TALLER DE ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCION MAT.101650 - HECTOR MIGUEL GONZALEZ HERNANDEZ
CIMENTACIONES SUPERFICIALES Y PROFUNDAS
INTRODUCCION
La cimentación es la estructura destinada a soportar el peso de la construcción que se encontrara sobre ella, la cual transmitirá sobre el terreno las cargas correspondientes con respecto a las propiedades mecánicas del terreno natural.
CLASIFICACIÓN DE CIMENTACIONES: Estas pueden ser superficiales, profundas y especiales.
CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONES
SUPERFICIALES
CIMIENTOS AISLADOS
LOSAS DE CIMENTACION
a) Zapatas cuadradas b) Redondas c) Dados o especiales
CORRIDAS
ESPECIALES
a) Muros de carga b) Apoyos aislados c) Mixtos
PROFUNDAS
1.- Sustitución
2.- Flotación
3.- Pilotación
MIXTAS
CIMENTACION DE MAMPOSTERIA •
Cimientos de mampostería: En zonas donde la piedra es abundante suele aprovecharse esta como material de cimentación. Para grandes construcciones es necesario efectuar en un laboratorio de ensayo pruebas sobre la resistencia de la piedra de que se dispone. Tratándose de construcciones sencillas, en la mayoría de casos resulta suficiente efectuar la prueba golpeando simplemente la piedra con una maceta y observando el ruido que se produce. Si este es hueco y sordo, la piedra es blanda, mientras que si es aguda y metálico, la piedra es dura.
SISTEMA CONSTRUCTIVO PARA UN CIMIENTO DE MAMPOSTERIA
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Deberá colocarse cuatrapeada.
Las juntas estarán perpendiculares a las caras de apoyo para evitar deslizamientos y juntas continuas para evitar cuarteaduras.
La piedra deberá ser sana, no deberá tener grietas, huecos o algún defecto. • Las piedras deberán de tener un peso de 25 Kg. aprox.
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Deberán de humedecerse antes de su colocación, para que el mortero no pierda agua al fraguar. •
La proporción del mortero será 1:6 calhidra-arena
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Mayor resistencia 1:3:1.5 cemento-calhidra-arena
CIMIENTO CICLOPEO
Cimiento ciclópeo: En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con parámetros verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo 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.
CIMENTACION DE CONCRETO ARMADO
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Cimientos de concreto armado: Los cimientos de concreto armado se utilizan en todos los terrenos pues aunque el concreto es un material pesado, presenta la ventaja de que en su calculo se obtienen, proporcionalmente, secciones relativamente pequeñas si se les compara con las obtenidas en los cimientos de piedra.
INSTALACIONES SANITARIAS UBICADAS EN EL NIVEL DE LA CIMENTACION
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Al ejecutar una cimentación se planea previamente la instalación de los elementos del drenaje, teniendo juntas y pasos de ductos en la mampostería o elementos del cimiento.
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La tubería se colocara por lo menos a un metro de distancia de los muros para evitar humedades.
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Se colocara con una pendiente min. de 2 %.
Los diámetros para la red municipal son de 100 Mm. y mínima del mueble es 32 Mm., con registros a cada 10 m como máx.
INSTALACIONES SANITARIAS UBICADAS EN EL NIVEL DE LA CIMENTACION
INSTALACIONES SANITARIAS UBICADAS EN EL NIVEL DE LA CIMENTACION
CIMENTACIONES SUPERFICIALES Zapata aislada Es aquella zapata en la que descansa o recae un solo pilar. Encargada de transmitir a través de su superficie de cimentación las cargas al terreno.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES •
Este tipo de cimiento se recomienda en terrenos duros.
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Si las cargas son pocas no se recomienda un elemento de liga o de unión, pero si es considerable su peso deberá de contar con trabes de liga.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Tipos de zapata aislada Zapata aislada cuadrada.
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La zapata aislada comúnmente se utiliza para transportar la carga concentrada de una columna.
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Cuya función principal consiste en aumentar el área de apoyo en ambas direcciones.
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En general, su construcción se aconseja cuando la carga de la columna es aproximadamente 75% mas baja que la capacidad de carga admisible del suelo.
Zapata aislada rectangular.
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Las zapatas aisladas rectangulares son prácticamente iguales a las cuadradas; ambas trabajan y se calculan en forma similar y se recomiendan en aquellos casos donde los ejes entre columnas se encuentran limitados o demasiado juntos.
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Por su forma rectangular presenta dos secciones críticas distintas para calcular por flexión.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES Tipos de zapata aislada Zapata aislada descentrada. Las zapatas aisladas descentradas tienen la particularidad de que las cargas que sobre ellas recaen, lo hacen en forma descentrada, por lo que se producen unos momentos de vuelco que habrá de contrarrestar. Pueden ser de colindancia y de esquina.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES ZAPATA CORRIDA •
Esta cimentación puede usarse para estructuras de muros de carga, o bajo pilares, y se define como la que recibe cargas lineales.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
ZAPATA CORRIDA
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Cuando la cimentación esta diseñada para una estructura formada por apoyos aislados y la resistencia del terreno no tiene gran capacidad de soporte, serán mas adecuada la zapata corrida para unir dos o más columnas.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
ZAPATA DE COLINDANCIA
ZAPATA CENTRADA
CIMENTACIONES SUPERFICIALES LOSA DE CIMENTACION •
Cuando no es posible sustentar la construcción mediante zapatas corridas, o son secciones muy amplias, que se juntan en los extremos se usa esta losa, esta puede trabajar como losa apoyada en contra trabes, con el objeto de no tener espesores muy grandes.
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Su calculo y armado es similar a una losa normal, pero por la parte superior se calcularan los momentos flexionantes positivos y por la parte de abajo negativos.
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Esta clase de cimentaciones pueden soportar mínimo de 3 a 4 ton/m2 en comparación de una losa normal que soporta 350 a 450 Kg./m2 como máximo.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
LOSA DE CIMENTACION • •
Trabaja apoyada en contra trabes.
Recibe del terreno un empuje uniforme actuando hacia arriba.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Este tipo de cimentación se utilizan en términos especiales como son:
a) En una construcción demasiada extensa en área a sustentar. b) En una obra con una carga demasiado grande, donde ningún sistema de cimentación superficial resista dicha carga. c) El terreno a ocupar no tenga la resistencia o características necesarias para soportar construcciones muy extensas o muy pesadas. Teniendo visto que no se podrá apoyar la cimentación en las capas superficiales, será necesario estudiar el sistema constructivo de cada edificación, así para proponer apoyarse en capas mas profundas para lograr mayor resistencia utilizando los siguientes métodos:
CIMENTACIONES PROFUNDAS
CIMENTACION POR SUSTITUCION O COMPENSACION •
Es mediante una excavación en el terreno y el peso del material extraído será igual o proporcional al peso de la construcción según características del terreno y edificio. • Se debe conocer el tipo de estrato para considerar el peso volumétrico de cada una de las capas que constituye el terreno a excavar, para que sea exacto el peso y se pueda nivelar con el peso de la construcción ya conocida.
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La excavación se llevara a cabo por etapas, para evitar expansiones al fondo y que no pierda su porcentaje de humedad.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
CIMENTACION POR FLOTACION • Esta cimentación se basa en el principio de Arquímedes: “todo cuerpo sumergido en un liquido experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen del liquido desalojado”. •
Las construcciones se deben ejecutar perfectamente impermeables, por tener contacto directo con aguas freáticas. Calcular el centro de gravedad de la construcción y la reacción para evitar algún movimiento o volteo.
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Esta cimentación eleva el costo por tener problemas desde la excavación (evitando bufamientos), consolidación (material concreto-pobre), protección de colindantes y de la obra misma (ataguías-tablestacas) hasta la ejecución de la cimentación y estructura.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
CIMENTACION POR PILOTACION Se clasifican en 3 tipos de pilotes: 1.- Apoyo directo: Para el hincado de los pilotes se deberá conocer la resistencia del estrato de apoyo para calcular la fricción, con el objeto de uniformizar o regular las cargas en la capa el terreno en apoyo. Los pilotes tienen el objetivo de transmitir cargas de la estructura a capas mas profundas con la resistencia necesaria. La capa con la resistencia necesaria se localiza aproximadamente entre 2 m de profundidad. Se considera el trabajo de pilotes como el de una columna corta, ya que el terreno ayuda a detenerlo perfectamente en forma vertical, sin pandeo alguno.
CIMENTACIONES PROFUNDAS 2.- Por fricción: Para el subsuelo de la ciudad de México se recomienda este tipo de pilotes, siendo que no lleguen a la capa resistente, ya que se podrá la estructura descender a la misma velocidad. Estos trabajan a base de adherencia o fricción en las capas transmitiendo en esta forma a las capas profundas la carga recibida y su resistencia o capacidad aumenta en relación con su longitud y no se consideran apoyados en su base.
Se deberá hacer primeramente un análisis y las ventajas que se obtienen combinando dos sistemas para obtener mayor seguridad y eficiencia en la realización de una construcción, dependiendo de la carga y el tipo de estructura, subestructura y tipo de pilotación recomendándose para la ciudad de México la combinación de la cimentación por sustitución de cargas y pilotación mediante pilotes de fricción.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
PILOTE DE FRICCION
PILOTE DE CONTACTO
CIMENTACIONES PROFUNDAS
3 .- PILOTES TRABAJO MIXTO: La cimentación con pilotes con apoyo directo y mediante la fricción será solo para una estructura que sus necesidades así requieran, o que las capas resistentes estén muy profundas y que el nivel de la superficie tenga hundimientos constantes y muy grandes.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Pilotes de concreto prefabricados. Los pilotes prefabricados de concreto tienen el fuste de sección uniforme circular, cuadrada y octagonal, con refuerzo suficiente para que puedan resistir los esfuerzos que se producen durante su manipulación. Los tamaños más pequeños tienen de 20 a 30 cm. de ancho y son generalmente sólidos.
