FACULTAD DE INGENIERIAEAP ARQUITECTURA

TIPOS DE AZAPATAS

Monografía del cursoElementos de la Construcción

INTEGRANTES:

o Cuenca Torres Maricieloo Huamán Tacza Alexo Leyva Sierra Priscilao Rupay Silvera Angeloo Torres Zamudio Angélica

ARQUITECTO:Casas Montiveros Leonardo Ronald

CICLO: II

SECCIÓN: BI1103

Huancayo-Perú

2015

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A Dios sobre todas las cosas, a nuestros

padres que nos apoyan constantemente, y a

nuestras familias

Los autores.

INTRODUCCION

El hecho de que muchos edificios construidos en una época hayan permanecido en pie hasta nuestros días demuestra que, a lo largo de la historia, ha existido algún modo de Ciencia de la cimentaciones”, cuyo desarrollo ha culminado en las técnicas de cimentación actualmente en uso. Sin embargo, los antecedentes de nuestras cimentaciones son poco conocidos porque hasta bien entrado el siglo XVII, hay una casi absoluta ausencia de doctrina acerca de la teoría y de los métodos constructivos aplicados al dimensionado y a la ejecución de los cimientos. Acerca de estas cuestiones, solamente existen unas pocas reglas, dispersas e inconexas, contenidas en la normativa interna de algunas órdenes religiosas medievales y en los tratados de construcción difundidos por Europa a partir del siglo XV. Además, tales reglas siempre han sido consideradas como simples hechos históricos y nunca han sido analizadas como lo que realmente son, esto es, como resultados de sucesivos ensayos hechos por el hombre con la finalidad de solucionar los problemas que le ha planteado el conjunto estructura-cimiento-terreno, desde siempre, cuando ha llevado a cabo ese acto libre de su voluntad que es la edificación. Con el objeto de conocer la evolución de las técnicas de cimentación a lo largo de la historia de la arquitectura, desde la prehistoria hasta la primera Revolución industrial. A partir del análisis del cumulo de datos analizados, se ha hecho esta síntesis.

Este trabajo se ha organizado en cuatro capítulos de los cuales el más importante es el capítulo II pues se da a conocer específicamente los tipos de zapatas que se debe conocer en cuanto a características y función, en lo cual también tenemos el primer capítulo el cual nos da aspectos generales de las zapatas su relación con la cimentación luego su evolución histórica y dando a conocer la definición y descripción en sí.

Por otro lado también se consideró el capítulo tercero donde va el proceso constructivo general en cuanto a zapatas y por su tipo. Y finalmente el último capítulo el que da a conocer la importancia de las zapatas en las edificaciones.

Con este estudio e investigación se logra conocer los diferentes tipos de zapatas y reconocerlos de acuerdo ya sea dimensión, características o función dentro de las edificaciones.

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ÍNDICE

PORTADA

DEDICATORIA

INTRODUCCION

INDICE

CAPITULO I

ASPECTOS GENERALES

1.1. Historia de su evolución …………………………………………6

1.2. Zapata-cimentación….……………………………………………7

1.3. Definición …………………………………………………............10

CAPITULO II

TIPOS DE ZAPATAS

2.1.- Según su morfología ………………………………………………..

2.1.1 Zapata maciza ………………………………………………………

2.1.2 Zapata rígida ………………………………………………………..

2.1.3 Zapata flexible ………………………………………………………

2.2.-Según su tipología ………………………………………………….

2.2.1.- aislada ………………………………………………………….

2.2.2 combinadas

2.2.3 Continuas o corridas

2.2.3.1 Continúas bajo pilares

2.2.3.2 Continúas bajo muros. –

2.2.4 Arriostradas

2.3 segun su planta …………………………………………………....

2.3.1 Cuadradas

2.3.2 Rectangulares

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2.3.3. Circulares ………………………………………………….

2.3.4 Poligonales

2.4. Según su forma ……..…………………………………………………

2.4.1 Zapatas de sección constante …………………….

2.4.2 zapatas ataluzadas …………………………………………

2.4.3 zapata escalonada ……………………………………………

2.3.4 zapatas piramidales

2.5. según el esfuerzo vertical ………………………………................

2.5.1 centradas………………………………………………………..

2.5.2 Excéntricas………………………………………………………

2.5.3. Irregulares………………………………………………………

2.5.4 Colindantes ……………………………………………………..

CAPITULOIII

PROCESO CONSTRUCTIVO

3.1 Materiales ………………………………………………………………….

3.2 Procedimiento ……………………………………………………………..

CAPITULO IV

IMPORTANCIA DE LAS ZAPATAS

CONCLUSIONES

REFERENCIAS

ANEXOS

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CAPITULO I

ASPECTOS GENERALES

1.1 HISTORIA DE SU EVOLUCIÓN

Las zapatas representan la forma más antigua de cimentación, hasta mediados del siglo XIX la mayor parte de las zapatas eran de mampostería de piedras unidas con mortero, aunque sí se construían de piedra labrada en tamaños específicos, eran las llamadas zapatas de piedra labrada. Las zapatas de mampostería eran muy útiles para casi todo tipo de construcciones, hasta que aparecieron los edificios altos cuyas cargas en las columnas eran considerables, los que hizo necesario la construcción de zapatas más anchas y pesadas que representaban un problema tanto por el espacio que ocupaban como para construirlas.

En los primeros intentos para construir zapatas que abarcaran grandes áreas, se utilizaban emparrillados de madera para posteriormente construir zapatas de mampostería sobre ellos, eran las llamadas zapatas de emparrillado. Con la aparición del concreto se pudo solucionar el problema del peso y del espacio requerido, o cuando menos en parte sin embargo, hizo su aparición un nuevo problema: la necesidad de utilizar acero de refuerzo. En los primeros intentos se utilizaron rieles de acero de ferrocarril ahogados en el concreto, lo que disminuía el peso de la zapata, posteriormente los rieles fueron sustituidos por vigas “I- de acero que si bien ocupaban un poco más de espacio eran más económicas que los rieles de ferrocarril. Al aparecer el concreto reforzado a principios del siglo XX, las zapatas de emparrillado fueron poco a poco cayendo en desuso para ser sustituidas por las de concreto reforzado que son más eficientes y han predominado hasta nuestros días. Existen varias formas de zapatas, los más comunes son las zapatas cuadradas y las rectangulares

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1.2 ZAPATA-CIMENTACIONZAPATAPROCEDIMIENTO DE DISEÑO PARA ZAPATAS EN ARENA, EN BASE A ENSAYOS SPT

CRITERIOS DE ASENTAMIENTOTerzhagui y Peck (1967) consideran que no es práctica una estimación precisa del asentamiento, ya que existen numerosos factores a ser considerados. En condiciones normales se deben utilizar reglas simples y prácticas. Los cálculos refinados solo justifican estratos de arcilla blanda.Recomienda un factor de seguridad de 3 contra la falta de capacidad portante. La satisfacción de ser requisito depende de la arcilla es normalmente consolidad (NC) o sobre consolidada (OC). Si la arcilla es NC los asentamientos total y diferencial serán grandes. El asentamiento variara en función del ancho de zapata y la carga. Los procesos de reducir el asentamiento al reducir la carga son efectivos y costosos a un FS = 3 será siempre menor que la presión de pre-consolidación.

El asentamiento de arcilla puede estimarse de los resultados de ensayos de consolidación unidimensional en muestras inalteradas. El asentamiento así calculado debe reducirse utilizando el factor de corrección de Skempton y Bjerrum (1957).

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PLATEAS DE ASENTAMIENTO

En una cimentación grande que recibe muchas columnas. Las plateas de cimentación son ventajosas cuando el área de zapatas necesaria es mayor que la mitad del área de cimentación. Las plateas se utilizan cuando la capacidad portante del terreno es pequeñas o el suelo es compresible debido a que el esfuerzo en la platea es menor que en las zapatas individuales.

Si el perfil del suelo es errático, la ventaja de la platea de cimentación estriba en la reducción y la platea es capaz de distribuir la carga sobre pequeños puntos débiles. La platea reducirá significativamente los asentamientos si el material blando se encuentra a una profundidad relativamente superficial, pero no reducirá apreciablemente el asentamiento si el material blando esta una profundidad. El diseño estructural de la platea se realiza sumiendo una distribución uniformemente de presión en la base de la platea. Esto proporcionara una estimación conservadora de los momentos de flexión.

ASENTAMIENTO DE PLATEAS EN ARENA

Terzhagui y Peck dicen que para las plateas es la mitad del que se esperaría si la misma estructura estuviese en zapatas.

La profundidad de estrato de arena es mayor que el ancho B de la platea y el nivel freático está cercano o por encima de la base. Si la profundidad de la roca es mucho que B/2, o si el nivel freático está a una profundidad mayor que B/2, los valores de capacidad admisible pueden incrementarse. Se presume que las curvas están distribuidas uniformemente en la base del edificio. Si existen diferentes partes con cargas admisibles, se deben construir junta de construcción. Terzhagui y Peck indican el omitir el efecto del ancho de la platea el escoger el esfuerzo admisible. También sugieren realizar por lo menos seis sondajes y tomar el sondaje con el menor promedio de N para ser utilizado en el diseño. Terzhagui y Peck proponen un asentamiento producirá un asentamiento diferencial máximo de ¾ pulg.

ASENTAMIENTO DE PLATEAS EN ARCILLA

Terzhagui y Peck recomiendan FS = 3 para carga de diseño y un mínimo FS = 2 para carga viva máxima. Siempre verifique la regla de diseño anterior realizando un cálculo de asentamiento. La platea actuará básicamente como una cimentación flexible y por lo tanto la forma del asentamiento tenderá a ser forma de plato si las cargas de columnas son uniformemente distribuidas.

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Sin embargo, el esfuerzo unitario debido a columnas exteriores es usualmente más alto que las columnas interiores debido a los muros, tendiendo a un patrón de ser asentamientos más uniforme. El patrón de asentamientos en arcilla siempre tiende a ser más uniforme que en la arena y por lo tanto se puede permitir un mayor asentamiento total en arcilla. Si las cargas de columnas no están distribuidas uniformemente en las plateas. Pueden requerirse juntas de construcción para separar las partes de la platea que se asentaran de diferente modo.

CIMENTACIONES COMPENSADAS PARA CONTROLAR ASENTAMIENTOS

Deposito profundo de suelo comprensible que requiere pilotes largos, gran área, estructuras de bajo peso.¿Qué se logra? La magnitud del asentamiento se reduce al reducir o eliminar el incremento neto de esfuerzo en el material comprensible. Es decir, el asentamiento de la estructura ocurre en recarga en vez de carga virgen de la curva carga sentamiento.

TIPOS DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Antes de indicar los tipos de cimentaciones superficiales usualmente empleadas en nuestra práctica profesional, debemos dar algunas características y recomendaciones a cumplir por todas ellas En el caso de edificios o instalaciones industriales es conveniente que la parte superior de la cimentación se halle por lo menos 30cm. Por debajo del falso piso en el caso, de un edificio, o de la losa de piso en el caso de una instalación industrial.

Esto permite que las zapatas se puedan colocar las trampas de los desagües de baños del primer piso, bajados de desagüe, que pasan sobre ellas tuberías superficiales, que en instalaciones industriales se puedan colocar drenajes para recoger el agua de limpieza de los pisos, etc.

El peralte mínimo recomendado para la cimentación es de 60cm. Con el fin de tener elementos regidos en concordancia con la hipótesis de columnas empotradas en la cimentación; esta rigidez disminuye además la posibilidad de figuración en el concreto, la que es inconveniente en un elemento enterrado por la posibilidad de corrosión. Este peralte debe permitir también el anclaje de la armadura de las columnas, que en un país sísmico como el nuestro, debe siempre poder trabajar en tracción; recordemos que en el caso de fierro de columnas de 1° con gancho horizontal, la parte vertical del fierro debe tener como mínimo 40cm. Por lo que un peralte de 60cm. Permite un determinado anclaje.

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Las dos recomendaciones anteriores significan que se debe de tener una profundidad mínima de cimentación de 90cm. Lo que es conveniente además porque da una capacidad para resistir fuerzas horizontales por acción del empuje pasivo del suelo, en adición a las que se resisten por fricción. Esto es importante en el caso de sismo, ya que se tienen acelerógrafos que muestran aceleraciones horizontales, que son usualmente las únicas consideradas en el diseño. Otra consideración general es la muestra de tomar en cuenta el peso propio de la cimentación y del relleno.

L presión admisible que determina el estudio de suelos debe dar el valor máximo de la presión promedio que pueda aplicar la estructura por encima de la presión que ya está soportando el terreno. Esto significa que el peso del material de relleno de excavación no se considera y el peso del concreto de la cimentación pueda tomarse con 800kg/mᶾ, cosa que usualmente no se hace. Una manera práctica que considera el peso de la cimentación, al de la cimentación pueda tomarse como 800kg/mᶾ, cosa que usualmente no se hace.Los tipos de cimentación superficial usualmente empleados entre nosotros son los siguientes:

Zapatas aisladas Zapatas combinadas Zapatas conectadas Vigas de cimentación Solados

Las zapatas aisladas constituyen el tipo más usual por razones de economía. Pueden ser centradas o excéntricas y resisten solo carga axial y momento. La zapata combinada es una losa grande, usualmente es la cimentación de dos columnas. Se le emplea cuando las columnas están muy juntas y se superpondrían las zapatas, para evitar el efecto de la excentricidad cuando una de las columnas es perimetral o cuando hay posibilidad de asentamientos diferenciales importantes.

La zapata conectada es una solución alternativa al caso anterior para evitar el efecto de la excentricidad cuando una de las columnas es perimetral, es una solución muy empleada por su economía.

La viga de cimentación o zapata continua, se emplea generalmente para cimentar columnas perimetrales en los casos en que el ancho es reducido y por lo tanto la excentricidad no crea problemas para el diseño.

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El solado puede tener o no vigas de cimentación. La solución normalmente empleada entre nosotros es con vigas de cimentación. Es una solución estructuralmente buena, pero de un costo elevado, por lo que se emplea solo cuando las otras soluciones no resultan prácticas.

Su uso es necesario cuando el área cubierta por las zapatas es muy grande en relación al área bajo una solución con zapatas aisladas.

NORMATIVA UTILIZADA

Para el cálculo de la estructura se han tenido en cuenta las siguientes Normas e Instrucciones: * Documentos del Código Técnico de la Edificación (CTE): - DB SE: Seguridad Estructural - DB SE AE: Acciones en la Edificación - DB SE C: Cimientos. * Otra Normativa aplicada: - Norma Sismo resistente NCSE-02 - Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 4-

CUANTIFICACIÓN DE LAS ACCIONES TRANSMITIDAS POR LA CIMENTACIÓN AL TERRENO

En el dimensionado de los elementos de la cimentación y a los efectos de que la carga unitaria sobre el terreno no supere los valores admisibles, se considera como carga actuante la combinación pésima de las solicitudes transmitidas por el soporte más el peso propio de la cimentación y el terreno que descarga sobre él. Todos ellos sin mayoría, es decir con sus valores característicos. La distribución de la tensión sobre el terreno sigue la Ley de Naviera: ST = N + P / A x B + - 6 MY / A x B2 Siendo: ST = Tensión sobre el terreno N, MX, MY,= Esfuerzos transmitidos por el soporte. A, B = Dimensiones

PILOTES

Los pilotes son miembros estructurales con un área de sección transversal pequeña en comparación con su longitud. Se hincan en el suelo a base de golpes generados por maquinaria especializada, en grupos o en filas, conteniendo cada uno el suficiente número de pilotes para soportar la carga de una sola columna o muro.

FUNCION DE LOS PILOTES

Fundamentalmente los pilotes son parte de la infraestructura y pueden utilizarse para transmitirlas cargas de la superestructura y las del resto de la infraestructura a través de estratos se suelos flojos e inconsistentes, agua o aire hasta estratos cuya capacidad de carga sea capaz de soportar dichas cargas. Evidentemente los pilotes se utilizan cuando las condiciones del suelo no son adecuadas para el empleo de zapatas o losas de cimentación o cuando la construcción de estas en los lugares dispuestos para su emplazamiento es inadecuada, antieconómica o bien no viable. Por consiguiente los pilotes van generalmente asociados con problemas difíciles de cimentación y con las condiciones peligrosas del suelo. Sin embargo, esto no significa que las cimentaciones

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sobre pilotes sean peligrosas, es una advertencia para los inexpertos e imprudentes, particularmente para los propietarios y constructores. El planteamiento de una cimentación con pilotes -y frecuentemente la realización de ésta- requiere obtener todos los datos que puedan conseguirse de un modo razonable sobre las características del suelo sobre el que se va a cimentar, estudiar y comprobar las posibles soluciones para la cimentación, eliminar hasta donde sea posible, toda incertidumbre que pueda evitarse y respetar el sano criterio profesional de la ingeniería.

Tipos de pilotes

Los pilotes se construyen en una gran variedad de materiales, longitud y forma de su sección, y que se adaptan a diversas necesidades de carga, colocación y economía. Entre algunos de los más comunes tenemos:

1. Pilotes de madera:

Son el tipo de pilote más antiguo, ya desde la época del Imperio Romano se utilizaban. Proporcionan una cimentación segura y económica con ciertas restricciones, su longitud está limitada por la altura de los árboles disponibles. No pueden resistir esfuerzos debidos a un fuerte hincado ya que pueden romperse fácilmente, sobre todo cuando se penetran estratos muy resistentes.

2. Pilotes de concreto:

Son de los más usados en la actualidad, los hay de sección circular, cuadrada y octagonal y en tamaños de 8, 10 y 12 metros. Pueden dividirse en dos categorías: colados en el lugar -in situ- y pre colados. Los colados en el lugar pueden ser con o sin ademe. Los pre colados pueden ser también pre esforzados con el fin de reducir las grietas que se forman por el manejo e hincado además de que proporciona resistencia a los esfuerzos de flexión. Todos los pilotes de concreto son reforzados con acero para evitar que sufran daños durante su transportación y colocación.3. Pilotes de acero: Los tubos de acero se utilizan mucho como pilotes y usualmente se llena de concreto después de hincados, y si el hincado es violento es posible utilizar perfiles I o H de acero. Estos pilotes están sujetos a corrosión, aunque el deterioro no es significativo aunque si se hincan bajo el mar, la acción de las sales puede ser importante.

Ventajas y desventajas

Algunas de las desventajas que presentan los pilotes son:

- La dificultad de aumentar o reducir su longitud en caso de que ésta no sea bien estimada.- Es difícil saber a simple vista cuando un pilote ha fallado, ya que no es necesario que el pilote desaparezca en las profundidades subterráneas ni tampoco que se rompa o doble.

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- Si un pilote es colocado en un lugar equivocado, ya no es posible su extracción para reutilizarlo.

Algunas de las ventajas en el uso de pilotes son:

- Resultan convenientes cuando las condiciones del suelo no son favorables para la utilización de otro tipo ce cimentaciones.- Proporcionan buenas soluciones para la distribución de cargas en el subsuelo ya que pueden trabajar individualmente o en grupos de pilotes.

Funcionamiento general de un pilote bajo carga

Un pilote puede hincarse dentro de un estrato profundo de suelo granular u cohesivo, cuando se carga un pilote con una carga vertical P aplicada sobre el cabezal del mismo, éste tiende a penetrar más dentro del suelo, lo que genera un cierto comportamiento bajo carga. Los pilotes se pueden clasificar cono pilotes de punta y pilotes de fricción.

Un pilote de punta obtiene casi toda su capacidad de carga de la roca o estrato de suelo que está cerca de la punta y muy poca del suelo que rodea su fuste. Por otra parte, un pilote de fricción adquiere su capacidad de carga principalmente del suelo que lo rodea, ya que se generan fuerzas fricciónenles y cohesivas que le ayudan a soportar la carga, ya que el suelo que está cerca de la punta soporta un porcentaje muy pequeño de la carga del pilote.

Hay pilotes de varias formas de sección, como ya se había mencionado, así como también hay pilotes cuyo tamaño de sección cambia con la longitud del mismo y son los pilotes cónicos, éstos tienen una gran ventaja ya que al hincarse una parte de la carga es soportada por la punta del pilote mientras el resto de la carga es soportada por las fuerzas cohesivas y de fricción que hay entre el fuste del pilote y el suelo que lo rodea.

Como se dijo anteriormente, los pilotes también pueden trabajar en conjunto, Si los pilotes son de punta cada uno trabajará como un pilar y descargará directamente sobre el suelo o roca; si los pilotes son de igual tamaño, sección, inclinación y penetración, puede suponerse hasta cierto punto que cada uno soportará la misma carga.

Elección del tipo de pilote

La manera de elegir un determinado tipo de pilote se basa en las condiciones del subsuelo, las características de hincado del pilote, el comportamiento esperado de la cimentación y la economía; éste último aspecto debe basarse en el costo total de la cimentación y no únicamente en el costo de los pilotes.

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Tipos de cargas en pilotes

La mayoría de las estructuras están sometidas a un conjunto de cargas combinadas y no únicamente a cargas verticales o laterales, por esta razón las cimentaciones deben ser capaces de soportar momentos. Debajo de estructuras como muros de compuertas, muros de sostenimiento y edificios ordinarios se producen fuerzas verticales hacia abajo causadas por el peso de la estructura y que suelen ser mucho mayores que las fuerzas hacia arriba producidas por los momentos provocados por las cargas laterales. Por otro lado, los pilotes situados del lado de sotavento de las torres altas de acero o depósitos para almacenar gas del tipo de pistón, puede considerarse que producen una reacción que contrarresta las fuerzas verticales hacia arriba.

Cuando deben transmitirse al subsuelo fuerzas laterales por medio de una cimentación piloteada, es importante el decidir si se deben hincar algunos pilotes inclinados. Esta decisión debe basarse en la capacidad de los pilotes para soportar cargas laterales. Cuando las cargas laterales por pilote exceden a la carga vertical que puede soportar un pilote vertical, es necesario utilizar pilotes tanto verticales como inclinados. Los pilotes inclinados se usan comúnmente en los estribos y pilas de puentes, en los muros de contención y para proporcionar estabilidad a olas filas transversales de pilotes.

Cuando se usan pilotes verticales e inclinados, y si están hincados a la misma profundidad y trabajan por punta, se puede suponer que la capacidad de carga axial de cada uno de ellos es la misma; cuando los pilotes son de fricción puede hacerse la misma suposición bajo las mismas condiciones.

Tipo se suelo Rozamiento superficial [kg/m2]Prof. Aprox. 6m Prof. Aprox. 18m Prof. Aprox. 30mLimo blando y lodo orgánico denso 240-490 240-590 290-730Limo (húmedo, pero confinado) 490-980 610-1220 730-1460Arcilla blanda 980-1460 1220-1710 1460-1950Arcilla dura 1460-2440 1710-2680 1950-2930Arcilla arenosa 1460-2440 1950-2930 2440-3420Arena fina 1460-1950 1710-2440 1950-2930Arena media y gravilla 2440-3420 2930-3910 2930-3910Tabla 1: Valor aproximado del rozamiento superficial en lo pilotes.

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CAPITULO II

TIPOS DE ZAPATAS

2.1 SEGÚN SU MORFOLOGIA:

Esta clasificación se adopta por la introducción de la instrucción EHE en el punto 59.2 del Manual De Edificación: Mecánica De los Terrenos y Cimientos

2.1.1 Zapata Maciza:

Es la más rápida y económica de construir, puesto a que no necesita ir armada; trabaja solo a compresión aunque si la carga es muy pesada puede colocarse una pequeña armadura, que por lo general no es calculada, de esa manera se evita que el cimiento se abra; a esa armadura se le conoce como armadura de reparto. La transmisión de esfuerzos se realiza de forma piramidal. Por lo general elÁngulo que se forma en el triángulo de distribución de los esfuerzos esMayor o igual a 60º y el vuelo menor o igual a la mitad de la altura. Los pilares en las zapatas pueden ser centrados o excéntricos. Los pilares centrados hacen que la distribución de las tensiones sea más homogéneas a diferencia de las excéntricas.Esta sección suele usarse más en zapatas continuas que en zapatas aisladas.

2.1.2 Zapata Rígida:

Es igual que la zapata maciza pero ésta si tiene una armadura calculada porque tiene que trabajar a esfuerzos de flexión. El diámetro mínimo de la armadura es de 12 mm para evitar la corrosión y suele armarse con una carga de hierro de alrededor de 25 a 40 kg/m3. Su recubrimiento a base de hormigón es mínimo 8 cm.

2.1.3 Zapata Flexible:

Las zapatas flexibles soportan esfuerzos de compresión y de tracción. Su vuelo es mayor que el canto. A diferencia de las anteriores el ángulo que se forma en el triángulo de distribución de los esfuerzos suele ser menor o igual a 45º y el vuelo es mayor o igual a la altura. La

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Cantidad de hierro en su armazón es de 50 a 100 Kg/m3 y el recubrimiento de hormigón debe ser mínimo 5 cm. La armadura reparte los esfuerzos de tracción producidos en la zona inferior de la zapata. Aunque la cantidad de armadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento, suele oscilar entre 50 y 100 kg/m3.

COMPROBACION DE ZAPATAS RIGIDAS Y FLEXIBLES:

Para comprobar la flexión debemos:

1. Calcular el momento flector, previa obtención del vuelo de cálculo. 2. Determinar de las armaduras. 3. Disponer de las armaduras.

El vuelo de cálculo para zapatas tipo rígidas y flexibles y de hormigón en masa es el mismo, tanto si se trata de zapatas rectangulares como cuadradas o circulares. El vuelo de cálculo es el que corresponde a una sección de referencia, S1, que se define como “aquella que es plana y perpendicular a la base de la zapata, paralela a la cara del soporte o del muro en el caso de zapatas rectangulares o cuadradas, y perpendicular a un radio del círculo del soporte en el caso de circulares”. Para casos especiales en los que la forma de la sección de zapata y pilar no coincide, el canto y el ancho vienen determinados de forma tal que no se sobrepasen los valores de las resistencias virtuales de cálculo del hormigón a tracción. Las tensiones de tracción por flexión que origina en el hormigón el momento flector mayorado y las tensiones tangenciales medias originadas por el esfuerzo cortante mayorado deberán ser inferiores a la resistencia virtual de cálculo del hormigón a flexotracción y a esfuerzo cortante.

Las zapatas rígidas (Vmax ≤ 2H) sometidas a flexión recta, se determinan con el método de cálculo según el modelo de la teoría de las bielas. Se puede calcular a partir del momento que producen las tensiones del terreno. En este punto se va a desarrollar este

Ultimo sistema, mientras que el cálculo por el método de las bielas se desarrollará en el anexo.

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2.3 SEGUN SU PLANTA:

2.3.1 Cuadradas: Es el caso particular más sencillo dentro del general, o sea con Mx=My=0.

La distribución de tensiones es uniforme y con un valor

En este tipo de zapatas los lados son iguales; el elemento estructural que transmite los esfuerzos será un pilar de hormigón o metálico y no hay momento en ninguna dirección. 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. En el caso de pilares metálicos no se dispondrá esta armadura de espera.

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2.3.2 Rectangulares: Cuando la carga vertical es centrada, y existen momentos en dos direcciones.

En general, y en la edificación habitual, la zapata con carga vertical centrada es en este caso más frecuente, aunque suelen existir momentos y cortantes, sus valores son muy pequeños y su influencia sobre el centrado de la carga es mínima. Tambien existen zapatas rectangulares con momento en una sola dirección.

Para fundaciones rectangulares esta ecuación se convierte en:

donde:

excentricidad de la carga

longitud de la fundación en el sentido del momento

2.3.3. Circulares: Se considera una zapata circular (de diámetro A, los esfuerzos a los que se ve sometida son: compresión N aplicada en el punto A y momento flector M = N x e. Las excentricidades ex y ey respecto a los ejes OY y OX; equivalen a una excentricidad “e” respecto a los ejes OX’ y OY’ .

2.3.4 Poligonales: Tambien llamada anular. Su uso es poco común y excepcional.Para calcular esta zapata se usa el programa CYPECAD. Este programa permite diseñar cimentaciones con zapatas no comunes, cruces especiales, establecer límites poligonales para zapatas. En CYPE 3D este módulo sólo permite disponer límites poligonales para las zapatas.

Con el módulo Cálculo avanzado de cimentaciones superficiales es posible definir en CYPECAD y en CYPE 3D límites que no pueden ser invadidos por las zapatas de hormigón armado o en masa de canto constante, tales como medianerías, límites de la propiedad o espacios reservados para otros usos (fosos de ascensor, depósitos, etc.). Estos límites también pueden definirse para disponer zapatas poligonales irregulares por cualquier otro motivo, independientemente de que existan o no límites reales.

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2.3.6 Hexagonales y Octogonales : El diámetro del circulo de estas zapatas es 1,041 y 1,077 respectivamente.

2.4. SEGÚN SU FORMA:

2.4.1 Zapatas de sección constante: 2.4.2 Zapatas ataluzadas 2.4.3 zapata escalonada

2.3.4 zapatas piramidales

2.2.-según su tipología

2.2.1.-ZAPATAS ATIRANTADAS.

 

Son de carácter puntual y trabajan de forma independiente, pero se encuentran unidas por una cadena apoyada al terreno la cual se diseña para evitar el movimiento horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una función corrida.

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2.2.2.-ZAPATAS AISLADAS.

 

Son de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormigón de planta cuadrada.

Las fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economía como por su sencillez de construcción.

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.

Las zapatas aisladas van arriostradas con riostras de hormigón armado de sección inferior a la zapata.

Pueden ejecutarse de hormigón en masa, es decir sin armar, si las mismas tienen un canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).

Armado de la parte inferior:

a) Se realiza un mallazo conformado por   barras cruzadas; la separación entre barras no superior a los 30 cm.

b) Recubrimiento para evitar corrosiones:Separación de las armaduras, entre 5 a 10 cm. del borde y del fondo de la zapata, dependiendo del tipo de hormigón utilizado  y de las características del terreno.

c) Barras:Se recomienda utilizar diámetros de barras grandes, mínimo del 12, ante posibles corrosiones.  La armadura longitudinal del pilar llega hasta el mallazo, por lo cual se colocan armaduras de espera iguales que las de los pilares.

d) Solape mínimo:Considerar 30 veces el diámetro de la barra más gruesa del pilar. Normativa referida a zapata aislada de hormigón en masa o armado como cimiento de soportes verticales:  Norma Tecnológica NTE-CSZ 

Diseño de Zapatas Aisladas

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. 

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Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar  empotrado 10 cm. 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 a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mínima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables.

En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes. Conviene utilizar  hormigón de consistencia plástica, con áridos de tamaño alrededor de 40 mm. En la ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer en el fondo una capa de hormigón pobre de aproximadamente 5 cm de espesor, antes de colocar las armaduras.

Preferentemente se emplearán zapatas aisladas para cimentar soportes, éstos se dispondrán centrados excepto en las zapatas de medianería y esquina.

 

Dimensión:

Las dimensiones en planta de la zapata se obtienen del cálculo de la estabilidad del elemento de cimentación (comprobación a hundimiento y asientos del terreno, estabilidad a vuelco y estabilidad a deslizamiento), mientras que el canto es un criterio del cálculo estructural (dimensionamiento de la zapata como elemento de hormigón armado).

 Se recomienda que el canto total h no sea inferior a 0,30 m, salvo casos excepcionales.

 Las zapatas de medianería y esquina se proyectan preferentemente con viga centradora.

El uso de las zapatas aisladas como elemento de sustentación está limitado y se emplean cuando el terreno tiene, ya en su superficie, una resistencia media o alta en relación con las cargas, y es suficientemente homogéneo como para que no sean de temer asientos diferenciales.En el proyecto de obras de edificación de cualquier tipo deberá figurar, expresamente, una exposición detallada de las características del terreno, a cuyos efectos el Técnico que lo redacta podrá exigir al propietario un estudio del suelo y subsuelo, formulado por Técnico competente. Para su dimensionamiento y cálculo se adopta en todos los casos la hipótesis de reparto de presiones lineal, que corresponde al caso de cimiento rígido sobre terreno elástico.

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En casos excepcionales, en los que la importancia de la obra lo requiera, se adoptarán repartos diferentes para un dimensionamiento más apropiado de estos elementos.

2.2.2.1.- 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. En el caso de pilares metálicos no se dispondrá esta armadura de espera.

El hormigón de limpieza serán 10 cm.

Los radios de doblado de las armaduras se determinarán según norma de hormigón (EHE).

La armadura inferior o emparrillado debe distribuirse uniformemente en todo el ancho.

La zapata se organiza en forma idéntica si es rectangular, aunque en este caso el emparrillado deja de ser simétrico.

2.2.2.1.- 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

Según su relación entre en canto y el vuelo:

a) Zapatas rígidas o poco deformables:

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Se consideran rígidas cuando el vuelo máximo medido es menor o igual a un canto.

La zapata rígida suele armar una carga de hierro de 25 a 40kg/m3.

Para la armadura se utiliza barras de un diámetro mínimo del orden de 12mm para evitar corrosiones

El recubrimiento mínimo es de 8cm

b) Zapatas flexibles

Son aquellas en que el vuelo en cualquiera de las direcciones es mayor que un canto

Sus dimensiones se encuentran sostenida tanto a esfuerzos de comprensión como de tracción. La armadura reparte los esfuerzos de tracción producido en la zona inferior de la zapata

La cantidad e armadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento se encuentra entre 50 y 100kg/m3

2.2.3.- COMBINADAS

Se emplean zapatas combinadas cuando los soportes están muy próximos y las zapatas aisladas, incluso rectangulares, son inviables por interferir entre sí.

 

El plano de apoyo de la cimentación debe ser horizontal o ligeramente escalonado, suavizando los desniveles bruscos de la construcción.

 Es conveniente que las instalaciones queden por encima del plano de cimentación, no intersecando con zapatas o vigas centradoras.

 A partir del Estudio Geotécnico se obtiene la profundidad a la que el terreno alcanza la resistencia adecuada para cimentar. Se debe tener en cuenta que el terreno situado por debajo de la cimentación no debe verse afectado por las alteraciones del nivel freático.

Puede que al pre dimensionar los cimientos, la distancia entre zapatas resulte pequeña, o en algunos casos, hasta pueden llegar a superponerse. Esto plantea dos problemas:

1. Es el caso posible de desmoronamiento de tierras; ello requeriría la utilización de encofrados al abrir los pozos.

2. El inconveniente a subsanar es la influencia de cada zapata sobre el suelo activo de la zapata próxima, lo que se llama (Superposición de bulbos).

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Para ello se emplea una zapata combinada

Características:

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.

En el alzado o en las vistas laterales habrá que incluir la distancia desde el plano de la zapata al primer estribo del pilar: aquí 5 cm. En este caso también se incluirá la distancia desde la armadura superior al plano superior de la zapata.

El espesor del hormigón de limpieza será 10 cm.

2.2.4.-CONTINUAS O CORRIDAS

Son, según el Código Técnico de la Edificación CTE, aquellas zapatas que recogen más de tres  pilares. Las considera así distintas a las zapatas combinadas, que son aquellas que recogen dos pilares. Esta distinción es objeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente tres pilares.

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.

Se emplea:

Este tipo de zapata se emplea para sustentar muros de carga o pilares alineados en terreno de resistencia ya sea baja, media o alta.

Cuando se trate de pilares alineados muy próximos a muros o de equilibrar cargas excéntricas sobre las zapatas continúas se emplea la zapata corrida.Se aplican normalmente a muros. Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente.

Dimensiones:

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Están en relación con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresión del material y la presión admisible sobre el terreno.

Por practicidad se adopta una altura mínima para los cimientos de hormigón de 30 cm aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones.

En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarán encofrados. 

Si los cimientos se realizan en hormigón apisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos.

Si los trabajos de cimentación debieran interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unión con el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzará esta unión. La

2.2.4.1.- CONTINÚAS BAJO PILARES

Para soportar varios pilares alineados; se emplean en circunstancias parecidas a las zapatas combinadas.

2.2.4.2.- CONTINÚAS BAJO MUROS 

Para soportar muros.

2.2.5.-ARRIOSTRADAS

Cuando varias zapatas se unen por medio de vigas riostras, para dar mayor rigidez al conjunto, en suelos mediocres, o cuando existen acciones horizontales.

 2.5. SEGÚN EL ESFUERZO VERTICAL

2.5.1 CENTRADAS

Es una zapata aislada, corresponde a un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base a los elementos estructurales puntuales (pilares); de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite.

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Las zapatas aisladas centradas van arriostradas con riostras de hormigón armado de sección inferior a la zapata.

Pueden ejecutarse de hormigón en masa, es decir sin armar, si las mismas tienen un canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).

Armado de la parte inferior: Se realiza un mallazo conformado por barras cruzadas; la separación entre barras no ha de superar los 30 cm.

Recubrimiento para evitar corrosiones: Separación de las armaduras, entre 5 a 10 cm. del borde y del fondo de la zapata, dependiendo del tipo de hormigón utilizado y de las características del terreno.

Barras: Se recomienda utilizar diámetros de barras grandes, mínimo del 12, ante posibles corrosiones.

La armadura longitudinal del pilar llega hasta el mallazo, por lo cual se colocan armaduras de espera iguales que las de los pilares.

Solape mínimo: Considerar 30 veces el diámetro de la barra más gruesa del pilar.Normativa referida a zapata aislada de hormigón en masa o armado como cimiento de soportes verticales: Norma Tecnológica NTE-CSZ

Diseño de Zapatas Centradas Aisladas

Para construir una zapata centrada 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 10 cm. 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 a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mínima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables.

En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes.

Conviene utilizar hormigón de consistencia plástica, con áridos de tamaño alrededor de 40 mm.

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En la ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer en el fondo una capa de hormigón pobre de aproximadamente 5 cm de espesor, antes de colocar las armaduras.

Cuando la columna esta al centro de la zapata se usa generalmente para columnas aisladas.

2.5.2 EXCÉNTRICASSon llamadas también zapatas de medianeríaSon un tipo de Cimentaciones por Zapatas.

Corte de una Zapata ExcéntricaEs el caso en el cual el pilar o la pared de carga (medianera) que apoya sobre una zapata, aislada o continua, está tocando el límite del predio, y la carga no puede quedar centrada en el cimiento.

De hecho, ésta quedaría fuera de los límites del solar; entonces, es necesario que el pilar o la pared carguen en un extremo de la zapata.

Por ello, a este tipo de zapata se la denomina excéntrica.

Los ejes verticales de la pared (medianera) y del cimiento, no son coincidentes. La posición de la carga produce diferentes tensiones en el terreno. Para atenuar la excentricidad se puede incrementar la sección de la zapata. Pero aunque se verticalista la resultante, esto conlleva un aumento en el peso del cimiento.

Lo más atinado se logra corrigiendo el momento que se produce arriostrando la zapata; esto se resuelve uniéndola con otra zapata central a través de una riostra entre las dos zapatas, llamada viga centradora, cuya función es evitar que se produzca el giro de la zapata excéntrica.

También puede evitarse el giro mediante una zapata combinada, realizada mediante la unión de la zapata excéntrica con otra centrada cercana a la anterior.Para que las riostras trabajen en conjunto, deben tener ambas un canto mínimo igual a la mitad del canto de la zapata.

Viga centradora: cuya función es evitar que se produzca el giro de la

Zapata excéntrica También puede evitarse el giro mediante una zapata combinada, realizada mediante la unión de la

Zapata excéntrica: Con otra centrada cercana a la anterior. Para que las riostras trabajen en conjunto, deben tener ambas un canto mínimo igual a la mitad del canto de la zapata.

2.3 según su planta

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- Zapatas cuadradas (la más sencilla)

- Zapata escalonada (tiene dos niveles)

- Zapata acartonada (forma de pirámide)

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- Zapatas aisladas (soportan una columna)

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- Zapata corrida o continua (soporta dos columnas)

Tener en cuenta el estudio de suelo para y con base en eso trabajamos la profundidad el ancho y largo de la zapata, su paredes deben estar totalmente verticales y el en fondo totalmente horizontales (todo esto se hace luego de hacer el replanteo)

Tener en cuenta los vecinos, en las zapatas que conectan a un vecino, tener en cuenta que al cavar no dañar al vecino

No debe haber Humedad o nivel freático, el suelo tiene que estar completamente seco para poder fundir la zapata

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CAPITULO III

PROCESO CONSTRUCTIVO DE ZAPATAS

1.1 Materiales

Generalmente para la construcción de zapatas se hacen con concreto armado y acero de refuerzo

Puede llevar aditivos para acelerar el fraguado del concreto si la estructura se necesita muy rápido. Las dimensiones dependen de las cargas o pesos que la estructura va a soportar.

1.1.1 Hormigón o concreto armado:

La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido.

1.1.2 Aceros de refuerzo

El acero de refuerzo, también llamado ferralla, es un importante material para la industria de la construcción utilizado para el refuerzo de estructuras y demás obras que requieran de este elemento, de conformidad con los diseños y detalles mostrados en los planos y especificaciones. Por su importancia en las edificaciones, debe estar comprobada y estudiada su calidad. Los productos de acero de refuerzo deben cumplir con ciertas normas que exigen sea verificada su resistencia, ductilidad, dimensiones, y límites físicos o químicos de la materia prima utilizada en su fabricación.

1.1.3 Aditivos

Los aditivos para hormigón (concreto) son componentes de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, cuya inclusión tiene como objeto modificar

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las propiedades físicas de los materiales conglomerados en estado fresco. Se suelen presentar en forma de polvo o de líquido, como emulsiones.

Los componentes básicos del hormigón son cemento, agua y áridos; otros componentes minoritarios que se pueden incorporar son: adiciones, aditivos, fibras, cargas y pigmentos.Existen aditivos que incrementan la fluidez del concreto haciéndolo más manejable, los aditivos que aceleran el fraguado son especialmente diseñados para obras o construcciones donde las condiciones climáticas evitan un curado rápido.Los aditivos retardantes son usados en lugares donde el concreto fragúa rápidamente, especialmente en regiones con clima cálido o en situaciones donde el concreto debe ser transportado a grandes distancias; esto con la intención de manipular la mezcla por mayor tiempo.

1.2 Procedimiento

El proceso constructivo en general consta de los siguientes pasos:

• Preparación de la plataforma de trabajo: Para ello se ha de conseguir una superficie de trabajo uniforme y regular.

• Excavación: Generalmente las zapatas se colocan a poca profundidad pero hay que asegurar en todos los casos la estabilidad dela superficie.

• Ejecución de la capa de limpieza: Normalmente se realiza vertiendo directamente un espesor reducido de hormigón de baja calidad.

• Colocación del encofrado: Si el terreno es suficientemente estable se puede hormiguear contra él, si no se puede colocar encofrados, habitualmente de madera o metálicos.

• Colocación de las armaduras: El acero de las armaduras puede llegar ya montado a la obra o colocarse in situ.

1.2.1 En caso de zapatas por tipo de forma:

El procedimiento general para desarrollar un proyecto y analizar las zapatas cuadradas y rectangulares puede resumirse brevemente de la siguiente manera:

1. Adóptese el tipo o forma de zapata que parezca servir al fin particular requerido.2. determínese la superficie de apoyo adecuada que deba tener la zapata.3. Adóptense todos los espesores y demás dimensiones de la zapata que se plantea, a base de buen criterio y antecedentes.4. Diséñese y calcúlese la zapata de tal manera que no pueda fracturarse por momento, cortante o adherencia

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5. Compruébese el proyecto desde los puntos de vista económico y de interés general.

Como se había mencionado, las zapatas se han convertido con el paso del tiempo en un tipo de cimentación eficiente y con múltiples aplicaciones en la construcción de casi todo tipo de obras. Cuando existe la necesidad de apoyar dos o más columnas en una misma zapata, se aconseja utilizar una gran losa o zapata combinada en vez de una zapata de cimentación individual para cada columna.Algunas de estas circunstancias son :

1. Cuando una fila de columnas debe estar tan próxima al límite del terreno o construcción, que las zapatas deben cargarse excéntricamente, puede disponerse entonces de una sola zapata común, para cada pilar externo y su correspondiente de la fila interior contigua.2. Cuando dos pilares están tan próximos uno del otro que sus correspondientes zapatas aisladas pudieran casi traslaparse.3. Cuando el diseñador quiere arriostrar dos zapatas entre sí para que resistan la subpresión, el volteo o las fuerzas horizontales opuestas.4. Cuando una estructura, tal como la de la pila de un puente está compuesta por dos o más pilares apoyados sobre un suelo de baja capacidad de carga o sobre pilotes, de forma que conviene disponer de una gran base común.5. Cuando el principio de la acción de cargas combinadas pudiera ofrecer la construcción más conveniente. Las circunstancias especiales encontradas en la ingeniería práctica varían asombrosamente y cada proyecto deberá ser el mejor para el caso particular.

1.2.2 En el caso de zapatas aisladas y corridas

Son varios pasos que además de ofrecer un perfecto resultado facilitaran el trabajo de los trabajadores, los cuales son: Se realizan los niveles para así rectificar el trazo.

Se debe de colocar el primer armado. Se realiza el segundo armado. Se debe de hacer un doblez entre las dos camas del armado del dado anclado,

el cual debe de ser aproximadamente de un 50 por ciento. Posteriormente se deben de colocar los estribos a una separación de 25 a 50

cm. Este se debe de reforzar en el cabezal o dado. Se fijan las anclas que sostiene la estructura metálica. Para colocarlo se debe de debe primero colar la zapata dejando una junta

constructiva entre el armado y la zapata. Para garantizar la adherencia con el dado se debe de dejar en la zapata una

superficie corrugada. Se usa concreto convencional y se deja secar completamente.

Construcción de una zapata corrida:

Se debe de realizar otro proceso diferente, donde se enumera de la siguiente manera: Primero se realiza el trazo y excavación de la zapata.

• Luego se coloca una plantilla de concreto.

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• Se coloca el acero inferior de la zapata.

• posteriormente se coloca el acero de cadena.

• Se impermeabiliza.

• Luego se efectúa la dala de desplante.

• Y por último se realiza el desplante del muro. Si se presenta llevar a cabo la construcción de una zapata aislada de bebe de realizar el trazo y la excavación de la zapata como en los anteriores casos, posteriormente se debe de colocar una plantilla de concreto, seguido de la colocación de acero inferior de la zapata, del acero vertical del dado de la columna y por último de la colocación del acero vertical de la columna.

En caso de zapatas aisladas:

Posterior a la nivelación de la superficie se procede lo siguiente:

a) Trazo y excavación de la zapataUn método usado es el de la regla 3-4-5 para así los lados queden perfectamente perpendiculares. En esta regla primero se mide 30cm a un costado y del otro costado se mide 40cm, trazando la diagonal que por teorema de Pitágoras seria 50cm (ver en anexo fig. 3.1).

Después de haber trazado las zapatas se inicia su excavación hasta llegar al terreno resistente o en caso de que haya un estudio en mecánica de suelo se llega a la profundidad dada por el estudio. Al llegar a esta parte se compacta el suelo, usando una compactadora de motor excéntrico que vibre y comprima el terreno para así tener menores deformaciones y sobre todo resista las fuerzas al momento de colocar las zapatas y así evitar más deformaciones.

b) Colocación de una plantilla de concreto

Una vez compactado el terreno se coloca una plantilla de concreto con una resistencia a la comprensión. Se realiza sin armado esto porque se puede evitar el deterioro del suelo que está preparado y compactado y en caso de lluvias para que no se modifique. (fig. 3.2)

c) Colocación de acero inferior de la zapata

Luego se coloca el acero inferior de la zapata utilizando varillas de marcas reconocidas que garanticen la resistencia y en caso que sean conocidas se llevara a un laboratorio y ser experimentadas y cerciorarse de la resistencia.

Las varillas deberán tener un doblez en los extremos para garantizar la adherencia y el anclaje de las mismas. (fig. 3.3)

d) Colocación de acero vertical dado de la columna

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Se arma el acero del dado de la columna con sus respectivos estribos de varilla dejando la longitud del anclaje del dado hacia los vértices de la zapata, se coloca el dado y se amarra el alambre a la varilla de la parrilla de la zapata. (fig. 3.4)

e) Colocación del acero vertical de la columna

Se armara la columna, si la columna es de concreto se construirá con su altura final más el anclaje de apoyo en el acero inferior de la zapata, si la columna es de acero el armado de la columna se cortara a la altura del dado y se deberá tener incluida una placa metálica de apoyo de la columna con sus anclas. (fig. 3.5)

Otra forma de construcción de zapatas es el pre fabricado si es el caso:

1. Primero se tomara las medidas de las zapatas para realizar el molde, se tomara en cuenta la profundidad, ancho y altura con una mayor dimensión en la parte superior para poder des moldear. (fig. 3.6)

2. Una vez colocado el molde de la base de zapata se le impregna al molde un aditivo desmolde ante y se procede a colocar el acero inferior de la zapata que ya fue previamente cortado y punteado con soldadura. (fig. 3.7)

3. Se colocara el acero del dado y el acero de la columna con su placa, en caso de columna metálica. Estos acero se fijan y se puntean con soldadura sobre la parrilla inferior de la zapata, para que quede fija y así se evita que se mueva. (fig. 3.8)

4. Se coloca el molde vertical que va ensamblado con unos dispositivos(pernos soldados) en dos partes en forma de “L” con el objeto de que después del colado ya que haya fijado el concreto se quitan los pernos y se retira el molde. (fig. 3.9)

5. Cuando la zapata ya haya fijado y retirado el molde. En la parte superior de la columna de la zapata prefabricada se suelda sobre la placa un gancho para poderla cargar y subirla al transporte que la va a llevar la obra. (fig. 3.10)

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CAPITULO IV

IMPORTANCIA DE LAS ZAPATAS

Las cimentaciones representan uno de los elementos fundamentales para poder levantar y construir una vivienda, casa o apartamento. Desde que se empieza a construir un edificio lo primero que se hace es un estudio de suelo para ver si el terreno puede soportar o no la estructura que se decea levantar. Si los resultados del estudio de suelo son positivos y adecuando entonces se procede con el planeamiento de la cimentación de zapatas. Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo. Es la base del poste de la señal o pilón, que incluye la porción que se entierra en la tierra y la que sobresale para fijar el poste. La cimentación soporta todo el peso de la señal, manteniéndola vertical y firme evitando que se incline por los efectos del viento. Las zapatas vienen siendo los pies del edificio. Es la estructura más profunda que soporta las paredes y columnas de la estructura que se desea construir, y esta inicia en la profundidad del suelo. El nivel de profundidad de la zapata dependerá del tamaño de la estructura. Mientras más alta y grande sea la edificación que se construye más profundas estarán las zapatas y cimientos. La cimentación de zapatas es un elemento importantísimo a la hora de construir. La zapata, a veces llamada apoyo, es un tipo de cimentación superficial (normalmente aislada), que puede ser empleada en terrenos razonablemente homogéneos y de resistencias a compresión medias o altas. Además es una pieza de forma prismática que se coloca horizontalmente entre un pie derecho o una columna y la viga que se apoya en ellos, para acortar el vano. Pieza de un sistema de frenado que actúa con fricción sobre las ruedas para moderar o detener el movimiento.

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CONCLUSIONES

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REFERENCIAS

1. Peck, Ralph B.Hanson, Walter E.Thornburn, Thomas H.“Ingeniería de cimentaciones”.Limusa Noriega Editores.México 1995.Octava reimpresión.2. Dunham, Clarence W.“Cimentaciones de estructuras”.Madrid, España 1968.Ediciones del Castillo S. A.Segunda edición del original en inglés publicado por The McGraw-Hill Book Company Inc.”.U. S. A. 1962.

Universidad Autónoma Metropolitana AzcapotzalcoDivisión de ciencias básicas e ingenieríaU. E. A.: Edificación (114223)

Fuente: http://www.arqhys.com/blog/cimentacion-de-zapatas.html

http://www.difusionjuridica.com.bo/bdi/biblioteca/biblioteca/libro100/lib100-5a.pdf

http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/dibujo-de-construccion/contenidos/Dibujo_en_Construccion/cimentaciones_pilotaje_120307.pdf

http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-civil/contenido/TEMA%204-CIMENTACIONES.pdf

https://books.google.com.pe/books?id=AQ09HYAMyywC&pg=PA93&lpg=PA93&dq=zapatas+circulares&source=bl&ots=41I4Qa_aL7&sig=DPzjj-UCVVc8wSIheMyWluVydDQ&hl=es&sa=X&ved=0CDEQ6AEwB2oVChMIzfqNxqWbyAIVSY0NCh1ywwpW#v=onepage&q=zapatas%20circulares&f=false

http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/ingenieria-civil/contenido/TEMA%204-CIMENTACIONES.pdf

https://www.academia.edu/7558657/Zapatas_segun_su_forma http://materias.fi.uba.ar/7411/curso/libros/OGM/OGM03.pdf

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ANEXOS

PROCESO CONSTRUCTIVO

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