Cimentaciones

SUELOS Y CIMENTACIONES

INTRODUCCION

La cimentación puede definirse en general como el conjunto de elementos de cualquier edificación cuya misión es transmitir al terreno que la soporta las acciones procedentes de la estructura. Su diseño dependerá por tanto no solo de las características del edificio sino también de la naturaleza del terreno.

La importancia del conocimiento de los caracteres propios del suelo se pone de manifiesto desde el momento de la propia ejecución de la obra por su influencia sobre la seguridad de los trabajadores en la realización de excavaciones y movimientos de tierras así como en la de los elementos auxiliares de la construcción: cimbras, encofrados, pozos y zanjas de cimentación líneas enterradas, etc.

Una cimentación inadecuada para el tipo de terreno, mal diseñada o calculada se traduce en la posibilidad de que tanto el propio edificio como las fincas colindantes sufran asientos diferenciales con el consiguiente deterioro de los mismos pudiendo llegar incluso al colapso.

Grietas producidas en fachadas de edificios por asientos diferenciales

Pág. 1

2.

2.1.

SUELOS ESTUDIO GEOTECNICO

El estudio geotécnico tiene por finalidad conocer las características del terreno que soportará la obra tanto en su fase de ejecución definiendo:

• la naturaleza de los materiales a excavar

• modo de excavación y utilización de los mismos

• los taludes a adoptar en los desmontes de la explanación

• la capacidad portante del terreno para soportar los rellenos y la estructura

• la forma de realizarlos y sus taludes, tanto en fase de obra como en fase de puesta en servicio previendo los asientos que puedan producirse y el tiempo necesario para que se produzcan

• los coeficientes de seguridad que deben adoptarse

• las medidas a tomar para incrementarlos caso de no ser aceptables

• las operaciones necesarias para disminuir los asientos y/o acelerarlos

Como información previa a la realización del estudio geotécnico, y parte integrante del mismo, se debe conocer todos aquellos datos que puedan condicionar sus características, solicitaciones e influencias. En particular, y sin ánimo exhaustivo, cabe mencionar el perfil del terreno, la existencia de vertidos, canalizaciones y servicios enterrados, la existencia de posibles fallas, terrenos expansivos, terrenos agresivos, existencia y ubicación de rellenos, pozos, galerías, depósitos enterrados, la naturaleza y configuración de las cimentaciones de los edificios colindantes, etc. Es de especial interés disponer de los datos que se hayan recogido en el estudio geotécnico realizado con motivo de las obras de urbanización de la zona.

Deben preverse tomas de muestras adicionales a medida que la obra avanza con objeto de detectar alteraciones en las condiciones del suelo, aparición de estratos diferentes a los previstos, alteraciones en el nivel de la capa freática, etc.

A efectos del reconocimiento del terreno, la unidad a considerar es el edificio o el conjunto de edificios de una misma promoción. El número de puntos de reconocimiento, con un número mínimo de tres, debe determinarse ajustándose a las disposiciones del código técnico de la edificación que establece las distancias máximas entre ellos y su profundidad en función del tipo de edificio y de la naturaleza general del terreno. El Código Técnico de la Edificación (CTE) distingue los siguientes tipos de construcciones y de terrenos: Pág. 2

a) Construcciones

C-0: Construcciones de menos de 4 plantas y superficie construida inferior a 300 m2

C-1: Otras construcciones de menos de 4 plantas

C-2: Construcciones entre 4 y 10 plantas

C-3: Construcciones entre 11 a 20 plantas

C-4: Conjuntos monumentales o singulares, o de más de 20 plantas.

b) Terrenos

T-1 Terrenos favorables: aquellos con poca variabilidad, y en los que la práctica habitual en la zona es de cimentación directa mediante elementos aislados.

T-2 Terrenos intermedios: los que presentan variabilidad, o que en la zona no siempre se recurre a la misma solución de cimentación, o en los que se puede suponer que tienen rellenos antrópicos de cierta relevancia, aunque probablemente no superen los 3,0 m.

T-3 Terrenos desfavorables: los que no pueden clasificarse en ninguno de los tipos anteriores.

En particular se considerarán en el grupo T-3 los siguientes terrenos: suelos expansivos, colapsables, blandos o sueltos, terrenos kársticos en yesos o calizas, terrenos variables en cuanto a composición y estado, rellenos antrópicos con espesores superiores a 3 m, terrenos en zonas susceptibles de sufrir deslizamientos, rocas volcánicas en coladas delgadas o con cavidades, terrenos con desnivel superior a 15º, suelos residuales y marismas.

Las distancias máximas y profundidades orientativas de los puntos de análisis se muestran en la tabla siguiente.

Grupo de terreno

T1

T2

Tipo de construcción

dmáx (m)

P (m)

dmáx (m)

P (m)

C-0, C-1

35

6

30

18

C-2

30

12

25

25

C-3

25

14

20

30

C-4

20

16

17

35

Los datos de número mínimo de sondeos mecánicos que deben realizarse y el porcentaje posible de sustitución por pruebas continuas de penetración se muestran en la tabla siguiente en función del tipo de obra y de la naturaleza general del terreno. Pág. 3

Número mínimo

% de sustitución

T-1

T-2

T-1

T-2

C-0

-

1

-

66

C-1

1

2

C-2

2

3

70

50

C-3

50

40

C-4

3

3

40

30

En el caso de que las obras tengan elementos singulares de gran importancia, como por ejemplo en los puentes, debe comprobarse que el estudio geotécnico contempla específica y exhaustivamente los puntos en los que van a situarse elementos sensibles de la propia estructura (apoyos, cimientos, contrafuertes, etc.) o de elementos auxiliares (p.e. cimbrados) con objeto de evitar en lo posible el riesgo de que se produzcan corrimientos de tierras o asientos diferenciales durante la ejecución o durante su vida útil. Cuando en las proximidades de la zona que ocupará el edificio se encuentren desniveles apreciables (trincheras de carretera, hondonadas, etc.) resulta imprescindible que el estudio geotécnico incluya el análisis de la estabilidad de los taludes con objeto de evitar corrimientos de tierras debidos a la presión de la cimentación sobre el terreno.

Por último, hay que señalar que el estudio geotécnico específico para un proyecto de edificación debe contener la información y las recomendaciones precisas para el correcto diseño de los sistemas de cimentación: perfil de tensiones admisibles, presencia de estratos inestables, análisis de la influencia sobre los cimientos de los edificios colindantes, acciones recomendables de mejora de suelos, etc.

CLASES DE SUELO

Desde un punto de vista constructivo, los suelos se clasifican atendiendo a su integridad y capacidad portante en rocas, suelos granulares y suelos finos.

a) Rocas

Se definen como rocas los suelos coherentes que son susceptibles de soportar con escasa deformación el peso de las edificaciones. Atendiendo al tipo de roca, y de modo orientativo, las tensiones admisibles sobre el terreno en la cota de apoyo de la cimentación se muestran en la tabla siguiente.

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Tipos y condiciones admisibles

Mpa (Kp/cm2)

Rocas ígneas y metamórficas sanas (Granito, diorita, basalto, gneis)

10 (100)

Rocas metamórficas foliadas sanas (Esquistos, pizarras)

3 (30)

Rocas sedimentarias sanas.

Pizarras cementadas, limolitas, areniscas, calizas sin karstificar, conglomerados cementados

1 a 4 (10 a 40)

Rocas arcillosas sanas

0,5 a 1 (5 a 10)

Rocas diaclasadas de cualquier tipo con espaciamiento de discontinuidades superior a 0,30m, excepto rocas arcillosas

1 (10)

Los valores apuntados son válidos suponiendo que la cimentación se sitúa sobre roca no meteorizada con estratificación o foliación subhorizontal. Los macizos rocosos con discontinuidades inclinadas, especialmente en las cercanías de taludes, deben ser objeto de análisis especial. Salvo que se indique, no se admiten discontinuidades con separaciones inferiores a un metro.

Se considera roca diaclasada cuando la roca está decolorada en la pared, la meteorización empieza a penetrar hacia el interior de la roca desde las discontinuidades y el material es notablemente más débil en la pared que en la roca sana aunque este material débil representa menos del 50% del total.

Las rocas calizas, areniscas y rocas pizarrosas con separaciones pequeñas entre los planos de estratificación así como las demás que estén muy diaclasadas o meteorizadas requieren un estudio específico. Se considera que existe una meteorización alta cuando más de la mitad del material se encuentra descompuesto a suelo.

Suelos granulares

Este tipo de suelos está constituido por materiales de origen sedimentario en los que el porcentaje de material fino (limos y arcillas) es inferior al 35% en peso.

Los valores de tensión admisible que se consideran para este tipo de suelo se suponen para anchos de cimentación mayores o iguales a 1 m y nivel

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