Un fallo en los cimientos provoca el fallo de la estructura construida sobre ellos. Como siempre comentamos, la cimentación debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar las cargas aplicadas.
Sin embargo, el fallo de los cimientos puede no sólo deberse al fallo de los cimientos en sí, sino también al fallo del suelo o soporte sobre el que descansan los cimientos.
El fracaso de los cimientos se puede discutir en varias áreas temáticas. Veamos las fallas según los tipos de cimientos.
Básicamente existen dos tipos de fundaciones.
- Cimentaciones poco profundas
- Cimentaciones profundas
Primero, hablemos de fallas superficiales en cimientos.
Defectos de la superficie de la base
En este artículo, nos centramos principalmente en cimentaciones poco profundas, como zapatas y cimientos de escombros.
Una base poco profunda puede fallar por las siguientes razones principales.
- Fallo en la capacidad portante del suelo.
- Fallo estructural de cimientos
- Falla por otras razones
Fallo de cimientos debido a falla del suelo.
Si se usa demasiado, el piso puede fallar. Por lo tanto, el diseñador debe ser consciente de los modos de falla del suelo debajo de los cimientos.
Incluso si la capacidad de carga del suelo se evalúa correctamente, pueden ocurrir fallas en los cimientos si la carga aplicada excede la capacidad de carga del suelo.
El artículo Fallo de cimentaciones poco profundas analiza el método de fallo del suelo cuando se aplican cargas. Proporciona una orientación integral.
Fallo estructural de cimientos
La base puede fallar debido a una capacidad de carga insuficiente. Existen diferentes tipos de fallas estructurales en cimentaciones poco profundas.
- ruptura por punzonamiento
La falla de la cimentación se debe a la insuficiente capacidad portante de los miembros en el perímetro crítico de corte.
La siguiente figura muestra la ruptura por punzonamiento.
El artículo escrito como Tijeras perforadoras Para obtener más información sobre este tipo de diseño, consulte Diseño. El artículo cubre en detalle el proceso de diseño de tijeras troqueladoras.
- Fallo por corte de línea vertical
Fallo de cimentación a lo largo del borde de la columna.
Este tipo de falla ocurre cuando la resistencia al corte de la base excede la resistencia al corte máxima del concreto.
Según BS 8110, la capacidad de corte vertical es √f cu o 4N/mm 2 .
No se proporciona refuerzo para corte de línea vertical. Cuando se alcanza el límite de tensión cortante, se debe aumentar el espesor de la base.
- Fallo por flexión
Exceder la capacidad de flexión de la sección resultará en falla por flexión de los cimientos o de cualquier tipo de cimientos poco profundos.
Debido al aumento de las cargas actuantes, errores de diseño o planificación también pueden provocar este tipo de fallos.
Fallos por otras razones
- Base de diseño con información insuficiente.
A la hora de realizar la planificación estructural es necesario conocer las condiciones del terreno.
El dimensionamiento de la cimentación se puede realizar en función de la capacidad portante supuesta, teniendo en cuenta las condiciones de la superficie del suelo.
Sin embargo, como todos sabemos, puede haber capas débiles de tierra debajo, lo que hace que los cimientos se asienten. Las capas de suelo con materia orgánica y compresibilidad pueden provocar asentamientos al cargarse.
Además, la evaluación de las condiciones del suelo y la capacidad de carga debe ser realizada por un ingeniero geotécnico experimentado. Por tanto, la correcta interpretación de las condiciones geotécnicas es muy importante.
Un diseño incorrecto puede provocar el fallo de los cimientos.
Por tanto, el planificador debe conocer exactamente las condiciones del terreno.
- Corrosión de refuerzos
En el caso de las armaduras, las correcciones se realizan debido a una cobertura insuficiente de la armadura.
En general, la cobertura del refuerzo se mantiene en el rango de 40-100 mm.
La necesidad de refuerzo para cubrir esto depende de los requisitos de durabilidad de la base. La decisión se toma en base a las condiciones de exposición a las que estará expuesta la cimentación.
Además, se debe verificar el estado del agua subterránea para determinar si contiene sustancias químicas nocivas. Cuando iones como cloruro y sulfato están presentes en el agua subterránea, debemos tener mucho cuidado.
Al seleccionar la cobertura de refuerzo, se deben tener en cuenta todos los factores anteriores.
El contenido mínimo de cemento del hormigón también se elige en función de los requisitos de durabilidad, ya que afecta la durabilidad del hormigón .
Próximo artículo sobre Cómo elegir la calidad del hormigón Para más información consulte el apartado “Calidad del hormigón en la construcción”.
Fallas de cimientos profundos
Los siguientes tipos de cimentaciones se consideran cimentaciones profundas.
- Pilotes aburridos colados en el lugar
- Pilotes hincados prefabricados
- Micropilotes
El fracaso de este tipo de cimentaciones puede ocurrir por varias razones. Analicemos la construcción de pilotes perforados de hormigón colados in situ.
Fallo de pilotes/micropilotes de hormigón perforados in situ
El error puede tener varios motivos que se explican a continuación.
- Enjuague inadecuado
Después de excavar o perforar los núcleos para los cimientos de pilotes, es necesario despejar el espacio que se va a rellenar con hormigón. A esto se le llama enjuague.
Si el espacio libre es inadecuado, existe la posibilidad de que el concreto se mezcle con el suelo y el suelo se acumule en el área de empotramiento. Puede haber una capa débil (tierra) en la parte inferior de la batería que hace que se hunda cuando se carga.
- constricción
La reducción del diámetro del pilote y la falta de cuidado pueden hacer que el pilote falle bajo carga.
Realizamos la Prueba de Integridad de la Pila (PIT) para comprobar la pila. Normalmente este tipo de problemas en pilotes se pueden identificar mediante esta prueba. Si alguien hace la prueba, no podremos identificar el problema en juego. Los siguientes tipos de defectos pueden ocurrir al destripar pilotes.
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- Falla por insuficiente capacidad estructural por sección inadecuada
- Corrosión del refuerzo si queda expuesto durante el estrechamiento.
- Capacidad geotécnica insuficiente
El diseño del pilote tiene en cuenta la capacidad portante geotécnica y estructural.
En general, la capacidad geotécnica es crucial en comparación con la capacidad estructural.
Si no se desarrolla la capacidad de evaluación geotécnica, el pilote puede fallar o asentarse cuando se aplican cargas. Esto puede deberse a un desarrollo insuficiente de la fricción superficial y del cojinete terminal.
Probamos capas para ver si pueden movilizar la carga de trabajo. Las pruebas deben realizarse de forma adecuada y correcta para evitar problemas de este tipo.
Las pruebas de pilotes más comunes son las pruebas de carga estática y dinámica.
El artículo sobre Defectos en muros de contención también podría usarse para fallas en otro tipo de estructuras.
Para más información puedes consultar los siguientes artículos sobre cimentaciones sobre pilotes.
- Diseño y construcción de cimentaciones mediante pilotes hincados.
- Cimentaciones sobre pilotes: guía de diseño, construcción y pruebas
- Cimientos de losa de pilotes
- Problemas y soluciones en la construcción de cimentaciones sobre pilotes.
- Diseño de pila (cosas para recordar)
- Tipos de cimentaciones (un estudio detallado)
