Tipos de fundaciones y cuándo usarlas (2023)

Fundaciones superficiales

A la vez, dentro de esta clasificación se pueden considerar diferentes tipos de fundaciones según su necesidad.

Zapatas aisladas

Es el tipo más común de fundación superficial. Se utiliza en la mayoría de las construcciones aporticadas donde las cargas provienen exclusivamente de columnas y necesitan transmitirse hacia el suelo.

Las formas cuadradas suelen ser las más comunes por su facilidad constructiva. Sin embargo en algunos casos se adoptan bases circulares cuando el elemento estructural a soportar tiene sección circular. Este es el caso de tanques de agua con pilares circulares, faros, turbinas eólicas u otros similares.

Si quieres saber la manera de calcular las dimensiones de base y acero de una zapata aislada puedes ir a los siguientes enlaces:
– Dimensiones de base de una zapata
– Refuerzo de acero de una zapata aislada

Zapatas corridas

Se utilizan exclusivamente para soportar muros de contención o muros portantes.

Es muy común que de inicio se confunda a este tipo de zapatas con las vigas de fundación, que se verán más adelante. La diferencia entre ambas radica en que las zapatas corridas sostienen siempre cargas distribuidas uniformemente en profundidad. En cambio las vigas de fundación soportan particularmente cargas puntuales.

Zapata combinada

Como su nombre lo indica, consiste en la combinación de dos (o más) zapatas formando una sola. Esta situación es común en casos donde existe un solapamiento entre áreas de zapata o las zapatas están muy cerca una de otra. Entonces, una zapata combinada conformada por dos zapatas unidas trabaja redistribuyendo el esfuerzo en general de mejor manera que dos zapatas aisladas.

Si se tiene entonces un solapamiento entre las superficies A1 y A2 producto de las cargas P1 y P2 respectivamente, se deben sumar y combinar ambas superficies formando una superficie At = A1+A2 cuyo centroide sea igual al centroide de las dos cargas P1 y P2 o al centroide de las áreas A1 y A2.

La zapata resultante será la siguiente:

Vigas de cimentación

Las vigas de cimentación son un caso muy similar al de zapatas combinadas. Sin embargo este tipo de fundación tiene dos diferencias concretas:

1) La primera diferencia radica en que las vigas de fundación trabajan en general con toda una fila de cargas puntuales en línea. En cambio una zapata combinada suele combinar en general solo dos cargas.

2) La segunda diferencia radica en el tipo de análisis llevado a cabo en este tipo de fundación. Cuando se decide solucionar la distribución de esfuerzos hacia el suelo mediante una viga de fundación, por lo general hoy en día el análisis se realiza a partir de la interacción suelo – estructura. Por tanto se concibe a la viga como un elemento deformable apoyado sobre un lecho elástico.

Si bien también puede concebirse a una viga de fundación como un elemento rígido con una distribución de esfuerzos constante en su base, esta solución arroja vigas muy robustas y costosas. Es por eso que este análisis suele no ser el más conveniente.

No debe confundirse este tipo de fundación con el de una zapata corrida. Las zapatas corridas sostienen cargas distribuidas y uniformes desde la superestructura. En cambio una viga de cimentación suele sostener cargas puntuales producto de columnas hacia el suelo, en una suerte de esfuerzos no uniformes en el contacto entre hormigón y suelo.

Es comun que las vigas de fundación tengan un elemento rigidizador en forma de viga T invertida para que las deformaciones de la viga se reduzcan y los esfuerzos en el suelo sean más uniformes, como en la siguiente imagen. A pesar de contar con este rigidizador, la viga de fundación no se convierte en una zapata corrida, pues el principio de análisis sigue siendo el de una viga que soporta cargas puntuales.

También pueden armarse vigas en dos direcciones perpendiculares formando una especie de losa de fundación con huecos o vanos sin concreto reforzado en los centros de las cuadriculas formadas por las vigas.

Losa de fundación

En muchos lugares también se la llama Losa Radier, platea de fundación o losa de cimentación. Consiste en una losa sobre la cual se apoya toda la estructura, distribuyendo de manera más o menos uniforme, los esfuerzos hacia el suelo.

El principio de cálculo de las losas de cimentación o de fundación es exactamente igual al principio de cálculo de las vigas de fundación, pero en un concepto tridimensional. O sea, la losa se apoya sobre un lecho elástico conformado por resortes de elasticidad igual al coeficiente de carga o coeficiente de balasto del suelo.

El análisis de este tipo de losas por mucho tiempo se realizó bajo reglas empíricas llegando siempre a un armado de la estructura de losa bajo un concepto de distribución de esfuerzos constante en el suelo y losa de fundación rígida.

Sin embargo con la ayuda de los computadores y software de cálculo, se puede ahora tener un mejor conocimiento de los esfuerzos en el suelo y estructura en base a la interacción suelo – estructura y a la deformación de ambos materiales.

Cimentaciones profundas

La clasificación de pilotes es más o menos grande dentro de esta categoría, y no entraré en mucho detalle respecto a los tipos de pilotes. Sin embargo basta mencionar por el momento que existieron a lo largo de la historia de la construcción pilotes de diferentes materiales, como madera, concreto, acero e incluso bambú a modo de micropilotes.

Además la clasificación de pilotes no solo se da en base al material, sino al método constructivo, existiendo pilotes vaciados en sitio ,pilotes hincados a golpes, pilotes insertados a presión, siendo los dos últimos más complejos en su instalación por la necesidad de maquinaria.

Por otro lado existe la clasificación de pilotes en función al tipo de resistencia que otorgan respecto a la carga aplicada. Existiendo así pilotes que resisten por fricción, otros por cabeza, y la combinación de ambos.

Cimentaciones intermedias

Muchos libros categorizan a este tipo de cimentaciones dentro del tipo cimentaciones profundas, ya que su concepto de resistencia es más o menos parecido al de pilotes.

La diferencia entre este tipo de fundaciones con las de pilotes radica más que nada en el método constructivo y a la relación diámetro – profundidad de estos elementos. A diferencia de los pilotes, las pilas de fundación pueden ser excavadas a mano y además entrar profundidades en promedio de 5[m], lo que las pone en una categoría intermedia entre zapatas y pilotes.

Las excavaciones de este tipo de fundaciones puede ser de sección circular o cuadrada. Se prefiere muchas veces una pila de sección cuadrada por su sencillez de doblado de los aceros. En este sentido es importante mencionar dos de los tipos más comunes de armado de pilas de fundación cuadrada.

La primera de las dos opciones mostradas arriba consiste en una zapata vaciada sobre una carpeta de hormigón pobre. El dimensionamiento de esta zapata cumple las mismas reglas de diseño de una zapata aislada, pero encima se concibe un pedestal o «dado» robusto que impide al elemento pandearse en el tramo enterrado. Además que permite un buen recubrimiento de los aceros lateralmente con concreto.

La segunda opción consiste en el relleno de terreno de excavación con hormigón pobre, a una dosificación de 2 bolsas de cemento por m3 de agregado. Este agregado puede ser incluso tierra mejorada granular traida de un banco de material. Esta segunda opción podría concebirse como «fundación sobre terreno mejorado» donde la zapata se construye sobre el relleno de hormigón pobre.