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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 los suelos en relacióna 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 a
resistenciade 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 de
problemasno 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 lafundación propiamente 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 deσadm puede 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,...