ing. mecanico

DIMENSIONAMIENTO DE FUNDACIONES
Arq. Mariana Arbeitman
Ing. Carlos Salomone
1. GENERALIDADES
Toda estructura ya sea de hormigón armado, metálica, de mampostería o de madera, debe disponer de una estructura de transición que le permita transmitir las acciones hacia el terreno natural con suficiente seguridad y buenas condiciones de servicio. A este tipo de elementos estructurales los conocemosgenéricamente como fundaciones.
La necesidad de un elemento de transferencia de carga al suelo surge básicamente por la diferencia de resistencia que existe entre los materiales estructurales y el terreno natural. En efecto, el acero posee una resistencia de aproximadamente 700 veces la del terreno. El hormigón armado, de 30 veces, incluso la mampostería es 3 ó 4 veces superior en resistencia aun buen terreno de fundación. Pero no solamente existe una diferencia en la resistencia, tampoco su comportamiento es igualmente confiable. El hormigón o el acero, son materiales que se elaboran y que pueden ensayarse repetidamente para determinar su calidad con mucha aproximación, el terreno natural en cambio, viene dado, sus propiedades deben ser investigadas en un lugar dado y posteriormenteextrapoladas a otros lugares cercanos, pero sabiendo que tiene gran variabilidad. Eso lleva a que la incertidumbre respecto de nuestra determinación crezca sustancialmente. Esto necesariamente tiene su impacto en el coeficiente de seguridad que debe adoptarse. De esta forma, mientras que el acero utiliza coeficientes de seguridad que van de 1.4 a 1.6 y los del hormigón. Rondan entre 1.75 y 2.1, parael terreno natural se tomar como coeficientes de seguridad 3 ó 4, lo que lleva a que los valores de las tensiones admisibles sean aun menores.
Pues bien, al momento de determinar que tipo y qué dimensiones deberán tener las características del terreno a diferentes profundidades, lo que se denomina estratigrafía del suelo, es el factor determinante. Pero el problema tiene aún mayor complejidadporque el terreno no funciona de igual manera ante diferentes estímulos y acciones de una construcción. Es decir, también el tipo de estructura que se vaya a realizar tiene su incidencia. Una torre de 25 pisos de altura debe fundarse sobre terrenos de gran resistencia lo que muchas veces obliga a adoptar un tipo de fundación diferente que si en el mismo lugar se ejecuta una vivienda de Planta Baja yAlta.
Además, un terreno apto para fundar no solamente debe poseer una resistencia apreciable, también son importantes otras propiedades como la deformabilidad. En cuanto a este último aspecto, es importante señalar que también aquí la estructura
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juega un papel importante. En efecto, una estructura monolítica como es una estructura de hormigón armado requiere una gran uniformidad en elterreno, ya que las deformaciones diferenciales que nunca son deseables suelen generar esfuerzos y fisuras en estructuras en lugares inesperados. En cambio, una estructura de madera, de mucha mayor labilidad, tiene capacidad para “ceder” y acomodarse ante estos esfuerzos coactivos.
También hay que tener en cuenta que para la deformabilidad no sólo es importante lo que ocurre a nivel de un ciertoestrato resistente, sino que es importante lo que ocurre por debajo ya que pueden producirse asentamientos en capas inferiores que serán transmitidos a las capas superiores y finalmente a la estructura. También es preciso determinar si existen terrenos que puedan expandirse o contraerse porque eso puede afectar a los muros y a los elementos estructurales y también es preciso conocer la profundidada la que se encuentra, principalmente el primer acuífero, la denominada “napa freática” que es importante en caso de diseñar sótanos.
La resistencia del terreno, la profundidad de fundación, el tipo de fundación conveniente, la ubicación de la napa freática, se obtiene de ensayos de suelos que permiten determinar las propiedades de los suelos a partir de perforaciones y extracciones de...