cimentaciones - atena.uts.edu.co
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CIMENTACIONES
La cimentación es aquella parte de la
estructura, generalmente enterrada, que
transmite al terreno su propio peso y las cargas
recibidas, de modo que la estructura que
soporta sea estable, la presión transmitida sea
menor a la admisible y los asentamientos se
encuentren limitados. Figura 1
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CIMENTACIONES
FIGURA 1
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CIMENTACIONES
La cimentación debe resistir las cargas y sujetar
la estructura frente a acciones horizontales
como el viento y el sismo, conservando su
integridad. La interacción entre el suelo y la
estructura depende de la naturaleza del propio
suelo, de la forma y del tamaño de la
cimentación y de la flexibilidad de la estructura.
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CIMENTACIONES
Si la carga del cimiento supera la presión
máxima admisible por el terreno (es decir, su
capacidad portante), se producirá un
desplazamiento del cimiento hacia abajo.
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CIMENTACIONES
La solución es aumentar la superficie en planta
del cimiento para reducir la carga por unidad
de superficie o disminuir las cargas transmitidas
al cimiento.
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
Se deben fundamentalmente a cambios de
volumen cuando el subsuelo se humedece o se
seca; se producen en las proximidades de la
superficie del terreno.
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
Los suelos granulares compactos, como las
gravas, sufren pocos movimientos de este tipo,
mientras que los suelos cohesivos, como los
arcillosos, experimentan cambios volumétricos
cerca de la superficie.
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
La congelación del agua contenida en el
subsuelo, con el consiguiente aumento de
volumen, puede producir el levantamiento del
terreno. Figura 2
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CIMENTACIONES
Ejemplos Tipo:
FIGURA 2
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
Las raíces de los árboles con los cimientos puede
producir daños a los cimientos de edificaciones
de poca alturas. Es más corriente, en especial en
subsuelos arcillosos, el efecto indirecto de la
retracción por desecación o del levantamiento
del suelo.
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
Las grietas importantes en los muros pueden ser
ocasionadas por un hundimiento del terreno
debido a un diseño incorrecto o a un daño
físico. Las grietas pueden causar problemas
posteriores tales como:
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
• Inestabilidad estructural.
• Penetración de agua.
• Infiltración de aire.
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CIMENTACIONES
Movimientos del subsuelo:
• Pérdida de calor.
• Pérdida de aislamiento acústico.
• Depreciación estética
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CIMENTACIONES
CLASIFICACIÓN
La cimentación puede clasificarse atendiendo a
la profundidad a la que se realiza (Figura 3) . Así,
si llamamos D a la profundidad a la que se
encuentra el contacto entre la cimentación y el
terreno y B la dimensión menor de la
cimentación, éstas se pueden clasificar en:
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CIMENTACIONES
CLASIFICACIÓN
1. Cimentación superficial o directa:
D / B < 4
D < 3 m
2. Cimentación semiprofunda o pozos:
4 ≤ D / B ≤ 8
3 m ≤ D ≤ 6 m
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CIMENTACIONES
CLASIFICACIÓN
Cimentación profunda o pilotaje
D / B > 8
D > 6 m
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CIMENTACIONES
CLASIFICACIÓN
FIGURA 3
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CIMENTACIONES
El tipo de cimentación se selecciona en función
del terreno, de la estructura y de la interacción
con los edificios próximos.
El terreno influye por su capacidad portante, por
su deformabilidad, por la existencia de nivel
freático, por su excavabilidad o alterabilidad,
entre otros.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
En el tipo de estructura son determinantes las
cargas, las tolerancias a los asientos y la
presencia de sótanos. Son muy susceptibles
aquellos edificios cercanos antiguos con
cimentación somera o cuando las cargas van a
ser muy diferentes entre los edificios próximos.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
La cimentación por zapatas constituye la
solución tradicional por economía y facilidad
de ejecución.
Es una buena solución cuando la resistencia del
terreno es de media a alta, sin estratos blandos
interpuestos.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
En edificios ligeros y muros de carga se utilizaban
zapatas de hormigón en masa, si bien hoy día se
realizan con hormigón armado.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
Como inconveniente cabe citar la escasa
resistencia a giros y a desplazamientos
horizontales, que pueden resolverse con riostras,
zapatas combinadas o vigas de cimentación.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
La cimentación por losa se utiliza en terrenos
menos resistentes o heterogéneos,
especialmente para tensiones admisibles
menores a 0,15 N/mm2 . Es económica si la
superficie de la cimentación supera la mitad de
la extensión que ocupa el edificio.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
Una ventaja adicional es que anula o reduce los
asentamientos diferenciales.
Asimismo se aconseja cuando el edificio
presenta un sótano bajo el nivel freático,
combinado con muros pantalla.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
Se recurre a la cimentación por pilotaje cuando
no existe terreno firme a una profundidad
alcanzable mediante zapatas o pozos,
normalmente más de 5 m.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
Los pilotes reducen los asientos de la estructura,
cuando la permeabilidad u otras condiciones
del terreno impiden la ejecución de
cimentaciones superficiales, existen cargas muy
fuertes o concentradas o bien se pretende evitar
la influencia sobre cimentaciones adyacentes.
CRITERIOS DE ELECCIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN
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CIMENTACIONES
Las cimentaciones superficiales suelen ser las
más utilizadas, especialmente en edificación,
pues presentan un menor costo por carga
soportada y una mayor facilidad de ejecución.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES
Los esfuerzos se transmiten a través de su base
de contacto y origina en el terreno unas
distribuciones que se consideran normalmente
planas.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES
En la Figura 4 se puede ver cómo una
excentricidad en la carga puede provocar
zonas de despegue de tensiones en el apoyo de
la zapata.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
FIGURA 4
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CIMENTACIONES
En la Figura 5 se observa cómo cambia la
distribución de presiones en función de tipo de
suelo (cohesivo, granular o roca) y del tipo de
zapata (rígida o flexible)
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
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CIMENTACIONES
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
FIGURA 5
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CIMENTACIONES
Las zapatas son cimentaciones superficiales
indicadas para cimentar elementos aislados de
una estructura, tales como pilares o muros. Se
pueden clasificar en función de su forma de
trabajo, tal y como se describe a continuación.
ZAPATAS
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CIMENTACIONES
Zapata aislada
Una zapata aislada es una cimentación
puntual que recibe un solo sistema de carga,
como son los pilares (ver Figura 6) . S e emplea
en terreno firme y competente, transmitiendo
una tensión de media a alta y provocando
asientos pequeños o moderados.
ZAPATAS
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CIMENTACIONES
ZAPATAS
FIGURA 6
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CIMENTACIONES
Es la cimentación más económica sobre roca o
suelos con tensiones admisibles habituales
superiores a 0,15 N/mm 2 .
Son cuadradas , aunque se usan rectangulares
cuando existen luces diferentes en dos sentidos
perpendiculares.
ZAPATAS
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CIMENTACIONES
Las zapatas aisladas se pueden clasificar
atendiendo a su forma (Figura 7): en rectas (de
canto constante), escalonadas, piramidales y
nervadas o aligeradas.
ZAPATAS
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CIMENTACIONES
ZAPATAS
FIGURA 7