Tipos de cimentación y muros de contención: Clasificación y características estructurales

1. La Misión de la Cimentación

La misión principal de la cimentación es repartir el peso que soportan los elementos estructurales de la construcción a una superficie suficientemente grande de terreno.

Conocemos como firme al plano horizontal del estrato del terreno sobre el cual apoyamos nuestra cimentación.

2. Clasificación de las Cimentaciones

• Cimentaciones superficiales ($a/b < 4$):
  • Zapatas aisladas (centradas o de medianería)
  • Zapatas corridas
  • Losas de cimentación (losa de espesor constante, losa con capiteles, losa nerviada, losa aligerada y losa cajón)
• Cimentaciones semiprofundas ($4 < a/b < 10$)
• Cimentaciones profundas (pilotes)

Zapatas: Según su forma de trabajo

• a) Aisladas: Soportan la carga de un pilar y son elementos de hormigón armado. De planta rectangular, en cuanto a su construcción, se ha de verter 10 cm de hormigón de limpieza que nos asegura la regularización de la superficie de contacto, además de que las tierras no entren en contacto con las armaduras.

  Las armaduras deben tener un recubrimiento mínimo de 5 cm para protegerlas de la oxidación y para que trabajen solidariamente con el hormigón. Las armaduras de espera o enanos deben sobresalir del borde superior de la zapata en 50 cm.

• b) Combinadas: Soportan dos o más pilares.
• c) Continuada bajo muro: Soportan un muro.
• d) Continuadas bajo pilares: Igual que la continua pero soporta pilares sucesivos.
• e) Arriostradas: Varias zapatas se unen entre sí mediante vigas riostras.

Relación de dimensiones

• Zapata flexible: $v > 2$
• Zapata rígida: $v \le 2$

Losas o placas de cimentación

Son cimentaciones superficiales para soportes aislados habitualmente. Se utilizan cuando la superficie de la zapata supera el 60% de la superficie de la edificación.

Tipos de losas:

• a) De espesor constante: Gran sencillez de ejecución. Si las cargas y las luces no son muy sustanciales, el ahorro de encofrado puede compensar el mayor volumen de hormigón.
• b) Con capiteles
• c) Nerviada: Con nervios principales bajo los pilares.
• d) Aligerada: Se utilizan piezas huecas u otro material como encofrado material perdido; así aumenta el canto y las resistencias con un menor gasto de hormigón.
• e) Cajón: Para mayor rigidez se construye una losa de varios pisos de altura en la que colaboran los muros perimetrales e interiores del edificio.

Cimentación Profunda

Cuando las capas o estratos superficiales del terreno son poco resistentes, recurrimos al sistema de pilotes, que consiste en apoyar cada pilar en un grupo de soportes. Es recomendable cuando:

• La tensión transmitida supera la capacidad portante del terreno.
• El firme está muy profundo.
• El terreno es desmoronable.
• El nivel freático está a poca profundidad.
• Se requiere la transmisión de grandes cargas puntuales.

Pueden ser prefabricados (de hincca) o realizados sobre el terreno (in situ).

Tipos de pilotes:

• Pilotes de hinca: Pilotes metálicos o de mayor proporción de hormigón armado que se hincan en el terreno generalmente por percusión; son rápidos y van compactando el terreno.
• Pilote apisonado (Franki): Fabricado in situ, se hinca una entubación por medio de percusión sobre un tapón de hormigón, y se va vertiendo el hormigón golpeándolo con el pistón a la vez que se extrae el tubo.
• Pilote de desplazamiento con azuche (Simplex): Parecido al anterior, pero la hinca del tubo se efectúa golpeando al propio tubo; se introduce gracias a una punta o azuche y posteriormente se extrae el tubo.
• Pilotes perforados con lodos bentoníticos: Se excava un pozo, el cual se va llenando de estos lodos que impiden el desprendimiento de las tierras; se coloca la armadura y se hormigona de abajo hacia arriba haciendo subir la bentonita.

Muros de Contención

Elementos verticales cuya misión es contener el empuje producido por las tierras.

Tipos de muros:

• a) Muro de contención en ménsula: Trabaja de forma parecida a una carga en ménsula, sirve para excavaciones a cielo abierto y hasta alturas de 6 m.
• b) Muro de contrafuerte: Se requieren grandes alturas de contención para que el muro trabaje convenientemente.
• c) Muro de sótano: Muro de contención en el sótano que obliga a:
  • Resistir empujes del terreno.
  • Soportar el forjado de la planta baja.
  • Soportar las cargas transmitidas por los pilares superiores.

Muro Pantalla

Se realiza una zanja profunda en el perímetro de lo que se va a excavar, donde se colocan las armaduras y se hormigona, realizando de esta manera el muro antes de ejecutar la excavación.