Cimentaciones II

CONCRETO ARMADOSistemas de Construcción y Estimación –

Prof: Carolina Stevenson

SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN Y DE ESTIMACIÓN

PROFESOR: Dr. Carolina StevensonArquitecta Universidad Nacional

Doctorado en Arquitectura – 2006 University Of Nottingham, UKEspecialización en Enseñanza CPS: 2009 University of Liverpool, UK

Cimentaciones II

CIMENTACIONESSistemas de Construcción y Estimación –


CONTENIDO

Contención del TerrenoTaludesMuros de ContenciónExcavación de sótanos



SUPERFICIALES ciclópeazapatas zapatas aisladas (centrada,

medianera, de esquina)zapatas combinadaszapatas corridas

emparrilladosplacas

Tipos de Cimentaciones

Directas

PROFUNDAS pilotespilotes hincados

pilotes pre-excavados

pilotes por tornillo

SEMI-PROFUNDAS pozos caissons



CONTENCIÓN DEL TERRENO

muros de contención muros de gravedad

muros de ménsula muros anclados

muros hincados

muros de sótano tradicional (medianero- centrado)

muros pantallamuros anclados

Tipos de Cimentaciones

In situ

Prefabricados

In situ



Muros de Contención

Las estructuras de contención del terreno constituyen un auténtico muro de cimentación, su función principal es la de soportar con la debida seguridad las acciones del terreno así como las cargas gravitatorias que puedan transmitir la estructura aérea y las sobrecargas que tenga el terreno (tráfico, construcciones cercanas, etc.). Se comportan básicamente como voladizos empotrados en su base



Muros de Contención

El muro de contención resiste además fuerzas externas a través de esfuerzos internos.

Carga vertical adicional

Peso

Presión pasiva suelo

Presión activa sueloPresión agua

Fricción por deslizamiento

Reacción terreno



Por gravedad Hincado Ménsula Anclado

Muros de Contención: TIPOS



Muros de Contención: MATERIALES



Muros de Contención: MURO-TERRENO

VUELCO DESPLAZAMIENTO

EMPUJE EN EQUILIBRIO



MUROS DE GRAVEDAD:Muros de sección importante que confían su peso propio para estabilizar los esfuerzos generados por el terreno y la posible sobrecarga superior. Pueden ser construidos en piedra, concreto reforzado y mampostería.

Muros de Contención: POR GRAVEDAD

3m

o m

enos



MAMPOSTERÍA REFORZADASe opta por esta opción cuando es técnicamente posible y resulta antieconómico la utilización de encofrados para moldear concreto in situ. Además de su función como elemento estructural, las piezas de mampostería proporcionan un encofrado permanente para el concreto.




GAVIONES




GAVIONES


•Es importante usar piedras que no sean angulosas, porque dañan la malla de acero.

•Las mallas se encofran en formaletas de madera durante el llenado para evitar que se deformen.

•Se hacen amarres horizontales y verticales cada 30-50cm para conservar la forma.

•Al terminar el muro se cubre con una malla sintética y grama vegetal (opcional) para prolongar su vida util,



Muros de Contención: HINCADOS

Muros hincados o tablestacado: consisten en elementos (pueden ser de madera, concreto o metálicos) que se hincan en el terreno por medio de un Martinete. Comúnmente se utilizan en casos en que la profundidad del agua es considerable.

tablestacado en madera tablestacado metálico



Muros de Contención: HINCADOS



Muros de Contención: MENSULA

MUROS EN MÉNSULA Ó CONTENCIÓN A FLEXIÓN:Son muros de menor sección que los de gravedad, resisten el volcamiento y el deslizamiento a través de la geometría de la base del elemento estructural. Soportan mayores esfuerzos a tracción son construidos en concreto reforzado.



Muros de contención “con contrafuertes”A la superficie de contención se adicionan muros transversales con forma triangular. Estos dan rigidez a la losa vertical y añaden peso en la base.


H

=

6m

o

men

os

sin

co

ntr

afu

ert

e

0.1-0.3 de H.



Drenaje con Barcanas


Drenaje de pie

Las arcillas saturadas generan empujes muy superiores a los considerados en el análisis de estas secas. Es conveniente colocar un material granular como relleno en los muros de contención.



Debido al gran volumen de concreto requerido no se puede hacer un único vaciado, este proceso hay que hacerlo por etapas, generando juntas de construcción verticales y horizontales, que deben ser previstas.




Las juntas de dilatación o de expansión son utilizadas para evitar que el concreto se fisure y agriete debido a los cambios de temperatura.




Muros de Sótano

Los muros de sótano resisten el empuje de tierras y las cargas verticales del edificio. Su comportamiento estructural es el de una viga apoyada o empotrada

Zapata medianera



Muros de Sótano: TRADICIONAL

Los muros de sótano pueden ser tradicionales hasta dos plantas (si el nivel freático esta por debajo de la cimentación) y no provocan daños a edificios próximos.

NF

Zapata medianera

Zapata centrada

NF

Zapata medianera

Zapata centrada



Muros de Sótano



Excavación a Cielo abierto:

Muros de Sótano: EXCAVACION



Realización de bataches:




Excavación de trinchera perimetral




•Enconfrados perdido (polietileno o ladrillo) junto a la pared de excavación:•Capa de concreto de limpieza




•La armadura de la zapata deberá tener recubrimiento approx. 3.5cm con encofrado y 7cm sobre terreno

Muros de Sótano: CONSTRUCCION



Excavacion de terrenos anegados: cercos de arcilla (jarillones) se colocan formando una presa para luego evacuar el agua por medio de motobomba





•Ajustes: verificación del replanteo, limpieza de armaduras, verificación de formaletas.

•Vaciado: en general cada tramo se hace en una sola jornada. Construcción de juntas.

•Curado: mantener las superficies húmedas mediante riego directo al menos durante 7 días.

•Desencofrado: se espera mínimo 7 días.



Muros de Sótano: PANTALLA

•Permite excavación y ejecución de sótanos bajo el nivel freático•No hay limitación por numero de pisos o por presencia de edificios vecinos.•Solo rentable a partir de cierta profundidad.•Principal problema de arriostriamiento durante su construcción.

Estrato impermebale

Losa de cimentación

NF

Pantalla

Un muro pantalla in situ es un tipo de estructura de contención de concreto que se realiza en obra




La longitud de los paneles a excavar es generalmente de entre 3 y 6 m. El orden de ejecución de los paneles depende del sistema de excavación y del tipo de pantalla.

0. Construcción del murete guía.1. Excavación de la zanja por bataches.2. Colocación de las juntas o encofrados laterales3. Colocación de la armadura.4. Vaciado de concreto5.Extraccion de la junta6. Construcción de la viga de coronación7. Excavación del recinto interior



Cuchara bivalva: se emplea en terrenos que lo permitan (no demasiado duros). Dependiendo del fabricante, pueden llegarse a excavar terrenos que tengan una resistencia a compresión en torno a los 60 kg/cm2.


http://www.terratest.cl/interior/productos/pilotes.asp

http://www.terratest.cl/interior/productos/pilotes.asp



Trépano: es un elemento metálico, generalmente cilíndrico, de entre 2 y 3 m de altura, que pesa entre 5 y 10 t, y que se deja caer desde una altura de 1 a 3 m. Se emplea en terrenos excesivamente duros o en roca. Tiene como inconveniente que produce vibraciones elevadas.


http://3.bp.blogspot.com/_5SfFGatdfQs/St0Tq3WID5I/AAAAAAAAAw4/rPXNoE6Bx1w/s1600-h/RotaryDrillBits.jpg



Hidrofresa: es un elemento excavador con ruedas dentadas que giran en sentidos contrarios, arrancando el terreno. La elevada fricción que se produce en las ruedas dentadas, hace necesaria la refrigeración con un líquido como el lodo bentonítico




Una vez realizados todos los paneles se construye la viga de coronación, consistente en una viga de concreto que une la parte superior de todos los paneles. La viga de coronación tiene dos misiones:

1.Hacer que todos los paneles trabajen conjunta o solidariamente.2.Eliminar definitivamente el concreto de la parte superior, que pudiera estar contaminado por los lodos bentoníticos.




Finalmente se procede a la excavación del recinto (generalmente interior) del muro pantalla. Si se ha previsto ejecutar elementos de soporte (anclajes o puntales), se van colocando a medida que se realiza la excavación.




Muros de Contención: ANCLADO

Muros con anclas que se utilizan para sostener concreto, muros de contención, mallas geotextiles etc.

http://www.youtube.com/watch?v=MNct439XS9M

http://www.youtube.com/watch?v=MNct439XS9M



Muros de Contención: ANCLADO

Muros anclados, atirantados o Tie Back: se utilizan para profundidades mayores. Consiste en anclar placas de concreto a distintos niveles por medio de cables que van dentro de perforaciones hechas en el terreno.



Muros de Sótano: ANCLADO



Muros de Sótano : ANCLADO

Etapas constructivas:

1. Movimiento de tierra o excavación

2. Perforación e inyección

3. Armado del muro

4. Elaboración y lanzado de concreto

5. Tensado de anclaje



Muros de Sótano : ANCLADO

Cimentaciones 1. Cuchara utilizada para excavación que consta de dos mandíbulas,

articuladas en su parte superior, que ajustan una con otra por los bordes cuando se encuentran juntas. Se denomina también excavadora de almeja o de cuchara prensora.

2. Muro de contención normalmente construido de concreto reforzado, resistente al vuelco y al deslizamiento gracias a la zapata en voladizo sobre la que se apoya.

3. Contenedor de piedras retenidas con malla de acero galvanizado que generalmente se utiliza para formar muros de contención por gravedad.

4. Arcilla de grano muy fino que se mezcla con agua para formar un lodo, generalmente utilizado durante la excavación de pilotes y muros pantalla en terrenos de baja consistencia y posible desprendimiento.

5. Efecto que se produce en el fondo de una excavación cuando este se curva debido al empuje del terreno.

6. Tipo de cimiento sencillo y económico que consiste en piedras de diferentes tamaños unidas por una mezcla de concreto en proporción 1:3:5 .

7. Tipo de cimentación fundida in situ, en ocasiones de manera manual y en otras utilizando maquinaria especial, que comprenden un radio lo suficientemente grande como para que un hombre sea capaz de realizar la excavación.

8. Suelos finos y blandos de partículas entre 0.075 y 0.005 mm de tamaño.

9. Perforación de diámetro entre 65 -140 mm que se utiliza para extraer muestras de suelo

10. Presión lateral que ejerce un terreno sobre un muro de contención o cimentación

a i r e t a m i o pm a e t o b e r h ea t i n o t n e b zc i k n o s s i a co r c o s t u r a ad a b i v a l v a ta n a v c a p s al t r a b l i m o sa a e g a l o n n lr d n e o c l p d ip o o e j u p m e mt a o d a l c n a o

Cimentaciones 1. Cuchara utilizada para excavación que consta de dos mandíbulas,

articuladas en su parte superior, que ajustan una con otra por los bordes cuando se encuentran juntas. Se denomina también excavadora de almeja o de cuchara prensora.

2. Muro de contención normalmente construido de concreto reforzado, resistente al vuelco y al deslizamiento gracias a la zapata en voladizo sobre la que se apoya.

3. Contenedor de piedras retenidas con malla de acero galvanizado que generalmente se utiliza para formar muros de contención por gravedad.

4. Arcilla de grano muy fino que se mezcla con agua para formar un lodo, generalmente utilizado durante la excavación de pilotes y muros pantalla en terrenos de baja consistencia y posible desprendimiento.

5. Efecto que se produce en el fondo de una excavación cuando este se curva debido al empuje del terreno.

6. Tipo de cimiento sencillo y económico que consiste en piedras de diferentes tamaños unidas por una mezcla de concreto en proporción 1:3:5 .

7. Tipo de cimentación fundida in situ, en ocasiones de manera manual y en otras utilizando maquinaria especial, que comprenden un radio lo suficientemente grande como para que un hombre sea capaz de realizar la excavación.

8. Suelos finos y blando de partículas entre 0.075 y 0.005 mm de tamaño.

9. Perforación de diámetro entre 65 -140 mm que se utiliza para extraer muestras de suelo

10. Presión lateral que ejerce un terreno sobre un muro de contención o cimentación

a i r e t a m i o pm a e t o b e r h ea t i n o t n e b zc i k n o s s i a co r c o s t u r a ad a b i v a l v a ta n a v c a p s al t r a b l i m o sa a e g a l o n n lr d n e o c l p d ip o o e j u p m e mt a o d a l c n o o

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