Cimentaciones compensadas

Se entiende por cimentaciones compensadas a aquellas en las que se busca minimizar el incremento neto de carga aplicado al suelo mediante excavación del terreno y uso de un cajón desplantado a cierta profundidad. Según sea el incremento neto de carga aplicado al suelo en la base del cajón resulte positivo, nulo o negativo, la cimentación se denomina parcialmente compensada, compensada o sobre compensada, respectivamente

En el diseño de las cimentaciones compensadas debe tenerse presente que el suelo debe considerarse como una fase liquida y sólida. Por lo que, la compensación se hace teniendo en cuenta dos efectos:

Substitución de peso sumergido del sólido. Efecto de flotación debido al líquido desalojado.

Ambos efectos son utilizados para igualar el peso total del edificio. La cimentación se diseña como una losa de cimentación, resultando una cimentación bastante rígida, por lo que los asentamientos diferenciales son controlados fácilmente.

Los sitios de excavación para los cajones de cimentación se ubicarán de acuerdo con lo establecido en el proyecto. El procedimiento constructivo será de acuerdo a las especificaciones y/o recomendaciones del estudio de mecánica de suelos o lo que especifique el proyecto y/u ordene la supervisión. Durante la excavación y construcción del cajón, se deberá contar con un registro periódico de nivelaciones y, en su caso, con mediciones piezométricas para verificar el comportamiento del suelo. En caso de bombeo, se ubicarán los cárcamos de bombeo según lo indique el proyecto y/o lo ordene la Supervisión. Una vez nivelado el fondo de la excavación se construirá la plantilla de concreto. Se preverán las juntas de colado de acuerdo a lo especificado en el proyecto y/o a lo ordenado por la Supervisión. Se deberá garantizar mediante una impermeabilización adecuada, la no penetración de agua al interior del cajón. Se deberán dejar registros en la losa tapa que permitan remover la cimbra y facilitar la inspección periódica del interior del cajón. Existirán pasos de hombre, practicados en los enrases de las contratrabes interiores, con objeto de poder tener intercomunicación entre las diferentes celdas del cajón. Se dejarán preparados tubos en el lecho bajo de las contratrabes antes del colado; para poder bombear el agua en caso de filtraciones de la misma al interior del cajón. Los rellenos entre talud y muro perimetral se harán con tepetate compactado al noventa y cinco por ciento (95%) de la prueba

proctor estándar, colocado en capas no mayores de veinte (20) centímetros en estado suelto. Se tomarán las precauciones pertinentes para evitar la emersión del cajón en el lapso en que permanezca sin el peso de la estructura.

La fabricación de cimentaciones compensadas se realizará por separado por cada uno de los materiales de que está compuesto el concreto. El concreto hidráulico se medirá tomando como unidad el metro cúbico (m3) de concreto hidráulico terminado, según su tipo y resistencia. El acero para concreto hidráulico habilitado y colocado se medirá considerando como unidad el kilogramo (kg). La cimbra se medirá la de contacto, considerando como unidad el metro cuadrado (m2).

Protección a colindancias

Se conservaran las bardas colindantes existentes y serán utilizadas como protección a colindancias, se apuntalaran y se evitara el derribo de material pesado cerca de ellas para evitar daños, aun así, en las zonas en que el edificio y las colindancias lo requieran, se pondrán tapiales tipo marquesinas para evitar la caída de material.En el lado colindante con vía pública se colocaran tapiales tipo barrera evitando la invasión de escombro producto de los trabajos a realizar, además de colocar cintas de precaución visibles al Peatón.

De acuerdo al resultado de una visita de inspección hecha al inmueble, se determinó que la excavación para la demolición de la Estructura y la cimentación, se hará a través de medios manuales, mecánicos y cortes verticales en los límites del predio, utilizando la herramienta adecuada, que es hasta donde se desplantará la cimentación de la futura construcción.

Durante el proceso de excavación se protegerán los taludes colocando una malla anclada a las bardas y sobre ésta un repellado de cemento-arena de 3 cm de espesor, para evitar que el terreno pierda sus características originales de humedad y se produzcan derrumbes por deslizamiento mientras se realizan las excavaciones hasta nivel de desplante de la cimentación.

Procedimientos constructivos

Se aplicarán los procedimientos constructivos para excavaciones durante y después de la demolición, de acuerdo a las indicaciones establecidas en el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal y sus Normas Técnicas Complementarias, evitando con ello ocasionar daños a las estructuras vecinas, a los servicios públicos y a las vialidades circundantes, por vibraciones o desplazamiento vertical y horizontal del suelo.

Las excavaciones se realizarán a cielo abierto

Para la seguridad y estabilidad de las excavaciones se consideraran la influencia de las condiciones de presión de agua en el subsuelo así como la profundidad de las excavaciones, la inclinación de los taludes y el riesgo de agrietamiento.Se prestará especial atención en los cortes que limiten la posibilidad de construcción que afecte al predio vecino y a las vialidades circundantes, para que no se presente una falla local o general que pueda provocar alteraciones en su geometría por intemperización y erosión que pudieran influir desfavorablemente en la propia construcción.

Se procederá a realizar las excavaciones, siguiendo un programa específico que garantiza la estabilidad de la construcción; desplantando el nivel de la losa de cimentación y de las losas de las cisternas, para iniciar inmediatamente la construcción y así hasta lograr desplantar toda la estructura.

Taludes

Para evitar problemas con las colindancias, las excavaciones deberán delimitarse con taludes perimetrales, recurriéndose a un sistema de soporte constituido por ademes y muros colados en el lugar apuntalados y retenidos con anclas instaladas en suelos firmes, siguiendo una secuela de excavaciones que minimice los movimientos de la construcción vecina, de los servicios públicos y de las vialidades circundantes.

ROCEDIMIENTO DE EXCAVACIÓN

El Proyecto de demolición no pretende llegar a tocar la cimentación existente por lo que no aplica este punto.

Tipos de cimentaciones profundas.

Las Cimentaciones Profundas son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisión de cargas a los estratos aptos y resistentes del suelo. Entre estas cimentaciones se destacan: Muros Pantalla son muros verticales profundos de hormigón. Pilotes son elementos similares a los pilares, hincados a profundidad en el suelo. Micropilotes.

¿En qué casos se utilizan las Cimentaciones Profundas?

1.- Se opta por cimentaciones profundas cuando los esfuerzos transmitidos por el edificio no pueden ser distribuidos suficientemente a través de una cimentación superficial, y en la solución probable se sobrepasa la capacidad portante del suelo.

2.- Cuando el terreno tiende a sufrir grandes variaciones estacionales: por hinchamientos y retracciones.

3.- Cuando los estratos próximos al cimiento pueden provocar asientos imprevisibles y a cierta profundidad, caso que ocurre en terrenos de relleno o de baja calidad.

4.- En edificios sobre el agua.

5.- Cuando los cimientos están solicitados a tracción; tal como ocurre en edificios altos sometidos a esfuerzos por vientos, o en estructuras que necesitan elementos sometidos a tracción para lograr estabilidad, como estructuras de cables o cualquier estructura anclada al suelo.

Las cimentaciones profundas son las siguientes:

MUROS PANTALLA

Los Muros Pantalla constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costos y mayor desarrollo en superficies. Es el tipo de Cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótanos en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras.. El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno. Estos elementos estructurales subterráneos se emplean también en forma temporal para la contención y retención de paredes. En las grandes ciudades, para obtener más espacios de uso en edificios, se proyectan sótanos o subsuelos que muchas veces llegan hasta 20 metros de profundidad. Son éstas las soluciones ante los elevados costos de terrenos y la necesidad de obtener mayor superficie. A estos efectos, se trata de conseguir muros de contención del menor espesor posible conservando una buena calidad y que ofrezcan seguridad y buen diseño.

Cimentación por Sustitución

Esta cimentación se realiza mediante la excavación del terreno, donde el peso del material excavado y extraído será igual o proporcional al peso de la construcción a realizar; conociendo cada una de las capas que componen dicho suelo (características del terreno) y según las características de la estructura que sustentará y las cargas que actúen sobre la misma.

Cimentaciones por Flotación Las Cimentaciones por Flotación se basan en el Principio de Arquímedes que postula lo siguiente: Todo cuerpo sumergido en un líquido estático experimenta un empuje vertical ascendente igual al peso del volumen del liquido desalojado. Por ello, deberá preverse en este tipo de construcciones que se ejecuten perfectamente impermeables calculando la reacción al empuje ascendente vertical para evitar el hundimiento o el volteo de la estructura.

Pilotes

El Pilote o sistema por pilotaje, es un tipo de cimentación profunda de tipo puntual, que se hinca en el terreno buscando siempre el estrato resistente capaz de soportar las cargas transmitidas.

Casos en que se usan Pilotes:

Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo. Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad. Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas. Cuando la edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo. Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción.

a) Las cargas no pueden transmitirse al terreno con una cimentación superficial.

b) Asientos imprevisibles pero existiendo terreno profundo resistente.

c) Cuando el terreno de cimentación puede sufrir grandes variaciones (retracción...)

d) Estructuras sobre agua.

e) Cargas inclinadas.

f) Recalce de cimentaciones existentes.

Actividades geotécnicas para proyectos de construcción.

Antes de acometer cualquier proyecto u obra de ingeniería civil o edificación, es necesario

conocer las características del terreno involucrado. Con este fin, se debe realizar un

reconocimiento geotécnico del terreno, cuyos objetivos son:

Definición de la tipología y dimensiones de cimentaciones y obras de contención,

de tal forma que las cargas generadas por estructuras, excavaciones y rellenos, o las

cargas soportadas por empujes del terreno, no produzcan situaciones de inestabilidad o

movimientos excesivos de las propias estructuras o del terreno, que haga peligrar la obra

estructural, o funcionalmente.

Determinación de problemas constructivos:

Determinación del volumen, localización y tipo de materiales que han de ser

excavados, así como la forma y maquinaria adecuada para llevar a cabo dicha

excavación.

Localización y caracterización de materiales para préstamos.

Problemas relacionados con el agua:

Profundidad del nivel freático.

Riesgos debidos a filtraciones, arrastres, erosiones internas, sifonamiento, acción de la

helada, etc.

Influencia del agua en la estabilidad y asiento de las estructuras.

Técnicas de reconocimiento.

Para el reconocimiento geotécnico del terreno pueden utilizarse desde la básica inspección visual, (muy utilizada en la caracterización de macizos rocosos), hasta técnicas de campo o laboratorio más o menos sofisticadas.

Dentro de estas últimas, se puede establecer la siguiente clasificación:

Prospecciones manuales o mecánicas, con o sin obtención de muestras: Calicatas. Sondeos manuales o mecánicos.

Ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas.

Ensayos "in situ".

Pruebas de penetración. Métodos geofísicos.