Zapatas según su forma: Zapata maciza La zapata maciza tiene un vuelo y una altura. La transmisión de esfuerzos se realiza de forma piramidal. Tiene Tiene forma triangular y es más rápida y económica de construir. Los pilares en las zapatas pueden ser centrados o excéntricos. Los pilares centrados hacen que la distribución de las tensiones sean más homogéneas. Las zapatas macizas sólo trabajan a compresión. ueden ser de hormigón sin armadura interior! interior! aunque se puede colocar una armadura de reparto para que no se fisure el hormigón! aunque lo normal es que esa armadura no sea calculada. "l ángulo que se forma en el triángulo de distribución de los esfuerzos suele ser mayor o igual a 60º y el vuelo (v) suele ser menor o igual a la mitad de la altura (h).
Zapata rgida "s igual que la zapata maciza pero esta si tiene una armadura estudiada porque tiene que trabajar a esfuerzos de flexión. "l diámetro mnimo de la armadura debe de ser de !" mm para evitar la corrosión #cabilla de $% o cabilla n&'(. La cantidad de hierro suele ser de "# a $0 %g&m' y el recurimiento de hormign debe ser como mnimo de * cm.
Zapata fle+ile Las zapatas fle+iles soportan esfuerzos de compresión y de tracción. ) diferencia diferencia de las anteriores el ángulo que se forma en el triángulo de distribución de los esfuerzos suele ser menor menor o igual a $#º y el vuelo (v) es mayor o igual a la altura (h) . La cantidad de hierro en su armazón es de #0 a !00 %g&m' y el recurimiento de hormign debe ser como mnimo de # cm.
Zapatas según su tipologa: Zapata aislada *ólo les llega un pilar. +ormalmente las zapatas aisladas se arriostran para que estén unidas mediante vigas estabilizadoras y no haya asientos diferenciales y todas funcionen en conjunto. "l
arriostramiento es una estructura de sujeción y equilibrio en la construcción de edificaciones mediante contrafuertes, arotantes o tirantes metálicos o de madera. *eg,n su planta pueden ser
cuadradas- con lados iguales.
rectangulares- lados desiguales.
circulares
*eg,n su forma pueden ser
de sección constante- son las más utilizadas y de mejores resultados.
ataluzadas
escalonadas a( zapata de sección constante b( zapata ataluzada c( zapata escalonada
apatas arriostradas! Tipos de zapatas I A continuación se describirán los tipos de zapatas. a) Por su forma de trabajo: Pueden ser: Aisladas: si soportan un solo pilar. Combinadas: si soportan dos o más pilares, en número reducido. Se emplean en medianerías para evitar la carga excéntrica sobre la última zapata, o cuando dos pilares están mu próximos entre sí, o, en general, para aumentar la super!icie de carga o reducir asientos di!erenciales.
Continuas o corridas bajo pilares: para soportar varios pilares alineados" se emplean en circunstancias parecidas a las zapatas combinadas. Continuas o corridas bajo muros: para soportar muros. #e medianería o es$uina: cuando se descentra soporte, suelen ir unidas mediante vigas riostra con el !in de me%orar la estabilidad del elemento de cimentación. Arriostradas: cuando varias zapatas se unen por medio de vigas riostras, para dar maor rigidez al con%unto, en suelos mediocres, o cuando existen acciones &orizontales.
Criterios de diseño de zapatas I Pre!erentemente se emplearán zapatas aisladas para cimentar soportes, éstos se dispondrán centrados excepto en las zapatas de medianería es$uina. 'as dimensiones en planta de la zapata se obtienen del cálculo de la estabilidad del elemento de cimentación (comprobación a &undimiento asientos del terreno, estabilidad a vuelco estabilidad adeslizamiento), mientras $ue el canto es un criterio del cálculo estructural (dimensionamiento de la zapata como elemento de &ormigón armado). Se recomienda $ue el canto total & no sea in!erior a *,+* m, salvo casos excepcionales. 'as zapatas de medianería es$uina se proectan pre!erentemente con viga centradora. Se emplean zapatas combinadas cuando los soportes están mu próximos las zapatas aisladas, incluso rectangulares, son inviables por inter!erir entre sí. l plano de apoo de la cimentación debe ser &orizontal o ligeramente escalonado, suavizando los desniveles bruscos de la construcción. s conveniente $ue las instalaciones $ueden por encima del plano de cimentación, no intersecando con zapatas o vigas centradoras. A partir del studio -eotécnico se obtiene la pro!undidad a la $ue el terreno alcanza la resistencia adecuada para cimentar. Se debe tener en cuenta $ue el terreno situado por deba%o de la cimentación no debe verse a!ectado por las alteraciones del nivel !reático.
Criterios de diseño de zapatas II n proximidad de vías o corrientes de agua el plano de apoo debe $uedar más pro!undo $ue el nivel más ba%o del agua. 'a cimentación se debe disponer sobre un terreno de características geotécnicas &omogéneas. Si el terreno de apoo presenta discontinuidades o cambios sustanciales en sus características, se !raccionará el con%unto de la construcción de manera $ue las partes situadas a uno otro lado de la discontinuidad constituan unidades independientes. n el proceso de dimensionamiento de la zapata en planta se siguen los siguientes pasos:
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Predimensionamiento de la zapata en planta.
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álculo de la distribución de presiones sobre el terreno.
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omprobación de $ue las presiones sobre el terreno no superan la tensión admisible del mismo. /ambién se comprueba $ue éstas no sean in!eriores en exceso, a $ue estaríamos sobredimensionando. n caso de $ue no sean adecuadas las dimensiones en planta, vuelta a dimensionar.
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omprobación de la estabilidad a vuelco, redimensión si !uese necesario.
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omprobación de la estabilidad a deslizamiento, redimensión en su caso.
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álculo de los asientos del terreno comprobación de $ue los asientos no superan los admisibles" rea%uste si !uese necesario.
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Tipos de zapatas II
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b) Por la relación entre sus dimensiones (lo que condiciona su forma de trabajo)
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Pueden ser:
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R!idas: 0elación vuelo1canto menor $ue 2.
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"le#ibles: 0elación vuelo1canto maor de 2.
$apatas: s el tipo de cimentación super!icial más común. Se emplean cuando el terreno alcanza a cotas poco pro!undas la resistencia adecuada en relación a las cargas a transmitir además es lo su!icientemente &omogéneo como para $ue no sean de temer asientos di!erenciales.
'os cimientos son los responsables de transmitir las cargas de las di!erentes estructuras al terreno. Por lo general se construen de &ormigón armado, salvo obras de tama3o pe$ue3o, en las $ue puede ser más rentable emplear &ormigón en masa. /odo proecto de cimentación debe incluir un studio -eotécnico (estudio de las características del terreno) a $ue la cimentación es la encargada de garantizar la estabilidad de la estructura $ue soporta a lo largo de la vida útil de la misma. A partir del studio -eotécnico se podrá conocer las propiedades del suelo (tensión admisible del terreno a las distintas cotas en 4g1cm 2, densidad de la tierra, pro!undidad del nivel !reático, posible asiento, ángulo de rozamiento del terreno, co&esión aparente, e xpansividad, etc.) Así, para la elección del tipo de cimentación, debe tenerse en cuenta, por una parte, la estructura $ue soporta, por otra, las características del terreno en $ue se sitúa, teniendo en cuenta $ue una vez alcanzado un nivel de seguridad adecuado para la misma, ésta debe de ser lo más económica posible. Además, se debe garantizar $ue la cimentación tenga una durabilidad adecuada, a $ue al tratarse de estructuras enterradas, la detección de de!iciencias así como las posibles medidas de actuación para corregir éstas de!iciencias resultan complicadas. Se debe prevenir, por tanto, $ue la cimentación se vea a!ectada por la posible agresividad del terreno, así mismo, debe estar protegidas de las acciones !ísicas a las modi!icaciones naturales o arti!iciales del terreno (&eladas, cambios de volumen, variaciones del nivel !reático, excavaciones próximas, etc.). Clasificación de las cimentaciones % Cimentaciones superficiales II &osas: A título general, podría decirse $ue sería la solución adecuada, desde el punto de vista económico, para una cimentación super!icial, cuando la super!icie necesaria de zapatas supere el 5* 6 de la super!icie en planta $ue ocupa la estructura (maor !acilidad de e%ecución, menos enco!rados, excavación menos di!icultosa, etc.). Se emplean cuando las cargas transmitidas al terreno con r especto a la planta a cimentar son elevadas (grandes silos, depósitos elevados, etc.), cuando la cimentación se encuentra por deba%o del nivel !reático, cuando la resistencia del terreno es ba%a, cuando las estructuras son poco de!ormables con ob%eto de disminuir los asientos di!erenciales en terrenos poco &omogéneos, etc.
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Las Zapatas Aisladas son un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. Las zapatas aisladas van arriostradas con riostras de hormigón armado de sección inferior a la zapata. Pueden eecutarse de hormigón en masa! es decir sin armar! si las mismas tienen un canto considerable "son las denominadas zapatas macizas#. •
Armado de la parte inferior$ Se realiza un mallazo conformado
por barras
cruzadas; la separación entre barras no ha de superar los %& cm. •
Recubrimiento para evitar corrosiones$ Separación de las armaduras! entre ' a (&
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 di)metros de barras grandes! mínimo del (*! ante
posibles corrosiones.
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 %& veces el di)metro de la barra m)s gruesa del pilar.
+ormativa referida a zapata aislada de hormigón en masa o armado como cimiento de soportes verticales$ +orma ,ecnológica +,-CS/
0ise1o de /apatas 2isladas Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterog3nea! o con discontinuidades! para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Conviene que las instalaciones del edificio est3n sobre el plano de los cimientos! sin cortar zapatas ni riostras. Para todo tipo de zapata! el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado (& cm. en el estrato del terreno. La profundidad del plano de apoyo se fia bas)ndose en el informe geot3cnico! sin alterar el comportamiento del terreno bao el cimiento! a causa de las variaciones del nivel fre)tico o por posibles riesgos debidos a las heladas. -s conveniente llegar a una profundidad mínima por debao de la cota superficial de '& u 4& cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables. -n el caso que el edificio tenga una unta estructural con soporte duplicado "dos pilares#! se efect5a una sola zapata para los dos soportes. Conviene utilizar hormigón de consistencia pl)stica! con )ridos de tama1o alrededor de 6& mm. -n la eecución! y antes de echar el hormigón! disponer en el fondo una capa de hormigón pobre de apro7imadamente ' 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 est)n 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 %& cm.apro7imadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el )ngulo de reparto de las presiones. -n el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse! se utilizar)n encofrados. Si los cimientos se realizan en hormigón apisonado! pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos. Si los trabaos de cimentación debieran interrumpirse! se recomienda cortar en escalones la unta vertical para lograr una correcta unión con el tramo siguiente. 2simismo colocar unos hierros de armadura reforzar) esta unión. Las Zapatas Corridas son! seg5n el Código ,3cnico de la -dificación C,-! aquellas zapatas que recogen mas de tres pilares. Las considera así distintas a las zapatas combinadas! que son aquellas que recogen dos pilares. -sta distinción es obeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente tres pilares.
Las Zapatas Excéntricas son un tipo de Cimentaciones por /apatas. Son las tambi3n llamadas Zapatas de Medianería.
Corte de una Zapata Excéntrica
-s el caso en el cual el pilar o la pared de carga "medianera# que apoya sobre una zapata! aislada o continua! est) tocando el límite del predio! y la carga no puede quedar centrada en el cimiento. 0e hecho! 3sta quedaría fuera de los límites del solar; entonces! es necesario que el pilar o la pared carguen en un e7tremo de la zapata. Por ello! a este tipo de zapata se la denomina excéntrica. Los ees 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 e7centricidad se puede incrementar la sección de la zapata. Pero aunque se verticaliza la resultante! 3sto conlleva un aumento en el peso del cimiento. Lo m)s atinado se logra corrigiendo el momento que se produce arriostrando la zapata; esto se resuelve uni3ndola con otra zapata central a trav3s de una riostra entre las dos zapatas! llamada viga centradora! cuya función es evitar que se produzca el giro de la zapata excéntrica. ,ambi3n puede evitarse el giro mediante una zapata combinada! realizada mediante la unión de la zapata excéntrica con otra centrada cercana a la anterior. Para que las riostras trabaen en conunto! deben tener ambas un canto mínimo igual a la mitad del canto de la zapata. Las Zapatas Combinadas son un tipo de Cimentaciones por /apatas. Puede que al predimensionar los cimientos! la distancia entre zapatas resulte peque1a! o en algunos casos! hasta pueden llegar a superponerse. 8sto plantea dos problemas$ (. -s el caso posible de desmoronamiento de tierras; ello requeriría la utilización de encofrados al abrir los pozos. *. 9tro inconveniente a subsanar es la influencia de cada zapata sobre el suelo activo de la zapata pró7ima! lo que se llama superposición de bulbos. -ste es el caso en que se opta por una zapata combinada. La Zapata Rígida se suele armar con una carga de hierro de alrededor de *' a 6& :gm%.
-n la armadura se utilizan barras de un di)metro mínimo del orden de (* mm para evitar corrosiones. -l recubrimiento mínimo es de 4 cm. -/1234/5 758-323195. !. Z171;1. 9as zapatas < cimentaciones en zonas aisladas de la estructura < son los tipos mas utilizados y se utilizan cuando el terreno tiene en su superficie una resistencia media o alta con respecto a las cargas de la estructura. 5s homog=nea como para ser afectadas por asentamientos diferenciales entre las distintas partes. •
Z171;1 13911.
on de carácter puntual, generalmente están constituidas por dados de hormign de planta cuadrada. 9as fundaciones de zapata en general constituyen los tipos más usados tanto por su economa como por su sencillez de construccin. •
Z171;1 1;381/;11.
on de carácter puntual y traa>an de forma independiente, pero se encuentran unidas por una cadena apoyada al terreno la cual se dise?a para evitar el movimiento horizontal relativo entre zapatas aisladas o para unir una zapata aislada a una funcin corrida. •
Z171;1 @ A3B1 5 -/123C/.
9a viga de fundacin es un elemento estructural Due permite tomar las cargas de muro y transmitirlas a zapatas aisladas. 7uede haer varias razones para Duerer dise?ar zapatas con vigas de fundacin. 7or e>emplo: 2omo una forma de ahorrar en comparacin a la alternativa de zapata corrida. 5n algunos casos es conveniente hacer Due el peso de los muros descanse sore la zapata para aumentar las cargas horizontal y eDuilirar momentos descompensados en el apoyo. •
Z171;1 248831.
2uando se trate de pilares alineados muy pr+imos a muros, o de eDuilirar cargas e+c=ntricas sore las zapatas contiguas, se considera directamente el empleo de una zapata continua o zapata corrida. ". 941. 9as losas < cimentacin sore toda la superficie de la estructura < se emplean en terrenos menos resistentes o menos homog=neos o a>o estructuras menos resistentes. 2on ellas se aumenta la superficie de contacto y se reducen los asentamientos diferenciales. 7uede decirse de forma apro+imadamente Due la losa es más econmica Due las zapatas si la superficie total de estas es superior a la mitad de la superficie cuierta por el edificio, deido al menor espesor de hormign y cuanta de armaduras, a una e+cavacin más sencilla y un ahorro de encofrados. •
941 5 57548 24/;1/;5.
;iene la venta>a de su gran sencillez de e>ecucin. i las cargas y las luces no son importantes el ahorro de encofrados puede compensar el mayor volumen de hormign necesario. •
941 24/ 2173;595.
e utilizan para aumentar el espesor a>o los pilares y me>orar la resistencia a fle+in y cortante. 9os capiteles pueden ser superiores o inferiores teniendo estos últimos la venta>a de realizarse sore la e+cavacin y de>ar plana la superficie del stano. •
941 /58A11.
2on nervios principales a>os los pilares y otros segundarios los nervios pueden ser superiores o inferiores, en el caso de nervios superiores el encofrado es mas complicado, y suele ser necesario el empleo de un relleno de aglomerado ligero y un solado independiente para de>ar plana la superficie superior. 9os nervios inferiores pueden hacerse sore la e+cavacin. •
941 -94;1/;5
2uando es necesario construir estructuras muy sensiles a asentamientos en terrenos pores puede recurrirse a fundaciones de loza flotante. 9a fundacin dee hacerse de dimensiones tales Due el peso del volumen de tierra removida sea similar a la carga producto del peso de la estructura. 5n esta forma las condiciones de carga en la superficie del terreno de fundacin no han sido tericamente modificadas por la construccin, de modo Due será razonale suponer Due los asentamientos serán a>os o nulos. -/1234/5 784-/1. '.7394;5. 7ieza larga a modo de estaca, de madera, hierro y hormign armado, Due se hinca en el terreno, ien para soportar una carga, transmiti=ndola a capas inferiores más resistentes, ien para comprimir y aumentar la compacidad de las capas de tierra suyacentes. •
7394;1E5.
n pilota>e es una cimentacin constituida por una zapata o encepado Due se apoya sore un grupo de pilote o columnas Due se introducen profundamente en el terreno para transmitir su carga al mismo. 9os pilota>es se emplean cuando el terreno resistente esta a profundidades de los # o 6 mtrsF cuando el terreno es poco consistente hasta una gran profundidadF cuando e+iste gran cantidad de agua en el mismoF y cuando hay Due resistir acciones horizontales de cierta importancia. •
7394;5 785-1G83214.
5stos se hincan en el terreno mediante maDuinas del tipo martillo. on relativamente caros ya Due deen ir fuertemente armados para resistir los esfuerzos Due se producen en su transporte, izado e hinca. 7ueden originar perturaciones en el terreno y en las estructuras pr+imas durante su hinca, tienen la venta>a de Due la hinca constituye una uena pruea de carga. •
7394;5 H49514 3/ 3;
5stos se realizan en perforaciones practicadas previamente mediante sondas de tipo rotativo. Beneralmente son de mayor diámetro Due los prefaricados y resisten mayores cargas. •
5/25714.
9os encepados constituyen piezas prismáticas de hormign armado Due trasmiten y reparten la carga de los soportes o muros a los grupos de pilotes. 2omo en la actualidad se emplean generalmente pilotes de diámetro grande por razones econmicas =l numero de pilotes por cada encepado no suele ser muy elevado
