La cimentación

Introducción

La cimentación es aquella estructura que se encarga
de transmitir las cargas al terreno, distribuyéndolas de
forma que la presión admisible no debe ser superada en cada
parte de la edificación y no produzca cargas zonales,
teniendo en cuenta las características del suelo, se va a
elegir el tipo de cimentación a desarrollar. Transmiten las
fuerzas originadas por el peso propio de la estructura y
sobrecargas que posteriormente actuarán sobre esta, resiste
todas las cargas puntuales y las apoya en el terreno con firmeza,
mediante comprensión vertical. También podemos decir
que es el soporte de la vivienda, y la causante del equilibrio.
Debe de ser construida fijando el peso de las cargas vivas y
muertas, para que pueda ser duradera.

Asimismo esta monografía, está dirigida a
todos los estudiantes o profesionales que estén interesados
en conocer más afondo sobre la cimentación, en todos
sus aspectos.

Por tanto el trabajo se divide en 6 capítulos. El
primer capítulo presenta los aspectos generales; como es la
definición, objetivos, características, funciones,
partes de su estructura y los requisitos de una buena
cimentación. El segundo capítulo trata sobre las clases
de cimentación, esta se subdivide en: primero encontramos a
la cimentación superficial, la cual comprende cuatro tipos,
dentro de ello encontramos la cimentación ciclópea,
seguidamente ubicamos a las zapatas aisladas, luego encontramos a
las zapatas conectadas y finalmente las zapatas combinadas. Luego
la cimentación profunda comprende de dos tipos, el primero
se nombra pilotes IN-SITU, y por otro lado a los caissons. En el
tercer capítulo desarrollaremos la cimentación
según el tipo de suelo; como es sobre arena, agua, fango,
terreno vegetal, suelos finos y suelos expansivos.

El cuarto capítulo obedece a la tipología del
terreno; en este capítulo trataremos los factores que
determinan el tipo de cimentación, los tipos de roca en la
construcción, como son las rocas isótropas y
estratificadas, los diferentes tipos de terrenos sin
cohesión, como terrenos de graveras, terrenos arenosos
gruesos, terrenos arenosos finos, áridos. Luego nos
abocaremos a los terrenos coherentes, donde encontraremos cuatro
divisiones, terrenos arcillosos duros, semiduros, blandos y
fluidos. Y por último daremos a conocer los diferentes
terrenos deficientes, incluida en ésta encontramos los
fangos inorgánicos, terrenos orgánicos y los echadizos
o relleno. Dentro del quinto capítulo podemos distinguir los
materiales presentes en la construcción de la
cimentación. Aquí podemos encontrar la mampostería
y sus diferentes tipos, el ladrillo de fábrica
cerámica, el hormigón, ésta se subdivide en
hormigón de masa y armado. Por último, en el sexto
capítulo podemos encontrar la importancia de la
cimentación en las construcciones.

La cimentación es muy importante porque es la base
estructural más importante de la vivienda, en ella se
transmiten las cargas puntuales de toda la infraestructura,
brindando resistencia y seguridad a todas las personas que la
habitan. Proporciona estabilidad ante cualquier desastre evitando
que esta se desplome, nos da confianza para poder sobrevivir ante
un sismo o terremoto. La cimentación cumple con diversas
características y cuanto mayor es el costo en materiales, se
mejora el tipo de cimentación, proporcionando una mejor
resistencia y adecuado comportamiento de esta ante una
catástrofe. En esta investigación llegamos a conocer
que la cimentación ayuda a sustentar la estructura de la
edificación garantizando una buena estabilidad. Debemos
construirla con los mejores materiales para que no causen
daños irreparables.

CAPITULO I

Aspectos
generales

Definición

Según Robert C (1) la cimentación es: "un
elemento de unión que se realiza de acuerdo a las
características de un terreno. Se debe hacer un estudio
global de la tierra para poder realizar la correcta
cimentación"(Figura 1)

Según Flores (2) Se le dice
cimentación:

Al conjunto de elementos estructurales cuyo
propósito es repartir las cargas de la edificación o
elementos apoyados a este al suelo distribuyéndolas de forma
que la presión admisible no debe ser superada en cada parte
de la edificación y no produzca cargas zonales. Debido a que
el suelo resiste mucho menos que las columnas o muros que
soportara, debe tener una amplia área de contacto entre el
suelo y la cimentación (excepto en suelos
rocosos).

La cimentación consiste en un grupo de
elementos que soportan toda la estructura (depende de la magnitud
de la edificación la profundidad del cimiento) debido a eso
es muy importante en una construcción y requiere de mucha
atención en su desarrollo ya que depende al tipo del terreno
si es estable o no.

Según Bayas (3) además la cimentación es
la parte estructural del edificio, encargada de transmitir las
cargas al terreno, el cual es el único elemento que no
podemos elegir, por lo que la cimentación la realizaremos en
función del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo
a la misma profundidad por lo que eso será otro motivo que
nos influye en la decisión de la elección de la
cimentación adecuada.

Objetivo

El objetivo principal de la cimentación es
transmitir las cargas puntuales de la estructura mediante
comprensión vertical, hacia la zapata utilizada, reconocida
mediante diversos estudios sobre el tipo de suelo y la
estabilidad que esta proporciona.

El objetivo de la cimentación es sustentar la
estructura del edificio dando garantía a la estabilidad e
intentando evitar daños a los materiales estructurales y no
estructurales. (4)

Características

Según Rodríguez (5) las
cimentaciones:

• Deben situarse de un modo adecuado para impedir los
  daños producidos por heladas, cambios de volumen,
  socavaciones, movimientos de nivel freático, daños
  producidos por futuras construcciones, etc.

• Deben ser estables: vuelco, deslizamiento,
  hundimiento, estabilidad general del conjunto, diseño
  estructural adecuado.

• Deben ofrecer una seguridad aceptable y suficiente
  al menor coste posible y utilizando recursos de manera
  apropiada.

• Los movimientos y vibraciones deben limitarse
  durante la construcción para que no desfigure o
  dañe otras estructuras o instalaciones".(Figura
  2)

Función de la
cimentación

La cimentación debe asegurar una distribución
pareja de las cargas, fuerzas, y una base nivelada a la
perfección para que la estructura no se vea, luego,
comprometida por pesos mal distribuidos ni exigencias en pilares
o en cualquiera de las partes de la construcción.

Para la existencia de una buena cimentación,
también se debe contar con un terreno bien preparado. El
terreno (la parcela de tierra sobre la que se construye) ha de
estar también nivelado, principalmente bien asentado,
contando con la composición correcta para evitar que los
azotes meteorológicos, las condiciones climáticas y
ambientales lo hagan ceder y perder estabilidad. El suelo puede
complementarse con rellenos, y también puede "pisarse", que
es presionarlo con pesos y golpeteos para compactar sus
contenidos, haciéndolo así más
firme.(6)

Partes de una estructura

En toda estructura es necesario distinguir dos partes
principales: La superestructura y la subestructura.

La superestructura, en el caso de edificios, es aquella
parte de la estructura que está formada por losas, trabes,
muros, columnas, etc.

La subestructura es la parte de la estructura que sirve
para transmitir las cargas de esta al suelo de la
cimentación.

Requisitos de una buena
Cimentación.

Deberá cumplir tres requisitos
fundamentales:

a). El nivel de la cimentación deberá estar a
una profundidad tal que se encuentre libre del peligro de
heladas, cambios de volumen del suelo, capa freática,
excavaciones posteriores, etc.

b). Tendrá unas dimensiones tales que no superen la
estabilidad o capacidad portante del suelo.

c). No deberá producir un asiento en el terreno que
no sea absorbible por la estructura.

Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas
expansivas, varían mucho de volumen según su contenido
de humedad. Dichos suelos deberán evitarse o recurrir a unas
cimentaciones más profundas que apoyen en terrenos más
estables.

Otras veces, sin llegar al caso anterior, las
alternancias de estaciones secas y húmedas o la proximidad
de árboles caducifolios con riego o la rotura de
conducciones de agua generan hinchamiento del suelo que puede
producir el fallo de la estructura.

CAPÍTULO II

Clases de
Cimentación

2.1. Cimentación
Superficial

Es aquella que se apoya sobre los estratos superficiales
del terreno, permitiendo estos apoyar el edificio directamente
sobre ellos sin producir asientos importantes.

En cualquiera de sus variantes se caracteriza por ser
aquella que transmite las cargas a estratos superficiales del
terreno(7)

2.1.1. Cimentación
Ciclópea

La cimentación ciclópea es aquella que utiliza
solamente piedra y concreto en el proceso constructivo. Se
compara con las construcciones megalíticas, se diferencian
de las anteriores porque tiene algún aparejo que
generalmente es más o menos poligonal.

El concreto ciclópeo se construye vaciando concreto
en la zanja y colocando las piedras en forma uniforme sin llegar
a saturarlo. Es rentable cuando la profundidad del suelo firme es
de 1 a 1.5 metros en la región existe disponibilidad de
piedras de tamaño de 20 a 30 centímetros.(8)

2.1.2. Zapatas aisladas

Se emplean para cimentar un solo pilar, columna o
soporte.(7)

2.1.1.1. Zapata Flexible

Se le dice zapatas flexibles a aquellas en que el vuelo
en cualquiera de las dos direcciones es mayor que el
canto.

Cuando el vuelo máximo es superior a 2h. Estas
zapatas se dimensionan para resistir esfuerzos importantes de
flexión. Al trabajar la zapata en las dos direcciones el
armado será en parrilla en la fibra
fraccionada.(7)

2.1.1.2. Zapata rígida

Se consideran zapatas rígidas cuando el vuelo
máximo medido en cualquiera de las dos direcciones es menor
o igual al canto.

Cuando el vuelo máximo es igual o inferior a
2h(7)

2.1.3. Zapatas conectadas

Cuando una columna está ubicada en un límite
de propiedad requiere de una zapata excéntrica; ésta,
bajo las hipótesis del análisis clásico, tiene
presiones muy elevadas en la zona cercana a la cara externa,
producto de la distribución triangular de presiones que se
produce al considerar la excentricidad de la carga
actuante.(9)

2.1.4. Zapatas combinadas

En ocasiones se encuentran soportes muy próximos
con cargas desiguales, si se construyesen zapatas aisladas
éstas quedarían prácticamente unidas ocasionando
una superposición de los bulbos de presiones, lo que
provocaría asientos diferenciales. Para solucionar este
problema se combinan varias zapatas en una sola,
obteniéndose una zapata combinada. (7)

2.2. Cimentación Profunda

Se consideran cimentaciones profundas cuando el apoyo se
encuentra alejado de la base y las cargas se transmiten mediante
elementos de tipo lineal, como pueden ser pilotes y
pozos.

Este tipo de cimentación debe cumplir la
relación y debe ser mayor de 10.(10)

2.2.1. Pilotes IN-SITU

En lugar de prefabricar los pilotes de hormigón
armado hundiéndolos por hinca, atornillado o mediante gatos,
es posible hormigonarlos directamente in situ. Esto se logra
produciendo de cualquier modo una cavidad cilíndrica
circular del diámetro y la profundidad asignados al pilote,
y llenándola después de hormigón.(11)

Es una Barrena continua hueca con una perforación
con nivel freático normal. Se usa en terrenos muy
blandos.(12) (Figura 2)

2.2.2. Caisson

Son elementos estructurales para cimentación de
grandes obras, de gran longitud, pues pueden llegar a
profundidades hasta de 25 metros.

Estos elementos se construyen cuando van a soportar
mucho peso o cuando el terreno donde se va a construir tiene poca
capacidad portante; puede decirse que con la construcción de
los caissons se mejoran las condiciones estructurales del suelo
que se va a utilizar.(13)

2.2.2.1. Caissons estructurales:

Son aquellas que forman parte de de la cimentación
de una estructura, trasmitiendo las cargas a un estrato
resistente(14)

2.2.2.2. Caissons de aproximación:

Son aquellas para llagar a una zona de
trabajo.(14)

CAPÍTULO III

Cimentación
según el tipo de suelo

Hay varios tipos de suelo que sirven como
parte de los cimientos de un edificio. Los diferentes tipos se
pueden combinar entre sí para formar una estructura más
estable

3.1. Cimentación sobre
arena

Cuando el terreno es arenoso el mejor sistema es el
pilotaje, pero sus características ya las veremos más
adelante al tratar este tema. Ahora vamos a estudiar la arena
como base de sustentación.

La arena se ha empleado bastante como cimentación:
Ejemplo: depósitos  de palastro  para 
gasolina. Pero para  ello es necesario que el terreno
reúna  dos características esenciales: que no sea
demasiado blando  (pues  la arena  se
hundiría poco a poco en el mismo) y que esté al abrigo
de corriente de agua, pues la  arrastraría.

Para realizar una cimentación de arena se comienza
efectuando una excavación de unos 75 cm, Posteriormente,
echaremos la arena por capas sucesivas que se irán 
apisonando con objeto de que la misma se introduzca en las
paredes laterales de  la zanja. (15)

Suelos arenosos: se incluyen en esta categoría no
solo los terrenos formados por partículas de tamaño
superior a las partículas de arcilla, sino los que contengan
cantidad o porcentajes de arcilla inferior al volumen de huecos
que dejan las partículas de mayor tamaño, pues su
comportamiento será como un suelo arenoso. La
aplicación de las cargas en estos terrenos produce
rápidamente un asiento, que termina cuando se llega a la
posición de equilibrio. Según las cargas a que
están sometidos, son los asientos que se producen. Estos son
inversamente proporcionales al tamaño del árido,
aumentando con el árido de menor tamaño. No pueden
darse datos ni resultados prácticos debido a la gran
variabilidad de clases de terrenos que pueden presentarse, pero
todos ellos son buenos para cimentar. En este tipo de terreno
puede realizarse una prueba de carga, sobre la mayor superficie
posible para conocer el asiento.

De lo anterior vemos que el comportamiento del suelo es
complejo y no se puede manejar con una simple planilla como
ocurre con los otros materiales. Toda estructura se divide en dos
partes fundamentales, la que está sobre el suelo y la que
está debajo del suelo, diferente y que deben diseñarse
razonamientos diferentes. (16)(Figura 3)

3.2. Cimentación en el agua

Como luego veremos, ésta se realiza mediante
ataguías, tablestacas, etc., pero para aquellos lugares en
que las profundidades sean excesivas, la cimentación se
realiza  mediante cajones  sin tapa,  llamados
cajones flotantes, los que son construidos  en  tierra
y botados al agua de forma  análoga como
cualquier  embarcación. Estos cajones pueden ser
construidos de hormigón armado y acero.

Emplazando el cajón que nos referimos en el lugar
exacto, y utilizando arena  como  lastre, se va
sumergiendo mediante una guía de pilotes, con el fin
de  que llegue al fondo en su posición correcta, donde
se le asegurará mediante  anclajes. El  suelo
que  haya de soportar el cajón  deberá 
ser  horizontal.  Dicho terreno se prepara con
excavadoras, o bien  haciendo un terraplenado 
con  arena.

Los  grandes  cajones 
flotantes   se  dividen  interiormente 
en compartimentos, tanto en sentido horizontal como transversal,
con objeto de dotarlos de mayor  resistencia.

En  las  cimentaciones  en  el 
agua también se emplea  el sistema denominado 
sobre escalera,  el cual consiste  en que  una vez
realizada  la superficie de  asiento  por 
medio  de  dragas, se lanzan al agua bloques de piedras
u hormigón, sobre  los cuales  se establecen 
las fundaciones. (17)

3.3. Cimentación en el
fango

La cimentación sobre terrenos fangosos, es de
especial interés, ya que muchas veces es necesario
afrontarla en labores portuarias. Estos terrenos tienen asientos
enormes y a veces verdaderos hundimientos, tales como un dique
que se construyó en La Spezia (Italia) el cual se apoyaba en
un lecho de fango y el que, al término de 4 años,
descendía 18 metros en algunos puntos.

Estos hundimientos de fundaciones pueden aminorarse
interponiendo entre el fango y el cemento una gruesa capa de
arena que oscile entre los 2'50 y 3 metros de altura.
Sistema del que quedó prácticamente demostrada la
eficacia, pues en el mismo terreno del puerto de La Spezia se
construyó después en esta forma y en los 16 años
de terminada la construcción sólo se nota un asiento de
80 centímetros como máximo.

Pero el sistema más generalizado, es el que se
ejecuta mediante el emparrillado, el cual es una
construcción de largueros de madera de encina dispuestos en
sentido horizontal y transversal sobre los cuales se establece
una plataforma del mismo material. El emparrillado debería
tener una superficie algo mayor que la del edificio pero en la
práctica se limita la construcción del emparrillado a
la superficie ocupada por muros, aunque con mucha más
anchura para mejor repartir su carga. Entre los emparrillados se
coloca tierra apisonada, a la vez que se unen por medio de
largueros.

Los travesaños van debajo y son de 20 a 30 cm de
espesor. En la unión de cimientos de dos alas contiguas, los
largueros de una de ellas se prolongan por encima de la
otra.(18)

3.4. Terreno Vegetal

Es un tipo de terreno absolutamente prohibido para
cimentar una estructura, por pequeña que sea. Se exige
siempre su remoción o excavación total hasta alcanzar
el terreno natural. Se entiende por terreno vegetal a la capa o
porción donde alcanza la vida de los vegetales de
superficie, o en la que se encuentren las raíces de los
mismos. Un sondeo nos indicará a qué distancia de la
superficie dejan de encontrarse raíces vegetales, vivas o en
descomposición, y así, conocer exactamente hasta donde
debe excavarse para remover la capa de suelo vegetal.
(16)

3.5. Suelos finos

Los suelos finos están también constituidos
por materiales detríticos pero en ellos el porcentaje de
elementos finos es superior al 35% en peso.

Las tensiones admisibles en estos suelos que se muestran
en la tabla siguiente son orientativas y cuando sean suelos finos
normalmente consolidados y ligeramente sobre consolidados en los
que sean de esperar asientos de consolidación así como
en los suelos arcillosos potencialmente expansivos deberán
ser objeto de un estudio especial.(19)(Tabla 1)

3.6. Suelos expansivos

El suelo expansivo se hincha cuando el contenido de agua
aumenta y retrocede cuando el contenido de agua del suelo
disminuye. Esto es particularmente problemático para los
edificios con cimientos superficiales porque el suelo se
retirará de la estructura a medida que se seque. Este tipo
de suelo es también conocido como "arcillas expansivas",
"suelos de contracción e hinchamiento" y "suelos
ondulables", entre otros términos. La contracción u
ondulación se produce en la zona activa, que tiene un
promedio de 18 pies (5,5 m) de profundidad. A mayor profundidad,
los cambios en el contenido de agua resultan menos
problemáticos para los cimientos.(20)

CAPÍTULO IV

Tipologías de
terrenos

Hay diferentes tipos de cimentación pero el uso
depende del tipo del suelo sobre el cual se desee edificar ya sea
un suelo estable o por el contrario un suelo blando, la
cimentación ciclópea debe ser mínimo de una
profundidad de 50 cm. (21)

4.1. Factores que Determinan el Tipo de
Cimentación

Según Juárez(22): "Los factores que influyen
en la correcta selección de una cimentación dada pueden
agruparse en tres clases principales:

Los relativos a la superestructura, que engloban su
función, cargas que transmites al suelo, materiales que la
constituyen, etc.

Los relativos al suelo, que se refieren a sus
propiedades mecánicas, especialmente a su resistencia y
comprensibilidad, a sus condiciones hidráulicas,
etc.

Los factores económicos, que deben balancear el
costo de la cimentación en comparación con la
importancia y aun el costo de la superestructura.

En general, puede decirse que un balance meditado de los
factores anteriores permite un análisis preliminar a un
proyectista con experiencia eliminar todos aquellos tipos de
cimentación francamente inadecuados para resolver su
problema específico, quedando solo algunos que deberán
ser más cuidadosamente estudiados para elegir entre uno de
ellos unas cuantas soluciones que satisfagan todos los requisitos
estipulados desde el punto de vista estructural, de suelos,
etc."

4.2. Rocas

Son formaciones geológicas sólidas, con una
gran resistencia a los esfuerzos de compresión.
(23)

4.2.1. Rocas Isótropas.

No se divisa en su composición ninguna
estratificación, p. ejemplo: granito, diorita, etc.
(23)

4.2.2. Rocas Estratificadas.

Se observa a simple vista su estratificación
laminar, por ejemplo: pizarras, esquistos, etc. (23)

4.3. Terreno sin Cohesión

Son terrenos formados en gran medida por áridos:
arena, grava y limo inorgánico, pueden contener arcillas en
cantidad moderada. Predomina la resistencia al rozamiento
interno. (23)

Terrenos formados fundamentalmente por áridos:
grava, arena y limo inorgánico, pudiendo contener arcillas
en cantidad moderada. Predomina en ellos la resistencia debida al
rozamiento interno.

4.3.1. Terrenos de graveras

Predominancia de gravas y gravillas, conteniendo por lo
menos un 30% de estos áridos.(23)

4.3.2. Terrenos arenosos gruesos

Predominancia de arenas medias y gruesas, conteniendo
por lo menos un 30% de estos áridos y menos del 50% de
arenas finas y limo inorgánico. (23)

4.3.3. Terrenos arenosos finos

Predominancia de arenas finas, con un porcentaje de
grava y gravilla que no supera el 30%, y más del 50% de
arenas finas y limo inorgánico. (23)

4.3.4. Áridos

La denominación de áridos varía de
acuerdo al tamaño de sus granos, a saber:

Gravas y gravillas: mayor de 2 mm.

Arenas gruesas y medias: entre 2 y 0,2 mm.

Arenas finas: entre 0,2 y 0,06 mm.

Limos inorgánicos: menor de 0,06 mm.
(23)

4.4. Terrenos Coherentes

Son terrenos compuestos fundamentalmente por arcillas,
que pueden contener áridos en cantidad moderada.

Cuando pierden humedad hasta secarse, forman terrones
que no pueden pulverizarse con las manos. Tienen buena
resistencia a la cohesión. (23)

Terrenos formados fundamentalmente por arcillas, que
pueden contener áridos en cantidad moderada. Al secarse
forman terrones que no pueden pulverizarse con los dedos.
Predomina en ellos la resistencia debida a la cohesión.
Según su consistencia, y su resistencia a comprensión
en estado natural no alterado.(24)

4.4.1 Terrenos arcillosos duros

Los terrones con su humedad natural, tiene la suficiente
resistencia como para que cueste romperlos con la mano. De
tonalidad clara. La resistencia a la compresión supera a 4
kg/cm2. (23)

4.4.2. Terrenos arcillosos
semiduros

Los terrones con su humedad natural se amasan con
dificultad con la mano. De tonalidad oscura. La resistencia a la
compresión está entre 2 y 4 kg/cm2.

4.4.3. Terrenos arcillosos
blandos

Los terrones con su humedad natural se amasan con
facilidad, permitiendo obtener con las manos cilindros de 3 mm.
de diámetro. Por lo general, de tonalidad oscura. La
resistencia a la compresión está entre 1 y 2 kg/cm2.
(23)

4.4.4. Terrenos arcillosos
fluidos

Los terrones con su humedad natural presionados con mano
cerrada, fluyen entre los dedos. Por lo general de tonalidad
oscura. La resistencia a la compresión es inferior a 1
kg/cm2. (23)

4.5. Terrenos Deficientes

Son terrenos no aptos para la
cimentación.

4.5.1. Fangos inorgánicos

Compuestos por arcillas y limos inorgánicos con
gran cantidad de agua; no permiten la formación de cilindros
que resistan su propio peso. (23)

4.5.2. Terrenos orgánicos

Poseen en su composición una notable
proporción de materia orgánica. (23)

4.5.3. Terrenos de echadizos o
relleno

Son de naturaleza artificial, como por ejemplo
vertederos sin consolidar. (23)

CAPITULO V

Materiales

5.1. Mampostería

Los cimientos de mampostería (mampostería es
el elemento constructivo y /o decorativo, construido a base de
piedra, simplemente acomodada con el cuatropeo necesario o bien
colocadas con algún aglutinante, pudiendo tener
mamposterías secas comunes o cementadas para mayor
resistencia), se utilizan cuando las cargas no son muy fuertes y
la construcción es permanente, pero si el peso es excesivo y
la fatiga es baja su utilización no es conveniente; se
utiliza la piedra braza (si existe en el lugar este materia),
siendo el material más común en cimentaciones, con la
cual se obtienen muy buenos resultados debido a su resistencia,
facilidad y rapidez en su trabajo.

Si el cimiento es de piedra en la colindancia
deberá procederse a tomar el par de fuerzas (que se forma
debido a que las resultantes de carga y a la reacción del
terreno no son colineales) de volteo, por medio de uniones o
amarres (a los cimientos interiores) que actúan como
tensores y evitan que el cimiento pueda girar, pudiendo hacerse
con dalas de concreto (dalas de repartición o simplemente
como tensores). Este cimiento colindante debe construirse
más profundo que los demás para contrarrestar el
volteo, o bien utilizando una trabe de volteo o si no remeter el
cimiento. Cuando se tienen cargas desiguales es necesario
compensar la cimentación haciendo su sección en forma
trapezoidal o bien haciéndola escalonada. Los cimientos de
piedra son indicados para construcciones ligeras pero al ser
pesada esta cimentación se reduce considerablemente la
capacidad de carga del terreno para soportar las cargas
superiores, recomendándose en este caso la utilización
de cimientos de concreto armado. (25)

5.1.1. TIPOS DE MAMPOSTERÍA

La mampostería puede tener refuerzo en forma de
varillas y entonces se denominará mampostería
reforzada, cuando las varillas se introducen por los huecos de
los ladrillos y se anclan con concreto de relleno;
y mampostería confinada, en la que el refuerzo
se coloca en elementos de concreto (vigas y columnas de amarre),
situados en la periferia del muro. La norma NSR-98 autoriza la
mampostería de cavidad reforzada, aún no usada en el
país, aunque sí muy conocida en la literatura
técnica.

5.1.1.1 Mampostería
reforzada.

Es la mampostería con refuerzo embebido en celdas
rellenas, conformando un sistema monolítico. También
tiene refuerzo horizontal cada cierto número de hiladas. El
refuerzo se usa para resistir la totalidad de las fuerzas de
tensión y ocasionalmente, para resistir los esfuerzos de
compresión y cortante que no pueda resistir la
mampostería simple.

5.1.1.2. Mampostería
confinada.

Es la mampostería con elementos de concreto
reforzado (vigas y columnas de amarre), en su perímetro,
vaciados después de construir el muro de mampostería
simple. En nuestro medio, la mampostería confinada es la
más común y con ella se construyen la mayor parte de
las viviendas de 1 y dos pisos; se hace con bloques de arcilla
cocidos de huecos horizontales, de resistencia mediana o con
bloques de mortero, construidos artesanalmente, de baja
resistencia y poca estabilidad dimensional. Ya se usan bloques de
concreto, fabricados con tecnología adecuada y que permiten
obtener buenas resistencias y durabilidad.

La mampostería de cavidad reforzada. Es la
construcción realizada con dos paredes de piezas de
mampostería, separadas por un espacio continuo de concreto
reforzados en funcionamiento compuesto.

5.1.1.3. Mampostería
simple.

Es el tipo de mampostería estructural sin refuerzo.
Los esfuerzos dominantes son de compresión los cuales deben
contrarrestar los esfuerzos de tensión producidos por las
fuerzas horizontales. La NSR-98 las prohíbe
explícitamente para las zonas de amenaza sísmica alta e
intermedia. Por esta condición ya no se usan en nuestro
medio. (26)

5.2. Ladrillo de Fábrica
cerámica

En las cimentaciones de fábrica cerámica se
utilizan en si el ladrillo cerámico pero ya con el pasar del
tiempo ha sido dejado de lado porque tiene un costo muy elevado y
ahora existen otras formas como por ejemplo el hormigón
armado. Este tipo es característico de edificaciones
antiguas.

Actualmente se ha dejado de lado su utilización por
el coste elevado de la mano de obra y porque el hormigón
armado es una solución más práctica y responde en
forma óptima a las necesidades del sistema
constructivo.(23)

5.3. Hormigón (Figura
4)

5.3.1. Hormigón en masa

Además de los tradicionales muros de
mampostería, cuyo uso hoy día no es frecuente, los uros
de gravedad suelen ser muros de hormigón en masa, en los que
la resistencia al empuje de las tierras y la estabilidad del
conjunto se consiguen por el propio peso del muro. Suelen tener
forma trapezoidal, ensanchada en la base, trasdós vertical o
escalonado y pueden tener cimiento diferenciado o no.

Su principal ventaja es que no van armados, lo que en
principio puede ser una economía. Sin embargo si el volumen
de hormigón es excesivo, resulta conveniente el uso de muros
de hormigón armado, que aunque contienen ferralla, permiten
una apreciable economía de hormigón con respecto a los
de hormigón en masa. Por tanto, éstos están
indicados para algunas moderadas (4-5 metros) y siempre que el
volumen de hormigón no sea excesivo (muros no muy
largos).

En cuanto a la cimentación de este tipo de muros,
mejoran su estabilidad si poseen zapatas con puntera, pues avanza
el eje de giro del muro, aumentando el brazo estabilizante y
permitiendo aligerar el mismo. Este esquema resiente requiere un
estudio cuidadoso de las tensiones en la base de la puntera para
que no superen la tensión admisible del hormigón en
masa, cifrada en 1/10 de la tensión admisible de
comprensión.(27)

5.3.2. Hormigón Armado

Se podrá cimentar por el sistema de losa cuando el
terreno presente baja capacidad de carga y elevados y,
consiguientemente importantes asientos diferenciales.

Se pueden emplear cuando el área cubierta por
posibles cimentaciones aisladas o por emparrillados cubra un
porcentaje elevado de la superficie de ocupación en planta
del edificio.(27) (Figura 5)

CAPITULO VI

Importancia de la
cimentación en las construcciones

La cimentación es el proceso usado por el hombre
transmitir de manera correcta el peso de la vivienda hacia el
suelo mediante un sistema de anillo cerrado.

Es evidente que para que una estructura ofrezca una
seguridad y comportamiento razonable ha de contar con una
cimentación adecuada. Aunque la cimentación es algo que
no llama la atención y para inadvertida por los usuarios de
la estructura, la organización de sus elementos básicos
y el estudio de cada una de sus partes suele a veces exigir del
ingeniero o proyectista la mayor destreza y el mejor criterio del
que normalmente necesita para redactar el proyecto. La
construcción de una cimentación es, a veces, el trabajo
más difícil de todos los que se presentan al realizar
una obra.

La responsabilidad del buen funcionamiento de una
cimentación recae sobre el que la estudia y proyecta. El
constructor podrá tener problemas para realizar lo que
figura en los planos y especificaciones pero no es responsable
del mal criterio que se haya seguido para concebir y diseñar
el proyecto. También los que proyectan la estructura y deben
tomar las decisiones vitales han de enfrentase a problemas
complejos.

¿Ha de acobardarse el ingeniero frente a estas
dificultades? ¿Debe retirarse a casa y esperar a que
aquellas desaparezcan? Lo que tiene que hacer es obtener toda la
información posible acerca de los problemas con que se
enfrenta, determinar lo procedimientos que puede seguir, estudiar
distintas variantes que puede utilizar para soportar la
estructura, prever la influencia probable de estas variantes,
estimar su costo aproximado, decidir sobre la viabilidad relativa
de la construcción, aconsejar sobre lo que él considera
como mejor y, finalmente, explicar a sus clientes la naturaleza
de los problemas y las razones de sus recomendaciones.

Así pues, las decisiones importantes deben estar
fundamentadas en el buen criterio y sentido del
ingeniero.(28)

6.1. Importancia de la ingeniería de
cimentaciones

Según Aybarriola(29)

Se le dice como el arte de transmitir de manera
económica cargas estructurales al terreno, de forma que no
se produzcan asentamientos excesivos. Cuando se diseñan
cimentaciones ya sean estas superficiales o profundas hay que
tener en cuenta lo siguiente: tipo de suelo(cohesivo, granular,
granular con finos, de alta o baja plasticidad), variación
de estratos, consistencia (blanda, media, dura), las propiedades
físicas y mecánicas (cohesión, ángulo de
fricción interna, índice de compresión,
módulo de elasticidad, coeficiente de balasto),
ubicación del nivel freático, supresión de agua,
empuje de agua sobre la subestructura y superestructura,
socavación, erosión eólica e hidráulica,
empuje, expansión y licuación del suelo, profundidad de
cimentación, capacidad portante por resistencia, capacidad
portante por asentamiento máximo permisible, esfuerzo neto,
asentamientos diferenciales, totales y rotaciones, agentes
agresivos (sales, cloruros, sulfatos), fuerza expansiva del
suelo, estabilidad del talud de la excavación, procedimiento
deconstrucción, especificaciones del Reglamento Nacional de
Edificaciones, ACI, Euro código, efecto de fenómenos
naturales como inundaciones, sismos, Peligro de derrumbes y
daños, que va a representar la excavación de la
cimentación propuesta. Sólo si conocemos esto
procedemos a diseñar la cimentación y determinar si
esta será superficial o profunda., en caso contrario el
diseñador se convierte en un peligro público. "No hay
gloria en las cimentaciones", dijo el Dr. Terzagui, pero si
repudio para el ingeniero si falla una edificación. Queda
claro que las condiciones del suelo sobre el que se apoya la
estructura, y los parámetros geotécnicos del mismo,
afectan el diseño de las cimentaciones. Así mismo se
debe de tener muy encueta el estudio y conocimiento de las normas
y sus aplicaciones en el ejercicio profesional. El docente del
curso con el presente estudio nos permite investigar sobre las
cimentaciones superficiales teniendo en cuenta el estudio de las
Normativas E_050, sus aplicaciones así mismo los
conceptos de las cimentaciones superficiales y profundas. Que
desarrollaremos más adelante en el presente
trabajo.

Conclusiones

• 1. La cimentación es la base estructural
  más importante para cualquier edificación o
  construcción. Esta soporta las cargas netas en forma
  vertical que genera dicha obra.

• 2. La cimentación se divide en dos grandes
  grupos, las cuales son, la cimentación superficial que
  se emplea en construcciones simples y la cimentación
  profunda, tiene la función de soportar cargas de
  construcciones pesadas mediante sus dos clases, caisson y
  pilotes.

• 3. Para que una cimentación sea adecuada
  se debe fijar primero cual es su tipo de suelo, es decir
  debemos considerar cual es el tipo de suelo, si éste es
  arenoso, o está en el agua, o en el fango, o si es un
  terreno vegetal, etc.

• 4. Para poder considerar que tipo de
  cimentación es la que vamos a usar debemos tomar en
  cuenta cual es la tipología del terreno en la que la
  vamos a realizar, por tanto, es importante el estudio del
  suelo para usar la cimentación adecuada.

• 5. La cimentación tiene varias formas de
  construcción por las cuales necesita diferentes formas
  de construcción, aquí tenemos hormigón armado
  y hormigón de mesa además de la mampostería
  que son 3 tipos reforzada, la combinada y la
  simple.

• 6. La importancia de la cimentación es
  transmitir de manera correcta el peso de la vivienda hacia el
  suelo para que esta pueda seguir en pie además resista
  los movimientos telúricos que ahora se tornaron más
  frecuentes en los últimos tiempos, además ofrece
  seguridad a largo plazo para que la estructura logre
  preservar a lo largo del tiempo, no solo eso ya que el suelo
  varia por diferentes regiones y la cimentación ayuda a
  que la estructura no colapse.