Normativa que rige el diseño de fundaciones y pilotes

1. Normativa que rige el diseño
de las
fundaciones y pilotes

2. El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las
cargas al terreno. Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo
raros casos, muy inferiores a las de la estructura, la cimentación posee
un área en planta muy superior a la suma de las áreas de todos los
soportes y muros de carga.
Consideraciones Generales
 Desventajas: Cabe mencionar que entre más grande sea la losa más
costosos resultan los procedimientos constructivos, en estos casos
pudiera ser preferente una cimentación a base de pilas o pilotes. El costo
de construcción no es la única desventaja de este tipo de cimientos, al
estar en contacto con el suelo una gran área de la losa, es necesario
protegerla contra la acción de la humedad, la acción de los álcalis y la
lixiviación entre otros fenómenos indeseables para el buen
funcionamiento de la cimentación.
FUNDACIONES

3. Drenaje, impermeabilización y protección contra la humedad Es casi
inevitable que ocurran filtraciones de agua en los sótanos de los edificios,
ya que es precisamente esta parte de la construcción la que está en
contacto directo con el suelo, más aún si consideramos los posibles
defectos de la construcción. También es importante el considerar las
condiciones de aguas freáticas del suelo al proyectar la profundidad de la
excavación necesaria para desplantar la losa o cajón de cimentación.
Clasificación de las fundaciones
Fundaciones Superficiales:
• Zapatas aisladas.
• Zapatas atirantadas.
• Zapatas y vigas de fundación.
• Zapatas corridas.
• Losas de espesor constante.
• Losas con capiteles.
• Losas nervadas.
• Losas flotantes.
Fundaciones profundas:
• Pilotes prefabricados.
• Pilotes in situ.
• Pilas y cilindros.
• Pantallas.
• Pantallas isostáticas.
• Pantallas Hiperestáticas.

4. VERIFICACIÓN DE LA SEGURIDAD DE LAS CIMENTACIONES
En el diseño de toda cimentación, se considerarán los siguientes estados
límite, además de los correspondientes a los miembros de la estructura:
a) De falla:
1) Flotación.
2) Flujo plástico local o general del suelo bajo la cimentación.
3) Falla estructural de pilotes, pilas u otros elementos de la cimentación.
La revisión de la seguridad de una cimentación ante estados límite de falla
consistirá en comparar para cada elemento de la cimentación, y para ésta
en su conjunto, la capacidad de carga del suelo con las acciones de
diseño, afectando la capacidad de carga neta con un factor de resistencia
y las acciones de diseño con sus respectivos factores de carga.

5. Cuando en el subsuelo del sitio o en su vecindad existan rellenos sueltos,
galerías, grietas u otras oquedades, éstos deberán tratarse
apropiadamente o bien considerarse en el análisis de estabilidad de la
cimentación.
b) De servicio:
1) Movimiento vertical medio, asentamiento o emersión de la cimentación,
con respecto al nivel del terreno circundante.
2) Inclinación media de la construcción.
3) Deformación diferencial de la propia estructura y sus vecinas.
En cada uno de los movimientos, se considerarán el componente inmediato
bajo carga estática, el accidental, principalmente por sismo, y el diferido,
por consolidación, y la combinación de los tres. El valor esperado de cada
uno de tales movimientos deberá garantizar que no se causarán daños
intolerables a la propia cimentación, a la superestructura y sus
instalaciones, a los elementos no estructurales y acabados, a las
construcciones vecinas ni a los servicios públicos.

6. Acciones de diseño
Primer Tipo de combinación
Acciones permanentes más acciones variables, incluyendo la carga viva.
Con este tipo de combinación se revisarán tanto los estados límite de
servicio como los de falla. Las acciones variables se considerarán con su
intensidad media para fines de cálculos de asentamientos u otros
movimientos a largo plazo.
Segundo Tipo de combinación
Acciones permanentes más acciones variables con intensidad instantánea
y acciones accidentales (viento o sismo). Con este tipo de combinación se
revisarán los estados límite de falla y los estados límite de servicio
asociados a deformaciones transitorias y permanentes del suelo bajo carga
accidental.

7. El requisito básico para un diseño geotécnico exitoso de una cimentación
es, y siempre será, una buena investigación del subsuela llevada a cabo
con un conocimiento suficiente de los requerimientos de la estructura por
soportar.
Criterios de seguridad
Las fundaciones no son un manual de diseño, sino que son el instrumento
normativo mediante el que la autoridad establece normas mínimas que
deben cumplir con el diseño y la construcción de fundaciones.
Pilotes
Los pilotes son miembros estructurales con un área de sección transversal
pequeña en comparación con su longitud. Se hincan en el suelo a base de
golpes generados por maquinaria especializada, en grupos o en filas,
conteniendo cada uno el suficiente número de pilotes para soportar la
carga de una sola columna o muro.

8. Función de los pilotes
Cuando el suelo situado al nivel en que se desplantaría normalmente
una zapata o una losa de cimentación, es demasiado débil o compresible
para proporcionar un soporte adecuado, las cargas se transmiten al
material más adecuado a profundidad por medio de pilotes o pilas. La
diferencia entre estos elementos es algo arbitraria. Evidentemente los
pilotes se utilizan cuando las condiciones del suelo no son adecuadas
para el empleo de zapatas o losas de cimentación o cuando la
construcción de estas en los lugares dispuestos para su emplazamiento
son inadecuadas, antieconómicas o bien no viables.
Funcionamiento general de un pilote bajo carga
Un pilote puede hincarse dentro de un estrato profundo de suelo
granular u cohesivo, cuando se carga un pilote con una carga vertical P
aplicada sobre el cabezal del mismo, éste tiende a penetrar más dentro
del suelo, lo que genera un cierto comportamiento bajo carga.

9. Fundaciones con pilotes
Las fundaciones con pilotes deben transferir las cargas generadas por la
superestructura, incluidas las sísmicas hasta el suelo. En fundaciones muy
profundas o en aquellas dona la punta del pilote alcance la rocas madre,
puede ocurrir con la capacidad estructural del pilote controle la resistencia.
En el sentido tanto del suelo como el pilote deben ser capaces de
mantener un comportamiento estable frente a las acciones cíclicas y
eventualmente reversibles, como las que impone la carga sísmica.
Criterios de diseño para fundaciones con pilotes
Bajo cargas sísmicas puede resultar conveniente que se generen zonas de
disipación de energía o rotulas plásticas en el pilote. La ubicación de las
mismas debe establecerse mediante un modelo establecido en el capitulo
18 de la norma COVENIN-MINDUR 1753.