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Tipos de cimentacion
La elección del tipo de
cimentación depende
especialmente de las
características mecánicas del
terreno, como su cohesión, su
ángulo de rozamiento interno,
posición del nivel freático y
también de la magnitud de las
cargas existentes. A partir de
todos esos datos se calcula la
capacidad portante, que junto
con la homogeneidad del terreno
aconsejan usar un tipo u otro
diferente de cimentación.
Siempre que es posible se
emplean cimentaciones
super fi ciales, ya que son el tipo
de cimentación menos costoso y
más simple de ejecutar. Cuando
por problemas con la capacidad
portante o la homogeneidad del
mismo no es posible usar
cimentación super fi cial se valoran
otros tipos de cimentaciones.
Hay dos tipos fundamentales de
cimentación: directas y profundas
Cimentaciones super fi ciales o
directas
Zapata que transmite el esfuerzo
a una cimentación super fi cial de
una viga de puente. La
cimentación está enterrada y no
es visible en la fi gura.
Esquema que muestra donde se
aplican las cimentaciones
super fi ciales (más baratas) y las
cimentaciones profundas. Muchas
veces en terrenos malos hay que
- Zapatas combinadas.
- Losas de cimentación.
Cimentaciones ciclópeas
En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto
de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. Precauciones:
- Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.
- Que las piedras no queden amontonadas.
- Alternar en capas el hormigón y las piedras.
- Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.
Cimentaciones ciclópeas
En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se
base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la super fi cie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar, de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque cuando el momento fl ectoren la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se asienten más de un pilar. La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las estructuras si que es normal además de aconsejable poner una junta cada 30 m aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un único pilar. Una variante de la zapata aislada aparece en edi fi cios con junta de dilatación y en este caso se
denomina "zapata bajo pilar en junta de diapasón".
Construcción de una cimentación mediante zapata aislada
En el cálculo de las presiones ejercidas por la zapata debe tenerse en cuenta además del peso del edi fi cio y las sobrecargas, el peso de la propia zapata y de las tierras que descansan sobre sus vuelos, estas dos últimas cargas tienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento. Por otra parte en el cálculo de vuelco, donde el peso propio de la zapata y las tierras sobre ellas tienen un efecto favorable. El cálculo de la presión de hundimiento, para excentricidades pequeñas ( , donde es la carga vertical sobre el terreno y es el momento fl ector máximo)
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 super fi cial de 50 u 80 cm en aquellas zonas afectadas por estas variables. En el caso en que el edi fi cio 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 10 cm de espesor (hormigón de limpieza), antes de colocar las armaduras. las zapatas tienen hormigón.
Zapatas corridas[editar]
Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga fl otante que
recibe cargas lineales o puntuales separadas.
Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas como cimentación de un elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno. También este tipo de cimentación hace de arriostramiento, puede reducir la presión sobre el terreno y puede puentear defectos y heterogeneidades en el terreno. Otro caso en el que resultan útiles es cuando se requerirían muchas zapatas aisladas próximas, resultando más sencillo realizar una zapata corrida.
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
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 cuatro pilares.
Zapatas combinadas
Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentación para dos o más pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos fl ectores. Si estos se combinan en un único elemento de cimentación, el resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un menor momento resultante.
Losas de cimentación Artículo principal: Losa de cimentación
Una losa de cimentación es una placa fl otante apoyada directamente sobre el terreno. Como losa está sometida principalmente a esfuerzos de fl exión
. El espesor de la losa será
proporcional a los momentos fl ectores actuantes sobre la misma. La relación entre el espesor de la losa, los momentos fl ectores de la placa, las cargas exteriores y las propiedades elásticas del hormigón de la losa viene dada por la siguiente expresión:
Donde:
momentos fl ectores en las direcciones x e y. constantes elásticas del hormigón. carga super fi cial efectiva en cada punto en la cara superior de la losa. el coe fi ciente de balasto del terreno bajo la losa. el descenso vertical en cada punto de la losa. Cimentaciones semiprofundas[editar]
- Muros de contención bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.
- Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentación semiprofunda. Cimentaciones profundas Artículo principal: Pozo de cimentación Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación para soportar las cargas aplicadas, o más exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el terreno. Deben ubicarse más profundamente, para poder distribuir sobre una gran área, un esfuerzo su fi cientemente grande para soportar la carga. Algunos métodos utilizados en cimentaciones profundas son:
- Pilotes: son elementos de cimentación esbeltos que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ ). Antiguamente eran de madera, hasta que en los años 1940 comenzó a emplearse el hormigón.
- Pantallas: es necesario anclar el muro al terreno. - pantallas isostáticas: con una línea de anclajes - pantallas hiperestáticas: dos o más líneas de anclajes.
Cimentaciones de máquinas A diferencia de las cimentaciones de edi fi cación, que generalmente están sometidas a cargas estáticas o cuasiestáticas, las cimentaciones de
