Cimentaciones

Ingº CARLOS PEREZ FIGUEROA

Cimentación

• La cimentación es el elemento estructural que soporta el peso de la construcción y transmite las cargas al terreno en que se encuentra, en una forma estable y segura.

FUNCIÓN DE LOS CIMIENTOS

• Los cimientos son partes de las estructuras, que actúan como transición entre las mismas estructuras y el suelo portante.

• La condición esencial de una apropiada cimentación es que las presiones transferidas al suelo portante no excedan las presiones admisibles, correspondientes al suelo de que se trate.

• También que no se produzcan asentamientos diferenciales excesivos entre secciones de una estructura; esta indeseable eventualidad podría originar daños en las edificaciones.

TIPOS DE CIMENTACIONES• SUPERFICIALES: Si cerca a la superficie de los terrenos existen capas

de suelo con una adecuada capacidad portante, las cimentaciones son diseñadas como cimentaciones superficiales. Se considera cimentación superficial cuando tienen entre 0,50 m. y 4,00 m. de profundidad,– Cimentaciones para muro portantes.– Zapatas de concreto armado: aisladas, combinadas y conectadas.– Plateas o placas de cimentación

• PROFUNDAS: Si los estratos cercanos a la superficie no son adecuados para soportar las cargas previstas en cada caso en particular, la cimentación es proyectada mediante pilotes, llegando estos hasta capas de suelo que se encuentran generalmente a gran profundidad.

Zapata combinada

• Una zapata combinada es la cimentación de dos columnas.

• Este tipo de cimentación es propuesto cuando dos columnas están muy cercanas entre sí que sus respectivas zapatas se superponen

Zapata conectada

• La zapata conectada es una solución para una columna ubicada en los linderos del terreno

• Una viga conecta la zapata de la columna exterior con otra cercana ubicada en el interior del edificio.

CIMIENTOS PARA MUROS PORTANTES

• Este tipo de cimentación es empleado en viviendas y edificios hasta de 5 pisos, estructurados con muros portantes.

• La cimentación está constituida por el cimiento y el sobrecimiento; conformando, como se puede apreciar, una cimentación escalonada, construida por razones prácticas en dos etapas.

Cimientos Corridos• La profundidad de las excavaciones de las zanjas debe ser la indicada

en los respectivos planos de cimentación.• Al profundizar las excavaciones es mayor la probabilidad de encontrar

capas más consolidadas o compactas y más resistentes,.• El ancho de los cimientos debe ser tal que la presión ejercida sobre el

suelo no exceda la presión admisible especificada. • Cada proyecto en particular incluye planos de cimentación que

indican la profundidad de las excavaciones y las medidas de los cimientos.

TIPO DE SUELO Profundidad Mínima

Ancho Mínimo

Suelo Duro: Conglomerado o en mezclas de grava y arena

0.60 m 0.40 m

Suelo blando - arena fina o suelta, y las arcillas

0.80 m 0.50 m

Sobrecimientos• El alto del cimiento no será menor que 0.50 m y

no debe confundirse con la profundidad de la excavación, a la que ya nos hemos referido.

• El espesor de los sobrecimientos es el mismo que el de los muros que en ellos se apoyan.

• El alto es variable según el relieve del terreno en estado natura! y los niveles de los pisos terminados previstos en los planos. Es recomendable un alto mínimo de 0.30 m.

• La coronación de los sobrecimientos esta hasta el nivel de los falsos pisos; para proteger los muros contra el humedecimiento, los sobrecimientos de muros exteriores o de borde, cuando colindan con jardines, deben sobrepasar 0.20 m, al menos, el nivel de los pisos terminados.

• En terrenos firmes se especifica concreto simple para los cimientos corridos.

• En cimentaciones sobre suelos blandos son necesarios cimientos de concreto armado con refuerzo de acero, para conferirles ductilidad.

• Ductilidad es la propiedad que poseen ciertos materiales de deformarse dentro de ciertos límites, sin agrietarse.

Dosificaciones usuales del concreto simple

• CIMIENTOS: – Cemento :hormigón, proporción 1:10 en volumen, más piedra grande

de diámetro nominal no mayor que 25 cm, en proporción que no exceda el 30% del volumen total.

– La resistencia de este tipo de concreto es de 50 a 100 kg/cm2, según la cantidad de agua aportada para el amasado.

• SOBRECIMÍENTO: – Cemento - hormigón, 1:8 en volumen, más piedra mediana de 10 cm

máximo de diámetro nominal y en cantidad que no sobrepase el 25% del volumen total.

– La resistencia mínima del concreto será no menor que 100 kg/cm2.

En cimientos o sobrecimientos de concreto armado no se permite la adición de piedra grande desplazadora.

Nivel de la cimentación• Trazada la cimentación, se procede a la excavación de las zanjas hasta

la profundidad que corresponda en cada caso. • Es recomendable que el fondo de la excavación esté nivelado; sin

embargo, una moderada pendiente no afecta mayormente la cimentación.

• Si la pendiente del terreno es pronunciada una solución apropiada es el escalonamiento, debiendo solaparse los tramos de los cimientos escalonados

• Los escalones no deben tener una altura mayor que el alto del cimiento y el traslape será no menor que el alto del cimiento.

Cimientos corridos• Cuando se trate de cimientos contiguos a muros de sótanos y

cisternas es necesario proveer a la cimentación de una transición escalonada.

• La construcción de cimientos no requiere de encofrado, pero si se trata de suelos que no conservan durante la excavación sus taludes verticales, será necesario el encofrado u otro procedimiento apropiado.

• La profundidad de las zanjas es controlada mediante nivel de ingeniero o con cordeles tensados entre niveles referenciales.

Cimentación proceso

constructivo

Amarre de columnas

• Para que las columnas de amarre cumplan su función estructural los fierros de refuerzo deben quedar anclados en el cimiento.

• Dicho requisito obliga a instalar las armaduras en las zanjas antes del vaciado del cimiento. De ninguna manera debe aceptarse el anclaje sólo en los sobrecimientos.

• Si la colocación de los fierros es problema en los trabajos es posible dejar, durante el vaciado del concreto de los cimientos, espacios para instalar en ellos los fierros.

• Posteriormente, al momento de vaciar el concreto de sobrecimientos, se procede a completar la cimentación.

Los sobrecimientos van entre columnas

• Para facilitar la instalación de las tuberías de desagüe y evitar el picar el concreto del cimiento, es necesario dejar, antes del vaciado, espacios para los pases de las tuberías de las instalaciones sanitarias.

• También, antes del vaciado del concreto, es preciso habilitar adecuadamente la zona de los trabajos, colocando tablones que permitan el desplazamiento del personal, sin derrumbar de los taludes de las zanjas.

• Debe preverse el acopio de piedras grandes para el vaciado del concreto.

El sobrecimiento se correrá en el umbral de la puerta; ya que según el R.M.O.E, el falsopiso va entre las caras interiores de los sobrecimientos .

• Para facilitar la instalación de las tuberías de desagüe y evitar el laborioso trabajo de picar el concreto del cimiento, es necesario dejar, antes del vaciado, espacios para los pases de las tuberías de las instalaciones sanitarias. También, previamente al vaciado del concreto, es preciso habilitar adecuadamente la zona de ios trabajos, disponiendo tablones que permitan el desplazamiento del personal, sin derrumbe de los taludes de las zanjas. Asimismo y oportunamente, debe preverse el acopio de piedras grandes para el vaciado del concreto

• Para que las medidas del cimiento coincidan con las indicadas en los planos es forzoso verificar el ancho de las zanjas y la verticalidad de sus paredes.

• El ancho de los cimientos y su nivelación se controlarán mediante señales que permitan referir los correspondientes niveles.

Dosificación

• La dosificación del concreto suele hacerse utilizando carretillas, teniendo en cuenta que el volumen de una bolsa de cemento es un pie cúbico.

• La medición del hormigón, de acuerdo al diseño ya señalado o al que indique los planos, se refiere al volumen de las carretillas. – Carretilla plana: 2 pies cúbicos– Buguie: 3 y 4 pies cúbicos.

• En todo caso, es conveniente verificar el volumen de las carretillas disponibles para la construcción.

• Ejemplo, conseguir una dosificación 1:10 empleando carretillas de 2 pies cúbicos; el proporcionamiento debe ser: una bolsa de cemento por 5 carretillas enrasadas.

Batido• Para el batido o amasado del concreto se dispone de mezcladoras que

tienen diversas capacidades: desde trompitos de 3.5 pies cúbicos, hasta mezcladoras de mayor capacidad. Las mezcladoras con tolva de carga ofrecen mayor grado de afinamiento de la dosificación.

• Con las debidas precauciones, el batido puede hacerse en forma manual, habilitando, un lugar plano, limpio y seco, formando en el sitio seleccionado una «cama» de hormigón hendida en el centro, agregando a continuación las bolsas de cemento requeridas según la dosificación prevista.

• Luego de agregar el cemento se procede a voltear con lampa la mezcla, hasta conseguir una masa homogénea.

• Después se adiciona el agua de amasado, sin exceder la cantidad requerida pues el exceso de agua disminuirá sensiblemente la resistencia.

Vaciado• Batido el concreto, y transportado mediante carretillas hasta las zanjas, es

vertido dentro de ellas. • Iniciar el trabajo formando una capa de concreto antes de colocar las

piedras grandes, prosiguiéndose con el vaciado en forma alternada, cuidando que cada una de las piedras quede completamente rodeada de concreto sin ningún punto de contacto entre ellas.

• Antes del vaciado del concreto es necesario humedecer moderadamente las zanjas.

• La altura dentro de las zanjas del concreto vertido, es controlada, mediante señales de referencia, que pueden ser fijadas en las paredes de las zanjas, o empleando algún otro sistema que se considere conveniente.

• Alcanzada la altura prefijada del cimiento y antes del endurecimiento del concreto, debe rayarse la parte superior para asegurar una efectiva adherencia entre el cimiento y sobrecimiento.

Cuando se termina de vaciar el cimiento corrido, se deberá rayar la parte superior con un clavo para que de esta manera se logre una buena adherencia entre éste y los sobrecimientos.

Encofrado de sobrecimientos

• El encofrado de sobrecimientos tienen:– Tablero– muertos o durmientes– Barrotes– Tornapuntas– Escantillones– estacas

• Los tableros son hechos con tablones de 1 1/2" de espesor de anchos variables, 6", 8" y 10", de acuerdo a la altura requerida de sobrecimientos.

• Cuartones de 3" x 4", o de 4" x 4", son seleccionados para los «muertos» o durmientes.

• Barrotes y tornapuntas se utilizan piezas de 2" x 3", 2" x 4" o de 3" x 3", en largos apropiados.

• Los tableros del encofrado son formados montando las tablas sobre los barrotes, debiendo éstos estar distanciados de 0.50 a 0.60 m entre sí.

• Los barrotes deben sobrepasar la altura de los tableros.• Formular la relación de madera requerida para el encofrado, constituye

obligación del maestro de obra o del encofrador.

Ejemplo: Determinar las necesidades de madera para el prototipo que muestra la Fig. anterior Considere que la longitud del sobrecimiento es 3.60 m y su alto 0.40 m. Escoja entre las escuadrías usuales señaladas.

Trazado sobrecimientos

• El trazado de sobrecimientos se realiza proyectando y trazando en la superficie del cimiento los ejes de los muros, procedimiento que se ejecuta atando y tensando fuertemente un cordel entre los clavos de las vallas correspondientes que definen los ejes

• En un extremo del cordel colgamos la plomada dejándola caer hasta que la punta de la plomada roce la superficie del cimiento.

• Trazamos sobre dicha superficie un punto que coincida con la punta de la plomada

• Repetimos la operación descrita, en el otro extremo del tramo del cimiento.

• A continuación marcamos el ancho del sobrecimiento

• Tomando como referencia los trazos que definen las caras del sobrecimiento, trazamos, mediante cordel con ocre (tiralíneas), el sobrecimiento.

• Proceder al encofrado del sobrecimiento. • Previamente habrán sido habilitados los tableros del encofrado y fijados

sobre el terreno los durmientes, los cuales deben estar distanciados 0.40 a 0.60 m de las caras del sobrecimiento.

• Diversos son los procedimientos de encofrado. • Algunos operarios construyen los encofrados sólo con un durmiente,

correspondiente a una de las caras del encofrado; la otra cara es fijada con escantillones y alambree negro N° 8.

• Siguiendo los trazos realizados en el cimiento, el paso siguiente es fijar uno de los tableros del encofrado, auxiliándonos, para tal efecto, de puntales clavados en el durmiente.

• La verticalidad del tablero es verificada con el auxilio de la plomada. Esta operación debe hacerse con cuidado.

• Para colocar la otra cara del encofrado es útil auxiliarse con escantillones, cuya longitud corresponda al ancho del sobrecimiento

• Para mantener, durante el vaciado de concreto, el espesor del sobrecimiento se clava escantillones en los bordes superiores de caras de! encofrado.

• Cuando la altura del sobrecimiento sobrepase cierto valor, digamos, 0.50 m, el concreto, al momento del vaciado, desarrolla presión lateral, la que, eventualmente, puede causar la deformación del encofrado.

• Para obtener la firmeza del encofrado es necesario amarar con alambre negro N" 8, tensado entre barrotes.

• Antes del vaciado de concreto es preciso marcar, en las paredes interiores del encofrado, la altura del vaciado, de acuerdo a los niveles previstos para los sobrecimientos.

• También es necesario habilitar los pases y canales para la instalación de tuberías de desagüe y ventilación.

• Como en el caso de cimientos, el concreto, dosificado de acuerdo a lo exigido en las especificaciones, es batido en mezcladora.

• Transportado en latas, es vertido en los encofrados.• Previamente deben limpiarse y humedecerse moderadamente los

recintos formados por el fondo del cimiento y los tableros del encofrado.• Para lograr apropiada adherencia con el mortero de la primera hilada de

los muros, antes de que endurezca el concreto debe procederse, por medio de la plancha o clavos, al rayado de la superficie superior del sobrecimiento

• Para asegurar el desarrollo de la resistencia del concreto es preciso mantener, con riego continuo, humedecido el sobrecimiento.

• Desencofrado el sobrecimiento - puede hacerse al día siguiente del vaciado - se prosigue con la secuencia del proceso constructivo: instalación de tuberías de desagite, relleno y compactación, construcción de falsos pisos y emplantillado.

SOBRECIMIENTOS

Cuando se termina de vaciar el sobrecimiento, se deberá rayar la parte superior con un clavo para que el mortero de la primera hilada pegue bien y de esta manera se logre una buena adherencia.

ZONAS DE RELLENO

VERIFICACION DE DESMONTE

SOLADOS

PANORAMICAS

COLOCACION DE ARMADURAS

6. FOTOS DE LA OBRA

VACIADO DE CIMIENTOS CORRIDOS

TOMA DE MUESTRAS

DOSIFICACION DE LA MEZCLA

LIMPIEZA DE ARMADURA

SOLADOS Y RECUBRIMIENTO

CIMIENTOS

ENCOFRADO DE S/C ARMADO f’c= 175 KG/CM2

REVENIMIENTO

PREPARACION DE LA ARMADURA

COLOCACION DE ARMADURA

PREPARACION PARA VACIADO

LIMPIEZA DE ARMADURA

CONCRETO PREMEZCLADO

CONTROLES DE CALIDAD

VACIADO CIMIENTO CORRIDOS f’c= 100 KG/CM2

PILA BAUTISMAL

DESENCOFRADO