Comentaciones

Cimentaciones.

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno. Debido a que la resistencia y rigidez del terreno suelen ser inferiores a las de la estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a la suma de las áreas de todos los pilares y muros portantes.

Los términos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniería civil, implican una clara distinción entre dos clases de materiales de cimentación. Se dice que roca es un agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de cohesión. Por otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes orgánicos, que pueden separarse por medios mecánicos comunes, tales como la agitación en el agua.

El ingeniero para preparar un proyecto debe saber cuáles son los materiales que están presentes y qué propiedades poseen, este conocimiento se adquiere, parcialmente, consultando libros, pero sobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando muestras que considere representativas de los materiales. En la ingeniería de las cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable.

La correcta clasificación de los materiales del subsuelo es un paso importante para cualquier trabajo de cimentación, porque proporciona los primeros datos sobre las experiencias que puedan anticiparse durante y después de la construcción.

1.3. Tipo de cimentaciones y modo de construcción

Las cimentaciones de la mayor parte de las estructuras se desplantan debajo de la superficie del terreno. Por lo tanto, no pueden construirse hasta que se ha excavado el suelo o roca que está por encima del nivel de las cimentaciones.

Cimentaciones superficiales

Cuando a nivel de la zona inferior de la estructura, el terreno presenta características adecuadas desde los puntos de vista técnico y económico para cimentar sobre él, la cimentación se denominará superficial o directa. Las cimentaciones superficiales estarán constituidas por zapatas, vigas y placas, o por combinaciones de estos elementos.

Estas características del terreno son fundamentales a la hora de la elección de la cimentación.

La influencia del tipo de edificio a ejecutar también es importante en la selección de la cimentación.

Las características más importantes de los edificios a la hora de la cimentación pueden ser:

a) Existencia de sótanos

a) Edificios ligeros de poca altura: se usará cimentación superficial

b) Edificios de poca altura: losas, pilotaje

c) Edificios de gran altura: Cimentaciones profundas o losas de cimentación.

El tipo de cimentación más usado en proyectos industriales es la zapata en sus diversas variantes. No se desestimará en caso necesario el uso de losas e incluso, en casos muy desfavorables del terreno, cimentaciones profundas como pilotes.

Zapatas

Se trata de la solución más usada, debido a que es la más económica, de más fácil ejecución y adaptarse bien a terrenos resistentes. Es además una solución interesante para luces importantes.

Una zapata es una ampliación de la base de una columna o muro que tiene por objeto transmitir la carga al subsuelo a una presión adecuada a las propiedades del suelo. A las zapatas que soportan una sola columna se llaman individuales o zapatas aisladas. La zapata que se construye debajo de un muro se llama zapata corrida o zapata continua. Si una zapata soporta varias columnas se llama zapata combinada. Una forma especial de zapata combinada que se usa normalmente en el caso que una de las columnas soporte un muro exterior es la zapata en voladizo.

La clasificación de zapatas es muy amplia. Según su forma de trabajo se puede clasificar como:

Aislada, combinada, corrida o continua y arriostrada o atada. Según su forma en planta su clasificación será: rectangular, cuadrada, circular, anular o poligonal.

Zapata aislada cuadrada.

En este tipo de zapatas el elemento estructural que transmite los esfuerzos será un pilar, pudiendo ser éste de hormigón o metálico. El pilar arrancará siempre desde el centro geométrico de la base de la zapata.

En el caso de pilares de hormigón armado se deberá dejar una armadura vertical saliente de la zapata como armadura de espera para unión con la armadura del pilar, para que se produzca la transferencia de esfuerzos del pilar a la zapata.

Zapata aislada circular.

Este tipo de zapatas no es de uso frecuente excepto en caso de edificaciones singulares o soluciones prefabricadas, pues el coste de la armadura sería elevado por la dificultad de su disposición. El uso de zapatas circulares exige la necesidad de usar una geometría especial con canto variable y por tanto la necesidad de encofrado para su ejecución in situ. Por estas causas su uso no es recomendable económicamente excepto en los casos anteriormente mencionados.

Dentro de las zapatas circulares encontraremos dos disposiciones distintas de armado:

• Zapata circular con armado circunferencial

• Zapata circular con armado con emparrillado

El ángulo a 25 para mantener el hormigón con su talud natural al vibrar.

Zapata corrida.

La zapata corrida es una zapata continua que servirá como cimentación generalmente a un muro de hormigón armado. El elemento estructural que transmitirá los esfuerzos a la cimentación será por tanto un muro. El muro transmitirá una carga lineal a la zapata. Esta solución es muy apta tanto para edificios residenciales como industriales con sótanos que requieran de muros de contención.

Zapata de medianería

Se encontrará este tipo de zapatas en aquellos terrenos con medianería, y ante la imposibilidad de cimentar en el terreno colindante se tiene que descentrar el pilar colocándolo en un lado de la zapata.

Debido a la excentricidad producida este tipo de zapatas, suele centrarse mediante una viga centradora con una zapata próxima, así se consiguen unas tensiones más uniformes en su reacción con el terreno.

Zapata combinada.

Este tipo de zapatas tiene la principal característica de que llegan dos o más pilares a la zapata.

En este tipo de zapatas es imprescindible dar dos vista de planta, una incluyendo la armadura inferior y otra con la armadura superior, pues con una sólo no quedaría bien definida o no sería del todo aclaratorio. La armadura superior tiene como función evitar el punzonamiento de los pilares sobre la zapata, debido a la cercanía de dos cargas puntuales y el consiguiente aumento del riesgo de punzonamiento.

Losas de cimentación

Las losas de cimentación son zapatas de gran tamaño encargadas de repartir lo más uniformemente posible las cargas al terreno. Sus principales características pueden ser: espesor reducido en función de sus otras dimensiones. Son útiles cuando la suma de las superficies de la zapata > 50% de la superficie de la edificación. Se trata de una solución cara por lo que su uso será en terrenos con baja resistencia pues en terrenos heterogéneos reducen asientos diferenciales.

Cimentaciones profundas

Estas cimentaciones se usarán cuando el terreno firme no se encuentra en la superficie sino a mayor profundidad. La cimentación profunda más usada es la cimentación por pilotes.

4.1. Pilotes

Un pilote es un elemento de cimentación de gran longitud comparada con su sección transversal, que enterrado consigue una cierta capacidad de carga, suma de su resistencia por rozamiento con el terreno y su apoyo en punta.

4.1.1 Función de los pilotes

Cuando el suelo situado al nivel en que se desplantaría normalmente una zapata o una losa de cimentación, es demasiado débil o compresible para proporcionar un soporte adecuado, las cargas se transmiten al material mas adecuado a mayor profundidad por medio de pilotes. Los pilotes son elementos estructurales con un área de sección transversal pequeña, comparada con su longitud, y usualmente se instalan usando una piloteadora que tiene un martinete o un vibrador. A menudo se hincan en grupos o en filas, conteniendo cada uno suficientes pilotes para soportar la carga de una sola columna o muro.

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