporta más de una columna o muro se conoce como zapata combinada, y se produce generalmente cuando hay restricción por linderos, ubicación de equipos o distancia de columnas, pudiendo ser de acuerdo al número de columnas que soporta la zapata: a) de dos columnas b) de más de dos columnas.
Existen dos posibilidades de acuerdo a la distribución de la presión de suelo en la base, pudiendo ser uniformemente repartida o variable en forma lineal; la primera, cuando la resultante de la presión del suelo coincide con la resultante de las cargas (centro de gravedad de la cimentación). Tipos de Cimentaciones Superficiales.
Zapata Conectada
Se usan cuando se tiene por lo menos una zapata excéntrica para evitar invadir el terreno adyacente; esta excentricidad da como resultado una distribución no uniforme de presiones, que pueden originar incluso inclinación y volcamiento de la zapata. Para balancear esta excentricidad, la zapata excéntrica es conectada por una viga a la zapata interior más cercana. Tipos de Cimentaciones
Ambas zapatas son dimensionadas de tal manera que, para cargas de servicio, la presión bajo cada una de ellas es uniforme y, además, de igual valor. Debe también procurarse que ambas zapatas tengan anchos similares para evitar asentamientos diferenciales.
Ejemplos de cimentaciones profundas
Los cimientos profundos se utilizan más comúnmente para estructuras más grandes, pero se pueden utilizar para casas construidas en acantilados empinados, sobre el agua, en la playa u otros lugares únicos. Los cimientos profundos se construyen exactamente donde suenan: en lo profundo de la tierra. Los ejemplos principales, pila y cajón, también tienen algunos subtipos, que también cubriremos. Tipos de Cimentaciones
Fundación de pilotes
La más común entre la categoría de cimentación profunda es la cimentación sobre pilotes. Hay dos tipos de cimentaciones de pilotes: pilotes de apoyo y de fricción. Ambos consisten en perforar columnas grandes y robustas profundamente en el suelo.
Los pilotes son elementos estructurales relativamente largos y esbeltos, fabricados de concreto, acero o madera que utilizan para algunos de los siguientes fines: Tipos de Cimentaciones Superficiales
- Pilotes por punta: Transmiten las cargas de la estructura a través del agua, estratos blandos o rellenos no controlados, hasta capas más profundas de mayor capacidad de carga.
- Pilotes por fricción: Transmiten las cargas a suelos relativamente blandos por medio de la fricción que se genera a lo largo de la superficie del piloto.
- Pilotes de socavación: Atraviesan zonas del terreno expuestas a la socavación para prevenir y asegurar la estabilidad de la estructura que soportan.
- Pilotes de compactación: Compacta los suelos, granula sueltos aumentando su densidad, lo que a su vez genera aumento en su capacidad de carga.
- Pilotes de anclaje: Son pilotes que sirven para anclar estructuras sujetas a levantamiento por subpresión hidrostática, hinchamientos, empujes de tierra o cargas horizontales o inclinadas.
- Pilotes de protección o dolphina: Sirven de protección a las estructuras mínimas, contra el impacto de barcos u otros objetos flotantes.
Pilotes de apoyo final
A veces, el suelo sobre el que construimos nunca soportará el peso suficiente para el tamaño del proyecto que se está construyendo, incluso con compactadores de tierra y cimientos poco profundos. En su lugar, debemos pasar por alto esta capa de suelo blando y llegar a los sustratos de lecho rocoso debajo para distribuir la carga. Cimentación
Los pilotes que soportan los extremos se clavan tan profundamente en el suelo como sea necesario para que el extremo haga contacto con la capa de roca dentro de la tierra. Esto permite que la carga pase a través de los pilotes y dentro de la roca, creando una distribución segura del peso.
Pilotes de fricción
Los pilotes de fricción adoptan un enfoque diferente a la capa contendiente de suelo blando. En lugar de perforar hasta la capa de roca, el principio detrás de los pilotes de fricción es un intercambio de fuerzas con el suelo que rodea la columna, aprovechando al máximo el área superficial de la columna. Tipos de Cimentaciones
La cantidad de peso que puede soportar una pila de fricción es directamente proporcional a su longitud. Cada pila tiene una zona de influencia y debe estar espaciada de manera uniforme para garantizar una distribución uniforme y la absorción del peso. Los pilotes pueden estar hechos de madera, hormigón o acero en forma de H.
Los pilotes pueden ser prefabricados y clavados en el suelo o colados in situ (fundidos en el sitio de trabajo).