1. MARCO TEORICO

PLANO DE CIMENTACIÓN

La base sobre la que descansa todo el edificio o construcción es lo que se le llama cimientos. Rara vez estos son naturales. Lo más común es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por calculo, de acuerdo con las características del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener.

El plano de cimentación interesa también fundamentalmente desde el punto de vista de su construcción. De ahí que se delineen atendiendo nada mas que a su forma y disposición.

La representación más sencilla consiste en el trazado de las líneas exteriores de los cimientos y de su eje, que es también el de las paredes que descansan sobre ellos. El eje se delinea para facilitar el replanteo de los cimientos sobre el terreno, el cual se utiliza como guía para apertura de las zanjas. Es frecuente añadir a la planta de cimientos la representación con líneas de trazos, del ancho de las paredes que apoyan sobre ella. Las variantes que pueden darse suelen ser en la representación de las paredes: representación solo parcial en los ángulos, representación por medio de tramados, etc.

Definición:

La cimentación es la parte estructural del edificio, encargada de transmitir las cargas al terreno, el cual es el único elemento que no podemos elegir, por lo que la cimentación la realizaremos en función del mismo. Al mismo tiempo este no se encuentra todo a la misma profundidad por lo que eso será otro motivo que nos influye en la decisión de la elección de la cimentación adecuada.

La finalidad de la cimentación es sustentar estructuras garantizando la estabilidad y evitando daños a los materiales estructurales y no estructurales. Los problemas que se presentan en la cimentación de un edificio o una estructura pueden dividirse en:

Estudio del material que forma el terreno en que se construirá el edificio. Estudio realizado en el laboratorio de mecánica de suelos.

Un cimiento es aquella parte de la estructura que recibe la carga de la construcción y la transmite al terreno por medio del ensanchamiento de su base. La base sobre la que descansa todo el edificio o construcción es lo que se le llama cimientos. Rara vez estos son naturales. Lo más común es que tengan que construirse bajo tierra. La profundidad y la anchura de los mismos se determinan por cálculo, de acuerdo con las características del terreno, el material de que se construyen y la carga que han de sostener.

El cimiento es aquella parte de la estructura encargada de transmitir las cargas al terreno. Debido aque la resistencia y rigidez del terreno suelen ser inferiores a las de la estructura, la cimentaciónposee un área en planta muy superior a la suma de las áreas de todos los pilares y muros portantes(estructura vertical).

Los cimientos por tanto serán por lo general piezas de volumen considerable con respecto al volumende las piezas de la estructura. Se construyen en hormigón armado y en general se empleará hormigón de calidad relativamente baja ya que no resulta económicamente interesante el empleo dehormigones de resistencias mayores.Para poder realizar una buena cimentación es necesario un conocimiento previo del terreno en el quese va a construir la estructura. Aquí vamos a realizar una pequeña introducción sobre el suelo y laroca.Los términos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniería civil, implican una clara distinción entredos clases de materiales de cimentación. Se dice que roca es un agregado natural de granosminerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de cohesión. Por otra parte, se considera quesuelo es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes orgánicos, que puedensepararse por medios mecánicos comunes, tales como la agitación en el agua.El ingeniero para preparar un proyecto debe saber cuáles son los materiales que están presentes yqué propiedades poseen, este conocimiento se adquiere, parcialmente, consultando libros, perosobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando muestras que considere representativas delos materiales. En la ingeniería de las cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable.La correcta clasificación de los materiales del subsuelo es un paso importante para cualquier trabajode cimentación, porque proporciona los primeros datos sobre las experiencias que puedan anticiparse durante y después de la construcción. El detalle con el que se describen, prueban y valoran las muestras, depende del tipo de estructura que se va a construir, de consideraciones económicas, de la naturaleza de los suelos, y en cierto grado del método con el que se hace el muestreo. Las muestras deben describirse primero sobre la base de una inspección ocular, y de ciertas pruebas sencillas que pueden ejecutarse fácilmente tanto en el campo como en el laboratorio clasificando el material en uno de los grupos principales.Las estructuras de cimentación son, con frecuencia, elementos tridimensionales, en ocasioneselementos lineales, por ejemplo las vigas de cimentación.

2. CONCEPTOS RELACIONADOS Columna:

Elemento estructural que se usa principalmente para resistir carga axial de comprensión y que tiene una altura de por lo menos 3 veces su dimensión lateral menor.

Muro:

Elemento estructural, generalmente vertical empleado para encerrar o separar ambiente, resistir cargas axiales de gravedad y resistir cargas perpendiculares a su plano provenientes de empujes laterales de suelos o líquidos.

Muro de corte:

Elemento estructural usado básicamente para proporcionar rigidez lateral y absorber porcentajes importantes del cortante horizontal sísmico.

Viga:

Elemento constructivo, por lo general horizontal , pero puede ser empleado para techos inclinados (tina, dos aguas). Sometido a flexión debido a que reciben cargas por el peso de la losa y luego lo transmiten a los muros o columnas. Losa:

Elemento estructural de espesor reducido respecto a sus otras dimensiones usado como techo o piso, generalmente horizontal y armado en una o dos direcciones según el tipo de apoyo existente en su contorno.

Usado también como diafragma rígido para mantener la unidad de la estructura frente a cargas horizontales de sismo.

Pilote:

Elemento estructural esbelto introducido o vaciado dentro del terreno con el fin de soportar una carga y transferirla al mismo o con el fin de compactar el suelo.

Zapata:

Parte de la cimentación de una estructura que reparte y transmite la carga directamente al terreno de cimentación o a pilotes.

Relleno:

Comprende la ejecución de trabajos tendientes a rellenar zanjas (como es el caso de colocación de tuberías, cimentaciones enterradas, etc.) o el relleno de zonas requeridas por los niveles de pisos establecidos en los planos.

Solado:

El solado es una capa de concreto simple de escaso espesor que se ejecuta en el fondo de excavaciones para zapatas, proporcionando una base para el trazado de columnas y colocación de la armadura.

Falsopisos:

Es el solado de concreto, plano, de superficie rugosa, que se apoya directamente sobre el suelo natural o en relleno y sirve de base a los pisos de la planta baja.

1. CIMENTACIONES SUPERFICIALESa) ZAPATAS

Zapata aislada (cuadrada)

En este tipo de zapatas el elemento estructural que transmite los esfuerzos será un pilar, pudiendoser éste de hormigón o metálico. El pilar arrancará siempre desde el centro geométrico de la base de la zapata.

Zapata corrida

Una zapata continua es una zapata de corcreto reforzado que se prolonga para sustentar una fila de columnas.

Zapata combinada

Son aquellas fundaciones que soportan mas de una columna.  Se opta por esta solución cuando se tienen dos columnas muy juntas y al calcular el área necesaria de zapata para suplir los esfuerzos admisibles sobre el suelo nos da que sus áreas se montan.

 

b) LOSAS DE CIMENTACION

Una losa o carpeta de cimentación se hace de concreto grueso y muy reforzado para que sirva como una zapata monolítica individual para varias columnas o un edificio completo. Las losas de cimentación se usan cuando la capacidad de carga permisible de un suelo de cimentación es baja en relación con las cargas del edificio y las zapatas con columnas interiores se hacen tan grandes que resulta más económico fundirlas en una sola losa. Las

losas de cimentación pueder rigidizarse mediante una parrilla de nervaduras, vigas o muros.

c) SOBRECIMIENTO

Son obras que se encuentran encima de los cimientos, cuya función es la de transmitir a éstos las cargas debidas al peso propio de la estructura y las sobrecargas que se presentan, preservando la erosión producida por agentes externos (lluvia, nevada, etc.)

Por lo general, el ancho del sobrecimiento corresponde al ancho del muro a ser soportado y una altura recomendada de 0.4 m por encima del nivel del terreno natural.

d) CIMIENTO CORRIDO

Se entenderá por cimiento corrido todos los elementos que conforman el cimiento, medidos desde el nivel de piso hasta el fondo de la cimentación. Consiste en un

SOBRECIMIENTO

CIMIENTO CORRIDO

elemento colocado en posición horizontal que tiene función estructural ya que recibe la carga de los muros y las transmite al suelo portante. Se recomienda que la profundidad del cimiento sea como mínimo de un metro.

Por esta denominación se entiende los elementos de concreto ciclópeo que constituyen la base de fundación de los muros y que sirve para transmitir al terreno el peso propio de los mismos y la carga de la estructura que soportan. Por lo general su vaciado es continuo y en grandes tramos, de allí su nombre de cimientos corridos.

e) VIGA DE CIMENTACION

Elemento estructural que se emplea en suelos de baja resistencia a fin de integrar en forma lineal la cimentación de varios pilares.

2. CIMENTACIONES PROFUNDAS

PILOTES

Un pilote es un elemento de cimentación de gran longitud comparada con su sección transversal, que enterrado consigue una cierta capacidad de carga, suma de su resistencia por rozamiento con el terreno y su apoyo en punta.

Cuando el suelo situado al nivel en que se desplantaría normalmente una zapata o una losa de cimentación, es demasiado débil o compresible para proporcionar un soporte adecuado, las cargas se transmiten al material más adecuado a mayor profundidad por medio de pilotes. Los pilotes son elementos estructurales con un área de sección transversal pequeña, comparada con su longitud, y usualmente se instalan usando una piloteadora que tiene un martinete o un vibrador. A menudo se hincan en grupos o en filas, conteniendo cada uno suficientes pilotes para soportar la carga de una sola columna o muro.

3. SIMBOLOGIA

4. NORMATIVIDAD

Artículo 19.- Generalidades

Las suposiciones que se hagan para los apoyos de la estructura deberán ser concordantes con las características propias del suelo de cimentación.

El diseño de las cimentaciones deberá hacerse de manera compatible con la distribución de fuerzas obtenida del análisis de la estructura.

Artículo 20.- Capacidad Portante

En todo estudio de mecánica de suelos deberán considerarse los efectos de los sismos para la determinación de la capacidad portante del suelo de cimentación, en los sitios en que pueda producirse licuefacción del suelo, debe efectuarse una investigación geotécnica que evalúe esta posibilidad y determine la solución más adecuada.

Para el cálculo de las presiones admisibles sobre el suelo de cimentación bajo acciones sísmicas, se emplearan los factores de seguridad mínimos indicados en la NTE E.050 suelos y cimentaciones.

Articulo 21.- Momento de Volteo

Toda estructura y su cimentación deberán ser diseñadas para resistir el momento de volteo que produce un sismo. El factor de seguridad deberá ser mayor o igual que 1,5.

Articulo 22.- para zapatas aisladas con o sin pilotes en suelos tipo S3 y S4 y para las zonas 3 y 2 se proveerá elementos de conexión, los que deben soportar en tracción o comprensión, una fuerza horizontal mínima equivalente al 10% de la carga vertical que soporta la zapata.

Para el caso de pilotes y cajones deberá proveerse de vigas de conexión o deberá tenerse en cuenta los giros y deformaciones por efecto de la fuerza horizontal diseñando pilotes y zapatas para estas solicitaciones. Los pilotes tendrán una armadura en tracción equivalente por lo menos al 15% de la carga vertical que soportan.

5. INFORMACION COMPLEMENTARIA

AISLAMIENTO SISMICO DE BASE

El aislamiento de base es la herramienta más potente de la ingeniería sísmica permitiendo un control pasivo de la vibración de la estructura. Esta herramienta es capaz de proteger a una estructura (edificada por el hombre o no) del efecto devastador del impacto sísmico a través de un diseño inicial apropiado o de sus consecuentes modificaciones. En algunos casos, la aplicación de aislamiento de base puede incrementar su resistencia al sismo considerablemente. Contrariamente a la creencia popular el aislamiento de base no hace al edificio a prueba de terremotos. En la actualidad la técnica está conseguida para cualquier tipo de edificio, incluso edificios más altos y flexibles.

¿Qué es un Aislador Sísmico de Base?El AISLAMIENTO SÍSMICO es una tecnología que protege la estructura de los efectos destructivos de un sismo. Reduce la respuesta de la superestructura “separando o aislando” la estructura de los movimientos del suelo y proporcionándole mayor amortiguamiento.¿Cuál es la diferencia entre una estructura con y sin aislador ante un evento sísmico?

Reduce las fuerzas cortantes y desplazamientos relativos Las vidas son protegidas y los elementos no estructurales preservados, manteniéndose

lasestructuras operativas luego de un sismo.

Reduce sección geométrica de las estructuras. Aminora los costos de siniestralidad. Evita pérdidas materiales cuantiosas y tiempos en reparaciones.

¿Qué tan confiable es un Aislador Sísmico DIS?El aislador más probado y confiable del mundo, usado en zonas de gran actividad sísmica como San Francisco, Tokio, Estambul, Turquía.Único aislador que admite deformaciones mayores a 1.00 m y con cargas de hasta 4000tn.