Capacidad portante
◾ Cálculo presión máxima y mínima de una cimentación directa📝Nuevo
Código Técnico de la Edificación CTE-SEC (España)
◾ Cálculo carga admisible a partir del SPT (suelos granulares) 📝
◾ Cálculo carga admisible en condiciones no drenadas (suelos cohesivos) 📝
◾ Cálculo carga admisible en condiciones drenadas, método general 📝
Guía de Cimentaciones en Obras de Carretera (España)
◾ Cálculo carga admisible mediante presiómetros 📝Nuevo
Manual AASHTOO LRFD BRIDGE DESIGN SPECIFICATIONS 2017
◾ Cálculo carga admisible a partir del SPT (suelos granulares) 📝
◾ Cálculo carga admisible en condiciones no drenadas (suelos cohesivos) 📝
Asientos
◾ Cálculo de asientos elásticos según el método de Harr 📝
◾ Cálculo de asientos, desplazamientos y giros de cimentaciones rectangulares (GCOC) 📝
◾ Cálculo de asientos, desplazamientos y giros de cimentaciones circulares(GCOC) 📝
◾ Cálculo de asientos diferenciales y distorsión angular 📝
◾ Distribución de presiones con la profundidad 📝 Nuevo
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Cimentaciones superficiales o directas: zapatas, emparrillados, losas y pozos de cimentación
1. INTRODUCCIÓN
Las cimentaciones son elementos que transmiten la carga de una construcción al terreno y sirven como base de distintas obras ingenieriles. Estas transfieren las presiones de la estructura al terreno de forma tal que sea compatible con la resistencia y deformabilidad del mismo. Según las características geotécnicas que presente el suelo, las cimentaciones tendrán formas y dimensiones determinadas.
La estabilidad y durabilidad de las obras depende de un buen análisis del terreno y la correcta implementación de la cimentación.
2. DEFINICIÓN
Las cimentaciones directas son aquellas que se colocan sobre las capas más superficiales del terreno y, en general, a poca profundidad. Es por eso, por lo que normalmente también son llamadas cimentaciones superficiales.
Esto se debe a que el terreno tiene una capacidad portante suficiente para sostener la construcción, y/o porque se trata de estructuras de entidad limitada. La forma de repartir la carga en el terreno suele ser horizontal.
En general, el plano de apoyo de las cimentaciones superficiales está ubicado a una profundidad inferior al ancho de la cimentación, abarcando entre 0,5 y 4 metros. En algunos casos, estas cimentaciones se construyen a cierta profundidad para evitar su deterioro.
Los terrenos en los que normalmente se emplean este tipo de cimentaciones son:
- Suelos cohesivos con una consistencia de media a alta.
- Suelos granulares de compacidad media a densa.
- Rocas con deformabilidad baja o media
3. TIPOS DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
3.1. Zapata cimentación
Las zapatas son estructuras que tienen como finalidad servir de cimentación de un pilar. Se utiliza en los casos en donde los terrenos son homogéneos y con resistencia media o alta del suelo.
Su diseño consiste en un prisma de hormigón construido bajo los pilares de la estructura. Se considera que son un sistema económico de efectuar por tratarse de cimentaciones cerca de la superficie del suelo.
Hay distintos tipos de zapatas dependiendo si el apoyo será con uno o varios pilares:
- Zapata aislada: la capacidad portante del suelo es media a alta pudiendo transferir las cargas directamente desde el pilar al terreno. Las zapatas aisladas se pueden clasificar en:
- Circular: tiene un diseño circular.
- Cuadrada: todos sus lados son iguales.
- Rectangular: presenta una base rectangular.
- Centrada: se utilizan riostras de hormigón para amarrarla.
- De medianería o excéntrica: en este tipo de zapata la carga no puede quedar centrada por la presencia de otra edificación aledaña.
- Flexible: la altura es menor que el largo en las dos direcciones de la zapata. Este rasgo le permite soportar las fuerzas de compresión y tracción de la construcción.
- Deformable o rígida: la altura es menor o igual al largo en ambas direcciones.
- Zapata combinada: se utiliza cuando la cimentación debe sostener a dos o más pilares y transmitir las cargas que estos generen. Su finalidad es la de evitar cargas excéntricas en la última zapata.
Tipos de cimentaciones directas. Código Técnico de la Edificación. Seguridad Estructural Cimientos. CTE-SEC.
- Zapata corrida: es una estructura con una longitud importante cuya finalidad es contener varios pilares o la cimentación de muros o estructuras de contención. Se consideran una variación de la zapata combinada.
3.2. Emparrillados
Es un caso de cimentación superficial intermedio entre las zapatas y las losas. Consiste en una serie de zapatas corridas que se entrecruzan en dos direcciones formando una malla.
Estas estructuras son menos sensibles a las heterogeneidades del terreno y se utilizan comúnmente en las siguientes situaciones:
- Cuando los pilares de la estructura quedan incluidos en una sola cimentación, compuesta por zapatas corridas generando una malla ortogonal. Como resultado, la estructura es más rígida y se controlan los asientos diferenciales.
- El terreno tiene una baja capacidad portante y alta deformabilidad. También puede utilizarse cuando el suelo presenta heterogeneidades que resulten en asientos diferenciales.
3.3. Losa de cimentación
Son placas de hormigón o plateas que se emplean cuando las cargas que soporta la construcción son relativamente grandes y el terreno es compresible, de baja resistencia o heterogéneo pudiendo presentarse asientos diferenciales. Es conveniente su implementación en suelos arcillosos o granulares flojos y en presencia de nivel freático alto, ya que reduce la humedad e impermeabiliza el terreno.
También sustituyen a las zapatas cuando se estima que hay que colocar numerosos apoyos contiguos o las zapatas se encuentran próximas o se superponen.
Existen varios tipos de losas que se clasifican según distintos criterios:
- Composición:
- Maciza: tiene un espesor constante, con una sección transversal rectangular de gran superficie y poco espesor.
- Nervada o aligerada: presentan vigas longitudinales y transversales que enlazan los pies de los pilares. Se utilizan para estructuras con cargas desequilibradas.
- Distribución del refuerzo:
- Reforzada en una dirección: se utilizan cuando una losa nervada presenta los nervios en una dirección, la losa tiene los bordes libres, sin apoyo vertical y en los otros dos bordes tiene muros o vigas, o cuando la losa tiene forma rectangular y en sus cuatro lados presenta apoyo vertical.
- Reforzada en dos direcciones o bidireccional: presenta muros portantes en los cuatro bordes de la placa. La relación entre la mayor y menor dimensión es igual o menor a 1,5.
- Apoyos:
- Sobre columnas
- Sobre muros
- Construcción:
- Vaciada
- Prefabricada
3.4. Pozo de cimentación
Son cimentaciones semiprofundas que funcionan como solución intermedia entre los cimientos superficiales y profundos, aunque también se las puede clasificar como cimentación directa.
Los pozos de cimentación se realizan cuando el terreno es blando, no muy resistente, y se estima que la carga de la estructura será elevada. En estos casos es necesario hallar un nivel geotécnico que garantice la estabilidad y permita asentar la estructura. Suele buscarse que el material sobre el cual se construya, y al cual se transmitirán las cargas, sea un terreno consistente.
Los tipos de pozos de cimentación que se usan con mayor frecuencia son:
- Relleno de la excavación con hormigón pobre o ciclópeo desde la cota de apoyo, ubicando la zapata encima del mismo para que se transmitan efectivamente las cargas a la profundidad que se desea.
- Se baja la cota de la zapata hasta la base del pozo y se apoya sobre el nivel competente elevando a continuación desde esta profundidad con un plinto de gran rigidez donde se desea apoyar la estructura.
