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TIPOS DE CIMENTACIONES

1.- TIPOS DE CIMENTACIONES

INTRODUCCION

La cimentaci贸n es el conjunto de elementos estructurales cuya misi贸n es transmitir las cargas de la edificaci贸n o elementos apoyados a este al suelo distribuy茅ndolas de forma que no superen su presi贸n admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportar谩, el 谩rea decontacto entre el suelo y la cimentaci贸n ser谩 proporcionalmente m谩s grande que los elementos soportados.

La cimentaci贸n es importante porque es el grupo de elementos que soportan a la superestructura.

PROP脫SITOS

  • Ser suficientemente resistentes para no romper por cortante. Soportar esfuerzos de flexi贸n que produce el terreno, para lo cual se dispondr谩n armaduras en su cara inferior, que absorber谩n las tracciones. Acomodarse a posibles movimientos del terreno. Soportar las agresiones del terreno y del agua y su presi贸n, si la hay.

Su funci贸n es distribuir las cargas del edificio, dispers谩ndolas en el suelo adyacente, de modo que 茅ste y los materiales que los sostienen tengan suficiente fuerza y rigidez para soportarlas sin sufrir deformaciones excesivas.

TIPOS DE CIMENTACI脫N

La elecci贸n del tipo de cimentaci贸n depende especialmente de las caracter铆sticas mec谩nicas del terreno, como su cohesi贸n, su 谩ngulo de rozamiento interno, posici贸n del nivel fre谩tico y tambi茅n de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentaci贸n. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentaci贸n menos costoso y m谩s simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentaci贸n superficial se valoran otros tipos de cimentaciones.

  1. CIMENTACIONES SUPERFICIALES:

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener 茅ste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentaci贸n, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.

Se considera cimentaci贸n superficial cuando tienen entre 0,50 m. hasta 4 m. de profundidad.

  • Cimentaciones cicl贸peas.

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto cicl贸peo (hormig贸n) es sencillo y econ贸mico. El procedimiento para su construcci贸n consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tama帽os al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporci贸n 1:3:5. El hormig贸n cicl贸peo se realiza a帽adiendo piedras m谩s o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material.

CIMENTACIONES SUPERFICIALES PUNTUALES

ZAPATAS AISLADAS.

Las zapatas aisladas son un tipo de cimentaci贸n superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata ampl铆a la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El t茅rmino zapata aislada se debe a que se usa para asentar un 煤nico pilar, de ah铆 el nombre de aislada. Es el tipo de zapata m谩s 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 m谩s de un pilar.

POR SU MORFOLOGIA

  1. a) recta
  2. b) escalonada
  3. c) ataluzada
  4. d) aligeradas o nervadas

ZAPATAS CENTRADAS

La Zapata Centrada es una zapata aislada, corresponde a un tipo de Cimentaci贸n Superficial que sirve de base a los elementos estructurales puntuales (pilares); de modo que esta zapata ampl铆a la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.

ZAPATAS MEDIANERAS

Son aquellas que soportan una columna dispuesta de tal forma que una de sus caras coincida con el borde de la zapata. La necesidad de su uso es muy frecuente debido a las limitaciones de colindancia con las edificaciones adyacentes.

ZAPATAS ESQUINERAS

Este tipo de zapatas aparecen en los edificios, bien en las esquinas que concurren dos medianer铆as o bien en las que concurren una medianer铆a y una fachada en l铆mites de v铆a p煤blica. Es por eso que este tipo de zapata es de uso muy frecuente en construcciones urbanas y ciertos tipos de construcciones industriales

CIMENTACIONES SUPERFICIALES LINEALES

  • ZAPATAS COMBINADAS

Son aquellas fundaciones que soportan dos columnas. Se opta por esta soluci贸n cuando se tienen dos columnas muy juntas y al calcular el 谩rea necesaria de zapata para suplir los esfuerzos admisibles sobre el suelo nos da que sus 谩reas se montan.

ZAPATAS CORRIDAS

Las Zapatas Corridas son, seg煤n el C贸digo T茅cnico de la Edificaci贸n CTE, aquellas zapatas que recogen mas de tres pilares.

Se aplican normalmente para el soporte de muros. Pueden tener secci贸n rectangular, escalonada o estrechada c贸nicamente. Las zapatas corridas se consideran as铆 cuando recogen tres pilares.

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

  • POZOS DE CIMENTACION

Los pozos de cimentaci贸n se plantean como soluci贸n entre las cimentaciones superficiales, (zapatas, losas, etc.) y las cimentaciones profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. La elecci贸n de pozos de cimentaci贸n aparece como consecuencia de resolver de forma econ贸mica, la cimentaci贸n de un edificio cuando el firme se encuentra a una profundidad de 4 a 6 mts. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el r铆o, en ese caso se trabaja en c谩maras presurizadas

LOSA DE CIMENTACION

Es una placa de hormig贸n apoyada sobre el terreno que sirve de cimentaci贸n que reparte uniformemente el peso y las cargas del edificio sobre toda la superficie de apoyo.

CIMENTACIONES SEMIPROFUNDAS:

  • POZOS DE CIMENTACI脫N O CAISSONS: Son en realidad soluciones intermedias entre las superficiales y las profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el r铆o, en ese caso se trabaja en c谩maras presurizadas.
  • ARCOS DE LADRILLOsobre machones de hormig贸n o mamposter铆a.
  • MUROS DE CONTENCI脫N bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.
  • MICROPILOTES, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentaci贸n semiprofunda.

CIMENTACIONES PROFUNDAS:

Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentaci贸n para soportar las cargas aplicadas, o m谩s exactamente en la fricci贸n vertical entre la cimentaci贸n y el terreno. Por eso deben ser m谩s profundas, para poder proveer sobre una gran 谩rea sobre la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos m茅todos utilizados en cimentaciones profundas son:

PILOTES

Son elementos de cimentaci贸n esbeltos que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extracci贸n ejecutados in situ). Antiguamente eran de madera, hasta que en los a帽os 1940comenz贸 a emplearse el hormig贸n.

Cimentaci贸n R铆gida de Primer Orden.

  • El pilote trabaja por punta, clavado a gran profundidad.

Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se conf铆a en el apoyo en ese estrato, a煤n si hubiere una peque帽a descarga por rozamiento delfuste al atravesar estratos menos resistentes. Lo cual denota que las fuerzas de sustentaci贸n act煤an sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote.Es el mejor apoyo y el m谩s seguro, porque el pilote se apoya en un terreno de gran resistencia.

Cimentaci贸n R铆gida de Segundo Orden.

Cuando el pilote se encuentra con un estrato resistente pero de poco espesor y otros inferiores menos firmes. En este caso se debe profundizar hasta encontrar terreno firme de mayor espesor. El pilote transmite su carga al terreno por punta, pero tambi茅n descarga gran parte de los esfuerzos de las capas de terreno que ha atravesado por rozamiento lateral. Si la punta del pilote perfora la primera capa firme, puede sufrirasientos diferenciales considerables. Como en los de primer orden, las fuerzas de sustentaci贸n act煤an sobre la planta del pilote y por rozamiento con las caras laterales del mismo.

Cimentaci贸n Flotante.

Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes est谩n sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ning煤n estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace 煤nicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote.

Se calcula la longitud del pilote en funci贸n de su resistencia. En forma emp铆rica sabemos que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de obra, no pueden soportar su carga.

Madera

La madera se emplea desde la prehistoria; en ese entonces los habitantes lacustres constru铆an sus chozas apoy谩ndolas sobre troncos hincados en el lecho del lago. Estos troncos lograron conservarse mientras las aguas que los rodeaban eran 谩cidas, es decir de pantanos turbosos.

Los rollizos de madera se conservan m谩s tiempo si se los mantiene permanentemente mojados o secos, pero si se alternan estas condiciones de humedad, se destruyen r谩pidamente.

Antes de colocar los pilotes se aconseja impregnarlos a presi贸n con una sustancia protectora para evitar el ataque de hongos o insectos que destruyen sus fibras.

Las maderas m谩s usadas, por ser m谩s econ贸micas, son pino y abeto. Si se requiere de mayor resistencia por el ataque de aguas de mar o por impactos, se debe recurrir a maderas m谩s costosas pero de mayor dureza, como por ejemplo la haya o la teca.

Los rollizos naturales son m谩s econ贸micos, pero si poseen secci贸n cuadrada, son mejores para sus posibles empalmes.

El hincado debe realizarse con golpeteo suave sobre la parte m谩s gruesa del tronco.

En pilotes m谩s grandes la carga de trabajo no ha de superar las 25 T. Esta clase de pilotaje se emplea donde el tronco de 谩rbol es un material habitual f谩cil de encontrar en ese lugar, o cuando se trata de cimentaciones en zonas lacustres.

Acero

Se utilizan con secciones en H o en Caj贸n.

En tipo caj贸n pueden rellenarse de hormig贸n despu茅s de haberse colocado.

A veces se constituye el pilotaje con perfiles planos empalmables, es el tablestacado, que se consiguen con secciones de acero laminado en caliente. Se los utiliza como contenci贸n de tierras y como barrera del agua en caso de excavaciones para cimentaciones, s贸tanos. En muelles y zonas ribere帽as tambi茅n suele usarse.

Para evitar la corrosi贸n, el acero puede contener una cantidad importante de cobre , se lo llama acero de oxidaci贸n controlada o estar impregnado con pintura bituminosa.

Los hincados en pilotes de acero son m谩s fuertes y vigorosos.

Si es necesario, pueden recuperarse y se les puede hacer variar su longitud por corte o por soldadura.

Hormig贸n

Los pilotes fabricados de este material se dividen en:

  • Pilotes Prefabricados
  • Pilotes Hormigonados In Situ

Los Pilotes Prefabricados pertenecen a la categor铆a de Cimentaciones Profundas, tambi茅n se los conoce por el nombre de Pilotes Premoldeados; pueden estar constru铆dos con hormig贸n armado ordinario o con hormig贸n pretensado.

Los pilotes de hormig贸n armado convencional se utilizan para trabajar a la compresi贸n; los de hormig贸n pretensado funcionan bien a la tracci贸n, y sirven para tablestacas y cuando deben quedar sumergidos bajo agua.

Estos pilotes se clavan en el terreno por medio de golpes que efect煤a un martinete o con una pala met谩lica equipada para hincada del pilote.

Su secci贸n suele ser cuadrada y sus dimensiones normalmente son de 30 cm. x 30 cm. 贸 45 cm. x 45 cm.

Tambi茅n se construyen con secciones hexagonales en casos especiales.

Est谩n compuestos por dos armaduras: una longitudinal con 4 di谩metros de 25 mm. y otra transversal compuesta por estribos de varilla de secci贸n 8 mm. como m铆nimo.

La cabeza del pilote se refuerza uniendo los cercos con una separaci贸n de 5 cm. en una longitud que oscila en 1 m.

La punta va reforzada con una pieza met谩lica especial para permitir la hinca.

Los Pilotes Hormigonados In Situ son un tipo de Pilotes ejecutados en obra, tal como su nombre lo indica,en el sitio, en el lugar.

Extracci贸n de tierra para colocar luego la armadura

Contenido

路 1 Armaduras de Pilotes

路 2 Hormigonado de Pilotes

路 3 Descabezado y Encepado

路 4 Art铆culos Relacionados

路 5 Enlaces Externos

Armaduras de Pilotes

Las armaduras se conforman como si fuesen jaulas; las armaduras longitudinales est谩n constitu铆das por barras colocadas uniformemente en el per铆metro de la secci贸n, y el armado transversal lo constituyen unzuncho en espiral o cercos de redondos de 6 mm. de secci贸n, con una separaci贸n de 20 cm.

El di谩metro exterior del zuncho ser谩 igual al di谩metro de pilote, rest谩ndole 8 cm; as铆 se obtiene un recubrimiento m铆nimo de 4 cm.

La cantidad de barras y el di谩metro de las mismas, se calcula en funci贸n de la carga que deba soportar el pilote.

Hormigonado de Pilotes

En referencia al hormig贸n utilizado, con posterioridad al a帽o 1999, la EHE obliga a utilizar hormigones superiores a 250 N/mm2 y con una consistencia medida en cono de Abrams de 10 a 15 cm.

Descabezado y Encepado

Los pilotes se descabezan, por ello, siempre se elimina el hormig贸n de baja calidad que queda en la parte superior.

As铆 quedan las armaduras al descubierto que se entrelazan al encepado.

La longitud de la armadura debe permitir que posterior al descabezado, queden sobresaliendo del pilote alrededor de 50 cm.

Las armaduras longitudinales del pilote se empalman por un solape m铆nimo de 40 cm., van soldadas o atadas con alambre en toda su longitud.

Si se utilizare cercos a modo de armadura transversal, los cierres se hacen por solape de 8 cm como m铆nimo, y van soldados o atados con alambre.

El solapado se hace alternado para cercos sucesivos. Se atan firmemente las armaduras formando una jaula que soporte la hormigonada.

Cada pilote se hormigona de una vez sin interrumpir la operaci贸n, no se admiten juntas de hormigonado.

Al finalizar el pilote, debe quedar hormigonado a una altura superior a la definitiva; lo que excede de hormig贸n se demuele cuando ha fraguado.

No se debe efectuar la hincada con desplazamiento de pilotes o entibar en un 谩rea menor de 3 m. alrededor del pilote, hasta que el hormig贸n tenga una resistencia m铆nima de 30 kg/cm2, de acuerdo a ensayos previos.

Posterior al descabezado los pilotes deben sobresalir del terreno lo suficiente para permitir el empotramiento del hormig贸n de 5 cm m铆nimo para el encepado.

 

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