CIMENTACIONES SUPERFICIALES



Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la estructura al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su esfuerzo admisible ni produzcan concentraciones de cargas diferenciales.





Cuando una estructura transmite sus cargas al terreno a través de la cimentación, se producen inevitablemente deformaciones (fundamentalmente asientos). El arte de cimentar consiste en obtener, a partir de las características tanto del terreno como de la estructura, las condiciones más favorables de apoyo, de manera que los asientos no resulten perjudiciales.



La ingeniería de cimentaciones puede definirse como el arte de transmitir de manera eficiente, eficaz y económica cargas estructurales al terreno, de forma que no se produzcan asentamientos excesivos.

Superficiales.  Profundas.  Mixtas. Por la forma de fabricación pueden ser.  Concreto simple.  Concreto armado.  Mampostería.  In situ.  Prefabricados, 



Son aquellas en las que, el plano de contacto entre la estructura y el terreno está situado bajo el terreno que la rodea, a una profundidad que resulta pequeña cuando se compara con el ancho de la cimentación.

CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN KARL TERZAGHI Según el autor una cimentación se puede considerar superficial si la profundidad de cimentación es menor o igual que el ancho de la misma Df ≤  B . Sin embargo, estudios posteriores argumentan que cimentaciones con Df igual a 3 ó 4 veces el ancho de la misma pueden ser definidas también, como cimentaciones superficiales. 

CAPACIDAD DE CARGA SEGÚN MEYERHOF Esta solución considera factores de corrección por forma, aplicación de la carga inclinada y profundidad de cimentación (s i,, d). La influencia de esfuerzos cortantes por encima del nivel de cimentación es considerada. La formula es la siguiente : 



La capacidad de carga última de cimentaciones superficiales puede mejorarse incluyendo refuerzo de tensión tal como tiras metálicas, geotextiles y geomallas en el suelo que soporta la cimentación.



Las cimentaciones superficiales reforzadas con geosintéticos presentan una variación del modo de falla respecto a las cimentaciones no reforzadas, a continuación se enumeran los modos de falla que pueden presentar en este tipo de estructuras:

 Falla por capacidad portante por encima de la primera capa de refuerzo  Falla por Pullout o longitud de empotramiento insuficiente  Falla por tensión del material de refuerzo  Falla por fl uencia del material de refuerzo a largo plazo o creep 



 Localización de la superficie de falla Para el modo de falla a tensión del material de refuerzo, la Figura 13.6 muestra el comportamiento de los materiales frente al desarrollo de la superficie de falla cuando d/B es menor que 2/3, condición en la que es de mayor beneficio la inclusión de refuerzo.

Disipación de esfuerzos por medio del refuerzo con geo sintético   Cálculo de la longitud de refuerzo 

PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO DE CIMENTACIONES REFORZADAS 1. Con base en las propiedades geomecánicas del suelo de fundación determine la  capacidad portante admisible, qadm. 2. Según las propiedades ingenieriles del suelo de mejoramiento. establezca el peso  unitario total, y ángulo de fricción del material.  3. Según el ancho de cimentación, B, preestablecido, suponga la profundidad de la  primera capa de refuerzo, d, y el número de capas, N. La ubicación más efectiva del refuerzo con  geosintéticos se produce cuando la profundidad de la capa superior cumple que d < 2/3 B. Para la ubicación de la capa  más baja del refuerzo se tiene en cuenta el bulbo de presiones del cimiento donde se recomienda que esta  debe estar a una distancia de menor o igual a 2B.  4. Calcule la magnitud de qR para la cimentación reforzada con el geosintético:   qR = QL / B  Donde: QL = Carga lineal sobre el cimiento  B = Ancho del cimiento  





 

 



 







5. Calcule la fuerza requerida por cada capa del refuerzo utilizando la ecuación (13.9). Se recomienda realizar una tabla especifi cando la profundidad de cada capa, y los cálculos necesarios para calcular la magnitud del refuerzo (Ver sección 13.5). 6. Determine los factores de reducción del material de refuerzo según las condiciones del proyecto y las Tablas 3.1 y 3.2 del presente manual. 7. Compare la fuerza desarrollada por el refuerzo del cimiento, T(N), con la resistencia admisible de los geosintético disponibles para la aplicación de refuerzo y seleccione el más apropiado con base en que el factor de seguridad sea mayor a la unidad. 8. Calcule la resistencia por fricción del refuerzo con geosintético por longitud unitaria de cimentación, FB, utilizando la ecuación (13.13) y verifi cando que la longitud de empotramiento sea sufi ciente para cada una de las capas de refuerzo. Tenga en cuenta que la distancia mínima de empotramiento no puede ser menor a 0.5 m. 9. Realice el esquema del diseño fi nal de la cimentación teniendo en cuenta el número de capas, la profundidad,