Cimentacion Por Zapatas

Análisi Aná lisiss Técni Técnico co del Pro Proces ceso o Const Construc ructivo tivo de Cime Cimenta ntacio ciones nes por Zap Zapata atass

CIMENTACIÓN POR ZAPATAS

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

CONC NCE EPT PTO O, CON CONSI SID DER ERA ACIO ION NES Y SIS SISTE TEMA MAS S CIMENTACIONES SUPERFICIALES ZAPATAS AI AISLADAS ZAPATAS CONTINUAS CASOS ESPECIALES UNIO UN IONE NES S EN ENTR TRE E ZA ZAPA PATA TAS S Y CO CON N LA ES ESTR TRUC UCTU TURA RA EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES CASOS SI SINGULARES


1. CONCEPTO Y CONSIDERACIONES GENERALES: La cimentación debe transmitir al terreno las cargas de la estructura, siendo el elemento de enlace entre ambos. -Debe transmitir las cargas -Debe evitar los asientos diferenciales -Debe asegura la imposibilidad del deslizamiento (o arrastre por agua)

1.1.- Antes de proyectar la cimentación es necesario contar con el estudio de las características del del terreno (Estudio Geotécnico), ya que aporta datos para un mejor enfoque de la estructura que redunda en seguridad y economía. También es necesario calcular las cargas sobre los pilares, y conocer el estado de las edificaciones medianeras.


1. CONSIDERACIONES GENERALES SOBRE EL PROCESO DE EJECUCIÓN DE CIMENTACIONES. -El estudio geotécnico debe utilizarse como ayuda, no sólo para el calculo

de la cimen cimentació tación, n, sino tambi también, én, como info informaci rmación ón neces necesaria aria para el análisis de la intersección de sistemas constructivos. -El estudio nos debe facilitar la identificación del suelo: -Resistencia del terreno en Kg/cm2, -Densidad de la tierra, -Humedad del suelo y profundidad del nivel freático, -Coeficiente de balasto o módulo de reacción en Kp/cm3 (conocer el

posible asiento), -Ángulo de rozamiento de las tierras, -Cohesión aparente, expansividad en Kp/cm2, profundidad activa, etc.


1. CONSIDERACIONES GENERALES 1.2.- En las cimentaciones sobre terrenos arenosos, especialmente si se trata de ci cime men ntac acio ion nes a poc ocaa pro rofu fun ndi did dad ad,, deb ebee ten ener erse se es espe peci cial al cu cuid idad ado o co con n los asi asient entos os diferenc diferencial iales. es. 1.3.- También debe debe tenerse especial precaución cuando en una misma edificación se tenga distintas profundidades y apoyen en estratos de diferente resistencia. Es siempre conveniente conveniente evitar en la misma unidad estructural, la coexistencia de una cimentación superficial y profunda. 1.4.1.4 .- No se debe debe cim ciment entar ar en ter terren renos os desl desliza izable bles, s, licua licuable bles, s, cola colapsa psable bless o sobre terreno terrenoss de relleno. Tampoco Tampoco es convenient convenientee cimentar sobre sobre resto restoss de cimentaciones antiguas. Si es imprescindible, se deben tomar determinadas precauciones.


1. SISTEMAS DE CIMENTACION Podemos clasificar las cimentaciones en: -A) Directas o Superficiales: cuando se realizan a menos de tres metros de profundidad. A.1.- Zapat Zapatas as (Aisladas, (Aisladas, combinad combinadas as y corridas) corridas) A.2.A.2 .- Emp Emparr arrill illado adoss (*) A.3. A. 3.-- Lo Losa sas. s. -B) Profundas Pilotes (por punta y por fuste) -C) Especiales: Pantallas y Muros de contención. (*) Los emparril emparrillados lados se emplean emplean en los los casos de terrenos heterogéneos, en los que se prevean asientos diferenciales. Todos los pilares quedan recogidos en una solo cimentación de zapatas corridas o continuas que se entrecruzan.

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Análisis Técnico del Proceso Constructivo de Cimentaciones por Zapatas


2. CIMENTACIONES SUPERFICIALES O DIRECTAS. TIPOLOGíA: -Aisladas (reciben carga de un solo pilar). Pueden ser: Centradas, de medianera y de esquina. -Continuas (reciben carga de un muro). -Combinadas (se juntan dos pilares

interiores o de medianera). -Arriostradas (cargas excéntricas). -Emparrillados (para terrenos heterogéneos).


3. ZAPATAS AISLADAS. Tensión admisibles = Carga / Superficie

Constitución

Carga

-Pueden ser de H. armado o en masa. -Se emplean barras o mallazos en su armado.

h

-Diámetro min. 12 y separac. Máx. 30 cm.

Configuración Tensión -Debe resistir el

cortante (calidad y canto). -Debe soportar el

flector (se asemeja a voladizo invertido) .

-Pueden tener forma paralelepípeda o

tronco piramidal. -Canto mínimo de 35cm en H. En masa y de 25 cm en H. Armado. -Las armaduras se determinan por cálculos sencillos, se colocan en la cara inferior, distribuidas uniformemente en todo su ancho en dos direcciones. -Anclaje por barra transversal soldada o doblado. -Recubrimiento mínimo 7 cm, si va contra el terreno.


3. ZAPATAS AISLADAS. Tensión admisibles = Carga / Superficie

+ +

Esquema de armado


3. ZAPATAS AISLADAS. Según la relación entre sus dimensiones, pueden ser:

Flexibles.-Es aquella cuyo vuelo (V) es mayor que su canto (H).El vuelo será mayor que 2H . V H

Rígida.-Es aquella cuyo canto es mayor o igual que su vuelo . V

Esfuerzos de Compresión y Tracción.

H


3. ZAPATAS AISLADAS.


3. ZAPATAS AISLADAS


3. ZAPATAS AISLADAS Suelen ser de planta cuadrada, aunque a veces sea rectangular o incluso circular. Las zapatas de medianera y de esquina serán siempre de planta cuadrada o rectangular. Las zapatas pueden unirse entre sí por medio de vigas de atado o mediante vigas centradoras para resistir los momentos o redistribuir las cargas.


3. ZAPATAS AISLADAS El hormigón y el acero deben cumplir las especificaciones de proyecto:

De hormigón armado: - HA-25 N/mm2. Para hormigón armado se estimará ambiente IIa, relación A/C de 0.6 y tamaño máximo del árido 20/25 mm. - La armadura (B400S, B500S ó B500T) se colocará en la cara traccionada (inferior), en ambas direcciones y anclada con barra transversal soldada o doblada en patilla. - La forma puede ser de paralelepípedo o tronco piramidal. La EHE establece un canto mínimo de 25 cms.

De hormigón en masa - HM-20 N/mm2. Para hormigón en masa se estimará ambiente I, relación A/C de 0.65 y tamaño máximo del árido 50/80 mm. - La forma puede ser de paralelepípedo o tronco piramidal. La EHE establece un canto mínimo de 35 cms.


3. ZAPATAS AISLADAS RECTANGULARES - La armadura paralela al lado mayor (a’) se distribuye uniformemente. -La armadura paralela al lado menor (b’) se se distribuye: * Una fracción del área de armadura As=2b’/(a’+b’) se coloca uniformemente repartida en una banda centrada con el soporte y de anchura b’ . * El resto se reparte uniformemente en las bandas laterales resultantes.

El ancho de la banda b’ no puede ser inferior a a+2h, siendo h el


3. ZAPATAS AISLADAS

Fotografía 2: Zapatas aisladas, con carga centrada y con encofrado en su altura total de las cuatro caras.

Fotografía 1: Zapatas aisladas, con carga centrada, sin encofrado; debe rellenarse de tierras y compactarlas, para que el asiento de la solera sea uniforme.


4. ZAPATAS CONTINUAS -Predomina el carácter longitudinal. -Se clasifican en rígidas, flexibles. -Pueden realizarse con H en masa o armado -La armadura no será igual en ambas direcciones, aunque se distribuye uniformemente: * La armadura transversal es la principal. * La longitudinal es secundaria y tendrá un valor de la ¼ parte de la principal. -Suelen realizarse con estrechamiento de su parte superior, que hace de zócalo, que se conecta con unas armaduras de espera (diámetros de 6mm separados 30cm).


4. ZAPATAS CONTÍNUAS (muros de contención).

Arranque de muro en zapata corrida descentrada. En el muro se emplazan las esperas de armadura para soporte de la rampa. Talud gunitado y arranque de zapata corrida centrada con zapatas para el muro.


5. CASOS ESPECIALES. ZAPATAS COMBINADAS. Surgen por la proximidad de los pilares llegando a solaparse las zapatas. Así mismo si existen momentos flectores importantes, las zapatas combinadas pueden resolver el problema de la excentricidad

Un caso particular de zapata combinada es la zapata que puede recoger una serie de pilares en línea.


5. ZAPATAS COMBINADAS: Las zapatas combinadas serán rectangulares o, cuando convenga, trapezoidales. Para su armado serán consideradas siempre flexibles. La zapata combinada lleva armadura en las dos caras, inferior y superior, con estribos en las zonas de cortante

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5. ZAPATAS COMBINADAS - Las zapatas combinadas pueden llegar a convertirse en una losa de cimentación bajo pilares. En este caso debe tenerse en cuenta el armado en la zona de momentos flectores negativos y en la zona de momentos flectores positivos. - El emparrillado es una cimentación en la que los pilares quedan recogidos por una sola cimentación, de zapatas contínuas o corridas, que se entrecruzan.


5. ZAPATAS COMBINADAS





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Las zapatas combinadas pueden configurarse como la unión de dos zapatas con carga centrada, aunque también se forma a partir de la suma de dos zapatas excéntricas que dan continuidad a la cimentación y en cambio conforman una junta de dilatación en la estructura.



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• En la foto se aprecia una zapata combinada con tres pilares.

Foto 11


5. ZAPATAS EXCÉNTRICAS La estructura puede transmitir flectores que descentran la carga. Las zapatas de borde o esquina en medianerías son excentricas.

Si llegan a producirse tracciones, se debe solucionar aumentando el peso de la zapata (profundidad y dimensiones laterales),o colocando una viga centradora, para que absorba el momento flector originado.

El pilar se encuentra desplazado con respecto a uno de los ejes de la zapata. Se da en los lados perimetrales del edificio. Origina un momento flector.


5. ZAPATAS EXCÉNTRICAS

Las vigas centradoras suelen tener sección rectangular, que se disponen enrasadas con la parte superior de las zapatas o resaltadas (trabajan a flexión). Se arman con armaduras longitudinales superiores que trabajan a flexión y armaduras longitudinales inferiores y estribos de poca importancia.


5. Zapata de esquina con carga excéntrica

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6. UNIONES DE ENTRE ZAPATAS Las zapatas centradas se atan con vigas riostras o de atado. En el caso de apoyar la viga riostra directamente sobre el terreno, se tendrá en cuenta el esfuerzo derivado del asiento de las zapatas. Se desaconseja apoyar estas vigas directamente sobre el terreno en terrenos expansivos o colapsables.


6. UNIONES DE ENTRE ZAPATAS. Viga de atado o riostra entre zapatas aisladas. El terreno, en este caso, actúa de encofrado salvo los 20 cm últimos. Para permitir el paso de desagües y una mayor sección de subbase compactada.


6. UNIONES DE ENTRE ZAPATAS.

ZAPATA CON VIGA DE ATADO

ZAPATA CON VIGAS CENTRADORA


6. UNION DE ZAPATA CON SOPORTE DE HORMIGÓN


6. UNION DE ZAPATA CON OTROS TIPOS DE SOPORTES

ZAPATA CON SOPORTE ARTICULADO ZAPATA CON SOPORTE PREFABRICADO

ZAPATA CON SOPORTES METÁLICOS


6. UNION DE ZAPATA CORRIDA CON MURO CENTRADO .

ZAPATA DE HORMIGÓN EN MASA

ZAPATA DE HORMIGÓN ARMADO


6. UNION DE ZAPATA CORRIDA EN MEDIANERA CON MURO

Arranque de muro (encofrado a una sola cara) en zapata corrida descentrada con viga riostra de cimentación


6. UNION DE ZAPATA CORRIDA EN MEDIANERA CON MURO


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES . Para definir el proceso de ejecución adecuado, hay que analizar cada edificación en concreto. No obstante, enunciaremos unas posibles fases: • Limpieza y desbroce del solar. • Inspección de las edificaciones colindantes. • Comprobación de medidas y niveles. • Replanteo del movimiento de tierras (excavación de sótano o de

cimientos), determinar las fases y procedimiento. • Excavación hasta la cota superior del cimiento. • Excavación de zapatas y riostras. Si el terreno actúa como encofrado, excavar hasta la cota definitiva incluyendo hormigón de limpieza –20 cm. •Encofrado de las zapatas y riostras y excación de los últimos 20 cm. •Colocación de armadura inferior con calzos. •Colocación de armadura de espera de pilares, arriostradas al encofrado. •Colocación de la armadura de riostras y verificación del replanteo de ejes. •Hormigonado y vibrado.


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7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 1.

Proceso de ejecución de una zapata aislada, en la que el terreno conforma el encofrado

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7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 1.

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7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 2. ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN CASO DE CIMENTACIÓN POR ZAPATAS La edificación se compone de planta sótano a unos 3 metros debajo de la rasante, por lo que se realiza un muro de contención. Pero como el firme adecuado se encuentra entre 5 y 5,5 metros por debajo de la rasante, se podía optar por dos clases de cimentación superficial: losa o pozos. En este caso se eligió la solución de pozos, debido a las dimensiones resultantes del cálculo que implicaban una cantidad alta de hormigón y acero que encarecía la cimentación. •Limpieza, desbroce y vallado del solar. •Comprobación de medidas y niveles. •Replanteo del movimiento de tierras •Excavación del sótano hasta la cota superior del cimiento, cota -3 m. •Excavación de la zanja continua del cimiento del muro de contención, cota 3,90 m. •Excavación parcial de las riostras de conexión a la cimentación del muro, en la zona de pilares (cota –3.50).


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 2. ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN CASO DE CIMENTACIÓN POR ZAPATAS

•Vertido de 10 cm. de hormigón de limpieza en zanja continua del muro de contención. •Colocación de armadura inferior con calzos. •Colocación de armadura de espera: de pilares embebidos parcialmente en el muro (desplazamiento interior de unos 10 cm.) y del muro, arriostradas al encofrado o a las tierras laterales. •Colocación de la armadura de riostras con esperas de solape. •Hormigonado y vibrado de cimentación continua del muro. •Encofrado del muro y pilares embebidos en el mismo. •Desencofrado de muros y curado.


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 2. ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN CASO DE CIMENTACIÓN POR ZAPATAS •Excavación de las zapatas y riostras.

Foto 21


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 2. ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN CASO DE CIMENTACIÓN POR ZAPATAS •Refinado de tierras del perímetro de las zapatas. •Comprobación de las tierras en el fondo de cada pozo de cimentación. •Vertido de hormigón de recrecimiento en pozos y de limpieza en riostras. •Colocación de la armadura de las zapatas, esperas de pilares y riostras.


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. EJEMPLO 2. ANÁLISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UN CASO DE CIMENTACIÓN POR ZAPATAS • Comprobación de ejes de pilares. • Vertido y vibrado de hormigón en zapatas y riostras. • Actividades de inicio de la siguiente fase: • Pilares. Encofrado, armado, y vertido con vibrado del hormigón. • Desencofrado de pilares. • Pavimento. Vertido y compactado de 15 cm. de grava y gravilla; colocación de mallazo en toda su superfície; colocación de juntas de dilatación y retracción; vertido y vibrado de hormigón.


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. ESTUDIO COMPARADO CON OTRAS EDIFICACIONES En la fotos se observa una cimentación arriostrada, para muro de contención y pilares. Ejecutada en varias fases, al tiempo que, en una de sus partes, el muro del semisótano actúa de recalce de la cimentación vecina.


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. ESTUDIO COMPARADO CON OTRAS EDIFICACIONES •En la foto, se aprecia una cimentación con zapatas aisladas y, en este caso arriostrada. Si bien, la riostra no tiene una distribución ortogonal, sólo persigue la intersección y distribución de esfuerzos, entre las dos zapatas. Así mismo, podemos observar, lo que serían dos zapatas aisladas, pero que por su dimensión se convierten, en teoría, en una zapata combinada. Podría interpretarse como una falta de análisis de proyecto. Lo apropiado debería haber sido calcular y ejecutar una zapata combinada. En cualquier caso, lo correcto sería encofrar la zapata para no dar continuidad al hormigón.


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. ESTUDIO COMPARADO CON OTRAS EDIFICACIONES •En las fotos se aprecia un sistema de encofrado perdido con cerámica (que no es recomendado por la EHE). •En este caso, las vigas riostras, al tiempo que dan continuidad a la cimentación, actúan como soporte del forjado sanitario (por lo que debe ser contemplado en el cálculo de las riostras). Se pueden observar, los pasatubos de los desagües y de la ventilación del forjado sanitario (cámara).


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. ESTUDIO COMPARADO CON OTRAS EDIFICACIONES

En las fotos se aprecian las zapatas y las riostras de las fotos anteriores, ya hormigonadas. El paso siguiente sería la construcción del forjado


7. EJECUCIÓN Y RECOMENDACIONES. ESTUDIO COMPARADO CON OTRAS EDIFICACIONES •Caso de una zapata combinada con dos pilares, en una

cimentación totalmente arriostrada.

Foto 10

•Así mismo, debe observarse el agravante de no prever periodo de 11 lluvias en la ejecución de una Foto cimentación


8.CASOS ESPECIALES. ZAPATAS EN JUNTA DE DILATACIÓN


8.CASOS ESPECIALES. ZAPATAS EN JUNTA DE DILATACIÓN


8. ZAPATAS CONTINUAS ESCALONADAS.


8. ZAPATAS SOBRE POZO En caso de estar profundo el firme de cimentación, puede realizarse un pozo de hormigón en masa hasta el firme y sobre él construir la zapata flexible, en hormigón armado.

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Cimentacion Por Zapatas

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