TIPOS DE CIMENTACIONESINTRODUCCION La cimentacin puede definirse en general como el conjunto de elementos de cualquier edificacin cuya misin es transmitir al terreno que la soporta las acciones procedentes de la estructura. Su diseo depender por tanto no solo de las caractersticas del edificio sino tambin de la naturaleza del terreno. La importancia del conocimiento de los caracteres propios del suelo se pone de manifiesto desde el momento de la propia ejecucin de la obra por su influencia sobre la seguridad de los trabajadores en la realizacin de excavaciones y movimientos de tierras as como en la de los elementos auxiliares de la construccin: cimbras, encofrados, pozos y zanjas de cimentacin lneas enterradas, etc. Una cimentacin inadecuada para el tipo de terreno, mal diseada o calculada se traduce en la posibilidad de que tanto el propio edificio como las fincas colindantes sufran asientos diferenciales con el consiguiente deterioro de los mismos pudiendo llegar incluso al colapso.CIMENTACIONES GENERALIDADES Las cimentaciones tienen como misin transmitir al terreno las cargas que soporta la estructura del edificio. De modo general se puede decir que existen dos tipos de cimentacin segn que principalmente vayan a soportar esfuerzos de compresin pura o que soporten, adems, tensiones de traccin. Esta consideracin afecta al material que va a constituir la cimentacin. El primer caso se corresponde con estructuras sencillas basadas principalmente en muros de carga. Se pueden emplear las cimentaciones denominadas ciclpeas en las que se emplean sillares de piedra u hormign en masa, sin armadura aunque se recomienda la inclusin de un armado mnimo en su cara inferior con objeto de absorber las tensiones producidas por distintos factores: atado, arriostramiento, asientos diferenciales, defectos de hormigonado, etc. En el resto de los casos, que constituyen la mayora, se emplea el hormign armado.(3)CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONESUna primera clasificacin divide las cimentaciones en dos grupos: Superficiales: cuando el nivel de cimentacin es inferior a cuatro veces la dimensin menor del cimiento. Profundas: cuando el nivel es superior a diez veces la dimensin menor.(1)SUPERFICIALES.

Las cimentaciones superficiales son conocidas tambin como poco profundas o someras. Debido a que en la prctica y de acuerdo los reglamentos, los cimientos deben tener una determinada profundidad de desplante, por razones de fuerzas laterales (viento, sismo, etc.), debindose evitar tambin, desplantarse sobre tierra vegetal, rellenos sueltos o desechos.

Generalmente en edificios la profundidad de las cimentaciones superficiales vara aproximadamente entre una y dos veces el ancho del cimiento; sin embargo en puentes, las cimentaciones superficiales se consideran todas las que se construyen en una excavacin a cielo abierto, aunque el nivel de desplante se encuentre a gran profundidad, determinado ste ltimo comnmente, por la prevencin de erosiones ocasionadas por el flujo de agua en mximas avenidas.

La utilizacin de cimentaciones superficiales esta en funcin de las caractersticas del terreno en cuanto a capacidad de carga y asentamientos, as como a sus costos de construccin. Es relevante sealar la importancia de los estudios de campo que nos indique las caractersticas del suelo que estar en contacto con la cimentacin, pero tambin los que nos indiquen la existencia de cavernas, ductos, colectores, minas de arena, etc., que puedan afectar nuestra edificacin.

En algunas poblaciones en sus reglamentos de construccin establece una regionalizacin de sus suelos de acuerdo a estudios generales realizados, sin embargo esta informacin no es suficiente para definir una cimentacin, por lo que se debe realizar un estudio especfico de mecnica de suelos en los sitios donde se pretenda construir una estructura.

Clasificacin.

Los tipos ms frecuentes de cimentaciones superficiales son las zapatas aisladas, las zapatas corridas y las losas de cimentacin.

Las zapatas aisladas son elementos de la subestructura comnmente cuadradas o rectangulares, que tienen por funcin transmitir la carga de las columnas al terreno en una mayor rea, para transmitir la presin adecuada a la capacidad de carga del suelo y tomando en cuenta su efecto en los posibles asentamientos; se construyen comnmente de concreto armado.

Las zapatas corridas son tambin elementos de la subestructura, que tienen por funcin transmitir la carga de muros o varias columnas al terreno en una mayor rea, para transmitir la presin adecuada a la capacidad de carga del suelo y tomando en cuenta su efecto en los posibles asentamientos; se construyen comnmente de mampostera o concreto armado

Cuando la capacidad de carga del suelo es baja y el tamao de las zapatas requeridas es grande y poco prcticas, puede ser una mejor solucin construir toda la estructura sobre una losa de concreto armado, llamadas stas losas de cimentacin.

Factores que determinan el tipo de cimentacin

Existen varios factores que influyen para determinar el tipo de cimentacin de una estructura, como puede ser el econmico, el proceso constructivo, los materiales de la regin, etc.; sin embargo desde el punto de vista de la mecnica de suelos se puede enfocar a dos bsicamente; el primero es la capacidad de carga del suelo, debido a que no debe ocurrir una falla por cortante del suelo que soporta a la cimentacin (estado lmite de falla) y el segundo es que el asentamiento de suelo causado por la carga se encuentre dentro de los lmites admisibles (estado lmite de servicio)

El Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, publicado en la Gaceta Oficial del Distrito Federal el 29 de enero de 2004, establece la definicin del estado lmite de falla en su Articulo 148 como: Se considerar como estado lmite de falla cualquiersituacin que corresponda al agotamiento de la capacidad de carga de la estructura o decualquiera de sus componentes, incluyendo la cimentacin, o al hecho de que ocurrandaos irreversibles que afecten significativamente su resistencia ante nuevas aplicacionesde carga.El mismo Reglamento establece la definicin del estado lmite de servicio en suArticulo 149 como: Se considerar como estado lmite de servicio la ocurrencia dedesplazamientos, agrietamientos, vibraciones o daos que afecten el correctofuncionamiento de la edificacin, pero que no perjudiquen su capacidad para soportarcargas. Los valores especficos de estos estados lmite se definen en las Normas. (2)

Cimentaciones profundas Las cimentaciones profundas se emplean cuando los estratos superiores del terreno no son aptos para soportar una cimentacin con zapatas. En general, se considera una cimentacin como profunda cuando su extremo inferior sobre el terreno se encuentra a una profundidad superior a ocho veces su anchura o dimetro. Por su mayor complejidad tanto en su modo de trabajar como en la ejecucin o en los materiales empleados no existe una clasificacin clara por lo que pasamos a exponer estos aspectos aclarando que cada pilote se obtiene combinando todas ellos. (3)Clasificacin

Las cimentaciones profundas se clasifican comnmente en pilotes y pilas, de acuerdo a las dimensiones de su seccin transversal cuando el dimetro o lado mayor es de 60 cm. (SMMS) o menor se definen como pilotes y cuando es mayor de este se definen como pilas.

Dos criterios importantes de clasificacin de las pilas y los pilotes, son: Segn la forma como trasmiten sus cargas al suelo y segn su procedimiento constructivo. (2)

a) Configuracin. Se consideran cuatro configuraciones principales: pilotes aislados, grupos de pilotes, zonas pilotadas y micropilotes. Los pilotes aislados son aquellos que estn lo suficientemente alejados de los dems pilotes como para que no exista interaccin geotcnica entre ellos. Los grupos de pilotes se encuentran unidos por elementos lo suficientemente rgidos como para que los pilotes trabajen conjuntamente. Las zonas pilotadas son aquellas en las que los pilotes no sirven de apoyo directo a los soportes sino que estn colocados para reducir los asientos o asegurar la estructura. En estos casos los pilotes son de escasa capacidad portante individual y estar situados a distancias regulares. Por ltimo, los micropilotes son aquellos compuestos por una armadura metlica formada por tubos, barras o perfiles colocados en un taladro de pequeo dimetro inyectado con lechada de mortero a presin ms o menos elevada. Este tipo de elementos se emplea fundamentalmente en operaciones de recalce de cimentaciones que han sufrido asientos diferenciales de suficiente importancia como para haber producido deterioros en la integridad del edificio. b) Forma de trabajo Los pilotes tienen tres partes: punta, fuste y encepado o apoyo. Su modo de trabajo depende de la naturaleza del terreno y de la profundidad a la que se encuentre un estrato resistente. Cuando no resulta tcnica o econmicamente viable alcanzar un estrato con resistencia adecuada se disean los pilotes para su trabajo por fuste, en cuyo caso se denominan flotantes, y transmiten la carga al terreno por rozamiento. Si existe la posibilidad de llegar a una zona de mayor resistencia se considera que el pilote trabaja por punta, con contribucin o no del fuste.c) Materiales La construccin de pilotes admite distintos materiales: Hormign armado ejecutado in situ mediante excavacin previa, aunque tambin podrn realizarse mediante desplazamiento del terreno o con tcnicas mixtas (excavacin y desplazamiento parcial) Hormign prefabricado que podr ser hormign armado (hormigones de alta resistencia) u hormign pretensado o postensado. Hay que tener en cuenta que, si los pilotes son de gran longitud, los armados deben estar previstos para soportar las tensiones derivadas del transporte. Acero configurado en secciones huecas de forma tubular o con perfiles en doble U; tambin perfiles laminados en H. Madera que se podr utilizar para pilotar zonas blandas amplias, como apoyo de estructuras con losa o terraplenes Mixtos, formados de acero tubular rodeados y/o rellenos de morteroEJECUCION Cimentaciones superficiales Este tipo de cimentaciones admite dos mtodos de ejecucin en funcin, principalmente, de la naturaleza del terreno situado sobre la cota de asiento de las zapatas aunque caben otras consideraciones. En primer lugar, en suelos coherentes con poco riesgo de desmoronamiento de desmoronamientos se procede a la excavacin directa del hueco de la zapata, se coloca una capa de hormign de limpieza, se sitan las armaduras y se hormigona directamente actuando la excavacin como cajn de encofrado. Cuando, por el contrario, el terreno presenta poca cohesin se hace preciso realizar excavaciones ms amplias y emplear un encofrado convencional.Teniendo en cuenta que estas excavaciones ampliadas pueden dificultar el movimiento de la maquinaria, en ocasiones resulta preferible descalzar el terreno hasta la cota de apoyo de los cimientos, realizar las zapatas encofrando con cajones y, una vez terminada la cimentacin, rellenar. Cimentaciones profundas En la colocacin de pilotes existen tres tcnicas diferentes, el hincado, la colocacin y la ejecucin in situ. El hincado consiste en la introduccin en el terreno de los pilotes ya formados mediante vibracin o percusin con martinetes provistos de mazas. Estos mtodos se emplean con pilotes de hormign prefabricado, de madera o perfiles metlicos provistos, en cualquiera de los casos, de protecciones metlicas adecuadas en la punta (azuches). La maquinaria debe estar dotada de dispositivos de control que impidan el descentrado de las mazas. Teniendo en cuenta que esta operacin produce desplazamientos laterales en el terreno, el proyecto de hincado debe contemplar una ejecucin desde el interior de la obra hacia el exterior. La colocacin se restringe a pilotes metlicos que se introducen en pozos excavados previamente y que, posteriormente, se rellenan con mortero o con hormign. La ejecucin in situ consiste en realizar una excavacin en pozo con o sin entibado hasta cota de asiento donde se introducen el hormign y las armaduras. Los pozos se entiban con camisas que se retiran a medida que avanza el hormigonado salvo que existan condiciones susceptibles de cortar o deteriorar el hormign (corrientes subterrneas, suelos deformables) en cuyo caso debe considerarse el perderlas. Cabe tambin la entiba sustitutiva o complementaria mediante relleno de lodos bentonticos. Las ejecuciones sin entibacin son admisibles en suelos estables y siempre que no exista riesgo de alteracin de las paredes o el fondo del pozo. Tambin cuando se emplea la perforacin con barrena continua en la que la entibacin la constituye el propio elemento perforante; el hormigonado se produce a travs del eje de la barrena a medida que se retira y las armaduras se hincan a posteriori en el hormign fresco. Este ltimo mtodo no se considera recomendable en pilotes aislados, cuando tengan una inclinacin mayor de 6 o cuando existan capas de terreno inestable con un espesor mayor que 3 veces el dimetro del pilote. Tampoco en zonas consideradas de riesgo ssmico. (3)