ESFUERZOS DE LOS ELEMENTOS DE CIMENTACIÓN.

El cálculo de esfuerzos en los elementos de cimentación sale fuera del alcance de esta Guía. A pesar de ello, se formulan algunas recomendaciones que pueden ser de utilidad en el mismo.

Para las cimentaciones rígidas se considera aceptable suponer que la distribución de tensiones en el contacto hormigón-terreno es lineal. Aunque sería recomendable hacerlo, no se considera necesario suponer, como se hace para los cálculos de comprobación de tipo geotécnico, que las presiones transmitidas son de valor uniforme y que actúan únicamente en el área cobaricéntrica definida en anteriormente.

Las acciones de cálculo a considerar para el proyecto estructural serán diferentes de las que se utilizan para el cálculo geotécnico, ya que los coeficientes de mayoración de acciones serán distintos. Incluso aunque se utilice el método de los coeficientes parciales descrito anteriormente, no habrá coincidencia en este aspecto. El cálculo estructural se realiza con una metodología diferente y debe incluir el estudio de esfuerzos en todos los elementos estructurales, incluso los correspondientes al cimiento.

Para las cimentaciones flexibles es necesario considerar la deformabilidad del terreno en el cálculo de esfuerzos. Para ello es recomendable utilizar un modelo numérico adecuado que tenga en cuenta este aspecto.

El modelo más sencillo, cuya utilización se recomienda, sería el denominado modelo de Winkler en el que el terreno es sustituido por unos «resortes» cuya rigidez viene determinada por la expresión siguiente:

Donde:

R = Rigidez del modelo de Winkler.
K = Módulo de balasto.
A = Área del terreno representada por el «resorte».

El módulo de balasto K debe elegirse después de un cálculo específico de asientos de la cimentación que permita conocer, en cada parte de la zona de apoyo, tanto la presión local, p, como el asiento, s. El módulo de balasto queda definido por el cociente:

La determinación precisa del módulo de balasto puede requerir cálculos complejos de interacción suelo-estructura cuya descripción sale del ámbito de esta Guía, no obstante lo cual en aquellos casos en los que este aspecto sea crítico, será necesario realizarlos. El módulo de balasto no es una característica del terreno, es un valor que depende, además de la deformabilidad del terreno, de la geometría de la cimentación y de su rigidez.

En los cálculos de esfuerzos en pilares y tableros de puentes puede ser conveniente representar la deformabilidad del terreno suponiendo que los apoyos, en lugar de ser rígidos, tienen cierta deformabilidad que vendría dada por las expresiones incluidas en la figura 4.11.

En todo caso, será preceptivo seguir, en el cálculo de los esfuerzos en los puentes, lo especificado en la vigente IAP, requiere una consideración explícita de los posibles movimientos del cimiento.

FIGURA 4.11. FÓRMULAS MÁS USADAS PARA EL CÁLCULO DE ASIENTOS, DESPLAZAMIENTOS
Y GIROS DE CIMIENTACIONES SUPERFICIALES RÍGIDAS