Las fundaciones constituyen el elemento estructural encargado de transmitir de manera segura y uniforme las cargas de la superestructura hacia el terreno natural o mejorado. Su adecuado diseño es fundamental para garantizar el desempeño y estabilidad de cualquier obra civil, ya sea edificaciones, puentes, muros de contención o estructuras industriales. Comprender qué son, cómo se clasifican y qué tipos existen permite al diseñador seleccionar la alternativa más eficiente frente a las condiciones geotécnicas del suelo, los requisitos del proyecto y los criterios normativos vigentes.
En este artículo se desarrolla el concepto de fundación desde el enfoque geotécnico–estructural, incluyendo su clasificación general (fundaciones superficiales y profundas) y los tipos más empleados en ingeniería civil moderna. Un artículo técnico ideal para estudiantes, proyectistas y profesionales que requieren bases claras para el diseño y selección de cimentaciones.
¿Qué es una fundación?
La fundación es un elemento estructural que forma parte de la estructura, se encarga de recibir y transmitir las cargas hacia el terreno. Es la base de una edificación, misma que debe soportar el peso de la superestructura en las peores condiciones de carga y repartirlos sobre el terreno en la profundidad necesaria; en ese entendido actúa como el intermediario entre la superestructura y el subsuelo, distribuyendo las solicitaciones de forma controlada y dentro de los límites admisibles de capacidad portante del terreno.
Los sistemas de fundación presentan gran variedad de tipos, relacionadas con:
- Condiciones particulares del suelo (napa freática)
- Características de la estructura a fundar
- Métodos constructivos
¿Cómo se clasifican las fundaciones?
Sujetas a la importancia del proyecto y la naturaleza del terreno la clasificación de las fundaciones es la siguiente:
Fundaciones superficiales o someras (Fundaciones Directas)
Son aquellas cuyo apoyo se encuentra cerca de la superficie del terreno, normalmente a profundidades menores a su dimensión lateral (generalmente < 3 m, aunque puede variar según norma y criterio geotécnico). Su funcionamiento consiste en distribuir las cargas por extensión directa en el estrato superficial del suelo.
Se emplean cuando el terreno posee buena capacidad portante a poca profundidad.
Fundaciones profundas (Fundaciones Indirectas)
Se utilizan cuando los estratos superficiales no poseen la capacidad portante suficiente para resistir las cargas de la estructura, o cuando se requieren transmitir esfuerzos a capas más competentes ubicadas a mayor profundidad.
Estas fundaciones trabajan mediante fricción lateral, punta o ambas, desarrollándose a profundidades mucho mayores (Ejemplo Pilotes).
Tipos de fundaciones más empleados
Los tipos de fundaciones pueden ser los siguientes:
Tipos de Fundaciones Superficiales
Zapatas aisladas o individuales: Soportan columnas o cargas puntuales.
Zapatas combinadas: Conectan dos o más columnas cuando la cercanía o cargas lo requieren.
Zapatas corridas o continuas: Se colocan bajo muros o alineaciones de columnas.
Zapatas excéntricas y de esquina: Diseñadas para cargas ubicadas cerca de límites de predio.
Losa de cimentación o platea: Una placa rígida que distribuye cargas en áreas extensas o terrenos de baja capacidad.
Cimientos ciclópeos o de mampostería (tradicionales): Usados en estructuras livianas o de baja altura.
Tipos de Fundaciones Profundas
Pilotes (preexcavados, hincados o in situ): Transmiten cargas por punta, fricción o ambas.
Pilotes de fricción / Pilotes de punta: Según el mecanismo principal de trabajo en el suelo.
Pilotes secantes o pantallas piloteadas: Empleados para contención y cimentación en zonas de excavaciones profundas.
Pilotes tubulares o metálicos: Alta capacidad en obras industriales y puentes.
Caissons o cajones de cimentación: Para grandes cargas y obras marítimas/portuarias.
Micropilotes: Para refuerzo de cimentaciones existentes o suelos complejos.
Pozo de cimentación / Pilas: Se construyen excavando manual o mecánicamente hasta alcanzar estratos competentes.
Fundaciones con pilotes
La función de la fundación con pilotes es la de transmitir la carga de la construcción a través de pilotes a una capa del terreno firme. Los pilotes de HºAº son los más usados, tanto en edificios y especialmente en puentes, tienen un diámetro de diseño casi estándar de 1 mt a 1.2 m, los cuales se excavan mediante un equipo perforador de pilotes.
Comprobación de la resistencia del suelo
Para el diseño de fundaciones de cualquier tipo, es básico determinar la capacidad portante del suelo donde se construirá la cimentación. Existen varios métodos conocidos para determinar esto, podemos citar los siguientes:
1. Por simple inspección visual. Apoyado en la experiencia del ingeniero y su conocimiento de los tipos de suelo.
2. Prueba de carga directa. Es un método práctico y muy utilizado para conocer la carga máxima que puede soportar el terreno.