Las Cimentaciones por Zapatas son un tipo de Cimentaciones Superficiales

Una zapata es un elemento estructural que sirve de cimentación a un pilar, muro u otro

elemento superficial, transmitiendo los esfuerzos que recibe de este al terreno.

Clasificación de Zapatas

Por sus Medidas

De acuerdo a la sección o canto de la zapata, este elemento constructivo responde de

distinta manera a las cargas que inciden sobre él. Por lo cual requiere de determinadas

dimensiones y la necesidad a veces de ir armado.

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Zapata Maciza (hormigón en masa)

La zapata maciza solo trabaja a lacompresión.

Es una zapata que no necesita ir armada, aunque puede colocarse una

pequeña armadura si la carga lo requiere, y de esa manera se evita que el cimiento se

abra (armadura de reparto).

Esta sección suele usarse más enzapatas o cimentaciones continuasque en zapatas

aisladas.

Zapata Rígida:(hormigón armado)

La zapata rígida suele armarse con una carga de hierro de alrededor de 25 a

40kg/m3.En la armadura se utilizan barras de un diámetro mínimo del orden de 12 mm

para evitar corrosiones.

Su recubrimiento mínimo es de 8 cm.

Zapata Flexible:(hormigón armado)

La zapata flexible, por sus dimensiones, está sometida tanto a esfuerzos

de compresión como detracción. 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.

Ejecución de Cimentaciones Superficiales por Zapatas

Estos trabajos se aplican en cimentaciones superficiales en terrenos arcillosos,

conglomerados orocosos, donde se mantienen los taludes de la excavación verticales o

con la pendiente necesaria que asegure su estabilidad.

Tareas Previas

Antes de comenzar con las cimentaciones, deberán realizarse las siguientes tareas:

A. Estudio Geotécnico considerando lo siguiente:

1. Corte estratigráfico y nivel de la capa freática.

2. Grado de agresividad del suelo.

3. Caracterísiticas mecánicas (módulo endométrico, etc.)

4. Estimación de la profundidad de la cimentación.

B. Después de realizar el desmonte o vaciado, preparar la superficie con la planeidad

suficiente parareplantear las zapatas.

C. Previo a la realización de la cimentación directa por zapatas, deberá tener pleno

conocimiento del terreno y saber si existen zonas blandas o cavernas que impidan la

ejecución de estos trabajos.

Del mismo modo, deberá tener conocimiento previo de la posible existencia de agua en

el terreno, para efectuar los achiques necesarios.

Deberá también considerar la existencia de cimentaciones cercanas y los servicios

afectados que puedan perjudicar la ejecución de las tareas.

D. Hormigón:

Previo a su empleo, debe analizarse y haber aprobado la planta de fabricación y las

fórmulas de trabajo propuestas y los materiales componentes del hormigón; verificar los

resultados de rotura a lacompresión y los equipos de transporte, colocación

y vibrado que han de emplearse en la obra.

E. Cimbras y Apeos:

Comprobar la documentación técnica y el dimensionado para resistir el peso del

hormigón, su propio peso y el peso de los encofrados y las probables sobrecargas

accidentales que incidan sobre los mismos. Las cimbras deberán soportar una acción

horizontal del orden del 2% de la carga vertical que actúe sobre ellas.

F. Encofrados:

Deberá comprobar que los elementos componentes de los encofrados y sus uniones,

tengan la resistencia suficiente para no deformarse, verificar las presiones del hormigón

fresco y los efectos del método empleado para compactación.

Replanteo

A fin obtener los datos con la mayor precisión posible, el replanteo está a cargo de un

topógrafo contando con la ayuda de una estación total.

Estas tareas se realizan mediante la colocación de estacas o camillas de madera en las

esquinas de la excavación, indicando la cota que deberá bajarse desde la cabeza de

la estaca, marcando conpintura o yeso las dimensiones de la zapata.

Proceso Constructivo

Excavación y Hormigón de Limpieza

espués de efectuar el replanteo de la zapata, se inicia la excavación con una

retroexcavadora con cuchara, en el caso de terreno de tránsito, o con martillo en caso

de terreno rocoso o conglomerado, reservando el material acopiado para el posterior

relleno o para su transporte a vertedero. De acuerdo al tipo de terreno y a la profundidad

de excavación se disponen los taludes necesarios para garantizar su estabilidad.

Al llegar al fondo de la excavación, la misma se nivela y se comprueba si el terreno,

considerando las condiciones de tensión admisible del proyecto, es el previsto para

efectuar la cimentación.

Las dimensiones de las zapatas deben ser las de los planos, con una tolerancia en + ó - 5

cm.

Antes de verter el hormigón de limpieza, se limpiará el fondo de la excavación quitando

cualquier material suelto hasta obtener una plataforma horizontal. En la superficie de la

excavación se disponen repartidos uniformemente marcando la cota de hormigón de

limpieza coincidiendo con la cota inferior de la zapata. En caso de que sea necesario, se

coloca seguidamente el encofrado lateral, comprobando las dimensiones y pendientes.

Luego se coloca el hormigón de limpieza para nivelar el fondo de la excavación y para

preparar la colocación de la armadura.

Armaduras

Comprobada la colocación de la ferralla, se efectúa el replanteo de la cota de

hormigonado colocando barras de acero o pintando los laterales. Luego se disponen

cuerdas entre las marcas para la nivelación de la superficie de hormigón.

Previo a hormigonar, debe limpiarse la superficie de asiento de toda suciedad y

materiales sueltos. Se lava la superficie y si quedan charcos, debe eliminarse todo resto

de agua.

Se hormigona con bomba o grúa con cubilote. El hormigón se coloca con vertido

directo, desde una altura menor o igual a 1,5 m., tratando de que no segregue y

considerando los factores climáticos (EHE).

Al hormigonar, debe cuidarse que no se produzcan desplazamientos de los encofrados o

de las armaduras y tratando que no se formen juntas, coqueras o planos de debilidad

dentro de estas secciones. El hormigón se coloca en forma continua o en capas, con

esperas cortas para que al colocar la capa siguiente, la anterior aún se encuentre en

estado plástico, para evitar la formación de junta fría.

Se compacta el hormigón mediante vibradores de aguja, considerando que la aguja se

introduzca profundamente en la masa vertical y debe quitarse con lentitud y a velocidad

constante.

El hormigón se compacta en tongadas no mayores a 60 cm. Cuando se compacta por

tongadas, la aguja del vibrador debe introducirse en la capa inferior entre 10 y 15 cm.

Juntas

Todas las juntas de hormigonado deben preverse en el proyecto. Si se produjera alguna

junta no prevista, deberá ejecutarse normalmente en la dirección de los esfuerzos

máximos; cuando ésto no pueda realizarse, formarán con ella el mayor ángulo que sea

posible.

Cuando se interrumpe el hormigonado, superando las 4 ó 6 horas, se limpiará la junta

con un chorro a presión de aire y agua o con cualquier otro sistema que realice la

correcta limpieza de la lechada superficial, áridos sueltos, etc., para que el árido quede

visto.

Curado del Hormigón

El curado se efectúa mediante riego de agua o con líquido especial de curado

(filmógeno) durante 7 días seguidos.

Esta operación se realiza en toda la superficie expuesta a continuación del vibrado y

enrasado de la superficie final, para evitar la aparición de fisuras de retracción plástica

con la pérdida de humedad. Si se emplea película filmógena. la misma se extiende sobre

la superficie humedecida y saturada pero evitando los charcos.

Los paramentos encofrados se curan inmediatamente después de desencofrar.

En los curados con agua, el proceso lleva una duración mínima de 4 días; si las

temperaturas son muy bajas, se extiende a 7 días. Si arreciara el viento, hubiera mucho

calor o baja humedad ambiente, se intensifican los procesos de curado.

Aspectos a Tener en Cuenta

Las tareas de excavación del fondo y laterales se efectúan inmediatamente antes

del vertido del hormigón de limpieza, para impedir así que el terreno de cimentación

sufra cualquier deterioro. Se procura mantener abierta la excavación el menor tiempo

que sea posible.

En el caso en que al excavar las zapatas se comprueba que el cimiento no es el

adecuado, se efectuará nuevamente el cálculo de los mismos.

El fondo de la excavación debe tener planeidad y homogeneidad suficiente para

evitar los asientos diferenciales.

Debe cuidarse la excavación controlando que no se vierta hormigón en exceso.

Verificar la estanquiedad de los encofrados para impedir las pérdidas de lechada.

Siempre guardar vibradores de repuesto para la vibración del hormigón.

En los casos en que se requiera, disponer con anterioridad la conexión y red de

puesta a tierra.

Criterios de Medición

Hormigón: por volumen en m3, según planos.

Encofrado: por superficie en m2, según planos.

Acero Corrugado: por peso en Kg.

Control de Calidad

A fin de poder efectuar un control sobre la ejecución de la zapata, deberá considerarse

lo siguiente:

Trabajos de Replanteo .

Comprobar las dimensiones de la zapata.

Verificar el fondo de la excavación.

Verificar las cotas de hormigón de limpieza.

Verificar la correcta colocación de la ferralla.

Comprobar el tipo y calidad del hormigón vertido.

Comprobar probetas de hormigón.

Curado y trazabilidad del hormigón.

Las Zapatas Aisladas son un tipo d eCimentación 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 conriostras 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

posiblescorrosiones.

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 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 niriostras.

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.

Las Zapatas Corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener sección

rectangular, escalonada o estrechada cónicamente. Sus dimensiones 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.

Las Zapatas Corridas son, según el Código Técnico de la Edificación CTE,

aquellas zapatas que recogen mas 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.

Zapata Continua

at: sabata contínua f; eng: continuous footing

f Zapata que sirve de sostén a pilares relativamente cercanos situados en un eje

lineal.

Viga de Cimentación

La Zapata Flexible, por sus dimensiones, se encuentra sometida tanto a esfuerzos

de compresióncomo de tracción.

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 La Zapata Rígida se suele armar con una carga de hierro de

alrededor de 25 a 40 kg/m3.

En la armadura se utilizan barras de un diámetro mínimo del orden de 12 mm para

evitar corrosiones.

El recubrimiento mínimo es de 8 cm.

entre 50 y 100 kg/m3.

Las Zapatas Combinadas son un tipo de Cimentaciones por Zapatas.

Puede que al predimensionar los cimientos, la distancia entre zapatas resulte pequeña, o

en algunos casos, hasta pueden llegar a superponerse.

Ésto plantea dos problemas:

1. Es el caso posible de desmoronamiento de tierras; ello requeriría la utilización

de encofrados al abrir los pozos.

2. Otro inconveniente a subsanar es la influencia de cada zapata sobre el suelo

activo de la zapata próxima, lo que se llama superposición de bulbos. Este es el

caso en que se opta por una zapata combinada.

Las Zapatas Excéntricas son un tipo de Cimentaciones por Zapatas. Son las también

llamadasZapatas de Medianería.

Corte de una Zapata Excéntrica

Es 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 verticaliza la resultante, ésto 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 lazapata 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.

Las Cimentaciones Contínuas o Cimentaciones Corridas son un tipo

de cimentación que ofrecen solución a cierto tipo de Cimentaciones Superficiales que se

emplean cuando la transmisión de cargas se realiza en forma lineal y uniforme (p.ej. en

el caso en que el elemento estructural es una pared).

Tipos de Cimentaciones Contínuas

De acuerdo a la carga que reciben, las Cimentaciones Contínuas pueden ser :

De Sección Flexible,

De Sección Rígida o Maciza.

En zapatas contínuas, la armadura transversal es la principal y la armadura longitudinal

es la de reparto (sección aproximada se calcula 1/4 de la principal).

Si la pared que soporta la cimentación contínua es de fábrica cerámica, se construye

la verdugada.

Verdugada

La Verdugada es un tramo de pared de carga que sirve paranivelar la base de la pared y

para repartir mejor la carga sobre una superficie mas extensa del cimiento.

La verdugada suele hacerse con ladrillo perforado gero de 10 cm. con un anchura de 30

cm. y altura similar; estas dimensiones varían de acuerdo a las necesidades de la obra.

Puede también construirse en hormigón: se emplean dos tablones a modo de encofrado,

en el caso en que los desniveles no son muy marcados, o un bloque prefabricadorelleno

de hormigón, si la pared está construida en ese material.

Los Cimientos de Mampostería pertenecen a la tipología de Cimentaciones

Superficiales.

Su función consiste en repartir las cargas que le transmite la edificación, generalmente

en terrenos grandes, extendidos, que soportan convenientemente los esfuerzos.

Este tipo de cimentación, por lo general, se encuentra en edificaciones antiguas.

Se ejecutan con piedras colocadas en seco o con hormigón. La piedra que se elige en

estos casos y que mejor responde es la que carece de grietas y agujeros, poniendo en

contacto la superficie rugosa para mejor adherencia del material.

Se reconoce la piedra dura a través de golpe seco con una maceta. Si el sonido es hueco,

sordo o grave, se deshecha porque es una piedra blanda; si el sonido es agudo o

metálico, se trata de una piedra dura apta para el cimiento.

Otro método para reconocerlas es rompiéndolas: Si los fragmentos de roca tienen aristas

vivas, estamos frente a una roca dura; si los fragmentos tienen aristas redondeadas, es

una piedra blanda.

Por lo general, este tipo de cimientos suelen tener en el fondo un manto de arena de un

espesor de 10 cm.

Aunque estén ejecutados con morteros de cemento Portland, en obras antiguas suelen

ser de cal hidráulica.

Las Cimentaciones de Fábrica Cerámica son un tipo de Cimentaciones

Superficiales en las que se utiliza el ladrillo cerámico.

Este tipo es característico de edificaciones antiguas.

Actualmente se ha dejado de lado su utilización por el coste elevado de la mano de obra

y porque elhormigón armado es una solución mas práctica y responde en forma óptima

a las necesidades del sistema constructivo.

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al

terreno. Dado que la resistencia y rigidez del terreno son, salvo raros casos, muy

inferiores a las de la estructura, la cimentación posee un área en planta muy superior a

la suma de las áreas de todos los soportes y muros de carga.

   Lo anterior conduce a que los cimientos son en general piezas de volumen

considerable, con respecto al volumen de las piezas de la estructura. Los cimientos se

construyen casi invariablemente en hormigón armado y, en general, se emplea en ellos

hormigón de calidad relativamente baja, ya que no resulta económicamente interesante

el empleo de hormigones de resistencias mayores.

   Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo

del terreno en el que se va a construir la estructura. Aquí vamos a realizar una pequeña

introducción sobre el suelo y la roca.

   Los términos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniería civil, implican una

clara distinción entre dos clases de materiales de cimentación. Se dice que roca es un

agregado natural de granos minerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de

cohesión. Por otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos

minerales, con o sin componentes orgánicos, que pueden separarse por medios

mecánicos comunes, tales como la agitación en el agua.

   El ingeniero para prepara un proyecto debe saber cuáles son los materiales que

están presentes y que propiedades poseen, este conocimiento se adquiere, parcialmente,

consultando libros, pero sobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando

muestras que considere representativas de los materiales. En la ingeniería de las

cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable.

   La correcta clasificación de los materiales del subsuelo es un paso importante

para cualquier trabajo de cimentación, porque proporciona los primeros datos sobre las

experiencias que puedan anticiparse durante y después de la construcción. El detalle

con el que se describen, prueban y valoran las muestras, depende del tipo de estructura

que se va a construir, de consideraciones económicas de la naturaleza de los suelos, y

en cierto grado del método con el que se hace el muestreo. Las muestras deben

describirse primero sobre la base de una inspección ocular y de ciertas pruebas sencillas

que pueden ejecutarse fácilmente tanto en el campo como en el laboratorio clasificando

el material en uno de los grupos principales.

Tipo de cimentaciones y modo de construcción

Las cimentaciones de la mayor parte de las estructuras se desplantan debajo de la

superficie del terreno. Por lo tanto, no pueden construirse asta que se ha excavado el

suelo o roca que esta arriba del nivel de las cimentaciones.

Ordinariamente el ingeniero especialista en cimentaciones no se encarga de elegir

el equipo de excavación en un lugar dado, ni de diseñar el apuntalamiento, si se

necesita. Sin embargo, generalmente es su obligación del ingeniero aprobar o recusar el

procedimiento de construcción propuesto por el constructor y revisar el proyecto del

apuntalamiento.

En los suelos permeables para hacer excavaciones abajo del agua freática,

usualmente se requiere desaguar el lugar antes o durante la construcción

Zapatas

Una zapata el una ampliación de la base de una columna o muro que tiene por

objeto transmitir la carga al subsuelo a una presión adecuada a las propiedades del

suelo. A las zapatas que soportan una sola columna se llaman individuales o zapatas

aisladas. La zapata que se construye debajo de un muro se llama zapata corrida o zapata

continua. Si una zapata soporta varias columnas se llama zapata combinada. Una forma

especial de zapata combinada que se usa normalmente en el caso que una de las

columnas soporte un muro exterior es la zapata en voladizo o cantilever.

En las zonas frías, la zapata se desplantan a una profundidad no menor que la

penetración normal de la congelación en los climas mas calientes, y especialmente en

las regiones semiáridas, la profundidad mínima de las zapatas puede depender de la

mayor profundidad a que los cambios estaciónales de humedad produzcan una

contracción y expansión apreciable del suelo. La elevación a la que se desplanta una

zapata, depende del carácter del subsuelo, de la carga que debe soportar y del costo del

cimiento. Generalmente la zapata se colocara a la altura máxima en que pueda

encontrarse un material que tenga la capacidad de carga adecuada.

La excavación de una zapata para hormigón reforzado debe mantenerse seca, para

poder colocar el refuerzo y sostenerlo en su posición correcta mientras seca el

hormigón. Para hacer esto en los suelos que contienen agua debe ser necesario bombear

o instalar previamente un sistema de drenaje.