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En el campo estructural las cimentaciones son conocidas como las infraestructuras, ubicadas en el subsuelo, cumpliendo la función de soportar el peso de las edificaciones y trasmitirlas a suelo de manera uniforme, cumpliendo con los requisitos mínimos de estabilidad y de esfuerzo admisible del suelo de fundación.
En la ingeniería, el suelo cumple un papel importante en el diseño de cimiento, debido a que, por ubicación geográfica, los suelos no poseen la misma geología, formando una variante de su composición y de su capacidad portante.
“La capacidad portante del suelo es el valor de esfuerzo que tiene una masa de suelo para soportar peso sobre ella, esto varía dependiendo del suelo, si es rocoso, la capacidad de ese suelo será mucho mayor a la de un suelo blando compuesto por sedimentos”.
TIPOS DE CIMENTACIONES
En el diseño de cimientos, se trata de buscar la forma más factible y viable de soportar una estructura, el ingeniero geotécnico, en base a su conocimientos y criterio, debe determinar qué tipo de cimentos es el necesario para una edificación. La tipología de los cimientos se clasifica en dos: Las cimentaciones superficiales y las cimentaciones profundas.
Las cimentaciones superficiales son todas aquellas que no superan los 5 metros de profundidad en el subsuelo.
Este tipo de cimientos trabaja por distribuciones de fuerzas en un área determinada del suelo y el criterio de diseño de este tipo de fundaciones, se rige por las dimensiones de las zapatas y se clasifican en: Zapatas aisladas, zapatas conectadas, zapatas corridas y losas de cimentación conocidas también como “losa flotante”.
En este tipo de cimientos el peralte, que es la altura de la zapata, juega un papel importante debido a que debe contrarrestar la fuerza de volcamiento que se genera con el suelo que cae sobre ella y el esfuerzo propio que ella soporta de la edificación. La superficie de contacto de la zapata debe ser un suelo previamente acondicionado y compactado para prevenir la consolidación del mismo.
“La consolidación del suelo es el fenómeno que ocurre de manera inmediata o diferida en el suelo cuando es sobrecargado de peso y, por lo tanto, sufre una deformación plástica, esto provoca que el mismo se hunda y su proporcionalidad se vea afectada. Esto es más propenso en suelos expansivos o saturados”.
Por otro lado, Las cimentaciones profundas son las compuestas por pilotes, que son estructuras subterráneas de gran esbeltez que se apoyan en suelo firme. Este tipo de cimentación, se recomienda cuando el suelo de fundación es muy blando y de poca capacidad portante, para lo cual se realiza un estudio geotécnico a través de sondeos profundos, para terminar la longitud de los pilotes.
Ellos trabajan por contacto directo al suelo y por fricción. Esta técnica de cimientos es muy utilizada en zonas marinas y cercanas al mar, al igual que en edificaciones de mucha altura, ya que garantiza gran rigidez en la base y no provoca asentamientos. Es importante recalcar que los asentamientos son uno de los fenómenos que más sufren las edificaciones en las que no se proyecta un buen diseño de cimientos.
“Sondeo es el proceso en el cual se perfora el suelo con una máquina de perforación a rotación o percusión, para determinar la profundidad del suelo firme, por medio de la extracción de testigos del subsuelo y realizándoles las pruebas de laboratorio correspondientes”.
En la ingeniería estructural, lo último que se diseña es el cimiento debido a que los datos que se toman como parámetro son el peso total de la estructural y la cantidad de puntos de contacto directo de trasmisión de fuerza que son las columnas, pero siempre considerando el tipo de suelo en el cual se desea construir para así realizar el mejor diseño y evitar los riesgos posibles.
Si no se considera la tipología del suelo en el diseño estructural se puede tener problemas de asentamientos totales o parciales e inestabilidad en la estructura. Se debe tener especial cuidado con este detalle en zonas altamente sísmicas como las de Ecuador.
MATERIALES USADOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES
Las cimentaciones en su mayoría son elaboradas de concreto armado, debido a que son más duraderas y poseen un comportamiento de alta resistencia, se recomienda en la construcción de estas estructuras respetar un recubrimiento de 7 centímetros debido a que son elementos en contacto con el suelo que están expuestos a la humedad, la erosión y a sulfatos, además, en el recubrimiento, por norma, también se debe colocar una base de piedra picada o concreto pobre con la finalidad de aislar de mejor manera el cimiento.
