Cimentacin

Venecia es quizs uno de los ejemplos ms notables de la cimen-tacin por medio de pilotes de madera.

Se denomina cimentacin al conjunto de elementos es-tructurales cuya misin es transmitir las cargas de la edi-cacin o elementos apoyados a este al suelo distribu-yndolas de forma que no superen su presin admisibleni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistenciadel suelo es, generalmente, menor que la de los pilares omuros que soportar, el rea de contacto entre el suelo yla cimentacin ser proporcionalmente ms grande quelos elementos soportados (excepto en suelos rocosos muycoherentes).La cimentacin es importante porque es el grupo de ele-mentos que soportan a la superestructura. Hay que prestarespecial atencin ya que la estabilidad de la construccindepende en gran medida del tipo de terreno.

1 GeneralidadesSiempre que sea posible, se preferir que los cimientosestn solicitados por cargas centradas, ya que las excn-tricas pueden provocar empujes diferenciales.Se buscar siempre que el terreno de apoyo sea resistentey, si eso no fuese posible, habr que buscar solucionesalternativas.En muchos casos, los cimientos no solo transmiten com-presiones, sino que mediante esfuerzos de rozamiento yadherencia llegan a soportar cargas horizontales y de trac-cin, anclando el edicio al terreno, si fuese necesario.Las funciones principales, los cimientos han de cumplirotros propsitos:

Ser sucientemente resistentes para no romper por

Vista transversal de la cimentacin de la torre de televisin deStuggart.

cortante.

Soportar esfuerzos de exin que produce el te-rreno, para lo cual se dispondrn armaduras en sucara inferior, que absorbern las tracciones.

Acomodarse a posibles movimientos del terreno. Soportar las agresiones del terreno y del agua y supresin, si la hay.

2 Tipos de cimentacinLa eleccin del tipo de cimentacin depende especial-mente de las caractersticas mecnicas del terreno, comosu cohesin, su ngulo de rozamiento interno, posicindel nivel fretico y tambin de la magnitud de las car-gas existentes. A partir de todos esos datos se calcula lacapacidad portante, que junto con la homogeneidad delterreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimen-tacin. Siempre que es posible se emplean cimentacionessuperciales, ya que son el tipo de cimentacin menos

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Laeleccindeltipodecimentacindependeespecial- mentedelascaractersticasmecnicasdelterreno,como sucohesin,su nguloderozamientointerno,posicin del nivelfretico ytambindelamagnituddelascar- gasexistentes.

2 2 TIPOS DE CIMENTACIN

costoso y ms simple de ejecutar. Cuando por problemascon la capacidad portante o la homogeneidad del mismono es posible usar cimentacin supercial se valoran otrostipos de cimentaciones.Hay dos tipos fundamentales de cimentacin: directas yprofundas.

2.1 Cimentaciones superciales o directas

baco que transmite el esfuerzo a una cimentacin supercial deuna pila de puente. La cimentacin est enterrada y no es visibleen la gura.

Esquema que muestra donde se aplican las cimentaciones super-ciales (ms baratas) y las cimentaciones profundas. Muchasveces en terrenos malos hay que optar siempre por la cimenta-cin profunda, incluso para construcciones de poco peso, comouna casa pequea.

Son aquellas que se apoyan en las capas superciales o po-co profundas del suelo, por tener ste suciente capacidadportante o por tratarse de construcciones de importanciasecundaria y relativamente livianas. En este tipo de ci-mentacin, la carga se reparte en un plano de apoyo ho-rizontal.En estructuras importantes, tales como puentes, las ci-mentaciones, incluso las superciales, se apoyan a su-ciente profundidad como para garantizar que no se pro-

duzcan deterioros. Las cimentaciones superciales se cla-sican en:

Cimentaciones ciclpeas. Zapatas.

Zapatas aisladas. Zapatas corridas. Zapatas combinadas.

Losas de cimentacin.

2.1.1 Cimentaciones ciclpeas

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse conparamentos verticales y sin desprendimientos de tierra,el cimiento de concreto ciclpeo (hormign) es sencilloy econmico. El procedimiento para su construccin con-siste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferen-tes tamaos al tiempo que se vierte la mezcla de concretoen proporcin 1:3:5, procurando mezclar perfectamenteel concreto con las piedras, de tal forma que se evite lacontinuidad en sus juntas. El hormign ciclpeo se reali-za aadiendo piedras ms o menos grandes a medida quese va hormigonando para economizar material. Utilizan-do este sistema, se puede emplear piedra ms pequeaque en los cimientos de mampostera hormigonada. Latcnica del hormign ciclpeo consiste en lanzar las pie-dras desde el punto ms alto de la zanja sobre el hormignen masa, que se depositar en el cimiento. Precauciones:

Tratar que las piedras no estn en contacto con lapared de la zanja.

Que las piedras no queden amontonadas. Alternar en capas el hormign y las piedras. Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por elhormign.

2.1.2 Zapatas aisladas

Las zapatas aisladas son un tipo de cimentacin super-cial que sirve de base de elementos estructurales puntua-les como son los pilares; de modo que esta zapata amplala supercie de apoyo hasta lograr que el suelo soportesin problemas la carga que le transmite. El trmino zapa-ta aislada se debe a que se usa para asentar un nico pi-lar, de ah el nombre de aislada. Es el tipo de zapata mssimple, aunque cuando el momento ector en la base delpilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar debenemplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en lasque se asienten ms de un pilar. La zapata aislada no ne-cesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se veafectada por los cambios trmicos, aunque en las estruc-turas si que es normal adems de aconsejable poner una

Haydostiposfundamentalesdecimentacin: directas y profundas.

2.1 Cimentaciones superciales o directas 3

junta cada 30 m aproximadamente, en estos casos la za-pata se calcula como si sobre ella solo recayese un nicopilar. Una variante de la zapata aislada aparece en edi-cios con junta de dilatacin y en este caso se denominazapata bajo pilar en junta de diapasn.

Construccin de una cimentacin por zapata asilada

En el clculo de las presiones ejercidas por la zapata de-be tenerse en cuenta adems del peso del edicio y lassobrecargas, el peso de la propia zapata y de las tierrasque descansan sobre sus vuelos, estas dos ltimas cargastienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento.Por otra parte en el clculo de vuelco, donde el peso pro-pio de la zapata y las tierras sobre ellas tienen un efectofavorable. El clculo de la presin de hundimiento, paraexcentricidades pequeas ( e =Mmax/Nx , dondeNx esla carga vertical sobre el terreno y Mmax es el momentoector mximo) pueden usarse las siguientes frmulas:

p =

8>>>>>:Nx + P

A

1 + 6

e

a

!e/a 1/6

Nx + P

A

4

3(1 2e/a) 1/6 < e/a < 1/2

donde A es el rea de la zapatada aislada y P su peso. Pa-ra construir una zapata aislada deben independizarse loscimientos y las estructuras de los edicios ubicados enterrenos de naturaleza heterognea, o con discontinuida-des, para que las diferentes partes del edicio tengan ci-mentaciones estables. Conviene que las instalaciones deledicio estn sobre el plano de los cimientos, sin cortarzapatas ni riostras. Para todo tipo de zapata, el plano deapoyo de la misma debe quedar empotrado 1 dm en elestrato del terreno.La profundidad del plano de apoyo se ja basndose en elinforme geotcnico, sin alterar el comportamiento del te-rreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivelfretico o por posibles riesgos debidos a las heladas. Esconveniente llegar a una profundidad mnima por deba-jo de la cota supercial de 50 u 80 cm en aquellas zonasafectadas por estas variables. En el caso en que el edi-cio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos

pilares), se efecta una sola zapata para los dos soportes.Conviene utilizar hormign de consistencia plstica, conridos de tamao alrededor de 40 mm. En la ejecucin,y antes de echar el hormign, disponer en el fondo unacapa de hormign pobre de aproximadamente 10 cm deespesor (hormign de limpieza), antes de colocar las ar-maduras. las zapatas tienen hormign.

2.1.3 Zapatas corridas

Las zapatas corridas se emplean para cimentar murosportantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcio-nan como viga otante que recibe cargas lineales o pun-tuales separadas.Son cimentaciones de gran longitud en comparacin consu seccin transversal. Las zapatas corridas estn indi-cadas como cimentacin de un elemento estructural lon-gitudinalmente continuo, como un muro, en el que pre-tendemos los asientos en el terreno. Tambin este tipode cimentacin hace de arriostramiento, puede reducir lapresin sobre el terreno y puede puentear defectos y he-terogeneidades en el terreno. Otro caso en el que resultantiles es cuando se requeriran muchas zapatas aisladasprximas, resultando ms sencillo realizar una zapata co-rrida.Las zapatas corridas se aplican normalmente a muros.Pueden tener seccin rectangular, escalonada o estrecha-da cnicamente. Sus dimensiones estn en relacin con lacarga que han de soportar, la resistencia a la compresindel material y la presin admisible sobre el terreno. Porpracticidad se adopta una altura mnima para los cimien-tos de hormign de 3 dm aproximadamente. Si las alturasson mayores se les da una forma escalonada teniendo encuenta el ngulo de reparto de las presiones.En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o elcimiento deba escalonarse, se utilizarn encofrados. Silos cimientos se realizan en hormign apisonado, puedenhormigonarse sin necesidad de los mismos.Si los trabajos de cimentacin debieran interrumpirse, serecomienda cortar en escalones la junta vertical para lo-grar una correcta unin con el tramo siguiente. Asimismocolocar unos hierros de armadura reforzar esta unin.Las Zapatas Corridas son, segn el Cdigo Tcnico dela Edicacin (CTE), aquellas zapatas que recogen msde tres pilares. Las considera as distintas a las zapatascombinadas, que son aquellas que recogen dos pilares.Esta distincin es objeto de debate puesto que una zapatacombinada puede soportar perfectamente cuatro pilares.

2.1.4 Zapatas combinadas

Una zapata combinada es un elemento que sirve de ci-mentacin para dos o ms pilares. En principio las zapa-tas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tie-nen diferentes momentos ectores. Si estos se combinan

4 3 CIMENTACIONES DE MQUINAS

en un nico elemento de cimentacin, el resultado puedeser un elemento ms estabilizado y sometido a un menormomento resultante.

2.1.5 Losas de cimentacin

Una losa de cimentacin es una placa otante apoyadadirectamente sobre el terreno. Como losa est sometidaprincipalmente a esfuerzos de exin. El espesor de lalosa ser proporcional a los momentos ectores actuantessobre la misma. La relacin entre el espesor de la losa, losmomentos ectores de la placa, las cargas exteriores y laspropiedades elsticas del hormign de la losa viene dadapor la siguiente expresin:"

@2

@x2+

@2

@y2

#(mx + my) = 12(1 +

) q(x;y)+kbw(x;y)Eh3

Donde:

mx;my momentos ectores en las direccionesx e y.E; constantes elsticas del hormign.q(x; y) carga supercial efectiva en cada puntoen la cara superior de la losa.kb el coeciente de balasto del terreno bajo lalosa.w(x; y) el descenso vertical en cada punto dela losa.

2.2 Cimentaciones semiprofundas

Excavando uno de los pozos de cimentacin para un puente. Eltubo de hormign (concreto) se va hundiendo a medida que seexcava. En este caso se lleg a 24 m de profundidad.

Pozos de cimentacin o caissons: Son en realidad so-luciones intermedias entre las superciales y las pro-fundas, por lo que en ocasiones se catalogan como

semiprofundas. Algunas veces estos deben hacersebajo agua, cuando no puede desviarse el ro, en esecaso se trabaja en cmaras presurizadas.

Arcos de ladrillo sobre machones de hormign omampostera .

Muros de contencin bajo rasante: no es necesarioanclar el muro al terreno.

Micropilotes, son una variante basada en la mis-ma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyenuna cimentacin semiprofunda.

2.3 Cimentaciones profundasSe basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la ci-mentacin para soportar las cargas aplicadas, o ms exac-tamente en la friccin vertical entre la cimentacin y elterreno. Deben ubicarse ms profundamente, para poderdistribuir sobre una gran rea, un esfuerzo sucientemen-te grande para soportar la carga. Algunos mtodos utili-zados en cimentaciones profundas son:

Pilotes: son elementos de cimentacin esbeltos quese hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados)o construyen en una cavidad previamente abierta enel terreno (pilotes de extraccin ejecutados in situ).Antiguamente eran de madera, hasta que en los aos1940 comenz a emplearse el hormign.

Pantallas: es necesario anclar el muro al terreno. pantallas isostticas: con una lnea de anclajes pantallas hiperestticas: dos o ms lneas deanclajes.

3 Cimentaciones de mquinasA diferencia de las cimentaciones de edicacin, que ge-neralmente estn sometidas a cargas estticas o cuasies-tticas, las cimentaciones de maquinaria estn sometidasfrecuentemente a cargas cclicas. La existencia de cargascclicas obligan a considerar el estado lmite de serviciode vibraciones y el estado lmite ltimo de fatiga.Algunos tipos de cimentacin usados para maquinariason:

Tipo bloque Tipo celdas De muros Porticadas Con pilotes Sobre apoyos elsticos De soporte

54 Vase tambin Capacidad portante Presin lateral del suelo

5 Enlaces externos

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Cimentaciones en Construpedia.

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Cimentacin Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Cimentaci%C3%B3n?oldid=79519441 Colaboradores: SpeedyGonzalez, Robbot, San-bec, Aparejador, Sms, Th3j0ker, Cookie, Tano4595, Rondador, Mandramas, Rafanpiro, RobotQuistnix, Yrbot, BOT-Superzerocool, Oscar., .Sergio, KnightRider, Santiperez, Ppja, Maldoror, Alfredobi, CEM-bot, JMCC1, Davius, Rosarinagazo, Gafotas, Dorieo, Thijs!bot, RafaelTorres, Botones, Isha, Gngora, Mpeinadopa, JAnDbot, Mansoncc, Humberto, Rei-bot, Chabbot, Tronch, Aibot, VolkovBot, Matdrodes,AlleborgoBot, SieBot, Mutari, Nicop, Airman, Eduardosalg, Alecs.bot, Botito777, Poco a poco, Aipni-Lovrij, Camilo, UA31, AVBOT,MastiBot, Diegusjaimes, DumZiBoT, NACLE, Billinghurst, SuperBraulio13, Jkbw, BenzolBot, BOTirithel, KamikazeBot, Chamychester,Juansaho, GrouchoBot, EmausBot, AVIADOR, ZroBot, ChuispastonBot, WikitanvirBot, EdoBot, olie, SilvaBarral, Gusama Romero,Sachyoca, Legobot, C.calvo, Oscar.felix, Mecachelo, Vito cara sandich y Annimos: 97

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