Cimentaciones y tipos de cimentaciones usadas, zapatas

Cimentaciones

1. CIMENTACIONES
Gloria Isabel Carvajal Peláez. PhD.
Ingeniería Civil
2019-1

2. CIMENTACIONES
“Son las bases que sirven de
sustentación al edificio”.
“El conjunto de elementos
estructurales cuya misión es
transmitir las cargas de la
edificación al suelo”.
“Es el sistema constructivo
diseñado para transmitir las
cargas y acciones del edificio al
terreno ”

3. GENERALIDADES
•3
Para la construcción de cimentaciones, se debe tener
en cuenta lo siguiente:
Características del terreno: (apiques y perforaciones)
Profundidad del estrato resistente.
Nivel freático y sus variaciones.
Cota de socavaciones debidas a corrientes
subterráneas.
Humedad en capas superficiales.
Las cargas propias del edificio (estructura, elementos
constructivos, mobiliario, etc)
Efectuar el cálculo de las cimentacionespor exceso
y no por defecto, aplicando los coeficientes de
seguridad necesarios.
Tomar todas las precauciones ante terrenos sin
consolidar.

4. PRUEBAS DEL TERRENO…anteriormente
•CONSISTENCIA:
Poner un balde en el fondo de las
zanjas, golpear con un pisón de mano
alrededor del cubo. Si el terreno es
compacto y duro, el terreno
permanecerá inalterable y el agua no
se moverá.
•RESISTENCIA:
Colocación de silla y sacos de
cemento.
•4

5. FUNCIÓN DE LAS CIMENTACIONES
“Transmitir en forma repartida las
cargas del edificio al terreno donde
se asienta”.
•La estructura proporciona esfuerzos, de
compresión o tracción hasta las bases, y se
deben distribuir uniformemente para que no
originen tensiones mayores de la que puede
soportar.
•Por esta razón el coeficiente de seguridad que
se aplica, debe considerar probables diferencias
en la predeterminación de su capacidad
portante.
•5

6. El proceso….
REPLANTEO DE CIMIENTOS
•Replantear las cimentaciones es marcar los ejes y espesores
de la cimentación, de acuerdo con el plano del proyecto.
•6

7. •7

8. TIPOS DE CIMENTACIONES
•SUPERFICIALES
•Zapatas
•Vigas de cimentación
•Losas de cimentación
•PROFUNDAS
•Pilas
•Pilotes (hincados-preexcavados)
•Muros pantalla
•8

9. CIMENTACIONES SUPERFICIALES
•Son las que reparten la fuerza que
les transmite la estructura Sobrelas
capas superficiales o poco
profundas del suelo.
•Se considera cimentación
superficialcuandotienenentre
0,50m.hasta4m.deprofundidad.
•9

10. Cimentaciones superficiales
•10

11. ZAPATAS
•Empleadasenterrenosrazonablementehomogéneosyde
resistenciasacompresiónmediasoaltas.
•Sonlasfundacionesempleadasparalascolumnasquellevan
cargasconcentradasdelaestructuraalsuelo.
•Puedenser:
Zapatas aisladas
Zapatas corridas
Zapatas combinadas
•11

12. ZAPATAS AISLADAS
Sirven de base de elementos
estructurales (columnas)
Empleadas en terrenos de buena
calidad.
El término zapata aislada se debe
a que se usa para asentar una sola
columna, de ahí el nombre de
aislada
•12

13. ZAPATAS CORRIDAS
Esaquellafundaciónquesoporta
másdedoscolumnasomurosde
carga.
Paraterrenosderesistenciamedia,
baja.
Elrecubrimientodelrefuerzopara
todotipodecimentaciónen
contactoconelsuelomínimode
7cm.
Elespesordelaszapatasporencima
delrefuerzoinferiornopuedeser
menorde15cmparazapatassobre
elsuelo,nimenorde30cmpara
zapatassobrepilotes.
•13

14. ZAPATAS COMBINADAS
Esunelementoquesirvede
cimentaciónparadosomás
columnas.
Sehacecuandosetienendos
columnasmuyjuntasyalcalcular
eláreanecesariadezapatapara
suplirlosesfuerzosadmisibles
sobreelsuelonosdaquesus
áreassemontanotraslapanentre
sí.
•14

15. PROCESO CONSTRUCTIVO
1.Replanteo, localización de ejes.
2.Marcado de la zapata
3.Excavación manual (según
condiciones del suelo)
4.Vaciado de solado
5.Amarre y colocación de acero de
refuerzo (parrilla)
6.Colocación de panelitas.
7.Colocación y amarre de arranques
de columnas.
8.Vaciado y vibrado del concreto.
9.Curado.
•15

16. PROCESO CONSTRUCTIVO
•16

17. PROCESO CONSTRUCTIVO
•17

18. •18

19. ZAPATAS
•Cómo se miden?
ACTIVIDAD MEDIDAS UNIDAD
EXCAVACIÓN ANCHO x ALTO X LARGOm3
SOLADO ANCHO x LONGITUD m2
REFUERZO DIAMETRO xLONGITUD x
peso/m
kg
CONCRETOS ANCHO X ALTO X
LONGITUD
m3

20. DETALLES PLANOS
•20

21. LOSAS DE CIMENTACIÓN
Lasplacasolosasflotantessonzapatas
degrandesproporcionesquecubren
todaeláreadelaedificación.
Puedenserlosasmacizasonervadas,
semiprefabricadas,confinadasdentro
delterrenoosobreterraplenes.
Suformadebeserpreferiblemente
simétrica.
Elcentrodegravedaddebecoincidir
aproximadamenteconelcentrodelárea
paraevitarexcentricidad,inclinacióno
volcamiento.

22. LOSAS DE CIMENTACIÓN
“Consiste en soportar todo el edificio sobre
una losa de hormigón armado”
Para viviendas y edificios pequeños, el
espesor de losa está entre 15 y 22.5 cm; y
para edificios mayoresse usan espesores de
22.5 a 37.5 cm.
Se recomiendan cuando por la magnitud de
cargas, el ancho de las zapatas requiere
ocupar el 50% o más de la superficie de
trabajo.
No se debe permitir la colocación de tuberías
sanitarias por debajo de la placa de
cimentación.
Se debe vigilar que el refuerzo principal de la
malla vaya en la dirección adecuada, es decir
perpendicular a cada vigueta de la placa y
para el caso del traslapo de ellas, se utilicen
por lo menos dos cuadros.
•22

23. •23

25. LOSADECIMENTACIÓN
Sirvencomopisoacabadodebodegas,
talleresocomobaseparacualquierpisode
acabado.
Materiales: Concreto, acero,
aligerante(cuandoseaaplicable)
Herramientas:pala,palustre,llanas,
codales,coches,mangueradenivel.
Equipo: Mezcladoras,vibradores,
formaletasdemadera
Implementosdeseguridad:Casco,botas,
guantes.

26. •LOSA DE FUNDACIÓN Cómo se miden?
ACTIVIDAD MEDIDAS UNIDAD
EXCAVACIÓN ANCHO x ALTO X LARGO m3
SOLADO ANCHO x LONGITUD m2
REFUERZO DIAMETRO:LONGITUD
peso/m
kg
CONCRETOS ANCHO X ALTO X LONGITUDm3

27. CASO PRACTICO
•27
Se desean construir las vigas de amarre de cimentación para un conjunto de
10 casetas de 6x10m en planta. (medida exterior)
Especificaciones:
•Viga de amarre 0.35m de lado y 0.40m de canto en concreto de 3000 PSI,
con acero de refuerzo de 60000 PSI (4ɸ1/2” longitudinal, acero de
refuerzo (ɸ3/8”c/0.20) transversal
•Hormigón de limpieza de 5 cm de espesor.
•El movimiento de tierras para estas vigas, requiere una excavación de
80cm de la cota del terreno. Se procurará introducir la armadura
totalmente elaborada en el interior de la excavación para no realizar
operaciones de atado en su interior.
CALCULE CANTIDADES DE OBRA

28. CIMENTACIONES PROFUNDAS
Son aquellas que, como su nombre lo indica, presentan una profundidad
de cimentación elevada (varias decenas de metros).
Dentro de esta clase de cimentaciones se encuentran :
Pilas
Pilotes (rehabilitación)
Muros pantalla
caissons
•28

29. CIMENTACIONES PROFUNDAS
Son aquéllas que se requieren
cuando los esfuerzos transmitidos
por el edificio no pueden ser
distribuidos suficientemente a
través de una cimentación
superficial, y en la solución
probable se sobrepasa la
capacidad portante del suelo.
Son las utilizadas para
construcciones sobre el agua.
•29

30. PILAS
Son elementos estructurales MÁS
GRANDES EN SECCIÓN
TRANSVERSAL (comparada con los
pilotes) y se encargan de
transmitir la carga de una sola
columna a un estrato que sea
capaz de soportarla.
La relación entre la profundidad de
la cimentación y el ancho de la pila
es generalmente mayor que
cuatro.
•30

31. Sonempleadascuandosetienen
cargasconcentradasdemagnitud
importante.
Sonpre-excavadasydediámetro
mayora80cm,enestoscasos
normalmentesehacelaexcavacióna
mano.
seutilizanamododeentibado,unos
anillosdeconcretoreforzado.
PILAS

32. PROCESO CONSTRUCTIVO
a) Excavación-hincado
de tablestacas (anillo)
b)Apuntalamiento
interior de las caras que se
encuentran en seco
c)Descenso del nivel de
agua y apuntalamiento de
la zona
e)Figurada del hierro
f) Colocación del acero de
refuerzo
g)Vaciado del concreto

33. 1.PILAS.
PILAS

34. 1.Excavación
PILAS

36. •36

37. •37

39. 2.Colocación
delrefuerzo.
3.vaciadodel
concretoenpila
PILAS

41. PILAS
3.Colocacióndel
refuerzo de
columnasyvigas
deamarresobre
pila

42. •42

43. PILOTES
Pilotes prefabricados
Sirven para tablestacas cuando
deben quedar sumergidos bajo agua.
Se clavan en el terreno por medio de
golpes que efectúa un martinete o
con una pala metálica.
La punta va reforzada con una pieza
metálica para permitir la hinca.
Su sección puede ser cuadrada o
circular
Dimensiones aprox30 cm x 30 cm ó
45 cm x 45 cm
•44

44. PILOTES PREEXCAVADOS
(con extracción de tierra)

45. PILOTES PREEXCAVADOS (Sin
extracción)

46. MICROPILOTES

47. CIMENTACIONES PROFUNDAS
•Muros Pantalla
constituyen un tipo de
cimentación profunda muy
usada en edificios de
altura, que actúa como un
muro de contención y
brinda muchas ventajas
por ahorro de costos y
mayor desarrollo en
superficies.
•51

48. PROCESO CONSTRUCTIVO
Ejecución del muro guía
Perforación del tramo de zanja
Colocación de formaleta de paneles
Colocación de la armadura
Vaciado del concreto de los paneles
Extracción de la formaleta
•52

49. RECALCES O RECINTES
•Llamamos recalcea la acción y efecto
de reparar los cimientos de una
edificación existente.
•Se realizan recalces al construir
plantas nuevas de sótanos en
edificios existentes, ya que la carga se
trasmite a mayor profundidad.

50. RECINTES O RECALCES

51. RECINTES O RECALCES

52. •56

53. SOBRECIMIENTO
•Consiste en colocar en la
parte superior de un
cimiento (viga), un par de
hiladas de bloques de
concreto e
impermeabilizante.
•Sobre este se construyen los
muros.
•57

54. PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL
CONCRETO CICLÓPEO
1.Medir arena, cemento y triturado según
dosificación.
2.Mezclar arena y cemento hasta obtener color
uniforme.
3.Transportar la mezcla (poco movimiento)
4.Fundir solados de limpieza (aprox. 4cm)
5.Colocarla primera capa de piedra, se separan
unas de otras 5cm para penetrar el hormigón.
6.Se funde otra capa de hormigón y se chuza con
varilla de 5/8”.
7.Se repite el proceso descrito en 5 y 6.
•58

55. CRITERIOS DE MEDICIÓN
•Hormigón: por volumen en m
3
, según planos.
•Formaleta: por superficie en m
2
, según planos.
•Acero Corrugado: por peso en Kg.
•59

56. RIESGOS Y PREVENCIONES
•Riesgos más
destacables
Caídas de altura
(pozos y zanjas de
cimentación)
•Prevención
necesaria: Disponer
de barandillas de
protección y
señalización
•60

57. •61