Cimentaciones

INTRODUCCIÓN

Las estructuras se apoyan en el terreno, por lo que este pasa a conforma una parte más de la misma, debido a que el terreno por sus condiciones naturales, presenta menos resistencia y mayor deformabilidad que los demás componentes que conforma la estructura, la edificación, por lo que no puede resistir cargas al igual que a estructura, debido a ello se busca implementar cierto artificio a la estructura que permita transmitir y repartir las cargas al terreno de una manera adecuada para que el mismo no falle o se deforme al exceder su resistencia puntual, este artificios son la cimentaciones o apoyos de la estructura.

Estas cimentaciones o apoyos deben ser dimensionados en base a las características de terreno y de las cargas de la estructura, y las cuales son de distinto tipo de acuerdo a la utilidad que se busca y al comportamiento natural del terreno.

Para fines del trabajo se desarrolla las cimentaciones directas abriendo preámbulo con que es una cimentación y cuál es la función que cumple, para luego si adentrarse en los distintos factores, parámetros, circunstancias, consideraciones especiales, calculo, interés entre otro, referente a las cimentaciones directa o superficiales, entendiendo que las misma son cementaciones poco profunda, que reparten la cargas en un plano horizontal, utilizadas sobre todo cuando la características naturales del suelo permiten su aplicación.

CIMENTACIÓN

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno. Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros casos, muy inferiores a las de la estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a la suma de las áreas de todos los soportes y muros de carga.

Lo anterior conduce a que los cimientos son en general piezas de volumen considerable, con respecto al volumen de las piezas de la estructura. Los cimientos se construyen casi invariablemente en hormigón armado y, en general, se emplea en ellos hormigón de calidad relativamente baja, ya que no resulta económicamente interesante el empleo de hormigones de resistencias mayores.

Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo del terreno en el que se va a construir la estructura. 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.

El detalle con el que se describen, prueban y valoran las muestras, depende del tipo de estructura que se va a construir, de consideraciones económicas de la naturaleza de los suelos, y en cierto grado del método con el que se hace el muestreo. Las muestras deben describirse primero sobre la base de una inspección ocular y de ciertas pruebas sencillas que pueden ejecutarse fácilmente tanto en el campo como en el laboratorio clasificando el material en uno de los grupos principales: grava, arena, limo y arcilla. La mayor parte de los suelos naturales se componen por la mezcla de dos o más de estos elementos, y pueden contener por añadidura material orgánico parcial o completamente descompuesto.

CLASIFICACIÓN GENERAL DE LAS CIMENTACIONES

Cimentaciones superficiales

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas.

En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:

• Cimentaciones ciclópeas.

• Zapatas:

*Zapatas aisladas.

* Zapatas corridas.

* Zapatas combinadas.

• Losas de cimentación.

Un caso que se puede considerar intermedio entre las zapatas y las losas es el de la cimentación por medio de un emparrillado, que consiste en una serie de zapatas corridas, entrecruzadas en dos direcciones.

Cimentaciones ciclópeas o de mampostería

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:2:5 procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas.

Este es un sistema que ha quedado prácticamente en desuso, se usaba en construcciones con cargas poco importantes. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento.

Proceso constructivo:

*Los cimientos de mampostería (concreto ciclópea) se pueden hacer a lo largo y bajo los muros; si es esta la cimentación que se elige, se prepara el mortero de la siguiente manera: a 5 botes de arena se le agregan 2 botes de agua y un saco de mortero, mezclando todo.

*La piedra bola deberá estar mojada para no absorba la humedad del mortero, también se debe humedecer el fondo de la zanja que se hizo para el cimiento sin formar charcos. Normalmente una cimentación corrida a base de concreto ciclópeo se compone de un 40% de piedra bola y 60% de concreto.

*En el cimiento de deberán dejar los huecos donde se colocaran las tuberías para que el agua y el drenaje y el sitio para donde se aclaran los castillos

*Encima de la cimentación se construye una sola solera o cadera de repartición (dala de desplante) cuta función principal es la de transmitir las cargas verticales y ayudar a la estructura a trabajar correctamente en caso de asentamientos.

*Cada dala se hace con varillas de 3/8” armadas con anillos de alambrón de 14” y alambre recocido calibre 18. También se venden armadas.

*La dala se hará del ancho del muro según el material que se va a usar. También hay que cortar la varilla del largo que va a tener la dala, los anillos van separados uno del otro según lo que marque el plano estructural (generalmente a cada 20 cm) y se amarra a la varilla con alambre recocido.

Precauciones:

• Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.

• Que las piedras no queden amontonadas.

• Alternar en capas el hormigón y las piedras.

• Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.

Zapatas

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. 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.

Tipos de zapatas

Zapatas aisladas

Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar, de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se asienten más de un pilar. La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las estructuras sí que es normal además de aconsejable poner una junta cada 3 m aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un único pilar. Una variante de la zapata aislada aparece en edificios con junta de dilatación y en este caso se denomina "zapata ajo pilar en junta de diapasón".

En el cálculo de las presiones ejercidas por la zapata debe tenerse en cuenta además del peso del edificio y las sobrecargas, el peso de la propia zapata y de las tierras que descansan sobre sus vuelos, estas dos últimas cargas tienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento. Por otra parte en el cálculo de vuelco, donde el peso propio de la zapata y las tierras sobre ellas tienen un efecto favorable.

Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin cortar zapatas ni riostras. Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 1 dm en el estrato del terreno.

La profundidad del plano de apoyo se fija basándose en el informe geotécnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos

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