INTRODUCCION

Prcticamente todas las estructuras de ingeniera civil, edificios, puentes, carreteras, tneles, muros, torres, canales o presas deben cimentarse sobre la superficie del terreno o dentro de l. Las cargas de estas estructuras se transmiten al terreno a travs de una cimentacin adecuada; dependiendo de la naturaleza del terreno, se construyen cimentaciones superficiales como las zapatas y cimentaciones profundas como los pilotes. En el proyecto de cualquier sistema de cimentacin, el problema fundamental es evitar que se produzcan asientos suficientemente grandes para daar la estructura o dificultar sus funciones. La magnitud del asiento permisible depende, entre otros factores, del tamao, tipo y utilizacin de la estructura, tipo de cimentacin y del emplazamiento de la estructura.Una manera de estimar el asiento, que se puede producir en un suelo saturado bajo una carga determinada, es a travs de los ensayos de consolidacin. El ensayo deconsolidacin estndar, conocido como edmetro convencional, proporciona informacin acerca de la compresibilidad del suelo, y permite estimar, en cuestin de semanas, la magnitud y el tiempo en el cual se producir el asiento del suelo en condiciones unidimensionales (1-D).

CIMENTACIONES

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas actuantes sobre la totalidad de la construccin al terreno. Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros casos, muy inferiores a las de la estructura, la cimentacin posee un rea en planta muy superior a la suma de las reas de todos los pilares y muros de carga.Una cimentacin deber cumplir tres requisitos fundamentales: El nivel de la cimentacin deber estar a una profundidad tal que se encuentre libre de peligro de heladas, cambios de volumen de suelo, capa fretica, excavaciones posteriores. Tendr unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o capacidad portante del suelo. No deber producir un asiento en el terreno que no sea absorbible por la estructura (asientos admisibles).Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas expansivas, varan mucho de volumen segn su contenido de humedad. Dichos suelos debern evitarse o recurrir a unas cimentaciones ms profundas que apoyen en terrenos ms estables.Otras veces, sin llegar al caso anterior, las alternancias de estaciones secas y hmedas o la proximidad de rboles caducifolios con riego o la rotura de conducciones de agua generan hinchamiento del suelo que puede producir el fallo de la estructura. Por ello conviene alejarla de todas las causas citadas como medida de precaucin.La exploracin del terreno es necesaria para proporcionar al ingeniero proyectista datos sobre: La profundidad de la capa fretica. Las diferentes capas del terreno conociendo su inclinacin, espesor y caractersticas mecnicas (Compresin simple, ensayo triaxial, etc.). Muestras del suelo para conocer otras caractersticas mecnicas y la capacidad de asientos sobre suelos inalterados.El firme es el plano horizontal del estrato de terreno sobre el cual apoyamos nuestra cimentacin, el cual debe ser capaz de soportar las tensiones transmitidas por las mismas.La capacidad portante de un terreno es la carga mxima (expresada en unidades de presin) que es capaz de soportar el terreno sin que se desencadene su rotura o asiento incontrolado de la construccin que descansa sobre el mismo. Tambin se denomina carga de hundimiento, de rotura o ultima. La carga admisible es la carga de hundimiento dividida por un factor de seguridad.

TIPOLOGA DE CIMENTACIONES Superficiales o Directas:LasCimentaciones Superficialesreparten la fuerza que le transmite laestructuraa travs de sus elementos de apoyo sobre una superficie deterrenobastante grande que admite esascargas.Se consideracimentacin superficialcuando tienen entre 0,50 m. y 4 m. de profundidad, y cuando las tensiones admisibles de las diferentes capas del terreno que se hallan hasta esa cota permiten apoyar el edificio en forma directa sin provocar asientosexcesivos de la estructura que puedan afectar la funcionalidad de la estructura; de no ser as, se harn Cimentaciones Profundas.Debe considerarse como posible queen un mismo solar se encuentren distintos tipos de terrenopara una misma edificacin; esto puede provocar asientos diferenciales peligrosos aunque los valores de los asientos totales den como admisibles.Existen varios tipos deCimentaciones Superficiales, los cuales se detallan a continuacin:Terreno firme a profundidad asequible Cimentacin Continua de Mampostera u Hormign en Masa. Cimentacin Continua deHormign Armado. Macizos Aislados deHormign en Masa. Zapatas Aisladas deHormign Armado(rgidas y flexibles).

Terreno firme a profundidad media A esta profundidadno permite las cimentaciones enunciadas en tem anteriorpero no justifican la cimentacin profunda: Cimentacin porpilaresyarcos. Cimentacin por pilares yvigas.

Terreno firme a gran profundidad(Pero con posibilidad de cimentacin superficial con tensiones bajas) Cimentacin por vigas flotantes dehormign armado. Cimentacin por losa dehormign armado.

Lascimentaciones superficialesse clasifican en: Cimentaciones ciclpeas.En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclpeo (hormign) es sencillo y econmico. El procedimiento para suconstruccinconsiste en ir vaciando dentro de la zanjapiedrasde diferentes tamaos al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporcin 1:3:5. El hormign ciclpeo se realiza aadiendopiedrasms o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Zapatas.

Zapatas aisladas.Las zapatas aisladas son un tipo de cimentacin superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata ampla la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas lacarga que le transmite. El trmino zapata aislada se debe a que se usa para asentar un nico pilar, de ah el nombre de aislada. Es el tipo de zapata ms simple, aunque cuando elmomento flectoren la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se asienten ms de un pilar.

Zapatas corridas.Las zapatas corridas se emplean para cimentarmuros portantes, o hileras depilares. Estructuralmente funcionan comoviga flotanteque recibe cargas lineales o puntuales separadas.Son cimentaciones de gran longitud en comparacin con su seccin transversal. Las zapatas corridas estn indicadas como cimentacin de unelemento estructurallongitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno.

Zapatas combinadas.Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentacin para dos o ms pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un nico elemento de cimentacin, el resultado puede ser un elemento ms estabilizado y sometido a un menormomento resultante.

Losas de cimentacin.Una losa de cimentacin es unaplacaflotante apoyada directamente sobre el terreno. La cimentacin por losa se emplea como un caso extremo de los anteriores cuando la superficie ocupada por las zapatas o por el emparrillado represente unporcentajeelevado de la superficie total. La losa puede ser maciza, aligerada o disponer de refuerzos especiales para mejorarla resistenciaa punzonamiento bajo lossoportesindividualmente (denominados pedestales si estn sobre la losa y refuerzos si estn bajo ella) o por lneas (nervaduras).En particular, tambin cabe emplear este tipo de cimentaciones cuando se disean cimentaciones compensadas. En ellas el diseo de la edificacin incluye la existencia de stanos de forma que el peso de las tierras excavadas equivale aproximadamente al peso total del edificio; la losa distribuye uniformemente las tensiones en toda la superficie y en este caso los asientos que se esperan son reducidos. Si el edificio se distribuye en varias zonas de distinta altura deber preverse la distribucin proporcional de los stanos as como juntas estructurales.

Consideraciones generales

Desventajas

Cabe mencionar que entre ms grande sea la losa ms costosos resultan los procedimientos constructivos, en estos casos pudiera ser preferente una cimentacin a base de pilas o pilotes. El costo de construccin no es la nica desventaja de este tipo de cimientos, al estar en contacto con el suelo una gran rea de la losa, es necesario protegerla contra la accin de la humedad, la accin de los lcalis y la lixiviacin entre otros fenmenos indeseables para el buen funcionamiento de la cimentacin.

Drenaje, impermeabilizacin y proteccin contra la humedad

Es casi inevitable que ocurran filtraciones de agua en los stanos de los edificios, ya que es precisamente esta parte de la construccin la que est en contacto directo con el suelo, ms an si consideramos los posibles defectos de la construccin. Tambin es importante el considerar las condiciones de aguas freticas del suelo al proyectar la profundidad de la excavacin necesaria para desplantar la losa o cajn de cimentacin.Si debe desplantarse por debajo del nivel fretico, deben tomarse precauciones especiales para evitar filtraciones importantes dentro de la estructura. En general se utilizan dos mtodos: la utilizacin de drenajes y la impermeabilizacin.

1. Drenajes:Los drenajes son bastante tiles cuando las filtraciones son pequeas ya que es fcil evacuar el agua acumulada a bajo costo, frecuentemente por gravedad, por medio de albaales o zanjas. Entre los drenes ms comunes estn los en zapatas y los de piso, los drenes en zapata se fabrican con tramos cortos de PVC con pequeas perforaciones que se tienden en zanjas cavadas a un lado de la base de la zapata para ser rellenadas posteriormente con material de filtro; los ltimos 30 cm de relleno se hacen con material menos permeable para evitar que se filtre el agua de la superficie. Los drenes de piso no son muy comunes sin embargo, es posible que hayan flujos de agua por debajo de la losa por lo que se aconseja el uso de drenaje. Estos drenes no debern conectarse a tubos de bajadas pluviales ni a drenes superficiales.

2. Impermeabilizacin:Si la cantidad de agua que se colecta en los drenes es muy grande, es recomendable el uso de impermeabilizantes en el stano y permitir que la losa quede sujeta a la presin del agua fretica.Uno de los mtodos ms eficientes es el de membrana, que consiste en colocar una membrana de material asfltico cerca del exterior del edificio. El material asfltico se aplica en caliente y es bastante flexible y lo suficientemente dctil como para mantener su integridad en caso de que se presenten pequeos agrietamientos en la estructura. Para que la membrana sea totalmente efectiva debe cubrir en su totalidad la superficie de la estructura que est en contacto con el agua, para ello se requiere la construccin de un sub-piso sobre el cual se coloca la membrana antes de construir la losa como tal. Los muros y pisos que quedan dentro de la membrana estn sometidos a la accin de la presin del agua, por lo que deben disearse para soportar dichas acciones. Actualmente pueden utilizarse otros tipos de impermeabilizantes especiales o bien pueden usarse aditivos para disminuir la permeabilidad del concreto como el humo de slice y/o escorias de silicio.