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Tipos de cimentaciones.-Cimentaciones superficiales (zapatas, Losas)- Cimentaciones Semiprofundas (Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón, muros de contención bajo rasante, micro pilotes)- Cimentaciones profundas (Pilas y Cilindros, Pilotes, Pantallas)
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CIMENTACIONESTIPOS DE CIMENTACIONES
Dueñas Romero, Brenda Xiomara
Espinoza Durand, Blanca Daniela
Gonzales Roque, Katherine Esperanza
Rozas Curse, Herlín Grace
Torres Córdova, Maite de la Flor
Carnero Rodríguez, Joshua
INTRODUCCION
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.
INTRODUCCION
Clasificación: Cimentaciones superficiales (zapatas, Losas) Cimentaciones Semiprofundas (Arcos de ladrillo
sobre machones de hormigón, muros de contención bajo rasante, micro pilotes)
Cimentaciones profundas (Pilas y Cilindros, Pilotes, Pantallas)
Definición
Conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al terreno, distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales.
Debido a que la resistencia y rigidez del suelo es, generalmente, menor que de la estructura, el área de contacto entre el suelos y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados.
Características de una cimentación
Siempre que sea posible, se preferirá que los cimientos estén solicitados por cargas centradas, ya que las excéntricas pueden provocar empujes diferenciales.
La cimentación transmite de forma repartida las cargas que soportan a la superestructura.
La estructura proporciona esfuerzos, de compresión o tracción hasta las bases, y se deben distribuir en forma pareja para que no originen tensiones mayores de la que puede soportar.
Por esta razón el coeficiente de seguridad que se aplica, debe considerar probables diferencias en la predeterminación de su capacidad portante.
Funciones de una cimentación
Soportar las cargas que actúan sobre ella y distribuirlas de manera satisfactoria sobre la superficie de contacto con el suelo y/o roca sobre el cual descansa, proporcionando completa seguridad ante fenómenos que se puedan presentar, tales como sismos, asentamientos, etc.
Ser suficientemente resistentes para no romper por cortante.
Soportar esfuerzos de flexión que produce el terreno, para lo cual se dispondrán armaduras en su cara inferior, que absorberán las tracciones.
Soportar las agresiones del terreno y del agua y su presión, si la hay.
Importancia de una cimentación
Las cimentaciones deben proporcionar seguridad a la estructura, porque de esto depende la integridad de las vidas de las personas que utilizan el inmueble o edificación para realizar sus actividades, así como también la de los distintos equipos, materiales, valores, etc.
Por esto resulta de vital importancia, calcular y proyectar teniendo en consideración varios factores tales como la composición y resistencia del terreno de apoyo ), las cargas propias del edificio y otras cargas que inciden.
Factores para el diseño de una cimentación
Al comenzar con los trabajos en una obra se inician los movimientos de tierra para dar lugar a la construcción de los cimientos que sostendrán el edificio.
Para ello se realiza el replanteo y se ejecutan los cimientos de acuerdo al cálculo estructural y al proyecto elaborado, considerando todas las variables que inciden, como por ejemplo las cargas propias de la construcción, el tipo de terreno, etc.
Para saber qué tipo de cimentación conviene en el proyecto que se esté elaborando, deberá considerar dos puntos importantes:
a) Características del Terreno
b) Características de la Estructura
Tipos de cimentación
La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características mecánicas del terreno, 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 cimentación.
Superficiales
Semiprofundas
Profundas
Cimentaciones Superficiales o Directas 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 este tipo de cimentación, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.
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.
Cimentaciones Ciclópeas 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 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas.
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
Zapata Aislada 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.
Zapatas Corridas
Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales separadas.
Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas como cimentación de un elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno.
Zapatas Combinadas
Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentación para dos o más pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un menor momento resultante.
Losas de Cimentación
Una losa de cimentación es una placa flotante apoyada directamente sobre el terreno. Como losa está sometida principalmente a esfuerzos de flexión. El espesor de la losa será proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la misma.
CIMENTACION SEMIPROFUNDA
Son cimentaciones a medio camino entre las superficiales y las profundas. Pozos de cimentación o caissons. Otras cimentaciones semiprofundas:
Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón o mampostería.
Muros de contención bajo rasante.
Micro pilotes.
POZOS DE CIMENTACIÓN O CAISSONS
Los pozos de cimentación se plantean como solución entre las cimentaciones superficiales, (zapatas, losas, etc.) y las cimentaciones profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. La elección de pozos de cimentación aparece como consecuencia de resolver de forma económica, la cimentación de un edificio cuando el firme se encuentra a una profundidad de 4 a 6m.
Como soluciones constructivas para la ejecución de pozos de cimentación se puede indicar que los pozos rectangulares o circulares están condicionados por los medios manuales de excavación, pudiendo alcanzar profundidades de 30m con medios mecánicos. Se puede observar cierta analogía, con los pilotes de gran diámetro.
Las formas geométricas adoptadas, según la capacidad portante del terreno y su situación respecto a la edificación pueden ser:
Los pozos circulares suelen variar desde los 0.60 m (dimensión mínima para permitir el acceso de un operario) hasta los 2 m de diámetro.
Generalmente, al producirse la acción lateral de las tierras sobre el pozo, impide el pandeo de este, por lo que se calcula como un soporte corto.
Según las solicitaciones, los pozos se pueden ejecutar de hormigón armado, o de hormigón en masa.
De forma análoga a las zapatas, se deben disponer vigas de atado entre los pozos, para arriostramiento de los mismos, siendo criterio del proyectista cómo y cuándo deben disponerse.
POZOS DE CIMENTACIÓN O CAISSONS
OTRAS CIMENTACIONES SEMIPROFUNDAS Arcos de ladrillo
Por lo general se realizan sobre machones de hormigón o mampostería. En zonas donde la piedra es abundante suele aprovecharse esta como material de cimentación de mampostería. Para grandes construcciones es necesario efectuar en un laboratorio de ensayo pruebas sobre la resistencia de la piedra de que se dispone. Tratándose de construcciones sencillas, en la mayoría de casos resulta suficiente efectuar la prueba golpeando simplemente la piedra con una maceta y observando el ruido que se produce. Si este es hueco y sordo, la piedra es blanda, mientras que si es aguda y metálico, la piedra es dura.
Muros de contención bajo rasante
Se realizan cuando no se considera necesario anclar el muro al terreno, para el sostén de la edificación, debiendo tenerse en cuenta para la ejecución de los elementos de contención, las cargas que les puedan afectar.
Micro pilotes
Son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentación semiprofunda.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Elementos que transmiten la carga de una estructura hacia estratos profundos del subsuelo, evitando con ello, el desplante en suelos superficiales de baja capacidad de carga o de alta deformabilidad.
Cuando se requiere mejorar el comportamiento de cimentaciones en estructuras sujetas a carga lateral.
En suelos superficiales inestables, siempre y cuando la cimentación profunda se extiende más allá de la zona activa de expansión o de
cambios en el contenido de agua.
¿Cuándo se utilizan?
Los pilotes son miembros estructurales con un área de sección transversal pequeña en comparación con su longitud.
Transmiten la carga al subsuelo por una combinación de presión en la punta y por esfuerzo de fricción a lo largo del fuste del pilote.
Tipos de Pilote
Pilotes de acero
Pilotes de concreto
Pilotes de madera
Pilotes compuestos
PILOTES
Propiedades comunes de acero de pilotes de acero
Longitud usual: 15 a 60 m
Carga usual: 30 a 120 Tn.
Ventajas Fáciles de manejar con cortes y extensiones
Resisten altos esfuerzos de hincado
Pueden penetrar estratos duros, como gravas densas y rocas blandas
Desventajas Relativamente costosos
Alto nivel de ruido durante el hincado
Sujetos a corrosión
Los pilotes H pueden dañarse o desviarse de la vertical al encontrarse con obstrucciones.
PILOTES DE ACERO
Pilotes precolados con refuerzo ordinario - Características
Propiedades comunes de pilotes precolados Longitud usual: 10 a 15 m
Carga usual: 30 a 300 Tn.
Ventajas Resisten hincado enérgico
Resistentes a la corrosión
Adecuada unión con superestructura de concreto
Desventajas Difíciles de cortarse a la medida precisa
Difíciles de transportar
Pilotes de concreto colados in situ
Se construyen haciendo una perforación en el terreno y llenándola con concreto.
Ventajas Relativamente baratos
Posible inspección antes de colar
Fácil de extender
Desventajas
Posible dificultad en las juntas después del fraguado del concreto
PILOTES DE CONCRETO
Los pilotes de madera no resisten altos esfuerzos al hincarse, por lo que su capacidad es limitada.
Se usan zapatas de acero para evitar daños en la punta del pilote.
En la parte superior del pilote se usan capuchones o cabezales para evitar daños durante el hincado.
Los pilotes de madera permanecerán indefinidamente sin daño si están rodeados por agua o suelo saturado.
La vida útil de los pilotes de madera se incrementan tratándolos con creosota.
PILOTES DE MADERA
Una pila es el apoyo, ya sea de concreto o de mampostería para la superestructura, a diferencia de los pilotes estos son elementos con diámetro mayor a los 75 cm.
PILAS
Método de construcción Se excava un agujero hasta el nivel
de desplante de la cimentación y se construye la pila dentro del mismo. Usualmente, los lados de la excavación deben ademarse y apuntalarse para evitar el derrumbamiento.
El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.
Soportan muy bien los esfuerzos de flexión. Aun así, puede haber necesidad de recurrir a apoyos intermedios:
Por exceso de flexibilidad.
Porque los movimientos que se producen son excesivos.
Elementos soportes
Puntales
Anclajes
Forjado
PANTALLAS
Norma E.050 SUELOS Y CIMENTACIONES
OBJETIVOEl objetivo de esta Norma es establecer los requisitos, desde el punto de vista de la Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones
ÁMBITO DE APLICACIÓN La presente Norma Técnica es aplicable a los EMS para la cimentación de edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma
OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS
Cualquier edificación adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su estabilidad.
Cualquier edificación que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundación.
Edificaciones especiales
Estructuras industriales, fábricas, talleres, o similares.
Edificaciones
Edificaciones servidos públicos
Casos donde no existe obligatoriedad
En casos en que no exista obligatoriedad de realizar los EMS en la forma especificada en esta Norma, la presión admisible, la profundidad de cimentación y cualquier otra consideración adoptada, deberán figurar en un recuadro en el plano de cimentación con la firma del Profesional Responsable que efectuó la estimación, quedando bajo su responsabilidad la información proporcionada.
• Son aquellos que cumplen con la presente Norma y que se han basado en el metrado de cargas estimado para la estructura.
ESTUDIOS DE MECÁNICA DE SUELOS PARA CIMENTACIÓN
(EMS)
• La información del EMS es válida solamente para el área y tipo de obra indicadas en el informe.
ALCANCE DEL ESTUDIO DE
MECÁNICA DE SUELO (EMS)
RESPONSABILIDAD PROFESIONAL DEL
EMS
• La entidad encargada de otorgar la ejecución de las obras es la responsable del cumplimiento de esta Norma.
RESPONSABILIDAD DE LA APLICACIÓN
DE LA NORMA
Todo EMS deberá ser firmado por el Profesional Responsable
CONCLUSIONES
Las cimentaciones son elementos de una estructuras que pasan a conforma una parte esencial de la misma debido a que ellas van a permitir la comunicación de la cargas de la estructuras hacia el terreno con lo que ayudan al terreno, al suelo, a resistir esta cargas.
Por lo tanto la cimentación viene a conformar las bases de la estructura y de ahí que el comportamiento de edificación u obra civil va estar forzado a como esta trabaje y se comporte.
CONCLUSION
Debido a la importancia que cobra la cimentación, la misma esta forzada a cumplir con ciertos parámetros geométricos, de presión, de conformación que responden a las características del suelo y de las cargas de la estructuras y los cuales se esbozaron a lo largo del trabajo. Por lo tanto el diseño de una cimentación cumple con una metodología de diseño que evalúa desde la forma de la cimentación hasta la profundidad que esta va comprender, también las características naturales del suelo.
GRACIAS!
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