La cimentación es un término que se refiere a la acción y el efecto de cimentar, es decir, de establecer una base sólida para soportar estructuras.
En el ámbito de la construcción, la cimentación es fundamental, ya que garantiza la estabilidad y durabilidad de edificaciones.
Este proceso implica el uso de materiales y técnicas específicas para asegurar que la estructura se mantenga firme frente a diversas condiciones del entorno.
Parte subterránea de una construcción que se apoya en los estratos del suelo y les transmite el peso de toda la estructura y el suyo propio.
Bases de cimentación.
La capa superior de la superficie terrestre o litosfera se compone de roca sólida, generalmente cubierta de materiales disgregados, llamados tierra o suelo, formados por la erosión de las mismas rocas en el transcurso de los siglos. Las más frecuentes de éstas son las calizas, areniscas, pizarras y granitos. Por su parte, los terrenos sueltos suelen estar constituidos por arenas, cascajo, sedimentos, arcillas o compuestos varios de dichos elementos. Merecen citarse los conglomerados, composiciones de propiedades intermedias entre las rocas y los demás materiales. En los emplazamientos de muchas grandes ciudades como Nueva York y Chicago, los lechos rocosos alcanzan raramente profundidades superiores a 30 o 38 m, pero el de Cleveland está a más de 76 m y el de Nueva Orleans, a más de un centenar. Los planos de estratificación, grietas, fallas y otros tipos de dislocación geológica dividen los lechos de roca en porciones relativamente pequeñas. Puede haber grandes cavernas o túneles formados por corrientes subterráneas, que lentamente han ido disolviendo parte de las formaciones rocosas. Este fenómeno se produce con frecuencia en los depósitos de rocas calizas. Se presentan a menudo pronunciadas diferencias en la clase y propiedades de las rocas incluso en lugares poco distantes o en el mismo lugar a profundidades distintas. Lo mismo cabe decir del suelo, muy variable en su estructura general y propiedades físicas. A veces ocurre que depósitos capaces de soportar cargas pesadas se apoyan en otros menos resistentes. Las capas subyacentes de turba, por ejemplo, susceptibles de gran deformación al soportar el peso de cualquier estructura, pueden dar origen a graves contratiempos si no se ha previsto su existencia.
Los cimientos pueden apoyarse directamente en el suelo o llegar a los lechos rocosos, según las condiciones. Factor esencial en la elección del lecho de apoyo será la magnitud de la carga que haya de soportar. La mayoría de las estructuras, tales como las dedicadas a viviendas y otros usos, si constan de pocos pisos, pueden apoyarse en suelos compuestos de arenas y arcillas; pero si se trata de rascacielos y puentes de tramos largos, habrán de descansar generalmente sobre lechos rocosos. Las presas de mampostería, que suelen alcanzar gran altura, se apoyan siempre sobre rocas, mientras que los diques con relleno de tierra suelen sustentarse en suelos aglomerados.
Algunos cimientos profundos son el Cleveland Union Terminal Building, que llegan a profundidades de 80 m contados desde el nivel de la calle; si de puentes se trata, corresponden a los del tramo oriental del de San Francisco-Oakland Bay, hasta 73 m bajo el nivel del mar; y si de presas, a la Parker sobre el río Colorado, en el tramo correspondiente al acueducto de la parte oriental del mismo, cuyos cimientos profundizan hasta 76 m por debajo del álveo del río, aunque el coronamiento de la presa se eleva sólo 25 m sobre el mismo álveo.
Aguas subterráneas.
Gran parte de la superficie terrestre contiene aguas subyacentes que ocupan las porosidades y cavidades de suelos y rocas. Estas aguas pueden estar remansadas o en movimiento, al igual que las superficies, aunque en el segundo caso la moción es muy lenta. Su superficie, que recibe el nombre de capa freática, nivel hidrostático o manto acuático, sigue por lo general y de forma aproximada el contorno de los accidentes superficiales, aunque se sitúa a profundidades muy variables, desde unos centímetros a cientos de metros. El nivel o elevación del manto acuático puede permanecer constante, descender gradualmente o fluctuar con las estaciones y los años. Se le hace descender mediante la construcción de sumideros, zanjas de derivación, conductos y otras obras subterráneas o bien cubriendo la superficie exterior con pavimentos y edificios. Al confeccionar los planos de edificios y sótanos, resulta muy importante la determinación previa de la situación del manto de agua para poder disponer la clase de cimientos más apropiados.
Exploraciones subterráneas.
No debe elegirse el emplazamiento de las estructuras importantes o, por lo menos, no deben prepararse los planos y otorgar los contratos para su construcción hasta que no se hayan efectuado las investigaciones previas que determinen la composición de los terrenos subyacentes y la altura del manto acuático. Al efectuar las prospecciones, se toman muestras de los materiales y rocas encontrados a profundidades diferentes, que se ensayan por procedimientos diversos para determinar su composición, la forma de comportarse al ser sometidos a cargas y otras propiedades importantes. Si se trata de presas, es imprescindible preestablecer la permeabilidad del suelo, la dirección de los estratos, la presencia de cavernas y conductos y la solubilidad de los terrenos, para asegurarse de la solidez de la estructura. Cuando se conocen las características de los terrenos en que hayan de apoyarse los cimientos, es posible, casi siempre, erigir cualquier clase de estructura en cualquier emplazamiento, aunque las dificultades sean grandes; sin embargo, los costos pueden ser tan elevados que obliguen a rechazar el lugar previamente elegido. No pocas edificaciones importantes sufrieron serios daños y exigieron apuntalamientos costosos a causa. de las características de los terrenos subyacentes, que se hubieran evidenciado con su exploración previa.
El método más simple de efectuar exploraciones consiste en excavar un pozo llamado de sondeo si no se encuentran aguas subterráneas. El pozo ofrece la ventaja de permitir la obtención de muestras para estudio y el examen del terreno en sus condiciones naturales. Sin embargo, la utilidad de este método es bastante relativa. Otros consisten en practicar perforaciones con ayuda de sondas, inyectores de agua o taladros giratorios, similares a los que se emplean en la construcción de pozos artesianos. Cuando se trata de formaciones rocosas, las perforaciones se realizan con taladros giratorios, llamados sondas de granalla, que emplean como elemento de corte granalla de hierro colado, encajada en el borde inferior del cilindro rotatorio; también se utilizan sondas de diamantes, que constan de cilindros rotatorios con diamantes industriales encajados en su borde inferior. Todos estos métodos prevén el empleo de dispositivos para tomar muestras. Con las sondas de diamantes se obtienen perforaciones de un diámetro que varía de 4 a 6 cm, mientras que los obtenidos con sondas de munición miden alrededor de 12 cm. Los pozos destinados a investigar las condiciones de las rocas, cuando se trata de la construcción de presas, suelen tener diámetros que oscilan de 1 a 1,5 m, ya que han de permitir el examen por un hombre, de las formaciones rocosas en su estado natural.
• Clases De Cimientos: Si se trata de la construcción de presas, por cimientos se entienden los terrenos o formaciones rocosas sobre los que han de descansar, mientras que, aplicado el término a puentes y edificios alude a una estructura encargada de transmitir las cargas a los suelos subyacentes. Los cimientos para puent... Para seguir leyendo ver: Clases De Cimientos
