Cimentación Superficial vs Profunda
Comparativa y criterios de selección.
La elección entre tipos cimentación CTE determina la viabilidad técnica y económica de cualquier proyecto de edificación en España. Según el CTE DB-SE-C y el Eurocódigo 7 (EC7), la decisión entre cimentación superficial o profunda depende de las condiciones del terreno, las cargas transmitidas, el nivel freático y las restricciones de ejecución. Esta guía comparativa analiza ambas tipologías, establece criterios técnicos de selección y presenta casos prácticos según la normativa vigente. Comprender estas diferencias permite optimizar costes, garantizar la seguridad estructural y cumplir con los requisitos del visado colegial.
Definiciones
Cimentación Superficial
La cimentación superficial transmite cargas al terreno mediante elementos cuya profundidad de apoyo es reducida. Según el DB-SE-C 4.1, se consideran superficiales cuando D < 3-4 m o D/B < 4.
Tipologías principales:
- Zapatas aisladas: Soportes individuales dimensionadas según tensión admisible del terreno.
- Zapatas corridas: Apoyo lineal bajo muros de carga con armado longitudinal continuo.
- Losas: Reparto de carga en toda la superficie. Indicadas cuando zapatas individuales superan 50% del área.
- Vigas de atado: Conexión entre zapatas que limita movimientos. Obligatorias en zonas sísmicas.
El cálculo sigue estados límite últimos (ELU) y servicio (ELS). En ELU se verifica hundimiento con factores Terzaghi-Meyerhof. En ELS se controlan asientos totales (< 5 cm) y diferenciales (< 1/500 luz).
Aplicabilidad: Estratos resistentes qa > 150 kPa, freático bajo cota, sin suelos expansivos/colapsables, pendiente < 15-20°.
Cimentación Profunda
La cimentación profunda transfiere cargas a estratos profundos mediante elementos esbeltos que trabajan por fuste (fricción) y punta. Según EC7, se consideran profundas cuando L/D > 10.
Tipologías principales:
- Pilotes HA in situ: Perforación y hormigonado. Ø 40-150 cm, L hasta 60 m. Requieren pruebas de carga.
- Pilotes prefabricados: Hormigón pretensado o acero hincado. Control mediante ecuación de onda.
- Micropilotes: Ø 10-30 cm inyectados. Para espacios reducidos y recalces.
- Muros pantalla: Elementos continuos con función de cimentación y contención.
El cálculo combina resistencia por fuste (qs) y punta (qb). En arcillas depende de cohesión cu; en arenas de K y φ'. Factores Nq y Nc según Berezantzev o Meyerhof.
Aplicabilidad: qa < 100 kPa superficial, cargas elevadas con asientos inadmisibles en superficial, freático alto, suelos blandos/compresibles, capas colapsables.
Criterios de Selección
Condiciones del Terreno
El estudio geotécnico según CTE DB-SE-C, apartado 3, es obligatorio y debe incluir calicatas o sondeos hasta la profundidad de influencia de las cargas (1,5-2,0 veces el ancho de la cimentación en superficiales; longitud del pilote más 5D en profundas).
Parámetros decisorios:
| Parámetro | Cimentación Superficial | Cimentación Profunda |
|---|---|---|
| Tensión admisible terreno superficial | qa > 150 kPa | qa < 100 kPa |
| Profundidad estrato resistente | < 3-4 m | > 6-8 m |
| Nivel freático | Por debajo de cota de cimentación | Puede estar sobre cota de cimentación |
| Estratigrafía | Homogénea o con mejora posible | Capas blandas/compresibles en superficie |
| SPT (Standard Penetration Test) | N > 15 en primeros 3 m | N < 10 en superficie, N > 30 en profundidad |
| Expansividad | Índice hinchamiento < 2% | Índice hinchamiento > 4% en superficie |
En terrenos con variabilidad horizontal significativa, se recomienda realizar sondeos cada 20-30 m en planta para identificar bolsadas blandas o discontinuidades geológicas. Para más información sobre el proceso completo de verificación geotécnica, consulta la guía de cimentaciones CTE.
Casos especiales:
- Rellenos antrópicos: Requieren excavación hasta terreno natural o cimentación profunda atravesando el relleno.
- Suelos expansivos: Si el espesor de arcillas expansivas es menor de 2 m, puede optarse por sustitución/estabilización con cal; en espesores mayores, pilotaje.
- Karsticidad: En zonas calizas con riesgo de simas o dolinas, la cimentación profunda con control de rechazo y pruebas de integridad aporta mayor seguridad.
Análisis Económico
El coste total de la cimentación incluye estudio geotécnico, movimiento de tierras, materiales, ejecución, control de calidad y ensayos. La relación coste/m² construido varía según la zona geográfica, accesibilidad de maquinaria y plazo de obra.
Comparativa de costes orientativos (€/m² construido, España 2024):
| Concepto | Superficial (Zapatas) | Superficial (Losa) | Profunda (Pilotes HA) | Profunda (Micropilotes) |
|---|---|---|---|---|
| Estudio geotécnico | 2-4 €/m² | 2-4 €/m² | 4-6 €/m² | 4-6 €/m² |
| Excavación y movimiento tierras | 8-15 €/m² | 15-25 €/m² | 3-5 €/m² | 2-4 €/m² |
| Materiales (hormigón, armado) | 20-35 €/m² | 35-55 €/m² | 50-80 €/m² | 60-100 €/m² |
| Mano de obra y maquinaria | 10-20 €/m² | 20-35 €/m² | 40-70 €/m² | 50-90 €/m² |
| Ensayos y control | 1-2 €/m² | 2-3 €/m² | 5-10 €/m² | 6-12 €/m² |
| Total orientativo | 41-76 €/m² | 74-122 €/m² | 102-171 €/m² | 122-212 €/m² |
Estos valores son orientativos y pueden variar un ±30% según las condiciones locales, escala del proyecto y competencia entre contratistas.
Factores que incrementan el coste:
- Nivel freático alto: Requiere agotamiento continuo o ejecución bajo lodos bentoníticos. Incremento 20-40%.
- Presencia de bolos o capas duras: Dificulta perforación de pilotes. Incremento 15-30%.
- Accesibilidad reducida: En casco urbano o parcelas estrechas. Incremento 10-25%.
- Plazo ajustado: Ejecución acelerada con turnos adicionales. Incremento 15-20%.
Criterio de rentabilidad:
La cimentación profunda puede resultar competitiva cuando el ahorro en excavación y contención compensa el mayor coste unitario del pilotaje (habitual en sótanos profundos), el terreno superficial es tan pobre que las zapatas resultarían de dimensiones excesivas, o los asientos a largo plazo en cimentación superficial implicarían daños estructurales costosos.
Requisitos de Ejecución y Control
El DB-SE-C, apartado 4.6, establece que toda cimentación requiere Plan de Control de Calidad con inspecciones de replanteo, armado, hormigonado y acabado.
Cimentación Superficial:
- Replanteo: Tolerancia planimétrica ±25 mm, altimétrica ±50 mm.
- Inspección de fondo: Comprobación visual del terreno, eliminación de agua y materiales sueltos.
- Hormigonado: Control de consistencia (cono Abrams 10-15 cm) y resistencia (probetas cada 100 m³).
Cimentación Profunda:
- Prueba de carga estática: Obligatoria en pilotes con carga > 3000 kN o proyectos de más de 25 pilotes.
- Ensayo de integridad (PIT): Obligatorio en al menos el 20% de los pilotes.
- Verticalidad: Tolerancia ±2% de la longitud del pilote (máximo 10 cm en cabeza).
Nuestra plataforma de verificación DB-SE-C automatiza el control de cumplimiento de estos requisitos, facilitando la documentación para el visado colegial.
Plazo de ejecución típico (edificio residencial 2000 m²):
- Zapatas aisladas: 2-3 semanas
- Losa de cimentación: 3-4 semanas
- Pilotes in situ: 3-5 semanas
- Micropilotes: 4-6 semanas
Casos de Uso
Edificación Residencial en Terreno Urbano
Contexto: Promoción de 8 viviendas en Madrid. Estudio geotécnico: 2,5 m de rellenos sobre arcillas compactas (qa = 200 kPa a 3 m). Nivel freático a 8 m.
Solución: Cimentación superficial con zapatas corridas bajo muros de carga y zapatas aisladas para pilares. Vigas de atado según CTE DB-SE-C 4.4.1.
Dimensionado:
- Zapatas corridas: B = 80 cm, D = 1,2 m, tensión 150 kPa
- Zapatas aisladas: 1,2 × 1,2 m, e = 40 cm
- Vigas atado: 40 × 40 cm, 4Ø16
Resultado: Ensayo de placa confirma tensión admisible (asiento 8 mm). Coste: 52 €/m². Plazo: 18 días.
Edificio de Oficinas con Nivel Freático Alto
Contexto: Edificio 4 plantas + 2 sótanos en Barcelona (zona portuaria). Geotecnia: 4 m arenas sueltas (N = 8-12), freático a 2,5 m, gravas compactas a 10 m.
Problema: Cimentación superficial a -6 m requiere agotamiento 6 meses, con riesgo de sifonamiento.
Solución: Pilotes hormigón armado in situ con barrena continua (CFA). 48 pilotes Ø60 cm, L = 12 m. Capacidad 1200 kN/pilote (ξ = 2,5 según EC7). Muros pantalla perimetrales.
Ventajas: Sin agotamiento, menor afección vecinos, ejecución 4 semanas. Coste: 128 €/m² (incluye contención).
Nave Industrial en Terreno Compresible
Contexto: Nave logística 6000 m² en Valencia. Suelo: 6 m limos blandos (cu = 25 kPa) sobre arenas densas. Cargas 50 kN/m².
Evaluación: Cimentación superficial genera asientos 12-18 cm (inadmisibles para estructura metálica).
Alternativas:
- Mejora terreno: 85 €/m², 8 semanas
- Precarga: 12 meses (inviable)
- Pilotes: 95 €/m², 5 semanas
Solución: 120 pilotes prefabricados hincados 30 × 30 cm, L = 10 m, malla 5 × 5 m. Losa flotante 20 cm.
Resultado: Asiento residual 3 mm tras 6 meses. Coste: 98 €/m².
FAQ
¿Cuándo es obligatorio utilizar cimentación profunda según el CTE?
El CTE DB-SE-C no impone un tipo específico, pero establece requisitos que determinan la elección. La cimentación profunda es obligada cuando los estratos superficiales no alcanzan la tensión admisible necesaria (qa < 100 kPa), los asientos calculados superan límites (> 5 cm total o > 1/500 diferencial), existen suelos expansivos o colapsables no tratables, o el nivel freático alto compromete la estabilidad de excavaciones. La decisión debe justificarse en la memoria estructural con respaldo del director de obra y geotecnista.
¿Es más cara la cimentación profunda que la superficial?
En coste directo, la profunda es 1,5 a 3 veces más costosa. Sin embargo, debe considerarse el coste total: la superficial puede requerir agotamiento prolongado, contención de excavaciones profundas, tratamiento de suelos y riesgo de reparaciones futuras. La profunda ahorra en excavación/contención en sótanos, elimina agotamiento y reduce plazo. En proyectos con sótanos profundos o terrenos de baja capacidad, puede resultar competitiva. La decisión debe basarse en análisis coste-beneficio completo.
¿Qué ensayos geotécnicos son necesarios para decidir el tipo de cimentación?
Según CTE DB-SE-C 3.2, el estudio debe incluir investigación de campo (calicatas/sondeos hasta profundidad de influencia, ensayos SPT cada 1,5 m, penetración continua/estática, identificación de nivel freático), ensayos de laboratorio (granulometría, límites Atterberg, resistencia al corte, compresibilidad, sulfatos/pH), y complementarios según necesidad (placa de carga, permeabilidad, expansividad). Número de puntos: mínimo 3 para edificios < 2000 m², 1 cada 400-600 m² en mayores.
¿Se puede combinar cimentación superficial y profunda en un mismo edificio?
Sí, es viable pero requiere análisis riguroso de compatibilidad de asientos. Situaciones típicas: edificio con sótano parcial (zapatas en zona sin sótano, pilotes en zona con sótanos), ampliaciones (edificio original superficial, ampliación con pilotes), o terrenos de distinta calidad. El criterio exige que la diferencia de asientos sea < 1/500 de distancia entre apoyos. Si no es posible, implementar junta estructural completa (separación 4 cm mínimo). Control mediante nivelación topográfica durante construcción.
¿Cómo afecta el tipo de cimentación al plazo de obra?
El plazo impacta el calendario crítico del proyecto. Para edificio 2000 m²: zapatas 2-3 semanas, losa 3-4 semanas, pilotes in situ 3-5 semanas, micropilotes 4-6 semanas. Factores que alargan: agotamiento en freático alto (+1-2 semanas), meteorología adversa (paradas 3-7 días), coordinación de equipos. Estrategias de aceleración: múltiples equipos simultáneos, hormigones alta resistencia inicial, pilotes prefabricados.
Conclusión
La elección entre cimentación superficial y profunda constituye una decisión crítica que determina la seguridad estructural, la viabilidad económica y el plazo de ejecución del proyecto. Los tipos cimentación CTE no son intercambiables ni equivalentes: cada tipología responde a condiciones específicas del terreno, cargas transmitidas y restricciones de ejecución.
La cimentación superficial es la solución óptima en terrenos competentes con tensión admisible superior a 150 kPa, nivel freático profundo y estratigrafía homogénea. Ofrece economía, simplicidad constructiva y plazos reducidos. La cimentación profunda resulta imprescindible cuando los estratos superficiales son inadecuados, las cargas elevadas o los asientos potenciales inadmisibles, aportando seguridad y durabilidad a largo plazo a pesar de su mayor coste inicial.
El cumplimiento del CTE DB-SE-C y el Eurocódigo 7 exige en todos los casos un estudio geotécnico de calidad, el análisis comparativo de alternativas mediante criterios técnicos objetivos y la justificación documental de la solución adoptada. La integración de herramientas digitales de cálculo y verificación permite optimizar el diseño, reducir incertidumbres y facilitar el proceso de visado y licencia.
Si estás evaluando alternativas de cimentación para tu proyecto y necesitas asegurar el cumplimiento normativo con el CTE, nuestra plataforma de verificación automatizada analiza tu documentación geotécnica y estructural, identifica requisitos aplicables y genera informes detallados para agilizar el proceso. Consulta nuestros planes de verificación adaptados a diferentes tipologías de proyecto.