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Las Cimentaciones son los elementos estructurales encargados de transmitir las cargas al terreno. 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.

Pero también, ¿cuáles son las medidas de un cimiento?
Normalmente es suficiente construir el cimiento con un ancho de 0.35 a 0.40 cm. Si se construye sobre arena suelta deberá aumentarse el ancho a 0.60 cms.

Sabiendo esto, ¿qué profundidad debe tener los cimientos de una casa?
Así, en terrenos duros conviene que tenga 50 cm, en terrenos duros medianos 80 cm, y sobre suelos poco duros 1m de ancho.

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¿Qué puntos son importantes para determinar el tipo de asiento que debe construirse?

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¿Qué puntos son importantes para determinar el tipo de asiento que debe construirse?

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Aunque podemos constatar que es un campo muy amplio desde una perspectiva constructiva, en realidad,  para que un cimiento tenga la misión de transmitir el peso del edificio al terreno – desde una perspectiva técnica – deberá cumplir con una serie de condiciones previas y características para tratarlo como tal, que son:

Que tenga, por sí misma, una resistencia  adecuada ante las cargas que se le transmitirá de la estructura del edificio y que a su vez se repartirán el terreno.

Qué transmita las posibles cargas de forma que aquellas deformaciones que pudieran producirse, tanto en la propia cimentación como en el terreno, sean toleradas a la vez por el resto del edificio.

Que el elemento constructivo resultante se mantenga estable a lo largo del tiempo, en el sentido de que no se ve afectada por la agresividad del propio suelo, ni tampoco por las modificaciones futuras que puedan producirse en su entorno.

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La capacidad de carga final de una base puede determinarse usando la teoría de comportamiento, por lo que se postula un mecanismo de falla y la presión que causa la falla en el suelo se expresa en términos de la resistencia al cizallamiento movilizada en el fallo y la geometría del problema. Muchos fueron los estudiosos que plantearon formulaciones matemáticas para resolver la capacidad de carga en la base de las cimentaciones superficiales, entre las más empleadas en la actualidad se encuentran las de Terzaghi, Meyerhof y Brinch – Hansen.

Teoría de Terzaghi

Terzaghi (1943) fue el primero en presentar una teoría para evaluar la capacidad de carga de cimentaciones superficiales, la cual dice que una cimentación es superficial si la profundidad Df de la cimentación es menor o igual al ancho de la misma. En la forma presentada por Terzaghi, la solución de capacidad de carga puede aplicarse estrictamente solo a los casos en que el manto freático es profundo; las tensiones totales son iguales a todas las tensiones efectivas y los parámetros de tensión de corte deben expresarse en términos de tensión efectiva.

Terzaghi desprecia la resistencia al corte del suelo situado sobre la profundidad de cimentación Df al que se considera como una sobrecarga actuando sobre la cimentación:
q = 𝛾 ∗ Df
Donde:
q = Carga
𝛾 = Peso específico del suelo
Df = Profundidad del desplante

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Se debe entender como Interacción suelo-estructura a los esfuerzos y deformaciones que se presentan tanto en el suelo como en la estructura debido a la interacción entre ambos, causada por la diferencia entre las rigideces de los materiales que los constituyen.
En el caso de la interacción estática, el fenómeno conduce a plantearse el problema de establecer la compatibilidad de deformaciones entre la estructura y el terreno de cimentación. Este fenómeno tiene que ver con las deformaciones diferenciales que va presentando el suelo a lo largo de la vida útil de la estructura debido a las cargas que esta le transmite, y la redistribución de los esfuerzos que se presenta en los elementos mecánicos de la estructura como respuesta a estas deformaciones.
La interacción dinámica suelo-estructura se debe entender como la modificación que sufre el movimiento del terreno por la presencia de la estructura que responde a una excitación dinámica que el mismo suelo le transmite. El fenómeno consiste en un conjunto de efectos cinemáticos e inerciales que son provocados como resultado de la flexibilidad del suelo ante solicitaciones dinámicas y de la rigidez de la estructura.
Es sabido que las propiedades modales de las estructuras son modificadas por la flexibilidad del suelo y la masa del sistema suelo-estructura. El sistema típicamente suele tener un periodo natural de vibrar mayor y una relación de amortiguamiento más grande comparados con los se tienen de considerar a la misma estructura desplantada sobre base rígida.

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En realidad, a la hora de establecer la clasificación ante los distintos tipos de cimentación, podríamos hacerlos desde planteamientos quiere una extensa clasificación; por ejemplo, por su forma de trabajo, por el tipo de material, por el modo en que transmite los esfuerzos…etc.

Nosotros, para definir los tipos de sustentación ante un edificio acudimos al Documento Básico SE-C Cimientos (Código Técnico de la Edificación) donde se dividen en dos grandes grupos: Cimentaciones superficiales – directas y cimentaciones profundas:

1.      Cimentaciones superficiales o directas

La cimentación directa es la que reparte las cargas de la estructura en un plano de apoyo horizontal. Son construidas a poca profundidad bajo la superficie del terreno (Menos de 4 metros), también llamada cimentación superficial y son:

Tipos de cimentaciones superficiales:

1. Zapatas aisladas

2. Zapatas combinadas

3. Zapatas corridas

4. Pozos de cimentación

5. Emparrillados de cimentación

6. Losas de cimentación

2.      Cimentaciones profundas

El objetivo es transmitir las cargas a estratos profundos que tengan una mayor capacidad portante y de resistencia. Son consideradas aquellas que tiene una longitud mayor de seis metros, o bien que la relación entre la altura y la anchura del cimiento supere el valor de cinco.

Tipos de cimentación profunda

1. Pilotes aislados

2. Grupo de pilotes

3. Zonas pilotadas

4. Micropilotes

Recordamos que las tipologías de pilotes alcanzar una variedad importante y son clasificados de muchas formas (Sin contabilizar las nuevas técnicas, diseños, maquinarias y tecnologías) podríamos distinguirlos principalmente por:

La forma de trabajo

Por el tipo de material del pilote (Madera, hormigón armado …etc)

Por su sección transversal

Por su procedimiento constructivo

Pilotes prefabricados hincados

Pilotes hormigonados «in situ»

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Son aquellos cimientos que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente capacidad de aguante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentación, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal. En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Los elementos de apoyo que unen los soportes con el terreno e denominan zapatas. Cuando en el diseño de la cimentación se prevén muchas zapatas y próximas unas a otras se sustituyen por un elemento continuo denominado losa de cimentación.

Zapatas

Entendemos por zapata al elemento estructural cuya función es servir de cimentación de un pilar, muro u otro componente superficial, para transmitir al terreno los esfuerzos a los que está sometido.

Losas

Cuando nos encontramos con un terreno de baja resistencia o un suelo heterogéneo en el que pueden aparecer asientos diferenciales, se utilizan losas de cimentación. Su diseño está condicionado por las deformaciones del terreno y pueden ser de varios tipos: continua y uniforme, aligerada, nervada, con pedestales o de tipo cajón.

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Las cimentaciones profundas son una clase de cimentación pensada para solucionar la transmisión de cargas a los sustratos más resistentes del suelo. El desarrollo de este tipo de cimentación requiere de una maquinaria específica así como de técnicas de excavación y evacuación del material obtenido.
Las cimentaciones profundas son las siguientes:

Muros Pantalla

Sustitución

Flotación

Pilotes

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¿En qué casos son necesarias las cimentaciones profundas?

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¿En qué casos son necesarias las cimentaciones profundas?

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Es necesaria una cimentación profunda cuando los esfuerzos de la construcción no se pueden distribuir convenientemente con una cimentación superficial.
También en los casos en los que el terreno puede sufrir alteraciones. En terrenos de relleno o de baja calidad. En edificios altos, sometidos a esfuerzos por vientos o en estructuras con elementos sometidos a tracción (cables o anclajes).
En construcciones que resisten cargas inclinadas o para el recalce de cimientos existentes.