Fundaciones

FUNDACIONES

CONCEPTO DE FUNDACION

La cimentación es la parte estructural del edificio, encargada de transmitir las cargas al terreno, el cual es el único elemento que no podemos elegir, por lo que la cimentación la realizaremos en función del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso será otro motivo que nos influye en la decisión de la elección de la cimentación adecuada.

La finalidad de la cimentación es sustentar estructuras garantizando la estabilidad y evitando daños a los materiales estructurales y no estructurales. Los problemas que se presentan en la cimentación de un edificio o una estructura pueden dividirse en:

Estudio del material que forma el terreno en que se construirá el edificio.

Estudio realizado en el laboratorio de mecánica de suelos.

Un cimiento es aquella parte de la estructura que recibe la carga de la construcción y la transmite al terreno por medio del ensanchamiento de su base. La base sobre la que descansa todo el edificio o construcción es lo que se le llama cimientos. Rara vez estos son naturales. Lo más común es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por calculo, de acuerdo con las características del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener.

FUNDACIONES SUPERFICIALES

Fundaciones superficiales en Suelos Arcillosos:

Comportamiento

En mecánica de suelos se define como arcilla a las partículas de cualquier sustancia inorgánica menores a 0,02 mm., tamaño para el cual empiezan a tener influencia las acciones fisicoquímicas. Los terrenos arcillosos son en principio, los más peligrosos para cimentar. En ellos se pueden producir grandes asientos en un largo o aun larguisimo plazo de tiempo, y es en los que el conocimento de su comportamiento bajo cargas ha progresado más en los últimos años. Experimentalmente se determinó que el tiempo de asentamiento de los estratos arcillosos es proporcional al cuadrado de su espesor es decir, que si por ejemplo la fundación de un edificio descansa sobre un estrato de 2 metros de espesor y el asiento se produce en cuatro años, esta duración seria de 16 años si el espesor fuera de cuatro metros y de 100 años si el espesor fuera de diez metros. Si el espesor del estrato arcilloso es de muchos metros, hecho que se ha comprobado en algunos edificios famosos como el Duomo de Koenigsberg que 500 años despues de haber sufrido un cedimiento de 180 cm no ha llegado aún a su posición de equilibrio. Otro edificio conocide que ha sufrido el mismo fenómeno es la célebre Torre de Pisa, que recientemente ha sido consoliadada y reforzada en su cimentación. En este tipo de terrenos las pruebas de carga son inútiles para conocer su comportamiento.

Lo que más influye en la duración del asentamiento es el contenido de agua del estrato y su permeabilidad, así como la del terreno adyacente, pues si una arcilla con un elevado contenido de agua es sometida a una carga, su asentamiento instantáneo es casi nulo, ya que el agua ( que es incomprensible ) es quien soporta la carga. La presión hace que el agua trate de fluir desocupando los huecos que ocupa la arcilla, pero este fluir es lento y dificultado cuanto más impermeable es el estrato, por lo que se comprende que en terrenos de arcilla muy pura y gran espesor el equilibrio demore muchos años en ser alcanzado.

De lo dicho deducimos que puede cimentarse en terrenos arcillosos, pero cuidando que las cargas estén uniformemente repartidas en la planta del edificio, dando a las bases las dimensiones necesarias para que la carga por unidad de superficie sea la misma

Fundaciones superficiales en Suelos arenosos:

Comportamiento

Se incluyen en esta categoría no solo los terrenos formados por partículas de tamaño superior a las partículas de arcilla, sino los que contengan cantidad o porcentajes de arcilla inferior al volumen de huecos que dejan las partículas de mayor tamaño, pues su comportamiento será como un suelo arenoso.

La aplicación de las cargas en estos terrenos produce rápidamente un asiento, que termina cuando se llega a la posición de equilibrio. Según las cargas a que están sometidos, son los asientos que se producen. Estos son inversamente proporcionales al tamaño del árido, aumentando con el árido de menor tamaño. No pueden darse datos ni resultados prácticos debido a la gran variabilidad de clases de terrenos que pueden presentarse, pero todos ellos son buenos para cimentar. En este tipo de terreno puede realizarse una prueba de carga, sobre la mayor superficie posible para conocer el asiento.

De lo anterior vemos que el comportamiento del suelo es complejo y no se puede manejar con una simple planilla como ocurre con los otros materiales. Toda estructura se divide en dos partes fundamentales, la que está sobre el suelo y la que está debajo del suelo, diferentes y que deben diseñarse razonamientos diferentes.

Capacidad de carga

La capacidad de carga va a depender de:

Poseer resistencia como elemento estructural

Transmitir al terreno las cargas con asientos tolerables para la estructura.

No afectarse por la agresividad del terreno

Estar protegida ante variaciones del entorno

No causar daño a estructuras vecinas

Determinar la presión de hundimiento del terreno

Obtención de Q tr o Qadm con FS adecuado

Reajustar dimensiones de la cimentación

Cálculo de asientos esperables

Modificar las dimensiones si los asientos no son admisibles

Teorías de la capacidad de carga de fundaciones superficiales

Terzaghi En Condiciones Drenadas

El suelo tiene comportamiento rígido - plástico ideal, por lo que no se consideran cambios volumétricos

El suelo bajo la fundación se considera como un medio semi - infinito, homogéneo e isótropo

La resistencia al corte del suelo se rige por el criterio de Mohr - Coulomb

t = c + s tg f

El estado de deformaciones es plano

La falla de corte es general, en condiciones drenadas

Hipótesis relativas a la fundación:

La fundación es superficial

La fundación es rígida en comparación al suelo de fundación, y su base tiene la rugosidad suficiente para no permitir deslizamientos

Hipótesis Relativas al suelo sobre el sello de fundación:

El suelo sobre el sello de fundación no aporta resistencia al corte

Desde el punto de vista mecánico actúa como una sobrecarga uniformemente repartida al nivel del sello de fundación

SKEMPTON ( 1951

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