Capítulo III
Fundaciones Directas o
Superficiales.
, Fundaciones Directas o Superficiales
3 FUNDACIONES DIRECTAS O SUPERFICIALES.
3.1 DEFINICIONES DE FUNDACIONES DIRECTAS O SUPERFICIALES.
Cuando a nivel de la zona inferior de la estructura de una edificación o próximo a él,
el terreno presenta características adecuadas desde el punto de vista técnico y
económico para cimentar sobre él, la cimentación se denominara DIRECTA O
SUPEFICIAL, este tipo de fundaciones supone unas condiciones del suelo en contacto
con el concreto de muy buena capacidad resistente y no compresible, tal que no se
produzcan excesivos asentamientos diferenciales impredecibles, lo cual alteraría la
interacción suelo – estructura incrementando o reduciendo los efectos internos de los
elementos estructurales.
Terzaghi (1943) clasifico las fundaciones en superficiales y profundas de acuerdo a
la profundidad de desplante Df (ver fig. 41). Las superficiales son aquellas en que la
relación profundidad de desplante/ancho menor de la fundación es menor o igual a
uno (Df/B ≤1,00), para las fundaciones profundas esta relación debe ser mayor que
uno (1,00).
Figura 41. Esquema de profundidad de fundaciones directas.
Desde el punto de vista de la ingeniería, la diferencia fundamental entre los dos
tipos de fundaciones es que en las fundaciones superficiales se desprecia el efecto
producido por la resistencia al corte del suelo situado sobre la cota de la base
fundación, ya que dicho efecto es muy pequeño comparado con los efectos verticales
de cargas puntuales y momentos, en cambio para la fundaciones profundas no se
puede despreciar dicho efecto, porque este puede ser factor primordial en el cálculo
de la capacidad de carga.
Una fundación superficial es un elemento estructural cuya sección transversal es de
dimensiones grandes con respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas
de una edificación a profundidades relativamente cortas, menores de 4 m
aproximadamente con respecto al nivel de la superficie natural de un terreno o de un
sótano.
En una cimentación superficial la reacción del suelo equilibra la fuerza transmitida
por la estructura. Esta reacción de fuerzas, que no tiene un patrón determinado de
distribución, se realiza en la interface entre el suelo y la sección transversal de la
cimentación que está en contacto con él. En este caso, el estado de esfuerzos laterales
Sebastián José Loyo Lugo 184
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no reviste mayor importancia. En consecuencia, el comportamiento estructural, de una
cimentación superficial tiene las características de una viga o de una placa.
3.2 TIPOS DE FUNDACIONES SUPERFICIALES.
Las fundaciones superficiales, cuyos sistemas constructivos generalmente no
presentan mayores dificultades pueden ser de varios tipos, según su función: zapatas
aisladas, zapatas corridas, zapatas combinadas, zapatas ligadas o unidas (vigas o
losas), vigas de fundación y losa de fundación o losa flotante.
En una estructura, una zapata aislada (sección cuadrada, rectangular, circular o
cualquier otra forma), que puede ser concéntrica o central, medianera o esquinera se
caracteriza por soportar y trasladar al suelo la carga de un apoyo individual y una
zapata múltiple o combinada (sección rectangular o trapezoidal) por soportar y
trasladar al suelo la carga de varios apoyos, cuando existe un lindero que limita el uso
de zapata aislada se recurre a la zapata ligada o unida bien sea con una viga o una
losa de concreto reforzado y una losa de fundación o placa por sostener y transferir al
suelo la carga de todos los apoyos. En cambio, una zapata corrida se utiliza
generalmente para soportar sistemas estructurales de muros portantes que trasmiten
las cargas lineales a suelo de soporte. El termino de losa flotante se utiliza en geotecnia
cuando se realiza una losa de fundación a una profundidad de desplante tal que el
peso del material excavado o extraído del suelo se iguala al peso total de la estructura,
es decir, no se incrementan nuevas cargas al terreno de fundación y por lo tanto debe
existir un equilibrio y la losa debe sustentarse en el medio continuo.
Las zapatas individuales se plantean como solución en casos sencillos, en suelos
de poca compresibilidad, suelos duros, con cargas de la estructura moderadas:
edificios hasta de 7 pisos.
Con el fin de darle rigidez lateral al sistema de cimentación, las zapatas aisladas
casi siempre deben tratar de interconectarse en ambos sentidos por medio de vigas
de riostras o amarre a nivel de la cota superior del pedestal, en caso de estructuras
mono columnas las zapatas deben ser aisladas sin vigas de riostras.
Las zapatas combinadas se plantean en casos intermedios, esto es, suelos de
mediana compresibilidad y cargas no muy altas. Con esta solución se busca una
reducción de esfuerzos, dándole cierta rigidez a la estructura, de modo que se
restrinjan algunos movimientos relativos.
Sebastián José Loyo Lugo 185
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3.3 ZAPATAS AISLADAS.
Se denominan zapatas aisladas aquellas que soportan y tramiten la carga
proveniente de una o más columnas a estratos relativamente poco profundos y
distribuyen en forma uniforme las cargas en el suelo, tratando de evitar asentamientos
excesivos del mismo. La hipótesis que sugiere que existe una distribución uniforme de
presiones debajo de una fundación, no es totalmente cierta, ya que esto depende de
la rigidez estructural de la fundación y del terreno, por eso existen dos criterios de
diseño para estas fundaciones como son el rígido y el flexible, por eso existe la
tendencia al diseño de fundaciones rígidas debido a que estas distribuyen los
esfuerzos sobre el terreno de manera más uniforme para cualquier tipo de suelo.
Usadas para soportar una o más columnas con relativa poca distancia entre ellas,
tal que no amerite doble zapata, pudiendo ser de diversas formas geométricas de
acuerdo a las necesidades, su uso está recomendado para estructuras con poca carga
y en suelos de buena capacidad de soporte. Ver figura 41.
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Superficiales.
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3.1 DEFINICIONES DE FUNDACIONES DIRECTAS O SUPERFICIALES.
Cuando a nivel de la zona inferior de la estructura de una edificación o próximo a él,
el terreno presenta características adecuadas desde el punto de vista técnico y
económico para cimentar sobre él, la cimentación se denominara DIRECTA O
SUPEFICIAL, este tipo de fundaciones supone unas condiciones del suelo en contacto
con el concreto de muy buena capacidad resistente y no compresible, tal que no se
produzcan excesivos asentamientos diferenciales impredecibles, lo cual alteraría la
interacción suelo – estructura incrementando o reduciendo los efectos internos de los
elementos estructurales.
Terzaghi (1943) clasifico las fundaciones en superficiales y profundas de acuerdo a
la profundidad de desplante Df (ver fig. 41). Las superficiales son aquellas en que la
relación profundidad de desplante/ancho menor de la fundación es menor o igual a
uno (Df/B ≤1,00), para las fundaciones profundas esta relación debe ser mayor que
uno (1,00).
Figura 41. Esquema de profundidad de fundaciones directas.
Desde el punto de vista de la ingeniería, la diferencia fundamental entre los dos
tipos de fundaciones es que en las fundaciones superficiales se desprecia el efecto
producido por la resistencia al corte del suelo situado sobre la cota de la base
fundación, ya que dicho efecto es muy pequeño comparado con los efectos verticales
de cargas puntuales y momentos, en cambio para la fundaciones profundas no se
puede despreciar dicho efecto, porque este puede ser factor primordial en el cálculo
de la capacidad de carga.
Una fundación superficial es un elemento estructural cuya sección transversal es de
dimensiones grandes con respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas
de una edificación a profundidades relativamente cortas, menores de 4 m
aproximadamente con respecto al nivel de la superficie natural de un terreno o de un
sótano.
En una cimentación superficial la reacción del suelo equilibra la fuerza transmitida
por la estructura. Esta reacción de fuerzas, que no tiene un patrón determinado de
distribución, se realiza en la interface entre el suelo y la sección transversal de la
cimentación que está en contacto con él. En este caso, el estado de esfuerzos laterales
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no reviste mayor importancia. En consecuencia, el comportamiento estructural, de una
cimentación superficial tiene las características de una viga o de una placa.
3.2 TIPOS DE FUNDACIONES SUPERFICIALES.
Las fundaciones superficiales, cuyos sistemas constructivos generalmente no
presentan mayores dificultades pueden ser de varios tipos, según su función: zapatas
aisladas, zapatas corridas, zapatas combinadas, zapatas ligadas o unidas (vigas o
losas), vigas de fundación y losa de fundación o losa flotante.
En una estructura, una zapata aislada (sección cuadrada, rectangular, circular o
cualquier otra forma), que puede ser concéntrica o central, medianera o esquinera se
caracteriza por soportar y trasladar al suelo la carga de un apoyo individual y una
zapata múltiple o combinada (sección rectangular o trapezoidal) por soportar y
trasladar al suelo la carga de varios apoyos, cuando existe un lindero que limita el uso
de zapata aislada se recurre a la zapata ligada o unida bien sea con una viga o una
losa de concreto reforzado y una losa de fundación o placa por sostener y transferir al
suelo la carga de todos los apoyos. En cambio, una zapata corrida se utiliza
generalmente para soportar sistemas estructurales de muros portantes que trasmiten
las cargas lineales a suelo de soporte. El termino de losa flotante se utiliza en geotecnia
cuando se realiza una losa de fundación a una profundidad de desplante tal que el
peso del material excavado o extraído del suelo se iguala al peso total de la estructura,
es decir, no se incrementan nuevas cargas al terreno de fundación y por lo tanto debe
existir un equilibrio y la losa debe sustentarse en el medio continuo.
Las zapatas individuales se plantean como solución en casos sencillos, en suelos
de poca compresibilidad, suelos duros, con cargas de la estructura moderadas:
edificios hasta de 7 pisos.
Con el fin de darle rigidez lateral al sistema de cimentación, las zapatas aisladas
casi siempre deben tratar de interconectarse en ambos sentidos por medio de vigas
de riostras o amarre a nivel de la cota superior del pedestal, en caso de estructuras
mono columnas las zapatas deben ser aisladas sin vigas de riostras.
Las zapatas combinadas se plantean en casos intermedios, esto es, suelos de
mediana compresibilidad y cargas no muy altas. Con esta solución se busca una
reducción de esfuerzos, dándole cierta rigidez a la estructura, de modo que se
restrinjan algunos movimientos relativos.
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3.3 ZAPATAS AISLADAS.
Se denominan zapatas aisladas aquellas que soportan y tramiten la carga
proveniente de una o más columnas a estratos relativamente poco profundos y
distribuyen en forma uniforme las cargas en el suelo, tratando de evitar asentamientos
excesivos del mismo. La hipótesis que sugiere que existe una distribución uniforme de
presiones debajo de una fundación, no es totalmente cierta, ya que esto depende de
la rigidez estructural de la fundación y del terreno, por eso existen dos criterios de
diseño para estas fundaciones como son el rígido y el flexible, por eso existe la
tendencia al diseño de fundaciones rígidas debido a que estas distribuyen los
esfuerzos sobre el terreno de manera más uniforme para cualquier tipo de suelo.
Usadas para soportar una o más columnas con relativa poca distancia entre ellas,
tal que no amerite doble zapata, pudiendo ser de diversas formas geométricas de
acuerdo a las necesidades, su uso está recomendado para estructuras con poca carga
y en suelos de buena capacidad de soporte. Ver figura 41.
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