TIPOS DE FUNDACIONES CLASIFICACION DE LAS FUNDACIONES. Las distintas o diferentes tipo de fundaciones se clasifican desde el punto de vista constructivo en dos tipos, de las siguientes formas:
Fundaciones Superficiales:
Zapatas aisladas. zapatas atirantadas. zapatas y vigas de fundación. zapatas corridas. Losas de espesor constante. Losas con capiteles. Losas nervadas. Losas flotantes.
Fundaciones Profundas:
Pilotes prefabricados. Pilotes in situ. FUNDACIONES SUPERFICIALES. 1.- ZAPATAS. Las zapatas “ cimentaciones en zonas aisladas de la estructura “ son los tipos mas utilizados y se utilizan cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia media o alta con respecto a las cargas de la estructura. Es homogénea como para ser afectadas por asentamientos diferenciales entre las distintas partes.
ZAPATAS AISLADAS.
Son de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de planta cuadrada. Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción.
ZAPATAS ATIRANTADAS.
Son de carácter puntual y trabajan de forma independiente, pero se encuentran unidas por una cadena apoyada al terreno la cual se
diseña para evitar el movimiento horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una función corrida.
ZAPATAS Y VIGAS DE FUNDACIÓN.
La viga de fundación es un elemento estructural que permite tomar las cargas de muro y transmitirlas a zapatas aisladas. Puede haber varias razones para querer diseñar zapatas con vigas de fundación. Por ejemplo: Como una forma de ahorrar en comparación a la alternativa de zapata corrida. En algunos casos es conveniente hacer que el peso de los muros descanse sobre la zapata para aumentar las cargas horizontal y equilibrar momentos descompensados en el apoyo.
ZAPATAS CORRIDAS.
Cuando se trate de pilares alineados muy próximos a muros, o de equilibrar cargas excéntricas sobre las zapatas contiguas, se considera directamente el empleo de una zapata continua o zapata corrida. 2.- LOSAS. Las losas “ cimentación sobre toda la superficie de la estructura “ se emplean en terrenos menos resistentes o menos homogéneos o bajo estructuras menos resistentes. Con ellas se aumenta la superficie de contacto y se reducen los asentamientos diferenciales. Puede decirse de forma aproximadamente que la losa es más económica que las zapatas si la superficie total de estas es superior a la mitad de la superficie cubierta por el edificio, debido al menor espesor de hormigón y cuantía de armaduras, a una excavación más sencilla y un ahorro de encofrados.
LOSAS DE ESPESOR CONSTANTE.
Tiene la ventaja de su gran sencillez de ejecución. Si las cargas y las luces no son importantes el ahorro de encofrados puede compensar el mayor volumen de hormigón necesario.
LOSAS CON CAPITELES.
Se utilizan para aumentar el espesor bajo los pilares y mejorar la resistencia a flexión y cortante. Los capiteles pueden ser superiores o inferiores teniendo estos últimos la ventaja de realizarse sobre la excavación y dejar plana la superficie del sótano.
LOSAS NERVADAS.
Con nervios principales bajos los pilares y otros segundarios los nervios pueden ser superiores o inferiores, en el caso de nervios superiores el encofrado es mas complicado, y suele ser necesario el empleo de un relleno de aglomerado ligero y un solado independiente para dejar plana la superficie superior. Los nervios inferiores pueden hacerse sobre la excavación.
LOSAS FLOTANTES
Cuando es necesario construir estructuras muy sensibles a asentamientos en terrenos pobres puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. La fundación debe hacerse de dimensiones tales que el peso del volumen de tierra removida sea similar a la carga producto del peso de la estructura. En esta forma las condiciones de carga en la superficie del terreno de fundación no han sido teóricamente modificadas por la construcción, de modo que será razonable suponer que los asentamientos serán bajos o nulos. FUNDACIONES PROFUNDAS. 3.-PILOTES. Pieza larga a modo de estaca, de madera, hierro y hormigón armado, que se hinca en el terreno, bien para soportar una carga, transmitiéndola a capas inferiores más resistentes, bien para comprimir y aumentar la compacidad de las capas de tierra subyacentes.
PILOTAJES.
Un pilotaje es una cimentación constituida por una zapata o encepado que se apoya sobre un grupo de pilote o columnas que se introducen profundamente en el terreno para transmitir su carga al mismo. Los pilotajes se emplean cuando el terreno resistente esta a profundidades de los 5 o 6 mtrs; cuando el terreno es poco consistente hasta una gran profundidad; cuando existe gran cantidad de agua en el mismo; y cuando hay que resistir acciones horizontales de cierta importancia.
PILOTES PREFABRICADOS.
Estos se hincan en el terreno mediante maquinas del tipo martillo. Son relativamente caros ya que deben ir fuertemente armados para resistir los esfuerzos que se producen en su transporte, izado e hinca. Pueden originar perturbaciones en el terreno y en las estructuras próximas durante su hinca, tienen la ventaja de que la hinca constituye una buena prueba de carga.
PILOTES MOLDEADO IN SITU
Estos se realizan en perforaciones practicadas previamente mediante sondas de tipo rotativo. Generalmente son de mayor diámetro que los prefabricados y resisten mayores cargas.
ENCEPADOS.
Los encepados constituyen piezas prismáticas de hormigón armado que trasmiten y reparten la carga de los soportes o muros a los grupos de pilotes. Como en la actualidad se emplean generalmente pilotes de diámetro grande por razones económicas él numero de pilotes por cada encepado no suele ser muy elevado.
DAÑOS OCACIONADOS POR MALA CIMENTACION Las Patologías que aparecen en las estructuras como consecuencia de problemas originados en las cimentaciones provocan daños que a veces pueden concluir en colapsos, lo que conlleva pérdidas materiales y hasta de vidas humanas. Trataremos aquí de determinar las causas más frecuentes y sus efectos en las construcciones. Para evitar estos tipos de patologías constructivas, recordamos la importancia que significa un correcto análisis del proyecto y el control permanente en la ejecución de las obras. CAUSAS Estos fallos estructurales pueden originarse en la interacción entre el terreno y la estructura; el terreno recibe las cargas trasmitidas y se deforma bajo esta presión. Sabemos que el terreno no es una masa homogénea de tierra, como otros materiales construidos por el hombre; el terreno es heterogéneo, es decir, que posee distintos componentes que lo integran (áridos, arcillas, tierra vegetal, residuos orgánicos o inorgánicos, restos de construcciones o antiguas cimentaciones, agua, etc) , por esta razón en muchos casos es difícil evitar que se produzcan asientos diferenciales entre diferentes elementos de apoyo, pues el material que subyace bajo estos cimientos puede comportarse en forma distinta. Tanto la resistencia como la deformabilidad del terreno no son constantes y pueden ser afectadas entre otras, por causas como:
Modificaciones en el contenido de humedad.
Lavado de áridos.
Disoluciones.
Actividades de la construcción en área próxima.
Entre los diversos factores que generan fallos, encontramos tres grupos:
1. Cimientos: Deterioro de los materiales
2. Cimientos: Mal comportamiento
3. Acción de las Cargas: Incremento o variaciones no contempladas por proyecto
A continuación, señalaremos las causas más frecuentes de fallos de acuerdo al Tipo de Cimentación. Cimentación Superficial En las cimentaciones superficiales pueden ocasionarse fallos por alguna o la combinación de las siguientes causas:
Socavación y arrastre de finos.
Cimentación apoyada sobre rellenos mal compactados o flojos.
Existencia de arcillas expansivas o suelos colapsables.
Existencia de zanjas rellenas mal compactadas.
Hundimiento de oquedades o cavernas no detectadas en etapa de estudio inicial.
Cimentaciones en laderas, donde pueden producirse fenómenos de reptación o deslizamientos provocados por la excavación.
Heterogeneidad de la cimentación o del terreno, que provoca asientos diferenciales entre apoyos.
Cimentación Profunda En las cimentaciones profundas pueden ocasionarse fallos por:
Rozamiento negativo.
Los empujes laterales sobre pilotes pueden provocar esfuerzos de flexión no calculados en el dimensionamiento.
Muros y Pantallas En muros de contención y pantallas puede ocurrir:
Fallo en los apuntalamientos o en anclajes.
Acción del agua por empuje sobre el trasdós del muro como consecuencia de sobreelevaciones del nivel freático.
Valoración incorrecta de las acciones.
Otros
Por movimientos sísmicos en terrenos granulares saturados, puede ocurrir licuefacción.
La congelación y/o descongelación del terreno puede producir asientos o levantamientos del terreno (aunque no es un fenómeno usual en la mayor parte de España).
Incidencia en las Estructuras La patología en las cimentaciones se anuncia casi siempre afectando las estructuras de los edificios, es recién en ese momento que puede ser detectado el fallo. Como la estructura posee rigidez, en consecuencia tiene una deformabilidad tal que le permite absorber una serie de esfuerzos hasta alcanzar su límite resistente. Cuando se producen asientos diferenciales, aparecen esfuerzos adicionales sobre la estructura de tal manera que pueden llegar a provocar fisuras o grietas cuando es superado el límite tensional. La observación y estudio de esas grietas es de gran importancia para reconocer los movimientos que ha experimentado la estructura; por ello efectuar un análisis y diagnóstico certero, conduce a adoptar las soluciones correctas. Éste suele ser un estudio complejo, pero la experiencia y la comprensión del comportamiento de las estructuras combinadas con el sentido común pueden ayudar al momento de emitir un diagnóstico sobre las causas aparentes que han provocado esas grietas. Por lo general, son una serie de factores que se combinan y producen ese resultado poco deseado. Contamos con una serie de criterios donde se consignan los valores admisibles para los asientos que pudieran producirse.
Criterio de Skempton y McDonald (año 1956), completado luego por Bjerrum, donde se indican los valores de distorsión angular entre apoyos:
δ = 1/500 de la luz, como límite seguro para edificios.
δ = 1/300 de la luz, se espera el comienzo del agrietamiento
δ = 1/50, daños considerables en muros y paneles de fábrica.
En luces usuales de edificación, el orden de los 5 m., la magnitud de los asientos máximos admisibles (Smáx = 2 - δ), se puede encontrar alrededor de los 2 cm., aclaremos que este valor está en función del tipo de cimentación y otros factores, por lo cual este es valor de referencia. Para reparar y corregir estas patologías, los tratamientos más usuales son los de consolidación y recalce.
