Las cimentaciones de las estructuras son las responsables de garantizar que no se presenten deformaciones excesivas en la estructura y puedan lograrse proyectos estables. Los estudios geotécnicos deben establecer la manera como se trasladan las cargas al suelo de fundación dependiendo tanto de su magnitud y dimensiones como de las características del suelo que las debe soportar. Existen diversos materiales que pueden utilizarse para la repartición de los esfuerzos a los que es sometida la cimentación, pero el concreto tanto simple como reforzado es el material más utilizado para la construcción de cimentaciones.
Fuente: Flickr- Washington State Dept of Transportation
Las cimentaciones se construyen generalmente usando concreto reforzado, gracias a la versatilidad que ofrece el material. Normalmente se utilizan zapatas individuales o combinadas para trasladar cargas a suelo de mayor consistencia, placas de cimentación macizas o aligeradas para repartir la carga en un área mayor y pilotes, bien sea pre-excavados, hincados o caisson (de mayor diámetro), para trasladar la carga a suelos más profundos por la baja consistencia para soporte de las cargas que pueden presentar algunos suelos. La diversidad geológica, no siempre ofrece buen terreno de cimentación, motivo por el cual en ocasiones se pueden presentar grandes problemas geotécnicos que es necesario solucionar para apoyar de manera segura las estructuras.
Fuente: Flickr- Washington State Dept of Transportation
A continuación se enumeran algunas de las mayores dificultades que existen hoy en día y sus soluciones.
En cimentación de grandes edificios en suelo blando
Resultado de un suelo blando es la baja capacidad de soporte, por lo cual generalmente se ha recurrido a la construcción de pilotes para el traslado de cargas a mayor profundidad y la repartición de esfuerzos debidos a estructuras con más de siete u ocho pisos.
Fuente: Flickr- Washington State Dept of Transportation
Para excavaciones y cimentaciones de grandes edificios
Algunos suelos presentan en su mayor parte consistencia baja, con resistencia a la compresión inconfinada, a grandes profundidades. En estos suelos la construcción de más de dos sótanos requiere la utilización de muros pantalla periféricos a la excavación que deben ser construidos con antelación. Los muros pantalla, pre-excavados y fundidos in situ o prefabricados e hincados con martinete, conforman la pared de la excavación. Generalmente también desde la superficie se construyen los pilotes en concreto reforzado responsables del soporte de la totalidad de las cargas, o al menos de un buen porcentaje de ellas.
Las excavaciones proceden mediante la construcción de placas cinturón y placas puntal que se van ejecutando de arriba hacia abajo a medida que se extrae la tierra y que además deben ser capaces de soportar empujes significativos de tierra, para ser trasladados al otro extremo de la excavación. En excavaciones de más de tres sótanos es necesaria generalmente la construcción de caissons de aproximación para alcanzar la cabeza de los pilotes, construir allí dados o columnas y continuar con la construcción de la superestructura a medida que se saca la tierra por debajo de las placas aéreas de los primeros sótanos hasta el nivel final requerido.
Fuente: Flickr-BC ministry of transportation and infraestructure
Problemas de estabilidad en laderas
En algunos casos se trata de taludes muy empinados y de gran altura que se desestabilizan con la presencia de aguas en épocas de lluvias fuertes, y en otros se trata de laderas relativamente suaves que también sufren movimiento lento cuando los suelos reciben cuantiosos volúmenes de agua, los cuales tienden a lubricar y a disminuir la resistencia en la superficie de contacto entre las diferentes capas. Los problemas de este tipo se solucionan principalmente mediante la construcción de sistemas de drenaje tanto con cunetas superficiales como con trincheras y filtros drenantes y con drenes horizontales. En muchos casos también puede requerirse la construcción de muros de concreto, bien sea de gravedad, en voladizo, o muros de revestimiento del talud soportados con anclajes pasivos o activos.
Fuente: Cortesía dsi-peru
Conclusión
El tipo de geología encontrada por lo general, exige a la ingeniería estar a la vanguardia de cada uno de sus exigentes proyectos, garantizando que las cimentaciones puedan ser eficientes con cada uno de ellos. Podemos ver cómo se involucran las nuevas tecnologías que día a día se hacen más eficientes con esas exigencias.
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