Fundaciones y Tipos

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CAPÍTULO 2.

LA INFRAESTRUCTURA O SISTEMA DE FUNDACIONES. La función básica de un sistema de fundaciones consiste en transmitir las cargas de la superestructura al suelo que le sirve de apoyo. Estas cargas o reacciones llegan a las fundaciones a través de las columnas o las pantallas según sea el tipo de estructura. El problema principal a resolver lo plantea la baja resistencia de lossuelos en relación a los materiales que constituyen las estructuras. La capacidad resistente de los suelos usuales a nivel de los estratos superficiales oscila entre 1 k/cm2 y 5 k/cm2, valor muy inferior a una capacidad resistente del orden de 100 k/cm2 para cualquier columna o pan- talla de concreto armado, o de 1000 k/cm2 para columnas de acero. Normalmente esta disparidad, en lo que se refiere aresistencia de los materiales implica- dos en la interacción suelo-estructura, se resuelve proporcionando áreas muy extendidas a las zapatas que sirven de apoyo a las columnas o pantallas; véase la Figura 2.1. Cierto tipos de suelos no logran ofrecer suficiente capacidad resistente en sus estratos superiores, o sucede que las cargas provenientes de la estructura son muy elevadas; este tipo deproblemas no se puede resolver con zapatas apoyadas directamente sino que se plantea la alternativa de distribuir la carga mediante pilotes llevados a estratos profundos más firmes, o lograr un área de contacto suficientemente grande para disipar la carga por fricci6n. En La Figura 2.2 pueden diferenciarse claramente la transmisión de cargas por resistencia en la punta y por fricción en el fuste. Deacuerdo a los conceptos básicos anteriores las fundaciones pueden clasificarse genéricamente en dos grandes grupos:

a) FUNDACIONES DIRECTAS. Son las que transmiten la carga directamente al estrato de apoyo mediante el contacto directo, dando origen a. losas o zapatas muy extendidas bajo las columnas o pantallas.

b) FUNDACIONES INDIRECTAS. Son las que utilizan elementos adicionales a la fundaciónpropiamente dicha, generalmente pilotes, para llevar las cargas a estratos firmes o con suficiente longitud como para disipar la carga por fricción.

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A continuación analizaremos brevemente los principales aspectos concernientes a los tipos de fundación agrupados bajo la clasificación mencionada.

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2.1 LAS FUNDACIONES DIRECTAS. El parámetro fundamental que controla el tipo y lasdimensiones de estas fundaciones es la presión admisible, o capacidad de soporte o capacidad resistente del suelo, que denominaremos σadm. Esta magnitud se calcula en base a los estudios de suelos realizados en el campo y en el laboratorio, tomando en consideración los factores de seguridad adecuados que eviten una falla del suelo o asentamientos perjudiciales a la estructura o a los elementos noestructurales; véase la Figura 2.3. En general los factores de seguridad seleccionados son muy elevados, en el rango de 2 a 10, ya que el conocimiento de las características de un suelo y de su comportamiento nunca llega a ser suficientemente preciso por la cantidad de variables involucrados en el problema y por el grado de confiabilidad de las tomas de muestras, los ensayos, etc. Los valores de σadmpuede ser tan bajos como 0.50 kgf/cm2 (5000 kgf/m2) y tan altos

como 10 kgf/cm2 (100000 kgf/m2); aun más, si el suelo es una roca en buen estado no tendría nada de extraño valores en el orden de los 50 k/cm2 (500000 kgf/m2). Sin embargo, es muy importante resaltar en relación a la estructuraci6n de una fundación directa, que esta no es mas que una viga o placa sometida a cargas mas o menosuniformes provenientes de la reacción del suelo, como se indica en la Figura 2.4.

Cuando se analizaron las losas típicas de los entrepisos se llegó a la generalización de un orden de cargas uniformes promedio entre 800 kgf/m2 y 1200 kgf/m2, véase la Tabla 1.5 de la Parte 1. En el caso de losas o zapatas típicas para fundaciones estamos discutiendo en relación a cargas muy superiores, con un rango...