INTRODUCCION

 

La cimentación es la parte estructural del edificio , encargada de transmitir las cargas al terreno , el cual es el unico elemento que no podemos elegir , por lo que la cimentacion la realizaremos en funcion del mismo . Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso sera otro motivo que nos influye en la decision de la eleccion de la cimentacion adecuada .

 

 

                     CLASIFICACION

 

Las cimentaciones se clasifican  .

-Cimentaciones superficiales

-Cimentaciones profundas

-Cimentaciones especiales

Las cimentaciones supericiales engloban las zapatas en general y las losas de cimentacion .

Los distintos tipos de cimentacion superficial dependen de las cargas que sobre ellas reacen

Puntuales --------- Zapatas aisladas

Lineales ----------- Zapatas corridas

Superficiales ------ Losas de cimentacion

·       Aisladas : - Aislada propiamente dicha

-       Centrada

-       Combinada

-       Medianeria

-       Esquina

*     Corrida :  -       Bajo Muro

-       Bajo pilares

-       Bajo muro y pilares

·       Emparrillados : limite de ciemtacion por zapatas corridas antes de entrar en el campo de las losas

·       Placas o losas

 

 

 

 

 

                             ZAPATAS

 

 

Las zapatas pueden ser de hormigon en masa o armado con planta cuadrada o rectangular como cimentacion de soportes verticales pertenecientes a estructuras de edificacion , sobre suelos homogeneos de estatigrafia snsiblemente horizontal .

Las zapatas aisladas para la cimentacion de cada soporte en general seran centradas con el mismo , salvo las situadas en linderos y medianerias , seran de de hormigon armado para firmes superficiales o en masa para firmes algo mas profundos .

De planta cuadrada como opcion general

De planta rectangular , cuando las cuadrads equivalentes queden muy proximas , o para regularizar los vuelos en los casos de soportes muy alargados o de pantallas .

Como nota importante hay que decir que se independizaran las cimentaciones y las estructuras que esten situados en terrenos que presenten discontinuidades o cambios sustanciales de su naturaleza , de forma que las distintas partes de edificio queden cimentadas en terrenos homogeneos . Por lo que el plano de apoyo de la cimentacion sera horizontal o ligeramente escalonado suavizando los desniveles bruscos de la edificacion .

La profundidad del plano de apoyo o eleccion del firme , se fijara en funcion de las determinaciones del informe geotecnico , teniendo en cuenta que el terreno que queda por debajo de la cimentacion no quede alterado , como ya he dicho antes , para la cimentacion , o mejor dicho , para saber que tipo de cimentacion hemos de utilizar , tenemos que saber el tipo de terreno con el que nos vamos a encontrar ( informe geotecnico ) .

 

 

 

                               ZAPATAS AISLADAS

Es aquella zapata en al que descansa o recae un solo pilar . Encargada de transmitir a traves de su superficie de cimentacion las cargas al terreno  .

Una variante de zapata aislada aparece en edeficios con junta de dilatacion y en este caso se denomina “ zapata ajo pilar en junta de diapason “ .

La zapata no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada ñpor los cambios termicos , aunque en las estructuras si que es normal ademas de aconsejable poner una junta cada 30 mts aproximadamente , en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un unico pilar .

Importante es saber que ademas del peso del edificio y las sobre cargas , hay que tener tambien encuenta el peso de las tierras que descansan sobre sus vuelos

 

Clasificacion según la EH-91

La EH-91 clasifica las zapatas según la relacion existente entre el vuelo y el canto :

Tipo 1 . Semi rigida o flexible

El vuelo es igual a : la variacion que hay de 0.5 veces la altura  a la de 2 veces esta

Solo se calculan a flexion .

Tipo 2  : Maciza de cimentacion o superrigida

El vuelo es menor a ½ de la altura

Hay veces que en este tipo de zapata no son necesarios los armados , todo depende de la resistencia del terreno

Tipo 3 : Denominadas flexibles

Son las mas economicas , pero su calculo tambien es el mas complicado , pues ha de realizarse a flexion , a cortante , a punzonamiento , y hay que tener encuenta la adherencia entre el acero y el hormigon

El vuelo es mayor de 2 veces la altura .

 

Disposicion de las armaduras :

La armadura calculada se distribuira uniformemente en toda la superficie de la zapata y en dos direcciones ( porque tiene dos vuelos y direcciones principales ) a modo de mallazo.

Cuando hay cargas importantes se recomienda disponer una armadura perimetral de traccion que zunche la base del tronco de piramide que define las vielas de compresion respecto a las direcciones principales de la zapata .

 

En la zapata hay que tener encuenta :

-       que han de tener un recubrimiento minimo de 5 cms

-       separacion maxima entre barras de 30 cms

-       es aconsejable levantar los extremos de las barras , al menos 10 cms

 

 

  

       DISPOSICION DE ANCLAJE DE LAS ARMADURAS

Dependiendo del tipo de vuelo :

1)    Vuelo menor de la altura

Sera anclada a partir de la zona que deje de estar , o de ser la armadura en longitud recta .

Se anclara por patilla .

 

 

 

  

 

2)   Vuelo mayor que la altura

Se anclara a partir de la longitud h por prolongacion y cuando no quepa por patilla .

 

 

  

          CANTOS MINIMOS Y ARMADURAS MINIMAS :

 

El canto minimo en el borde de las zapatas de hormigon en masa no sera inferior a 35 cms .

En zapatas de hormigon armado no sera inferior a 25 cms .

En encepados de pilotes ( que se consideran zapatas ) no sera inferior de 40 cms o no inferior de 1.5 veces el diametro del pilote .

 

 

 

 

 

La armadura transversal minima es o sera capaz de absorber esfuerzos cortantes y de punzonamiento , o lo que es lo mismo , impiden que el pilar intente penetrar en el terreno .

1)      En zapatas y encepados tipo 1 no es necesaria armadura transversal

2)    En zapatas y encepados tipo 2 si que es necesaria la armadura transversal .

3)    En zaptas y encepados tipo 3 solo se dispondra armadura transversal si por la comprobacion a punzonamiento o a cortante son necesarias , en caso contrario el hormigon absorbe el esfuerzo .

 

La armadura longitudinal minima es siempre necesaria , ademas hay que tener en cuenta que estas no podran distanciarse mas de 30 cms , ni se podran colocar redondos menores del 12 .

Luego según los calculos tendremos que poner unas u otras , cuando digo esto me refiero al tipo de acero que tendremos que utilizar , como son el AEH 400 , o el AEH 600 , por poner unos ejemplos .

 

 

 

 

                       PROCESO CONSTRUCTIVO

 

0)   Desbroce del solar

1)    Replanteo por medio de camillas previa explanacion

2)   Señalamiento o señalizacion de la superficie o perimetro de las zapatas y vigas

3)   Fijar o marcar perfectamente los ejes mediante las camillas

4)   Excavacion siguiendo o guiados por el plano de replanteo hasta la cota que se considere como firme según el estudio geotecnico , no se excavaran los ultimos 15 o 20 cms del canto de la zapata si no se va introducir inmediatamente el hormigon de regulacion o de limpieza .

5)   Refinado de paredes y del fondo hasta la cota del firme

6)   Verter el hormigon de regularizacion . Antes del vertido de hormigon es conveniente espolvorear las paredes de la excavacion para entibarlas .

7)   Disposicion de las armaduras sobre calzos que aseguren el recubrimiento y que seran tantos como se necesiten para mantener la horizontalidad de las armaduras .

La capa de hormigon de regularizacion sera de unos 15 cms , el recubrimiento sera tal que la armadura dinste mas de 10 cms del hormigon de limpieza .

8) Fijar a la parrilla los enanos de arranque del pilar .

9)   Colocacion y fijado de las armaduras de las vigas de atado , riostras o centradoras

10)         Vertido del hormigon por tongadas , en el caso de preveerse junta de hormigonado en la viga de riostra o de atado sera vertical y estara dispuesta en el centro de esta , se vertira el hormigon en el centro de las vigas  . Si por necesidad debe de haber una junta en la zapata por falta de hormigon se realizara bajo el nivel de canto de las vigas y sera perpendicular a la direccion de esfuerzos horizontales .

11)  Curado a base de riegos , 3 veces diarias durante la primera semana .

 

 

 

                        RECOMENDACIONES

 

·       Disponer debajo de cada zapata una capa de hormigon de limpieza de al menos 15 cms

·       Cuando sea posible se dispondran zapatas tipo 3 que son las mas economicas

·       Por economia conviene disponer zapatas de canto constante ; si se realizan ataluzadas es conveniente realizar un resalte para el encofrado mayor de 10 cms

·       Recubrimientos ( constantes ) y que seran en paramentos verticales mas de 5 cms y respacto al hormigon de limpieza mas de 10 cms

·       Conviene ejecutar la superficie de cimentacion con multiplos de 10 , facilita el replanteo y la ejecucion de la ferralla .

·       Cuando no sea posible el anclaje de los enanos , debido al insuficiente armado de estos , se dispondarn dos o tres barras de espera cuya suma de diametros sea equivalente . En caso de zapatas de poco canto se dispondra zapata flexible . 

 

 

 

 

              ZAPATAS AISLADAS DESCENTRADAS

 

Las zapatas descentradas tienen la particularidad de que las cargas que sobre ellas recaen , lo hacen de forma descentrada , por lo que se producen unos momentos de vuelco que habra que contrarrestar .

Pueden ser de medianeria y de esquina

 

 

Formas de trabajo :

Se solucionan y realizan como las zapatas aisladas con la salvedad de la problemática que supone el que se produzcan momentos de vuelco , debido a la excentricidad de las cargas .

 

 

Soluciones para evitar el momento de vuelco :

1)    Viga centradora :

A traves de su trabajo a flexion , tiene la mision de absorber el momento de vuelco de la zapata descentrada . Debera tener gran inercia y estar  fuertemente armada .

 

 

 

 

 

2)   Vigas o forjados en planta primera :

Para centrar la carga podemos recurrir a la colaboracion de la viga o forjado superior al pilar de medianeria .

La viga o forjado debera dimensionarse o calcularse para la combinacion de la flexion propia mas la traccion a la que se ve sometida con el momento de vuelco inducido por la zapata .

 

 

 

 

 

                     ZAPATAS CORRIDAS

Las zapatas corridas pueden ser bajo muros , o bajo pilares , y se define como la que recibe cargas lineales , en general a traves de un muro , que si es de hormigon armado , puede transmitir un momento flector a la cimentacion .

Son cimentaciones de gran longitud en comparacion con su seccion transversal .
Las zapatas corridas estan indicadas cuando :

1-    Se trata de cimentar un elemento continuo , como por ejemplo un muro

2-   Queremos homogeneizar los asientos de una alineacion de pilares y nos sirve de arriostramiento .

3-   Queremos reducir el trabajo del terreno

4-   Para puentear defectos y heterogeneidades del terreno

5-   Por la proximidad de zapatas aisladas , resulta mas sencillo realizar una zapata corrida .

 

Forma de trabajo :

A)   Zapata corrida bajo muro

Para el calculo se considera invertida

 

B)    Zapata corrida bajo dos pilares

B.1 – Zapata combinada :

Aquella sobre la que apoyan dos pilares separados una distancia que oscila de 3 a 5 mts de distancia .

Para calcularla hay que hacer pasar la resultante de los esfuerzos provenientes de los soportes por el centro de gravedad de la zapata .

 

 

 

B.2- Zapata asociada

Aquella sobre la que apoyan dos soportes muy proximos . se une por el bulbo de presiones .

Jugando con el vuelo desaparece el momento flector positivo , que enm un primer momento nos aparece .

 

 

 

 

 

 

B.3- Zapata corrida bajo tres o mas pilares . Viga reversa o viga de cimentacion .

Seccion transversal : 

-       En forma de t

-       Rectangular

Tenemos mayor superficie de cimentacion y por lo tanto necesitamos menor respuesta del terreno , los pilares tiene una alineacion .

Funciona :

-       longitudinalmente : como una viga invertida

-       Transversalmente : como una zapata

 

 

 

 

 

 

Tecnicas de ejecucion :

Las tecnicas de ejecucion son las mismas que para las zapatas aisladas , partiendo del replanteo , movimiento de tierras , ...

 

 

 

                                     PILOTES

 

 

                                INTRODUCCION

En ocasiones , cuando comenzamos a realizar la excavacion para la ejecucion de una obra , podemos encontrarnos diversas dificultades para encontrar el estrato resistente o firme donde queremos cimentar . O simplemente se nos presenta la necesidad de apoyar una carga aislada sobre un terreno sin firme , o dificilmente accesible por metodos habituales .

En estos casos se recurre a la solucion de cimentacion profunda , que se constituye por medio de muros verticales profundos , los muros pantalla o bien a base de pilares hincados o perforados en el terreno , denominados pilotes .

En cualquier caso el objetivo es adoptar una solucion constructiva que reuna las siguientes condiciones :

 

Facilidad en la ejecucion

Garantia en el comportamiento resistente

 

Cuando la relacion que existe entre la profundidad y el ancho de la base de un cimiento es mayor que 5 , calificamos a la cimentacion como profunda  .

 

Denominamos pilote a un soporte , normalmente de hormigon armado , de una gran longitud en relacion a su seccion transversal , que puede hincarse o construirse  “ in situ “ en una cavidad abierta en el terreno . Constituye un sistema constructivo de cimentacion profunda al que denominaremos : cimentacion por pilotaje .

 

 

 

        PARTES DE UNA CIMENTACION POR PILOTAJE

 

 

 

1)    Soporte o pilar : Elemento estructural vertical , que arranca del encepado 

2)   Encepado : Pieza prismatica de hormigon armado similar a una zapata aislada , encargado de recibir las cargas del soporte y repartirlas a los pilotes .

3)   Vigas riostras : Elemntos de atado entre encepados . Son obligatorias en las dos direcciones si el encepado es de un solo pilote . En encepados de dos pilotes es obligatorio el arriostramiento en al menos una direccion , la perpendicular a la direccion de su eje de menor inercia .

4)   Fuste del pilote : Cuerpo vertical longitudinal del pilote . Las cargar son transmitidas al terreno a traves de las paredes del fuste por efecto de rozamiento con el terreno colindante .

5)   Punta del pilote : Extremo inferior del pilote . Transmite las cargas por apoyo en el terreno o estrato resistente

6)   Terreno circundante

 

 

Los pilotes pueden alcanzar profundidades superiores a los 40 mts teniendo una seccion transversal de 2-4 mts , pudiendo gravitar sobre ellos una carga de 2000 t .

 

La eficacia de un pilote depende de :

a)     El rozamiento y la adherencia entre el suelo y el fuste del pilote

b)    La resistencia por punta , en el caso de transmitir compresiones . Ante posibles esfuerzos de traccion , se puede ensanchar la parte inferior del pilote , de forme que trabaje el suelo superior .

c)     La combinacion de las dos anteriores

 

 

 

                              APLICACIONES

 

El empleo de cimentaciones mediante pilotaje esta indicado en los siguientes casos :

 

·       Cuando la carga transmitida por las estructuras no puede ser distribuida en el terreno de forma uniforme mediante el empleo de sistemas de cimentacion directa como zapatas o losas .

·       Cuando el nivel del firme no puede ser alcanzado de forma sencilla o se encuentra a gran profundidad

·       Cuando los estratos superiores del terreno son poco consistentes hasta cotas profundas , contienen gran cantidad de agua o bien se necesita cimentar por debajo del nivel freatico

·       Cuando se prevea que los estratos inmediatos a la superficie de cimentacion pueden determinar asientos imprevisibles de cierta importancia

·       Si se quiere reducir o limitar los posibles asientos de la edificacion

·       En presencia de grandes cargas y concentradas

·       Si las distintas capas superficiales de los terrenos pueden sufrir variaciones estacionales como hinchamientos , retracciones , etc...

·       En edificaciones sobre el agua.

 

 

                    CLASIFICACION DE LOS PILOTES

 

Según su forma de trabajo :

a)     Pilotes rigidos de primer orden

Aquellos cuya punta llega hasta el firme transmitiendole la carga aplicada a la cabeza . La accion lateral del terreno  elimina el riesgo de pandeo .

 

 

 

 

b)     Pilotes flotantes

Aquellos cuya punta no llega al firme , quedando hincado en el terreno suelto y resistiendo por adherencia , su valor resistente es funcion de la profundidad , diametro y naturaleza del terreno . Se situan en terrenos de resistencia media baja , y transmiten su carga por rozamiento , a traves del fuste .

 

 

 

 

c)     Pilotes semi-rigidos

Aquellos cuya punta llega hasta el firme , pero este esta tan profundo , o es tan poco firme , que el pilote resiste simultaneamente por punta y por adherencia .

 

 

 

Según su forma de ejecucion :

 

a)    pilotes de hinca prefabricados

Se hincan en el terreno mediante unas maquinas a golpe de mazas , con martillo neumatico y son prefabricados , constituidos en toda su longitud mediante tramos ensamblables . Son relativamente caros ya que estan fuertemente armados para resistir los esfuerzos durante el transporte y el hincado en el terreno .

 

Una vez hincado en el terreno , este ejerce sobre el pilote y en toda su superficie lateral , una fuerza de adherencia que aumenta al continuar clavando mas pilotes en las proximidades , pudiendo conseguir mediante este procedimiento , una consolidacion del terreno .

 

Es importante indicar que la operación de hincado del pilote debe de realizarse siempre de dentro hacia fuera .

 

 

 

 

b)   Pilotes hormigonados in situ :