CIMENTACIONES
Definición Cimentación:
Conjunto de elementos estructurales de una estructura cuya misión es transmitir sus cargas o elementos apoyados en ella al suelo, distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales.
La Estructura Portante
Conjunto de elementos que, interrelacionados entre si, aseguran la estabilidad del edificio y a la vez le dotan de durabilidad.
Deben resistir los embates gravitatorios y los empujes horizontales que actúen sobre el conjutno.
Además han de evitar deformaciones en los que los cerramiento que puedan producir roturas en los mismos poniendo en peligro el uso o la integridad a largo plazo del edificio.
Terreno
Cimentaciones
Elementos Verticales
Elementos Horizontales
Entramado In Situ
Estructura Colgante
Entramado Prefabricado
La estructura nos permite crear espacios, que con unas dimensiones concretas, posibilitan desarrollar la función del edificio.
Los Elementos Horizontales quedan condicionados por la luz del espacio que cubren y la carga que soportan.
Los Elementos Verticales, dependen de la altura libre entre soportes horizontales y la carga que proviene de los lementos superiores. Todo ello condicionará su sección.
Integridad
Si la estructura falla, todo falla.
La integridad de los usuarios es el requisito fundamental.
Evitar el Colapso de la estructura.
A los embates gravitatorios hay que sumar los Embates Horizontales (viento, sismo) y los del Paso del Tiempo (alternando las características físicas de los materiales.
El aire, agua o fuego son las acciones más agresivas.
Cimentaciones
Conjunto de elementos en contacto con el terreno sobre los que se apoyan los elementos verticales de la estructura portante.
Función:
Distribuir las cargas provenientes del edificio en una superficie suficiente como para que la tensión de compresión resultante sea inferior a la que es capaz de soportar el terreno.
Todo terreno sometido a una carga se deforma.
Por lo tanto un correcto diseño de la cimentación buscará que no sólo no se rompa, sino que todos sus elementos tengan la misma deformación (o asientos ).
Evitando los Asientos Diferenciales
Que producen tensiones en la estructura para las cuales no está preparada
Fisuras
Grietas
Tipos de Cimentaciones
Los diferentes tipos de cimentación surgen por la combinación de los dos tipos básicos de estructuras:
Muros
Pórticos
Sus diferentes estrategias bajo las que se desarrollan para adaptarse a las diversidad de terrenos sobre los que se puede edificar.
Terrenos
Terrenos buenos a poca profundidad
Con edificios que ejercen poca presión
Cimentación Superficial
Con una pequeña excavación, consigue distribuir las cargas mediante un ensanchamiento de la superficie de apoyo (Zapatas)
Terrenos con menor capacidad portante
La Cimentación se puede agrandar hasta ocupar la totalidad de la planta del edificio.
Losas de Cimentación
Otra posibilidad son las cimentaciones profundas (pilotes).
Buscan las capas resistentes del terreno por empotramiento. O reparten por rozamiento la carga en el terreno.
Interés del terreno
La profundidad a la que se encuentra el estrato resistente.
La tensión que puede admitir sin romperse, y su deformabilidad.
Los terrenos suelen ser heterogéneos
Casi siempre nos encontramos con diferentes estratos cuyas características resistentes pueden variar en pocos metros.
Este puede provocar asentamientos diferentes y deformaciones en la estructura o cerramientos o cerramientos del edificio.
Geotecnia
Ciencia que nos proporciona el conocimiento del terreno como elemento resistente.
Clasificación de los terrenos
Rocas
Material compacto y resistente, para cuya manipulación son necesarios medios mecánicos contundentes .
Martillos, Neumáticos, Explosivos...
Tensiones admisibles desde 10kg/cm2 - 80 kg/cm2
Suelos
Agregados de granos y partículas que se pueden separar por acciones sencillas.
Excavadoras
Tipos de Terreno
Terrenos de grano grueso o áridos
Grava
Arenas
Terrenos de grano fino
Limos
Arcillas
La frontera entre unos y otros lo fija la normativa
Gravas
Diámetro mayor de 2mm
Arenas gruesas y medias
Diámetro entre 2mm y 0,2mm
Arenas finas
Diámetro entre 0,2mm y 0,06mm
Linos
Menos de 0,6mm
Arcillas
Menos de 0,002mm
Comportamiento mecánico de los suelos
Los suelos de grano grueso
Reaccionan por rozamiento interno
Entre granos y son muy poco
Compresibles
Terrenos sin cohesión
Los suelos de grano fino
Reaccionan por cohesión
Pueden llegar a ser muy compresibles
Suelos coherentes
La realidad es que siempre nos encontramos suelos con mezcla de diferentes granos y con proporciones totalmente diferentes.
Terrenos Sin Cohesión
Áridos, gravas, arenas y limos admiten tensiones entre 1-5 kg/cm2 y 8 kg/cm2.
Terrenos Coherentes
Arcillas con algo de áridos.
Pueden ser
Duros
+ 4 kg/cm2
Semiduros
Entre 2 y 4 kg/cm2
Blandos
Entre 1 y 2 kg/cm2
Fluidos
Menos de 1 kg/cm2
Terrenos Deficientes
En general no son aptos para cimentar
Fangos, limos inorgánicos, arcillas con gran cantidad de agua.
Terrenos orgánicos
Terrenos de relleno
Vertederos sin consolidar
Estudio Geotécnico
Toda esta información establecen una serie de Conclusiones que debemos de conocer antes de realizar el cálculo de la cimentación.
Para definir todos los elementos enterrados del edificio.
(para ello el nivel freático y permeabilidad son datos importantes).
Agua
Estos cambios de humedad provocan cambios en la resistencia del terreno.
Es recomendable que el nivel freático sea constante y cimentar por encima o por debajo de los niveles de fluctuación.
Superficiales Pilares
Terrenos firmes
Zapatas aisladas
Solución más habitual
Directamente sobre el terreno firme
La unión de los pilares y las zapatas se realiza según sea el material de estos. Si son de hormigón armado se realiza mediante la continuidad de las armaduras de los dos elementos. Si son de acero es necesario establecer una placa previa de anclaje.
Medianeras
En general se hace coincidir el eje del pilar con el de la zapata, con el objeto de repartir totalmente la carga transmitida.
En el caso de pilares adosados a los límites de la propiedad (medianeras) los ejes no pueden coincidir. Esto genera una excentricidad de las cargas. Para evitarlo, la solución más habitual es unir las zapatas de medianeras con las más cercanas del interior, mediante vigas riostras o centradoras, para evitar cualquier giro.
Profundas
El Pilote
Es como un pilar de considerable longitud, hincado al terreno.
Métodos de transmisión de cargas
Rozamiento entre el terreno y el pilote
Transmisión en punta, cuando ésta está apoyada en terreno resistente
Combinación de las dos
Procedimientos
Hinca
Vaciado
Relleno posterior, solo con hormigón in situ
Madera
Procedimiento histórico que ha permitido construir en terrenos fangosos o lagunas (Venecia)
Por Hinca
Golpeteo suave de una maza
Hoy en día no se suele utilizar
Hormigón Prefabricado
Evolución del anterior
Método de ejecución por Hinca
Ventajas
Calidad del material
Precisión gracias al prefabricado
Desventajas
La hinca sobre edificios vecinos (vibraciones)
Hormigón In Situ
Método: excavación de un hueco en forma de pozo profundo que actúa como encofrado del pilote en el que se introduce la armadura y el hormigón.
Entubado o bentonita es una arcilla de grano muy fino (coloidal) para consolidar el terreno y evitar desprendiemientos.
Fases
Perforacion y al mismo tiempo relleno de los lodos bentoniticos
Colocacion de la armadura
Hormigonado con extraccion simultanea de los lodos
Pilote acabado
Enlaces de la Cimentación:
En el primer enlace vemos una página donde explican qué es y los tipos de cimentaciones que existen.
En el segundo enlace nos aporta las mismas cuestiones explicadas y puntualizadas de maneras parecidas pero con algunos más detalles.
https://www.cipsa.com.mx/38/noticias/la-cimentacion-y-tipos-de-cimentaciones/
https://www.eadic.com/tipos-de-cimentacion-descripciones/
