Sistemas por debajo del nivel: muros de cimentación

Un muro de cimentación para un edificio puede ser un muro de contención de concreto moldeado en el lugar o un muro estructural completo con pilastras de carga. Los materiales más utilizados para este propósito son el hormigón y la mampostería reforzada.

Los muros de cimentación cumplen dos funciones principales: soporte estructural y control ambiental. Sin embargo, también pueden contener algunos componentes de sistemas mecánicos, eléctricos y de plomería (MEP). También existen consideraciones estéticas al diseñar los muros de cimentación, ya que algunas partes de ellos pueden estar expuestas al público.


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Soporte estructural

Los sistemas de muros de cimentación están diseñados para soportar cargas verticales y laterales. Son elementos fundamentales del diseño estructural del edificio, soportando cargas desde columnas y pisos superiores. Estas pueden considerarse cargas distribuidas o puntuales para fines de diseño, dependiendo de cómo actúen en el muro de cimentación.

Los muros de cimentación también pueden servir como un sistema de resistencia lateral para edificios. Sin embargo, se puede incluir un sistema de retención de tierra para resistir cargas laterales, dejando el muro de cimentación con la función principal de resistir cargas verticales.

  • Las cargas verticales son creadas por las cargas muertas, vivas y laterales de la estructura y la pared misma.
  • Las cargas laterales en las paredes de los cimientos provienen del suelo, la sobrecarga y la presión hidrostática.
  • Se requieren estudios geológicos para determinar las cargas de suelo. Se utilizan para determinar el tipo de suelo y si el suelo se trata como activo o pasivo.
  • Las sobrecargas provienen principalmente de cargas vivas en pasillos y caminos de vehículos.
  • La presión hidrostática puede existir en regiones con niveles freáticos altos o inundaciones.

Control ambiental

Las cargas ambientales se pueden clasificar como externas o internas. Las cargas ambientales externas incluyen efectos térmicos, humedad, raíces de árboles, insectos y liberación de gases del suelo. Las cargas ambientales internas incluyen efectos térmicos y humedad. El desempeño del muro de cimentación dependerá de su capacidad para controlar estas cargas ambientales.

Sistemas por debajo del nivel: muros de cimentación

Para las paredes de los cimientos, la humedad generalmente representa la mayor amenaza entre las cargas ambientales. Los controles de humedad especificados durante el diseño pueden incluir múltiples pantallas o barreras.

  • Por ejemplo, con cargas de humedad en la superficie como lluvia y nieve, una pantalla superior representa la primera línea de control en la superficie exterior.
  • Esta pantalla superior puede consistir en un área de paisaje relativamente permeable, adoquines impermeables u otro sistema de permeabilidad intermedia.
  • Los componentes del sistema de drenaje pueden diseñarse para dirigir la humedad hacia un drenaje de salida, ubicado en la base de la pared de cimentación.

Cuando el nivel freático tiene un nivel bajo, la mayor parte del agua se puede controlar con una rejilla superior, un sistema de drenaje exterior, un sistema de drenaje cerca de la superficie y un drenaje de salida. La siguiente decisión de diseño es si se debe proporcionar impermeabilización y protección contra la humedad para la superficie de la pared de cimentación.

  • La impermeabilización resiste la migración de vapor y la impermeabilización resiste tanto la migración de vapor como la presión hidrostática.
  • Incluso con suelo extremadamente seco, la mayoría de los códigos de construcción requieren como mínimo una impermeabilización, que se aplica directamente a la superficie exterior de la pared.
  • En áreas con mayores cargas de humedad por presión hidrostática o ambientes interiores delicados, se debe aplicar una membrana impermeabilizante a la superficie de la pared exterior.

Las consideraciones térmicas tienen una prioridad reducida cuando se trata de la parte inferior de los muros de los cimientos, ya que las temperaturas subterráneas son relativamente estables. En la mayoría de los muros de cimentación, el aislamiento se utiliza principalmente para moderar las temperaturas interiores en los muros superiores, que están sujetos a más variaciones de temperatura.

El aislamiento también tiene un papel importante en la prevención de la condensación en las caras interiores del muro de cimentación. La temperatura interna tiende a ser más fría en áreas bajo rasante, debido al efecto aislante del suelo de relleno. Combinado con una mala circulación de aire, este factor puede resultar en condensación.

Acabados de la pared de la fundación

Sistemas por debajo del nivel: muros de cimentación

De manera similar a las cargas ambientales, existen diferentes requisitos para los acabados internos y externos en las paredes de los cimientos. Los acabados para espacios interiores dependerán del uso: oficinas, almacenamiento, estacionamiento, cuartos de máquinas, etc. Algunos acabados comunes son pintura, paredes enmarcadas (paneles de yeso) y estuco. En algunos casos, el acabado interior es simplemente la superficie expuesta de la pared de cimentación, como unidades de concreto o mampostería.

Los requisitos son diferentes para las superficies de las paredes exteriores ubicadas cerca del nivel del suelo. El tratamiento adecuado de esta zona es fundamental en términos de estética, pero también de durabilidad y rendimiento.

  • La impermeabilización y la impermeabilización deben incorporarse en la superficie exterior, y estas características deben integrarse perfectamente con el sistema de impermeabilización y tapajuntas del edificio.
  • Muchas membranas impermeabilizantes requieren protectores de radiación ultravioleta para evitar su deterioro. En estos casos se requiere un acabado exterior.

Para proteger aún más esta área sensible y crear una transición adecuada, el elemento exterior de la fachada (ladrillo, piedra, etc.) se puede bajar justo debajo del nivel del suelo.

Instalaciones MEP en muros de cimentación

Los conductos y tuberías eléctricos son algunos sistemas de distribución que pueden incorporarse en las paredes de los cimientos. Estos sistemas pueden funcionar en el sistema de acabado de la superficie interior o dentro del espacio del techo. Los sistemas de distribución en muros de cimentación deben diseñarse con cuidado y con un alto nivel de detalle, ya que pueden convertirse en conductos que transporten aire y humedad dentro de la estructura.

Como en cualquier diseño MEP, Building Information Modeling (BIM) es una poderosa herramienta para optimizar el diseño y prevenir choques entre componentes. Cuando se trata de componentes MEP que interactúan con las paredes de los cimientos, la facilidad de mantenimiento es un requisito de diseño muy importante. De lo contrario, las tareas de mantenimiento de los componentes MEP inferiores al nivel del suelo pueden llevar mucho tiempo y resultar costosas.