martes, 9 de noviembre de 2010

2.3 Cimentación superficial

La cimentación más común se compone de carpetas simples de concreto colocadas justo debajo del edificio. Debido a que la mayoría de los edificios penetran a poca distancia dentro el suelo, estas carpetas, llamadas zapatas, se clasifican en cimentaciones poco profundas o superficiales.

Las dos formas comunes de zapatas son:

Zapata corrida: se presentan en forma de franja y en general, se colocan simétricamente debajo del muro que soportan.

Las zapatas corridas o para muros se componen de franjas de concreto colocadas debajo de los muros, que consiste en una sección rectangular. Con respecto al esfuerzo en el suelo, la dimensión mas critica de la zapata es el ancho de su base.

A medida que se incrementa la carga sobre el muro, el incremento del ancho necesario de la zapata, para controlar el esfuerzo en el suelo, produce, a la larga, cortante y flexión transversales significativos en la zapata.

Zapata aislada: carpetas cuadradas simples que soportan una sola columna. Cuando las columnas están muy cercanas entre si o en el extremo del edificio, se pueden usar zapatas especiales que soportan mas de una columna.

Este tipo de zapata son generalmente de planta cuadrada, con refuerzo que consiste en dos juegos de varillas perpendiculares entre si. Este se conoce como refuerzo en dos direcciones. La columna se coloca, directamente, sobre el bloque de la zapata, o se apoya sobre un pedestal, o dado, que es un bloque ancho y corto sometido a compresión, que sirve para reducir el efecto penetrante sobre la zapata.
El diseño de una zapata aislada se basa en general en los siguientes aspectos:

Presión máxima del suelo: la carga total aplicada al suelo no debe ser mayor a su resistencia.

Control de asentamientos: seleccionar áreas de zapatas que garanticen un asentamiento uniforme.

Zapata corrida

Tamaño de la columna: entre más grande sea la columna menores serán los esfuerzos.

Limite del esfuerzo cortante para el concreto. El peralte de la zapata se establece más arriba de lo que se requiere.

Esfuerzo por flexión y límites de las longitudes de anclaje en las varillas: se consideran con base en el momento que se genera en la zapata.

Espesor de la zapata para el anclaje del refuerzo de la columna: el espesor de la zapata debe ser suficiente para dar lugar a la longitud de anclaje necesaria de las varillas de las columnas.
(Parker et al., 2001).

Las cimentaciones superficiales son aquellas que soportan la carga de los edificios o construcciones a poca profundidad en comparación a las cimentaciones profundas como los pilotes o pilas.

Cimentaciones de piedra: se usa en construcciones ligeras, siempre y cuando la piedra sea resístete, maciza y sin poros para que ofrezca una adecuada adherencia al mortero de sus juntas.

Una buena cimentación de piedra es aquel que presenta un mínimo espesor de mortero entre juntas, poco o ningún hueco entre piedra y piedra y un ángulo ideal de 60 grados con respecto a la horizontal para transmitir la carga.

Zapata aislada: si la cimentación es para una columna, es recomendable que la cimentación sea de concreto armado. Es conveniente darle a la corona de la cimentación un mínimo de 30 cm y anclar la columna en el interior de la cimentación con una longitud de 2/3 de la altura del cimiento.

En terrenos poco firmes, es recomendable el empleo de trabes de liga, y no sobrepasar el ancho de cimentación de 1.5m, para evitar que la cimentación pese mas que la carga que recibe.

Zapata corrida: se utiliza cuando se trata de muros. La continuidad de la zapata se puede presentar en uno a en ambos sentidos.

Los rellenos posteriores, productos de la excavación, se recomiendan considerar la carga cuando se trate de excavaciones con profundidad considerable; en caso contrario se puede despreciar.

Zapata de colindancia: se caracteriza por tener un parámetro vertical para no invadir la propiedad vecina. Su cálculo es similar a la zapata corrida, solo que en estas cimentaciones se produce una excentricidad que será necesario calcular para evitar que la cimentación falle por volteo.

Cimentaciones de concreto ciclópeo: en terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paredes verticales y sin desprendimiento de tierra, la cimentación de concreto ciclópeo es recomendable por ser sencillo y económico.

El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños (entre 5 a 20 cm), al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras. Se recomienda una profundidad mínima de 60 cm, excepto en los terrenos rocosos. (Saldaña, 1999).

Literatura citada:
Parker y Ambrose, 2001, Diseño de Concreto Reforzado, Limusa Wiley, tercera edición, pág.211.
Saldaña Guerrero, 1999, Manual de autoconstrucción, Limusa, 1era edición pág. 141.

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