CIMENTACIONESSe denomina cimentacin al conjunto de elementos estructurales cuya misin es transmitir las cargas de la edificacin o elementos apoyados a este al suelo distribuyndolas de forma que no superen su presin admisible ni produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportar, el rea de contacto entre el suelo y la cimentacin ser proporcionalmente ms grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos muy coherentes).La cimentacin es importante porque es el grupo de elementos que soportan a la superestructura. Hay que prestar especial atencin ya que la estabilidad de la construccin depende en gran medida del tipo de terreno.

I.-TIPOS DE CIEMNTACIONES1.1 ELECCION:

La eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de las caractersticas mecnicas del terreno, como su cohesin, su ngulo de rozamiento interno, posicin del nivel fretico y tambin de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentacin. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentacin menos costoso y ms simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentacin superficial se valoran otros tipos de cimentaciones.Hay dos tipos fundamentales de cimentacin: directas y profundas.1.2 CIMENTACIONES SUPERFICILAES O DIRECTAS:Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener ste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentacin, la carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:

Cimentaciones ciclpeas. Zapatas aisladas. Zapatas corridas. Zapatas combinadas. Losas de cimentacin.

Esquema que muestra donde se aplican las cimentaciones superficiales (ms baratas) y las cimentaciones profundas. Muchas veces en terrenos malos hay que optar siempre por la cimentacin profunda, incluso para construcciones de poco peso, como una casa pequea.

A) CIMENTACIONES CICLPEAS:

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclpeo (hormign) es sencillo y econmico. El procedimiento para su construccin consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaos al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporcin 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas. El hormign ciclpeo se realiza aadiendo piedras ms o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra ms pequea que en los cimientos de mampostera hormigonada. La tcnica del hormign ciclpeo consiste en lanzar las piedras desde el punto ms alto de la zanja sobre el hormign en masa, que se depositar en el cimiento.

Precauciones: Tratar que las piedras no estn en contacto con la pared de la zanja. Que las piedras no queden amontonadas. Alternar en capas el hormign y las piedras. Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormign.

Proceso constructivo de una cimentacin. Cada piedra debe quedar envuelta por el hormign

Seccin transversal de una cimentacin ciclpea.Las cimentaciones ciclpeas son ptimas para Edificaciones.B) ZAPATAS AISLADAS:Las zapatas aisladas son un tipo de cimentacin superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata ampla la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El trmino zapata aislada se debe a que se usa para asentar un nico pilar, de ah el nombre de aislada. Es el tipo de zapata ms simple, aunque cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que seasienten ms de un pilar. La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios trmicos, aunque en las estructuras si que es normal adems de aconsejable poner una junta cada 30 m aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un nico pilar. Una variante de la zapata aislada aparece en edificios con junta de dilatacin y en este caso se denomina "zapata bajo pilar en junta de diapasn".En el clculo de las presiones ejercidas por la zapata debe tenerse en cuenta adems del peso del edificio y las sobrecargas, el peso de la propia zapata y de las tierras que descansan sobre sus vuelos, estas dos ltimas cargas tienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento.Por otra parte en el clculo de vuelco, donde el peso propio de la zapata y las tierras sobre ellas tienen un efecto favorable. Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterognea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Conviene que las instalacionesdel edificio estn sobre el plano de los cimientos, sin cortar zapatas ni riostras. Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 1 dm en el estrato del terreno.La profundidad del plano de apoyo se fija basndose en el informe geotcnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivel fretico o por posibles riesgos debidos a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mnima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables. En el caso en que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efecta una sola zapata para los dos soportes. Conviene utilizar hormign de consistencia plstica, con ridos de tamao alrededor de 40 mm. En la ejecucin, y antes de echar el hormign, disponer en el fondo una capa de hormign pobre de aproximadamente 10 cm de espesor (hormign de limpieza), antes de colocar las armaduras.

Podemos encontrarnos con Diferentes posibilidades de zapatas, con respecto a la colocacin del pilar.

Colocacin de parrilla en su pozo, con separadores de hormign y arranque de pilar.Procedimiento de una zapata aislada

C) ZAPATAS CORRIDAS:Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales separadas.Son cimentaciones de gran longitud en comparacin con su seccin transversal. Las zapatas corridas estn indicadas como cimentacin de un elemento estructural longitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el terreno. Tambin este tipo de cimentacin hace de arriostramiento, puede reducir la presin sobre el terreno y puede puentear defectos y heterogeneidades en el terreno. Otro caso en el que resultan tiles es cuando se requeriran muchas zapatas aisladas prximas, resultando ms sencillo realizar una zapata corrida.Las zapatas corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener seccin rectangular, escalonada o estrechada cnicamente. Sus dimensiones estn en relacin con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresin del material y la presin admisible sobre el terreno. Por practicidad se adopta una altura mnima para los cimientos de hormign de 3 dm aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ngulo de reparto de las presiones.En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarn encofrados. Si los cimientos se realizan en hormign apisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos.Si los trabajos de cimentacin debieran interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unin con el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzar esta unin.Las Zapatas Corridas son, segn el Cdigo Tcnico de la Edificacin (CTE), aquellas zapatas que recogen ms de tres pilares. Las considera as distintas a las zapatas combinadas, que son aquellas que recogen dos pilares. Esta distincin es objeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente cuatro pilares.

Proceso final de una cimentacin corrida.D) ZAPATAS COMBINADAS:

Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentacin para dos o ms pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un nico elemento de cimentacin, el resultado puede ser un elemento ms estabilizado y sometido a un menor momento resultante.E) LOSAS DE CIMENTACIN:Una losa de cimentacin es una placa flotante apoyada directamente sobre el terreno. Como losa est sometida principalmente a esfuerzos de flexin. El espesor de la losa ser proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la misma. La relacin entre el espesor de la losa, los momentos flectores de la placa, las cargas exteriores y las propiedades elsticas del hormign de la losa viene dada por la siguiente expresin:

Tipos de losas de cimentacin

Losas de cimentacin1.3 CIMENTACIONES SEMIPROFUNDAS: Pozos de cimentacin o caissons: Son en realidad soluciones intermedias entre las superficiales y las profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el ro, en ese caso se trabaja en cmaras presurizadas.Arcos de ladrillo sobre machones de hormign o mampostera.Muros de contencin bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentacin semiprofunda.

VI CIMENTACIONES DE ESTRUCTURAS ACTUALES6.1 CIMENTACION EN EL BURJ DUBAILa cimentacin de este edificio es la ms grande jams construida. Se compone por un innovador concepto basado en estudios geotcnicos y ssmicos: el edificio es soportado en primera instancia por una placa inmensa de hormign armado de casi 4 m de grosor, sumando 12.500 m. Esta placa a su vez es soportada por un sistema compuesto por 192 pilotes de 1,5 m de dimetro en su base por 43 m de profundidad.

Burj DubaiEN COLUMNAS:

Elaboracin de la columnaCuando la columna este completamente armada se colocar el encofrado de tres lados verticalmente ajustando contra el dado para finalmente cerrar clavando el cuarto lado.

Figura 32. Apuntalamiento del encofrado para columnasCerrado el encofrado y ajustadas las crucetas, se proceder a verificar la verticalidad de la columna, por lo menos en dos caras adyacentes con la ayuda de plomadas y se colocarn bolillos de listn (pie de amigo) asegurando que estn firmes en el terreno evitando as posibles inclinaciones o desplazamientos de la columna.

Colocado del hormign:

El hormign ser vaciado de acuerdo con las especificaciones de preparacin y puesta en obra del hormign.

Lo primero que se debe hacer antes de vaciar el hormign es colocar lechada de cemento sobre la superficie del dado para que exista mayor adherencia.

Cuando la altura de la columna sea mayor a 2.5 m se debe prever la ubicacin de una ventana por donde se vaciar y vibrar el hormign.

Figura 33. Detalle de la ventana

Si la altura de la columna es menor o igual a 2.5 m se vaciar y vibrar el hormign desde la parte superior.

Desencofrado:El desencofrado de las columnas puede ser realizado a los 7 das, ya que las cargas producidas por la estructura no inciden directamente sobre las columnas si no sobre los puntales de las vigas.Curado:Una vez que las columnas hayan sido desencofradas, estas debern ser forradas con polipropileno de tal manera que sean protegidas contra los rayos solares, al mismo tiempo se verter agua en su interior. La sudoracin que produce el mismo hormign ayuda al curado.EN VIGAS:Elaboracin de la vigaColocar los fondos de la viga (tablas de 1 entre columna y columna), estos fondos debern tener el ancho de la viga y estarn apoyados sobre puntales (bolillos). Figura 34. Apuntalado del encofrado para vigas

Los puntales estn formados por cabezales (listones de 2 x 2 ) sujetados a bolillos de eucalipto, que servirn de soporte a los fondos. Debern estar colocados cada 80 cm en todo la longitud de las vigas y estarn apoyados sobre cuas que servirn para nivelar el encofrado de la viga.Una vez colocados los fondos de las vigas, se proceder a colocar los encofrados laterales y a nivelar toda la estructura mediante el sistema de vasos comunicantes (manguera). Este sistema consiste en medir las alturas de todas las columnas y tomando como referencia la menor altura se marcarn todas al mismo nivel para que todas las vigas queden perfectamente niveladas y la losa est completamente horizontal.

Figura 35. Sistema de vasos comunicantes.

Colocar chanfles en las esquinas del encofrado a lo largo de toda su longitud para evitar roturas al momento del desencofrado.

Los encofrados laterales exteriores de las vigas de borde tendrn la altura de la viga y deben estar arriostrados con listones para evitar posibles desplazamientos al momento de vaciar el hormign. (ver Figura 36)

Los encofrados laterales interiores de las vigas tendrn la altura de la viga descontando el espesor de la losa. (ver Figura 37)

Una vez que el encofrado est terminado se debe aplicar aceite sucio en toda la superficie interior para impermeabilizarlo y para evitar la adherencia del hormign, lo que adems facilita el desencofrado.

Figura 36. Encofrado viga de borde Figura 37. Encofrado viga central

Doblado y montaje de armaduras: El doblado y cortado de la armadura ser realizado de acuerdo a las medidas de los planos estructurales.

Por la dificultad que existe en el armado de fierros en las intersecciones de vigas dentro los encofrados, ste deber ser realizado sobre caballetes de fierro de a una altura de 1 m por encima del encofrado de la losa, los mismos que estarn ubicados por encima del eje de las vigas cada 3 m. (ver Figura 38)

Una vez colocadas las galletas en los estribos en la parte inferior y los laterales, se proceder al retiro de los caballetes y al descenso de todas las armaduras de las vigas dentro de los encofrados, teniendo el cuidado de coincidir con sus respectivos ejes.

Figura 38. Caballetes para el armado de vigasColocado del hormign:El hormign ser vaciado de acuerdo con las especificaciones de preparacin y puesta en obra del hormign.Cuando se tengan vigas en dos direcciones y la armadura en la interseccin sea muy tupida se deber retirar la armadura negativa de una direccin, para vaciar el hormign de la columna hasta la mitad de la viga y luego volver a colocar la armadura y terminar de vaciar.Desencofrado:El desencofrado de los laterales de las vigas puede ser realizado a los 2 das despus del vaciado y el desencofrado del resto de la estructura ser realizado cuando el hormign haya alcanzado la resistencia cilndrica (28 das).Curado:El curado ser realizado por lo menos durante los primeros de 7 das despus del vaciado humedeciendo el hormign hasta que haya alcanzado como mnimo el 70 % de su resistencia

CONCLUSIONES

El tipo de suelo favorece o afecta mayormente a una cimentacin, por eso es necesario realizar los respectivos ensayos. Es importante obtener los planos geotcnicos para tomar mejores decisiones en la construccin de cimentaciones. Ninguna Estructura se construye en el aire, las cimentaciones es la base fundamental de una edificacin o puente

Oswaldo J. Rodrguez Quispe UNA-PUNO 19