Tipos de Cimientos

Los tipos de cimientos de una edificación están definidos por los diversos elementos arquitectónicos de la estructura y por las condiciones naturales del suelo.

Existen tipos de cimientos para cada tipo de edificio, desde los cimientos más simples con bases más sencillas hasta los más complejos y sistémicos.

Como parte de un complejo sistema de estabilización y arraigo al suelo, los cimientos no solo proveen sujeción, sino estabilidad y fuerza a la estructura.

Formando parte de un sistema sinérgico, los tipos de cimientos se desarrollan a partir de una combinación de elementos que unidos potencian su fuerza.

El concreto, el acero, el diseño del armazón metálico, la interacción con el suelo y el emplazamiento bajo la estructura definen los tipos de cimientos.

Veamos la importancia de esta parte fundamental de la construcción de edificaciones, sus componentes y los tipos de cimientos existentes actualmente.

¿Qué es un cimiento?

Un cimiento forma parte de un conjunto de elementos estructurales de una edificación y que tienen como objetivo primordial la transmisión de carga.

La distribución de las cargas se realizan de acuerdo a un estudio geológico y un perfil topográfico que analiza la admisión de peso por el terreno.

Por lo general, la resistencia del suelo es mucho menor a la de los elementos estructurales de la edificación como las losas, pilares o muros de carga. 

Por ende, la construcción de los diferentes tipos de cimientos considera una base mayor a la altura del edificio.

A excepción de los suelos rocosos que fungen como anclaje, la mayoría de los terrenos se consideran colapsables ante el peso estructural.

Conocemos en la construcción a las cimentaciones como  las bases que permiten la sustentación del edificio. Su cálculo y proyección se realiza considerando elementos como:

• La composición, tipo de suelo y resistencia del terreno
• Las cargas propias del edificio
• Factores del entorno como el viento, movimientos tectónicos, nivel freático, peso de nieve, pluviosidad y otros elementos naturales que afectan la estructura.

Estos tres factores interaccionan entre sí para determinar las dimensiones, tipos de cimientos y la composición de sus materiales.

Los elementos que afectan los tipos de cimientos

Dentro de la construcción de tipos de cimientos, debemos considerar los elementos que afectan la estabilidad, soporte y posición de la edificación. Considerando a la estructura como un sistema, sus componentes deben tener una relación positiva entre ellos.

Veamos los diferentes tipos de elementos que afectan los tipos de cimientos y la composición de sus diseños.

La estructura aporta un peso, una carga negativa contra el suelo y un movimiento que viene dado por la acción de factores internos y externos. 

Dentro de la estructura, existen varios elementos a analizar:

• Elementos Constructivos : Paredes, techos, carpinterías, losas, columnas, vigas, travesañas, refuerzos y todos los elementos inherentes a la estructura.
• Elementos interiores: Mobiliario, revestimientos, electrodomésticos, decorativos, ornamentales, jardines y obviamente, el peso de los habitantes de la obra. 
• Otras cargas exteriores : En los edificios, existen elementos naturales que afectan la movilidad y estabilidad de la estructura. 

Cada movimiento estructural afecta la fuerza y la carga soportada por los tipos de cimientos.

La nieve, viento, lluvia, nivel freático, vegetación y otros elementos naturales afectan la interrelación cimiento-suelo-edificio.

El edificio debe proyectarse analizando y contemplando estas variables para rechazar el agrietamiento, hundimiento, inclinación o colapso de la estructura.

La fortaleza del edificio se sostiene y se logra la estabilidad por medio de sus tipos de cimientos. 

Los cimientos se transforman entonces en las bases en las que se apoya el edificio y que transmiten y distribuyen las cargas de la edificación al terreno.

Tipos de cimientos en la construcción

Los tipos de cimientos dependen de todos los elementos que lo componen como un sistema integrado que contempla:

• Edificio
• Suelo
• Entorno

En este sentido, podemos considerar a los diferentes tipos de cimientos de la siguiente manera:

Cimientos superficiales

El primero de los tipos de cimientos por su sencillez y facilidad de aplicación sobre muchos tipos de terrenos. Es propio de la construcción de viviendas familiares y su cálculo se considera el más sencillo a nivel de ingeniería.

Los cimientos superficiales son el tipo de cimientos que descansan en las capas superficiales del suelo.

Tienen la capacidad de soportar la carga que recibe de la edificación a través de la ampliación de su base. 

Las piedras son los materiales más usados en su construcción.

Se usa la piedra en la cimentación superficial, siempre y cuando se ha probado su resistencia al peso mecánico, que sea maciza y sin poros visibles. 

No obstante, el concreto armado es el material de construcción más recomendable para todos los tipos de cimentaciones superficiales.

Cimiento ciclópeo

Se considera la estructuración de tipos de cimientos ciclópeos en aquellos suelos que presentan una gran cohesión en sus elementos de composición.

Para esto se debe establecer la capacidad del terreno de soportar zanjas con parámetros en vertical y sin desprendimientos de suelo.

Si estas condiciones pueden darse de acuerdo al tipo de suelo y al perfil topográfico, el cimiento ciclópeo es uno de los tipos de cimentación más eficientes.

Es económico, sencillo de hacer y no requiere de grandes herramientas o maquinarias de construcción.

Cimientos de concreto u hormigón armado

El concreto u hormigón armado, es uno de los materiales de construcción más destacados de todos los tipos de materiales para cimentación.

Los cimientos de concreto armado son los tipos de cimientos más utilizados en todos los tipos de terreno. 

Aún a pesar que el hormigón es un material que muchas veces supera el peso de 

Su construcción en secciones modelables y de tamaño establecido, puede hacerse en secciones más pequeñas. Esto los hace más eficientes y ligeros que los cimientos de roca.

Cimentaciones corridas

Las cimentaciones corridas son tipos de cimientos que se construyen de hormigón en masa o de hormigón armado.

Su característica principal la compone que se produce de manera lineal a una profundidad y anchura que se desarrolla dependiendo del tipo de suelo.

Si se diseña y estructura de manera correcta, puede transmitir adecuadamente las cargas proporcionadas por las estructuras de los muros portantes. 

Además, estos tipos de cimientos se usan para en enclave de muros perimetrales, de contención, cerramientos, de paso o cualquier otro tipo de muro exterior.

Cuando el suelo tiene un nivel freático elevado o son arenosos, blandos o compactables, no es de los tipos de cimentación más adecuados.

Cimentación por zapatas

Dentro del diseño y cálculo de los tipos de cimientos, la zapata ocupa uno de los primeros lugares de preferencia de arquitectos e ingenieros civiles.

La zapata puede ser de hormigón en masa u hormigón armado, con plantas cuadradas o rectangulares.

Puede ser de cimentación de soportes verticales correspondientes a la edificación o la estructura externa y sobre suelos de estratigrafía horizontal.

Muchos tipos de cimientos se estructuran sobre zapatas aisladas para una  cimentación de hormigón armado para firmes superficiales. 

También se pueden plantear en hormigón en masa para alguna cimentación más profunda. 

El informe geológico, del ingeniero de suelos, topógrafo y geólogo, es fundamental para desarrollar la profundidad del plano de apoyo y del firme.

Conocer el tipo de suelo y las variables geológicas o ambientales que lo afectan es fundamental antes de la estructuración de la zapata.

Existen numerosos tipos de zapata y cada una de ellas tiene una aplicación diferente dependiendo del tipo de suelo y la interacción exterior.

Los tipos de zapatas más comunes, son:

• Zapatas aisladas
• Zapata aislada cuadrada
• Zapata aislada rectangular
• Zapata aislada descentradas
• Zapatas corridas

Cimentación flotante

Este tipo de cimientos se evalúan cuando la capacidad portante del suelo es relativamente pequeña y en comparación con un muy elevado peso estructural.

Si el solar disponible es pequeño en relación a la superficie necesaria para una losa de gran área para la distribución uniforme del peso. 

En estos casos, la construcción de un cimiento que flote sobre el suelo, es la opción más eficiente y de mayor adaptación.

Cimentaciones profundas

Estos son los tipos de cimientos de mayor eficiencia en la transmisión de cargas a partir del peso y fuerza negativa de una construcción.

Se proyecta sobre mantos más profundos y transmiten la mayoría de la carga al suelo por la presión bajo su base.

Además, pueden estructurarse con rozamiento en el fuste. Estos tipos de cimientos se pueden construir en cilindros o cajones.

Cimentación por pilotes

Se conoce dentro de la construcción a un pilote como un soporte, que puede hacerse de hormigón armado las siguientes características:

• Se proyecta con una gran longitud en relación a su sección transversal
• Puede construirse in situ sobre una excavación directa en el suelo

Los tipos de cimientos por pilotes son columnas verticales con la capacidad de soportar y transmitir cargas a suelos más resistentes. 

Bien sea de roca sólida o a través de rozamiento en el fuste. 

Generalmente, los pilotes se proyectan con un diámetro menor al metro. 

Sin embargo, esto puede variar dependiendo de la altura y peso de la estructura en relación al suelo.

Los cimientos por pilotes forman parte de un sistema constructivo de cimentación profunda que se conoce normalmente como pilotaje.

Estos se estructuran y se aplican cuando la capacidad contentiva del suelo portante es inferior a la carga que debe soportar.

Por el peso, altura, masa de la estructura o por otros elementos como un alto nivel freático o por condiciones naturales del suelo en sí mismo.

En suelos llenos de agua, con manantiales superficiales, acequias u otros tipos de formación acuosa, que impiden la cimentación tradicional rocosa.

Una de las mayores ventajas de estos tipos de cimentación, es que reducen costos y no requieren grandes volúmenes de cimientos.