Los principios de diseño de los cimientos deben entenderse a la hora de organizar cualquier proyecto de construcción. Para garantizar la estabilidad estructural y la longevidad, la anchura de una cimentación en franjas -que soporta el peso de un edificio y lo distribuye uniformemente al terreno inferior- es esencial. Esta medida no es arbitraria, sino que se determina teniendo en cuenta tanto el peso de la estructura soportada por el suelo como su capacidad para soportar cargas.
El tipo de suelo y el peso del edificio que va a soportar son los principales factores que determinan la anchura de una cimentación en franjas. La capacidad de los distintos suelos para soportar peso sin asentarse o desplazarse con el tiempo varía. Por ejemplo, en comparación con los suelos arenosos, los arcillosos pueden soportar un mayor peso por unidad de superficie. La anchura necesaria la determinan ingenieros y arquitectos para asegurarse de que los cimientos distribuyen el peso de forma suficientemente uniforme para evitar asentamientos o daños estructurales.
Para calcular la anchura se tienen en cuenta el peso total del edificio, la carga prevista en cada sección de la cimentación y la capacidad portante del suelo. A lo largo de la vida útil del edificio, este proceso garantiza que los cimientos puedan soportar la estructura sin experimentar asentamientos o movimientos indebidos. Mediante el cálculo meticuloso de estas medidas, los constructores pueden garantizar la estabilidad y seguridad de toda la construcción.
- Qué determina la anchura óptima de la cinta?
- Normativa
- Anchura mínima
- Anchura máxima
- Qué datos serán necesarios para el cálculo?
- Determinación de la carga del edificio
- Capacidad portante o resistencia del suelo
- Un ejemplo de cálculo de la anchura de la suela para la cimentación de la tira
- Vídeo sobre el tema
- Cálculo de los cimientos de una casa en función de la capacidad portante
- Cálculo/comprobación independiente de la superficie de apoyo de los cimientos
Qué determina la anchura óptima de la cinta?
Los cálculos de diseño se utilizan para determinar las dimensiones de la sección transversal de la cimentación en franjas, que se basan en variables como:
- El tipo de suelo del lugar de construcción;
- profundidad de congelación del suelo;
- el nivel de las aguas subterráneas;
- peso calculado del edificio teniendo en cuenta la capa de nieve;
- cargas de viento en paredes y tejados;
- material con el que se construirán los cimientos.
se requieren estudios hidrogeológicos en el emplazamiento y el uso de bibliografía de referencia para recopilar datos preliminares.
Normativa
La capacidad portante del suelo es el principal factor que determina la anchura de la franja de cimentación. Para conseguir la anchura ideal de la cinta en un suelo denso y estable, hay que añadir 70-100 mm a cada lado del grosor del muro. Sin embargo, es necesario elevarla considerablemente en casos de suelo suelto y flojo; en determinadas situaciones, puede llegar hasta 900 mm.
Las estructuras compuestas se utilizan a partir de un amplio soporte de hormigón en la parte superior e inferior de la cinta, cuya anchura depende del grosor de la pared, para evitar un consumo excesivo de hormigón o materiales pétreos. El principal inconveniente de las cimentaciones de franjas anchas es que no pueden utilizarse en zonas con niveles elevados de aguas subterráneas o suelos móviles que se hinchen.
A la hora de realizar los cálculos deben consultarse tres documentos normativos:
- SNiP 2.01.07-85 – Cargas e impactos;
- SNiP 2.02.01-83 – Cimentación de edificios y estructuras;
- SP 131.13330.2012 – Climatología de la construcción.
La primera describe el proceso de cálculo de los cimientos. Las especificaciones normalizadas para las estructuras de cimentación figuran en el segundo. La tercera muestra la profundidad de congelación del suelo en función de las zonas climáticas de la mayoría de las grandes ciudades.
Sólo con la ayuda de estudios hidrogeológicos realizados en la propiedad es factible determinar el tipo y la estructura del suelo, así como la profundidad de las aguas subterráneas. La perforación de prueba la realizan organizaciones especializadas a una profundidad inferior a la de congelación. Aunque este servicio es caro, deberías utilizarlo porque no comprometen la seguridad ni la fiabilidad.
Determinar la anchura de una cimentación en franjas durante la construcción es esencial para garantizar la longevidad y estabilidad de un edificio. La capacidad del suelo para soportar un peso determinado, las normas de construcción locales y el peso de la estructura soportada influyen en la anchura de la franja de cimentación. Los constructores pueden elegir la anchura ideal que distribuya uniformemente el peso del edificio y evite asentamientos o daños estructurales con el paso del tiempo sopesando cuidadosamente estos factores. Este artículo proporciona información útil tanto para los constructores como para los propietarios de viviendas al examinar los factores y técnicas importantes que intervienen en la determinación de la anchura de los cimientos en franjas.
Anchura mínima
El proceso para calcular las dimensiones de la sección transversal de una cinta arroja un valor para la anchura que es inferior al que debería ser, en lugar de un valor numérico preciso. La anchura mínima de la cimentación en franjas es necesaria para determinar la anchura ideal y reducir los costes de construcción; la cimentación real suele ser un 10-20% mayor.
En ocasiones se recurre a una opción intermedia cuando el suelo es denso y estable y los cálculos exigen una anchura mínima de los cimientos de 200-250 mm. Construir la parte inferior del estrecho; los 300-400 mm superiores dependerán del grosor de la pared. Esta técnica se utiliza con frecuencia en la construcción de estructuras domésticas, verandas y baños ligeros.
Anchura máxima
La anchura máxima de la cinta de cimentación no se menciona en ninguno de los documentos normativos antes citados. El objetivo del cálculo de la anchura de la cimentación en franjas debe ser el opuesto: determinar el tamaño ideal para reducir los gastos.
No obstante, hay un detalle crucial sobre la disposición del sótano que debe tenerse en cuenta al construir una estructura. En estas situaciones, la anchura máxima de los cimientos está limitada. Está relacionada con la presión del peso sobre el suelo y depende de la longitud de cada muro, así como de su composición.
La suela de cimentación para paredes de hasta tres metros de longitud no debe exceder:
- monolito de hormigón – 400 mm;
- bloques de cimentación de hormigón – 500 mm;
- Botón – 600 mm;
- Ladrillo completo – 750 mm;
- Piedra de pizarra – 800 mm.
La anchura máxima que se permite si los muros tienen una longitud superior a tres metros es:
- monolito de hormigón armado – 500 mm;
- bloques de cimentación de hormigón – 600 mm;
- hormigón de escombros – 800 mm
- ladrillo macizo – 900 mm;
- piedra de escombros – 1000 mm.
Esta información procede de las observaciones reales de los constructores y no viene impuesta por ninguna normativa. Por tanto, deben tenerse en cuenta en los cálculos, pero no tratarse como valores absolutos.
Qué datos serán necesarios para el cálculo?
Para desarrollar el proyecto, es necesario determinar el peso total del edificio, la capacidad portante del suelo y la longitud del muro, además de los indicadores climatológicos de la región, la estructura hidrogeológica del suelo y la composición de los muros de cimentación.
Determinación de la carga del edificio
Se utiliza una fórmula sencilla para determinar la carga de peso sobre la cimentación en tiras:
M+P+S+V, Localización:
- M – peso propio del edificio, incluido el peso de todas las estructuras y elementos del edificio, incluidos los cimientos;
- P – carga útil o peso de todo lo que estará dentro del edificio y creará presión sobre los techos;
- C – masa máxima posible de la capa de nieve en invierno y al principio del deshielo;
- B – presión del viento sobre muros y cubierta.
El resultado calculado debe multiplicarse por 1.2-1.25 para dar a la estructura de cimentación en bandas un margen de seguridad del 20-25.
Capacidad portante o resistencia del suelo
La literatura reglamentaria proporciona este indicador, que se basa en la "Clasificación de los suelos" GOST 25100-95. Para los tipos de suelo más frecuentes, el valor es (en kg/cm2):
- marga – 1.5-2.8;
- arcilla densa seca – 1.6-3.0;
- arena de grano fino – 2.2-3.4;
- de grano medio – 2.5-3.6;
- franco arenoso – 2.6-3.6;
- arena gruesa – 3.6-4.6;
- grava, piedra triturada, guijarros – 5.1-6.5.
Al preparar los datos de cálculo, es importante tener en cuenta cómo afectan la humedad, la fluidez y la porosidad del suelo al indicador de resistencia a las cargas de peso.
Un ejemplo de cálculo de la anchura de la suela para la cimentación de la tira
La siguiente fórmula se utiliza para calcular el tamaño de la suela de cimentación de apoyo:
La anchura es igual a la masa del edificio, la longitud de la pared y la resistencia del suelo.
Suponiendo que los cálculos preliminares realizados durante la recopilación de datos revelaron:
- un edificio de bloques de hormigón celular, teniendo en cuenta las cargas útiles, de nieve y de viento, crea una presión de peso de 165.800 kgf;
- la longitud total de la franja de cimentación en una casa de 10 x 8 metros con un dintel transversal es de 44 metros o 4400 cm;
- suelo – arcilla densa seca con una capacidad portante de 1.9 kg/cm2 .
Determinamos la anchura de la cinta para una casa de hormigón celular utilizando estos indicadores:
165800: 4400: 2.1 = 19.83 cm, 20 cm es el número redondo.
Resulta que la cinta puede tener una anchura mínima de 20 cm. Pero los bloques de hormigón celular deben tener 300 mm de grosor, y la cimentación debe sobrepasar al menos 5 cm los bordes del muro. Como resultado, 400 mm será la anchura ideal de la suela, lo que proporcionará a la estructura el doble de resistencia estructural. Además, aquí se proporciona un cálculo exhaustivo de la base en franjas, y aquí se trata el tema de la profundidad ideal de colocación de la cinta.
| Aspecto | Descripción |
| Cálculo de la carga | Determinar la carga total que soportarán los cimientos, incluido el peso del edificio y su contenido. |
| Análisis del suelo | Evalúe el tipo de suelo y su capacidad portante para determinar la anchura necesaria para un soporte adecuado. |
La estabilidad y longevidad de cualquier proyecto de construcción dependen en gran medida del conocimiento de la anchura de la cimentación en franjas. El peso de la estructura que soporta la cimentación y la capacidad del suelo para soportar cargas son los principales factores que determinan la anchura de la cimentación.
A la hora de calcular esta anchura, hay que tener en cuenta el tipo de suelo sobre el que se construirán los cimientos. Por ejemplo, en suelos arenosos pueden utilizarse cimentaciones más estrechas siempre que puedan soportar el peso, pero en suelos arcillosos suelen necesitarse cimentaciones más anchas para distribuir la carga de forma más equitativa.
Además, la profundidad a la que el suelo puede soportar el peso sin experimentar asentamientos indebidos determina la anchura de la cimentación. La capacidad portante, que es esta profundidad, afecta a la determinación de la anchura mínima de los cimientos necesaria para garantizar la estabilidad a lo largo del tiempo.
En resumen, la anchura de la cimentación en franjas se determina teniendo en cuenta una serie de factores técnicos, pero su principal objetivo es dotar a toda la estructura de unos cimientos estables. Los constructores pueden elegir la anchura ideal para sus proyectos de construcción que logre un equilibrio entre durabilidad, seguridad y rentabilidad conociendo las condiciones del suelo y los requisitos de carga.
