Fundamentos de Cimentación Estructural: Tipos, Funciones y Aplicaciones en Ingeniería Civil

Definición y Propósito de la Cimentación

Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales de una edificación cuya misión es transmitir sus cargas o los elementos apoyados en ella al suelo, distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales.

Generalidades y Funciones Estructurales

Las cimentaciones deben cumplir varias funciones esenciales para la estabilidad de la estructura:

• Soportar los esfuerzos de flexión que produce el terreno, para lo cual, en general, se dispondrán armaduras en su cara inferior, que absorberán las tracciones.
• Acomodarse a posibles movimientos del terreno.
• Soportar las agresiones del terreno y del agua, así como su presión, si la hay.

Tipos de Cimentación y Factores de Elección

La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno, la posición del nivel freático y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que, junto con la homogeneidad del terreno, aconsejan el uso de un tipo u otro de cimentación.

En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:

Cimentaciones Superficiales

Cimentaciones Ciclópeas

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de hormigón ciclópeo es sencillo y económico.

Zapatas

Una zapata es un tipo de cimentación superficial (normalmente aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente homogéneos y de resistencias a compresión medias o altas. Consisten en un ancho prisma de hormigón (concreto) situado bajo los pilares de la estructura. Su función es transmitir al terreno las tensiones a que está sometida el resto de la estructura y anclarla.

Zapatas Aisladas

Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de base a elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.

Zapatas Corridas

Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales separadas.

Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas como cimentación de un elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que se busca limitar los asientos en el terreno.

Zapatas Combinadas

Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentación para dos o más pilares. Las zapatas combinadas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un menor momento resultante.

Losas de Cimentación

Una losa de cimentación es una placa flotante apoyada directamente sobre el terreno. Como losa, está sometida principalmente a esfuerzos de flexión. El espesor de la losa será proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la misma.