Cimentaciones

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y DE ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

1 CONCRETO ARMADO II

INDICE

1. INTRODUCCION

2. GENERALIDADES

3. TIPOS DE CIMENTACIONES CORRIDAS

3.1. SEGN MATERIAL DE USO

3.1.1. CIMIENTO CORRIDO DE MAMPOSTERIA DE PIEDRA

3.1.2. CIMIENTO CORRIDO DE CONCRETO CICLOPEO

3.1.3. CIMIENTO CORRIDO DE CONCRETO ARMADO

3.2. SEGN SU UBICACIN

3.2.1. CIMIENTO CORRIDO CENTRICO

3.2.2. CIMIENTO CORRIDO EXCENTRICO

3.2.3. CIMIENTO CORRIDO CIEGO

4. CREITERIOS DE DISEO

4.1. PARA CIMIENTO CICLOPEO

4.2. PARA CIMIENTO DE CONCRETO SIMPLE

4.3. PARA CIMIENTO DE CONCRETO AMRADO

5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DIMENSIONES DE UN CIMIENTO

CORRIDO

5.1. EL TIPO DE SUELO DE FUNDACION

5.1.1. DIMENSIONES Y REQUERIMIENTOS MINIMOS PARA DIFERENTES

TIPOS DE SUELO

5.2. DEL PESO TOTAL A SOPORTAR

6. BIOGRAFIA





1. INTRODUCCION

Las estructuras que se apoyan en el suelo, incluyendo edificios, puentes,

represas; estn formadas bsicamente por dos partes. La parte superior o sper

estructura y la parte inferior o cimentacin. De esto se deduce que las

cimentaciones son la parte de las estructuras que se encuentran entre la sper

estructura y el suelo o roca que le servir de base o apoyo. La ingeniera de

cimentaciones se conoce como el arte y la ciencia que trata de resolver los

problemas de cimentaciones, aplicando criterios de Ingeniera y el conocimiento

de mecnica de suelos.

Las cimentaciones transmiten directamente las cargas de la estructura al suelo

por contacto directo a travs de columnas muros, teniendo la cimentacin la

funcin de distribuir las cargas de tal forma que el suelo no sea sobrecargado, ni

que sufra asentamientos mayores a los permitidos por el anlisis estructural en

estudio.

Las cimentaciones entre ellas el cimiento corrido, es el sistema estructural ms

utilizado para el soporte de los muros es por ellos que en el presente informe se

va a detallar sus variedades, clasificacin y procesos constructivos.

Por lo general tiene un ancho reducido y su requerimientos por cortante, flexin,

punzonamiento, etc. Son mnimos.

Se analizan considerando una carga repartida por metro de longitud y con

momentos nulos en la direccin longitudinal. Se analizan considerando una

carga repartida por metro de longitud y con momentos nulos en la direccin

longitudinal. Por lo general se construyen de concreto simple y de concreto

ciclpeo.

Es por ello ser necesario conocer qu para el dimensionamiento de las

fundaciones adems de las cargas mximas actuantes, la capacidad portante

del terreno, es decir, la presin admisible sobre el mismo se determine mediante

ensayos y procedimientos de mecnica de suelos.





2. GENERALIDADES

En un elemento estructural que es colocado en una posicin horizontal, cuya funcin es

recibir cargas de los muros portantes y las trasmite al suelo portante.

Se utilizan normalmente para muros de carga y para filas de columnas espaciadas, tan

cerca una de otra, que las cimentaciones con zapatas se superponen. (Fig. 1.a y 1.b).

Generalmente sobre los cimientos descansan los sobrecimientos que pueden ser segn

los casos, ser o no armados con una altura necesaria para proteger los muros de la

humedad. La cimentacin puede ser construida de tal modo, que transmita la carga al

suelo por corte, por tanto, el uso de acero de refuerzo es innecesario.

Tericamente hablando, el sobrecimiento tampoco necesitara acero de refuerzo si las

cargas se reparten de manera uniforme a lo largo de la cimentacin. En la realidad esto

no sucede, muchas veces por la irregularidad de la arquitectura, presencia de cargas

concentradas, vanos, etc. Entonces es necesario colocar acero de refuerzo el cual

adicionalmente absorbe los esfuerzos producidos por cambios de temperatura y el

fraguado en el concreto. Estos cimientos corridos dan muy buen resultado cuando se

construye sobre arena y gravas en estado denso de compacidad, pero cuando se les

coloca sobre arcillas representan la condicin menos adecuada en la mayora de los

casos.





Las zapatas de muros o cimientos corridos pueden der de concreto simple, concreto

ciclpeo o de concreto armado, dependiendo de la magnitud de los esfuerzos a los que

se encuentra sometido y de la resistencia del suelo. Por lo general, los muros de

albailera no portantes tienen cimentacin de concreto simple, mientras que los muros

portantes de albailera o concreto utilizan zapatas de concreto armado, sobre todo en

terrenos de mala calidad.

Los cimientos corridos son elementos que trabajan bsicamente en una direccin,

presentndose los esfuerzos principales perpendiculares al muro. En este tipo de

cimentacin, solo se analiza la flexin en esta direccin y no se chequea por

punzonamiento dados que sus requerimientos son mnimos.

El diseo se realiza considerando una carga repartida por metro de longitud y con

momentos nulos en la direccin longitudinal. El ancho del cimiento ser dado por1:

=

100

Donde:

B: Ancho de la zapata (cm)

P: Carga de servicio en la zapata de largo unitario (kg)

qsn: Capacidad portante neta del terreno (kg/cm2)

1 Relacin referida por el autor Teodoro E. Harmsen en su libro Diseo de Estructuras de Concreto Armado





3. TIPOS DE CIMENTACIONES CORRIDAS

3.1. SEGN MATERIAL DE USO:

3.1.1. Cimiento Corrido de Mampostera de Piedra:

Los cimientos de mampostera (mampostera es el elemento constructivo y/o

decorativo, construido a base de piedra, simplemente acomodada con el cuatrapeo

necesario o bien colocadas con algn aglutinante, pudiendo tener mamposteras

secas comunes o cementadas para mayor resistencia), se utilizan cuando las cargas

no son muy fuertes y la construccin es permanente, pero si el peso es excesivo y la

fatiga es baja su utilizacin no es conveniente; se utiliza la piedra braza (si existe en

el lugar este materia), siendo el material ms comn en cimentaciones, con la cual

se obtienen muy buenos resultados debido a su resistencia, facilidad y rapidez en su

trabajo.

Las piedras debern colocarse cuatrapeadas, las juntas estarn perpendiculares a

las cargas de apoyo para evitar deslizamientos y juntas continuas para no tener

cuarteaduras, considerndose generalmente una resistencia de 20 kg/cm de tierra y

de 15 kg/cm a la mezcla. Las proporciones para el mortero de cimentacin sern:

1:6 Uno de calhidra y 6 de arena, o con mayor resistencia y adherencia 1:3:15

proporcin de cemento calhidra -

arena. Para la cimentacin de piedra

esta deber ser sana y no intemperizada;

no se aceptaran pedruscos que

presenten grietas, huecos o algn

defecto similar; no se utilizaran riscos en

forma de laja y tendrn una resistencia

mnima a la compresin normal, a los

planos de deformacin de 150 kg/cm y

una resistencia mnima a la compresin

perpendicular a los planos de deformacin de 100 kg/cm. Las piedras tendrn un

peso de 25 kg (proporcionalmente), debiendo humedecerse perfectamente antes de

su colocacin para evitar prdidas en el agua del mortero al fraguar. En las primeras

piedras que se coloquen se deber procurar que queden las ms grandes y con la

superficie mayor, asentadas sobre la plantilla la cual deber humedecerse

previamente. Las juntas entre la piedras debern llenarse con mortero con un

espesor de 2 cm (no menor de 2 cm ni mayor de 4) el volumen del mortero deber





ser igual a un 30% de la capacidad total como mximo (no se deber tener huecos),

por lo menos el 25% del volumen de las piedras se debern colocar a tizn para

lograr un perfecto cuatrapeo y se deber limitar al mximo el uso de rajuelas y no se

permitir por ningn motivo el uso de calzas; la cimentacin de mampostera se

deber mantener hmeda durante tres das. Es conveniente que el ngulo que forma

el escarpio (superficie inclinada) del cimiento para proporcionar la ampliacin de la

base, no ser menor de 60 con relacin a la horizontal, y el ancho de la base no

deber pasar de 1.50m; el ancho de la parte superior del cimiento estar dado por el

ancho de la piedra, y no ser menor de 30 cm, y para que las cargas que recibe el

cimiento sean repartidas uniformemente se colocara una cadena de concreto

armado; perpendiculares a esta dala de reparticin se colocaran los refuerzos

(castillos) necesarios para evitar el volteo.

Si el cimiento es de piedra en la colindancia deber procederse a tomar el par de

fuerzas (que se forma debido a que las resultantes de carga y a la reaccin del terreno

no son colineales) de volteo, por medio de uniones o amarres (a los cimientos

interiores) que actan como tensores y evitan que el cimiento pueda girar, pudiendo

hacerse con dalas de concreto (dalas de reparticin o simplemente como tensores).

Este cimiento colindante debe construirse ms profundo que los dems para

contrarrestar el volteo, o bien utilizando una trabe de volteo o si no remeter el

cimiento. Cuando se tienen cargas desiguales es necesario compensar la

cimentacin haciendo su seccin en forma trapezoidal o bien hacindola escalonada.

Los cimientos de piedra son indicados para construcciones ligeras pero al ser pesada

esta cimentacin se reduce considerablemente la capacidad de carga del terreno

para soportar las cargas superiores, recomendndose en este caso la utilizacin de

cimientos de concreto armado.

3.1.2. Cimiento Corrido de Hormign Ciclpeo:

El cimiento de hormign ciclpeo es un elemento estructural que resiste esfuerzos

de compresin por peso de la estructura. Por sus componentes ptreos de distinta

granulometra le es imposible actuar ante esfuerzos de traccin. Es por esto que el

cimiento de hormign ciclpeo es recomendado para resistir esfuerzos en terrenos

de alta mecnica y calidad por tanto (Superiores a los 1,8 kg/cm2), y por lo general

se utilizan para resistir cargas de muros de cerramiento de obra y se los sita entre

2 elementos estructurales verticales (columnas).Existen situaciones de terrenos con

resistencias diferenciales, las cuales logran que un cimiento de hormign ciclpeo





desarticule sus partes de composicin, este caso mostrara claramente rajaduras en

los muros y revoques de la edificacin, recomendando colocar acero de construccin

en la carpeta de nivelacin del cimiento de hormign ciclpeo para de esta forma

obtener mayor rigidez ante posibles esfuerzos cortantes.

Procedimiento para la ejecucin:

Para vaciar un cimiento de hormign ciclpeo, inicialmente se debe realizar la

excavacin con total exactitud a lo sealado en los planos de fundaciones de la

edificacin, revisando tambin los planos de corte para poder dar una profundidad

exacta al cimiento.

Al realizar la excavacin de debe prever que la tierra extrada no quede al borde de

la fosa, ya que la carga podra provocar deslizamientos en las caras laterales de la

misma.

Con una dosificacin de hormign pobre (H-20 200kg cemento/m3) realizar una

mezcla tipo 1:6 pare el vaciado de la carpeta de nivelacin, con el previo

apisonamiento de la base de la excavacin y verificando la limpieza de la misma.

El tiempo de fraguado de la carpeta de nivelacin deber tener una duracin de 24

horas como mnimo para poder resistir la carga del cimiento a vaciarse.

Debe utilizarse como encofrado del cimiento la misma excavacin y dosificar a un

70% del volumen el contenido de piedra (piedra bruta, piedra manzana, piedra de

construccin).

La dosificacin del aglomerante de la piedra deber realizarse con hormign de tipo

medio, es decir H-25 de 250kg cemento/m3 logrando una dosificacin de 1:2:2

respectivamente entre el cemento, arena corriente y cascajo de granulometra mayor

a 3/8

Sobre la carpeta de nivelacin se colocara una capa de mezcla para conseguir

adherir la primera lnea de piedra, a modo que el espacio dentro de la fosa quede

totalmente lleno. Una vez habiendo colocado la primera hilera de piedra se colocara

mezcla en la parte superior haciendo que ingrese en toda cavidad libre y se colocara

en la parte superior una nueva hilera de piedra cuantas veces fuese necesario para

llenar la fosa de excavacin. Se debe tomar en cuenta no colocar mucha agua en el

hormign del vaciado, ya que ello reduce su resistencia, sin embargo se podr utilizar

una barra metlica para presionar el hormign en las reas de dificultad en su

ingreso.





Para apoyar un elemento sobre el cimiento se deber otorgar un tiempo de fraguado

de 14 das, vertiendo agua al vaciado a partir de las 4 horas de concluido (curado)

para evitar fisuras en el elemento.

Fig. Cimiento corrido ciclpeo

3.1.3. Cimiento Corrido de Concreto Armado:

Esta cimentacin est compuesta por una loza alargada de concreto armado,

ubicada a lo largo y debajo de los muros portantes.

En su interior posee refuerzos de mallas de acero para absorber los esfuerzos de

flexin y corte.

Se utiliza para fundar sistemas de muro de carga y placas de concreto armado.

Se tomar en cuenta la resistencia el terreno para determinar el rea de cimentacin

y el peso de la edificacin.





3.2. SEGN UBICACIN:

3.2.1. Cimiento Corrido cntrico:

Muy usual en las zonas interiores de la planta de cimentacin.

3.2.2. Cimiento Corrido ex-cntrico:

Usual en las zonas perimetrales de la planta de cimentacin.

3.2.3. Cimiento Corrido ciego:

Muy usual en las zonas ubicadas debajo de los vanos de puertas





4. CRITERIOS DE DISEO

4.1. CIMIENTO CORRIDO CON CONCRETO CICLPEO:

Cuando los volados son iguales o menores a la mitad de la altura del cimiento.

Cimientos: 1:10 + 30% P.G. (6 a 8)

Sobrecimientos: 1:8 + 25% P.M. (mx. 4)





4.2. CIMIENTO CORRIDO CON CONCRETO SIMPLE

Cuando los volados tienen esfuerzos de traccin debido a la flexin ocasionados

por la presin del suelo, que son menores a los que el concreto simple pueda resistir.





4.3. CIMIENTO CORRIDO CON CONCRETO ARMADO

Cuando los volados son importantes y se requiere fierro por flexin (como las

zapatas).

Debe verificarse que los cimientos puedan transmitir al suelo presiones menores a

las resistentes del suelo, considerando la carga total actuante sobre un muro y el

momento de sismo de ese muro.

Generalmente los anchos del cimiento predimensionados solamente con el efecto de

carga vertical, son insuficientes, por lo que se recurre a considerar los cimientos

transversales, de tal manera de tener ya no zapatas rectangulares





5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS DIMENSIONES DE UN CIMIENTO

CORRIDO:

5.1. EL TIPO DE SUELO DE FUNDACION:

Existen diferentes tipos de suelo y cada uno de ellos tienen sus propias

caractersticas (arcilloso, arenoso, peso mximo a soportar, grado de humedad,

cantidad de sales, sulfatos, etc.).

Es importante conocer las caractersticas del terreno para definir las medidas del

cimiento corrido. Este "factor suelo" es considerado por el proyectista cuando realiza

el diseo estructural de la vivienda de albailera que vas a construir.

5.1.1. DIMENSIONES Y REQUERIMIENTOS MINIMOS PARA DIFERENTES

TIPOS DE SUELOS

5.1.1.1. Para suelos compuestos por conglomerados de arcillas y gravas:

INFORMACION REFERENCIAL:

SOBRECIMIENTO:

Concreto: fc =100 kg/cm2 + 25% PM (4)

CIMIENTO:

Concreto: fc =100 kg/cm2 + 30% PG (10)





5.1.1.2. Para suelos compuestos por material de relleno y compactado:

En estos casos se debe excavar hasta encontrar suelo natural para la

fundacin de la cimentacin.

INFORMACION REFERENCIAL: (Datos vlidos para viviendas de uno

o dos pisos)

PROFUNDIDAD MINIMA DE ZANJA:

100 cm en suelos conglomerados de arena y grava

120 cm en suelos blandos

CIMIENTO:

Ancho mnimo:



Altura mnima:







5.1.1.3. Para suelos blandos, compuestos por arena suelta o arena fina o

arcilla o suelo hmedo:

Para suelos blandos se recomienda realizar un sobre cimiento

armado.

INFORMACION REFERENCIAL:

Concreto: (Cantidad mnima)

fc =175 kg/cm2

Refuerzo: (Cantidad mnima)

4 1/2: Estribos 6mm. [email protected], [email protected] c/e, Rto. .25

5.2. DEL PESO TOTAL A SOPORTAR:

Este es el segundo factor del cual dependen las medidas definitivas y precisas del

cimiento corrido. El peso total a soportar no es igual para todos los cimientos.

Algunos soportan ms que otros; dependiendo del nmero de pisos y tambin de la

ubicacin (en planta) de los cimientos corridos.

Sin embargo la denominacin de cimiento corrido debe ser extensiva a un cimiento

que pueda requerir de un concreto estructural (fc de 175 o 210 kg/cm2) y un

refuerzo de acero importante, segn su ancho crezca hasta tener volados

considerables.





El dimensionamiento de un cimiento ser similar al de una zapata aislada,

trabajndose usualmente con una carga repartida por metro de longitud y con

momentos nulos en la direccin transversal.

Dado que el terreno de cimentacin generalmente se encuentra a una profundidad

de 1m, es usual considerar cimientos de 60 cm de altura, y sobrecimientos de 50 o

40 cm ubicados por encima del cimiento.

Los sobrecimientos se continan 10 o 20 cm sobre el nivel del piso terminado con

el fin de proteger al ladrillo del muro del contacto directo con el terreno.





6. BIBIOGRAFIA

Teodoro E. Harmsen (2005), Diseo de Estructuras de Concreto

Armado (4ta. edicin), Lima Peru; Pontificia Universidad Catlica del

Per Fondo Editorial.

J. Calavera (2000), Calculo de Estructuras de Cimentacin (4ta.

Edicin), Madrid; Instituto Tcnico de Materiales y Construccin.

Ovidio S. Zelada, Separatas del Curso Concreto Armado II

Cimentaciones

SITIOS WEB CITADOS:

http://abbings.com/descargas/cimentaciones.pdf

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/102803/MODULO_ACADEMICO/lec

cin_7_cimentacin.html

http://www.acerosarequipa.com/fileadmin/templates/AcerosCorporacion/PD

F/manual_MAESTRO_OBRA.pdf

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