Clasificación de las fundaciones.
Las
distintas o diferentes tipos de fundaciones se clasifican desde el punto de
vista constructivo en dos tipos, de las siguientes formas:
Fundaciones Superficiales.
Zapatas:
cimentaciones en zonas aisladas de la estructura “son los tipos más utilizados
y se utilizan cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia media o
alta con respecto a las cargas de la estructura. Es homogénea como para ser
afectadas por asentamientos diferenciales entre las distintas partes.
Zapatas Aisladas: Son de
carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de
planta cuadrada. Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más
usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción. (Figura a)
Zapatas Atirantadas: Son de
carácter puntual y trabajan de forma independiente, pero se encuentran unidas
por una cadena apoyada al terreno la cual se diseña para evitar el movimiento
horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una
función corrida.(figura b)
Zapatas Y Vigas De Fundación:
La viga de fundación es un elemento estructural que permite tomar las cargas de
muro y transmitirlas a zapatas aisladas. Puede haber varias razones para querer
diseñar zapatas con vigas de fundación. Por ejemplo: Como una forma de ahorrar
en comparación a la alternativa de zapata corrida. En algunos casos es conveniente
hacer que el peso de los muros descanse sobre la zapata para aumentar las
cargas horizontal y equilibrar momentos descompensados en el apoyo. (Figura c)
Zapatas Corridas: Cuando se
trate de pilares alineados muy próximos a muros, o de equilibrar cargas
excéntricas sobre las zapatas contiguas, se considera directamente el empleo de
una zapata continua o zapata corrida. (Figura d)
Losas de fundación:
cimentación sobre toda la superficie de la estructura “se emplean en terrenos
menos resistentes o menos homogéneos o bajo estructuras menos resistentes. Con
ellas se aumenta la superficie de contacto y se reducen los asentamientos
diferenciales. Puede decirse de forma aproximadamente que la losa es más
económica que las zapatas si la superficie total de estas es superior a la
mitad de la superficie cubierta por el edificio, debido al menor espesor de
hormigón y cuantía de armaduras, a una excavación más sencilla y un ahorro de
encofrados.(figura e)
Losas Flotantes: Cuando es
necesario construir estructuras muy sensibles a asentamientos en terrenos
pobres puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. La fundación debe
hacerse de dimensiones tales que el peso del volumen de tierra removida sea
similar a la carga producto del peso de la estructura. En esta forma las
condiciones de carga en la superficie del terreno de fundación no han sido
teóricamente modificadas por la construcción, de modo que será razonable
suponer que los asentamientos serán bajos o nulos.
Fundaciones
profundas
Características generales de los
pilotes
El pilotaje es una solución apropiada
para terrenos malos en los cuales no es posible usar zapatas o losas de fundación.
Los pilotes son piezas largas, cilíndricas o prismáticas, de madera, hormigón o
metal, que, hundidas en el suelo, sirven de fundaciones o de estructura para
cortinas de tablaestacas.
Su hinca en el suelo se obtiene
mediante diversos métodos: por percusión, para pilotes de cualquier tipo; por
moldeo en el suelo, para pilotes de hormigón; por atornillado, par pilotes de
hormigón o metálicos.
Un pilote puede ser “soportante” o “de
fricción”. En los primeros la resistencia se obtiene por el apoyo del extremo
inferior en terrenos de buena calidad, de modo que el pilote trabaja como una
columna.
En los pilote de fricción, la resistencia
se debe al roce entre el pilote y el
terreno circundante. En general, un pilote tiene acción combinada y resistente por
ambos efectos. (
Análisis
de los distintos tipos de pilotes según el material que están hechos y su modo de instalación
los pilotes puede ser moldeados en terreno
o prefabricados. Se fabrican los primeros haciendo un hueco cilíndrico en
terreno hasta alcanzar la capa resistente y rellenando con hormigón (con o sin
armadura). Los segundos se hincan en terreno por medio de martinetes u otro, se
usan con frecuencia como pilotes flotantes en que la resistencia al hincado
permite incluso mejorar las características del terreno original.
En
la práctica se pueden utilizar los siguientes tipos de pilotes:
Pilotes
de madera: los
pilotes de madera tienen la ventaja de ser baratos, especialmente en las
regiones ricas en este material. Además son ligeros y por consiguiente, de fácil manejo. Como
pueden absorber flexiones, admiten ligeras desviaciones durante la hinca.
En cambio presentan el grave
inconveniente de un difícil control de la corrección de su ejecución y de la
puesta en obra del hormigón. Como para los pilotes prefabricados e hincados, la
puesta en obra de los pilotes moldeados in situ debe ser objeto especial de
atención. Se trata de un procedimiento ciego de cimentación profunda, y se
corre el riesgo de sufrir errores en cuanto a la calidad del hormigón, en el
caso en que una capa de agua subterránea corte a los pilotes o que se haya
producido un estrangulamiento de la sección al no realizar correctamente la
extracción de u entubado provisional. Independientemente de un constante
control durante la ejecución, es prudente prever una auscultación de cierros
pilotes después de terminada esta.
Pilotes
metálicos: su
colocación en obra puede realizarse inmediatamente después de la recepción,
siendo su transporte muy fácil. Atraviesan fácilmente las capas resistentes y
presentan una resistencia elevada a los
esfuerzos de flexión y cizallamiento.
Su hinca puede realizarse por
elementos de pequeña longitud que se unen por roblonado o soldadura. Sus
dimensiones transversales son pequeñas. Su mayor inconveniente es su
sensibilidad a la corrosión, que exige la utilización de una protección
especial (por ejemplo
Pilotes
prefabricados de hormigón:
estos pilotes son más caros que los de madera en general a demás, son más
pesados y su manejo más delicado. Su fabricación y almacenaje exigen
superficies importantes como consecuencia del tiempo necesario para el endurecimiento
del hormigón antes de la hinca. Durante la hinca, en las capaz difíciles de
atravesar se corre el riesgo de roturas o al menos fisuraciones, que a la larga
abren camino a la corrosión de las armaduras.
Su resistencia es muy superior a la de
los pilotes de madera. Son insensibles a la sequedad y humedad así como al
ataque de organismos marinos.
Pilotes
de hormigón moldeados “in situ”:
con estos pilotes se evita la necesidad de una playa de fabricación y
almacenaje, economizándose además la parte de las armaduras que exigen el
movimiento de los pilotes prefabricados.
La longitud de los pilotes se adapta
automáticamente al terreno encontrado. Por otra parte, la rugosidad de su fuste
y la base ensanchada que puede dárseles,
aumentan su poder portante, así como la resistencia al arrancamiento.
Fundaciones
aisladas sísmicamentes
Chile es un país con alta sismicidad y
por ello debe ser un país culto sísmicamente debe estar preparado, para
reaccionar adecuadamente en emergencias de este tipo sus construcciones deben
ser especiales y sus normas de diseños más estrictas que en otras partes del
mundo.
En un edificio convencional sin
aislación la estructura vibra como consecuencia del movimiento del suelo. Si
esta vibración excede cierto nivel se produce daño en la estructura. Por lo
contrario en un edificio aislado los aisladores acomodan la deformación
impuesta por el sismo reduciendo el movimiento que se traspasa a la estructura.
Los aisladores sísmicos consisten en
un conjunto de láminas de goma natural y acero, colocadas alternadamente y
adheridas entre sí para formar un dispositivo con una gran una gran
flexibilidad horizontal y una gran rigidez vertical.
La flexibilidad horizontal permite
acomodar la deformación de corte, la flexibilidad horizontal del aislador
permite acomodar La deformación del suelo de fundación durante un sismo,
evitando así una transferencia del movimiento del suelo a la estructura; por
otra parte su rigidez vertical permite soportar el peso de la estructura sin
sufrir deformaciones importantes.
Diseño
sísmico de estructuras
Existen dos conceptos de gran
importancia en el diseño sismoresistente: la resistencia lateral y la
ductilidad.
La resistencia latera se refiere a la capacidad resistente horizontal que es
capaz de desarrollar una estructura antes de colapsar.
La ductilidad refleja la capacidad de
absorción y disipación de energía que una estructura puede ofrecer ante s de
colapsar. Las estructuras deben, de una u otra forma disipar la energía que el
movimiento del suelo entrega durante un movimiento sísmico la forma más
eficiente de llevar a cabo esta tarea durante sismos de gran severidad es
deformándose lateralmente y experimentando daño interno. Si durante este
proceso, no se alcanza a desarrollar la deformación horizontal que lleva la estructura a su colapsó, ella
sobrevivirá al evento sísmico en caso contrario colapsará. La deformación
máxima que el sismo demanda a una estructura se expresa a través de la
ductilidad que es el cuociente entre la deformación máxima y una deformación
horizontal y esto se le llama deformación de fluencia.
