1. SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN
Y DE ESTIMACIÓN
PROFESOR: Dr. Carolina Stevenson
Arquitecta Universidad Nacional
Sistemas de Construcción y Estimación – Prof:
CONCRETO
ARMADO
3. CONTENIDO
Replanteo
Movimiento de tierras
Función de la cimentación
Tipos de cimentaciones
Directas o Superficiales
Cimentaciones Profundas
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CIMENTAC
IONES
4. Replanteo
REPLANTEO PREVIO:
Situar el edificio en la parcela o lote.
Determinar con exactitud su ubicación
tomando puntos de referencia de
elementos inamovibles en el sitio.
REPLANTEO PRINCIPAL:
Situar las cimentación y los arranques de
estructura.
REPLANTEO SECUNDARIO:
Se realiza a lo largo de la ejecución de la
obra. Para cualquier elemento que se
vaya a construir se debe realizar un
replanteo previo. El replanteo secundario
se realiza hasta culminar la obra.
LOCALIZACIÓN Y REPLANTEO
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CONCRETO
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5. Plano de definición de ejes
Detalle de módulo
estructural
LOCALIZACIÓN Y REPLANTEO
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CONCRETO
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7. NIVELACION:
Definir la diferencia de altura entre dos o
varios puntos.
- Nivel de burbuja
- Goma flexible
- Regla de nivelar
- Nivel de anteojo
- Teodolito
APLOMAR:
Definir la verticalidad de cualquier
elemento. El más utilizado es la plomada
y el nivel.
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8. Movimiento de Tierras
EXCAVACIONES A CIELO ABIERTO:
Son excavaciones que se realizan sin
restricciones de espacio
EXCAVACIONES EN ZANJA:
Excavaciones restringidas en su ancho.
Este tipo de excavaciones presenta
problemas de empuje lateral, el cual se
aumenta al profundizar.
SISTEMA DE PUNTA
ZANJAS
EXCAVACIÓN SEGÚN TIPO DE SUELO:
Dependiendo de la composición del suelo
donde se vaya a excavar, debe haber una
aproximación con especificaciones
técnicas para garantizar la seguridad y la
eficacia de la excavación.
Acodalamiento
horizontal
Sistemas de Construcción y Estimación – Prof:
Acodalamiento
vertical
CONCRETO
ARMADO
10. TRASLADO DE TIERRA
Se debe garantizar la eficacia del proceso mediante la elaboración de un
plan de traslado y manejo (responsable disposición) de material y la
coordinación de actores de la actividad.
CONCRETO
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11. EFECTO DE REBOTE DEL SUELO
EFECTO DE REBOTE DEL SUELO:
Debido a la meteorización y a la comprensión de partículas en el suelo, al
realizar una excavación, las cargas de compresión que asumía el material
comprimido genera fuerzas de empuje que bien pueden derribar las
paredes de una excavación y/o generar un efecto de “rebote” que bien
puede curvar el fondo y romper placas de contra piso que no sean CONCRETO
capazas
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12. Movimiento de Tierras
EXCAVACIONES - TALUDES, RELLENOS Y PROTECCIÓN
DE EXCAVACIÓN
CONCRETO
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13. Cimentación: función
Cargas
transmitidas por la
estructura a la
cimentación terreno que
Fuerzas del
asumen las cargas
transmitidas por la
cimentación
La función principal de cualquier tipo de cimentación es la de
transmitir los esfuerzos de la estructura aérea al terreno.
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14. Definición - Función
Fundamentalmente las cimentaciones:
•Deben situarse de un modo adecuado para impedir los daños producidos por
heladas, cambios de volumen, socavaciones, movimientos del nivel freático, daños
producidos por futuras construcciones, etc.
•Deben ser estables: vuelco, deslizamiento, hundimiento, estabilidad general del
conjunto, diseño estructural adecuado.
•Deben ofrecer una seguridad aceptable y suficiente al menor coste posible y
utilizando recursos de manera apropiada.
CIMENTAC
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15. Tipos de Cimentaciones
Las cimientaciones pueden
clasificarse en:
Cimentaciones directas:
transmiten al terreno principalmente
esfuerzos de compresión y momentos
flectores
Anclajes: transmiten principalmente
esfuerzos de tension (tracción).
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IONES
16. Tipos de Cimentaciones Directas
SUPERFICIALES ciclópea
zapatas
zapatas aisladas (centrada,
esquina)
zapatas combinadas
zapatas corridas
emparrillados
placas
SEMI-PROFUNDAS
pozos
caissons
PROFUNDAS
pilotes
pilotes hincados
pilotes pre-
excavados
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17. Tipos de Cimentaciones Directas
SUPERFICIALES ciclópea
zapatas
zapatas aisladas (centrada,
esquina)
zapatas combinadas
zapatas corridas
emparrillados
placas
SEMI-PROFUNDAS
pozos
caissons
PROFUNDAS
pilotes
pilotes hincados
pilotes pre-
excavados
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18. Cimentación Ciclópea
Viga de amarre
Cimiento ciclópeo
El cimiento de concreto ciclópeo es sencillo y
económico, consiste en piedras de diferentes tamaños unidas por
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una mezcla de concreto en proporción 1:3:5
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19. Zapatas
Cimentación apta para profundidad de 0,80-1,50 m (sin nivel
freático), preferiblemente con armadura y unidas entre si por
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vigas de amarre. y Estimación – Prof:
Sistemas de Construcción
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20. Zapatas Aisladas
•Terreno firme, asientos
diferenciales reducidos
• Preferiblemente cuadrada
•Posibilidad de unir con vigas de centrada
Zapata
amarre
Zapata de medianera
Zapata de esquina
Zapata centrada
Zapata de medianera
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Zapata de esquina
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21. Zapatas Combinadas y Corridas
Se utilizan zapatas combinadas o corridas
cuando las zapatas aisladas se encuentran
muy próximas o incluso se solapan.
También se emplean para apoyar muros
con capacidad portante
aislada combinada corrida
Zapata aislada
Zapata combinada
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Zapata corrida
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24. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
3. ARMADO DE FORMALETAS
PARA FUNDIR ZAPATAS.
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IONES
25. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
4. INSERSIÓN DE CANASTA DE
ACERO DE REFUERZO
DILATADA DEL SUELO CON
“TACOS” DE MADERA DE
MÍNIMO 1,5 cm.
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IONES
26. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
5. FUNDICIÓN DE
ZAPATAS, DEJANDO UN
RECUBRIMIENTO DE MÍNIMO
2,5 cm.
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IONES
27. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
6. APERTURA DE ZANJA
PERIMETRAL PARA ARMAR
FORMALETA Y FUNDIR VIGA
DE CIMENTACIÓN.
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IONES
28. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
7. INSERCIÓN DE CANASTA
DE ACERO DE REFUERZO DE
VIGA DE AMARRE.
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29. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
8. FUNDICIÓN DE VIGA DE
CIMENTACIÓN.
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30. PROCESO CONSTRUCTIVO
ZAPATAS AISLADAS - ZAPATAS
COMBINADAS
9. RETIRAR FORMALETA Y
CURAR EL CONCRETO.
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31. Tipos de Cimentaciones Directas
SUPERFICIALES ciclópea
zapatas
zapatas aisladas (centrada,
esquina)
zapatas combinadas
zapatas corridas
emparrillados
placas
SEMI-PROFUNDAS
pozos
caissons
PROFUNDAS
pilotes
pilotes hincados
pilotes pre-
excavados
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32. Eparrillados
Todas las columnas van a una única
cimentación de gran rigidez
Cimentación de emparrillado
Los emparrillados se emplean cuando la capacidad portante del
terreno es escasa o cuando presenta una elevada
heterogeneidad, lo que hace prever que puedan producirse
CIMENTAC
Sistemas de Construcción y Estimación – Prof:
asientos diferenciales importantes.
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33. Placa flotante
La cimentación por losa se emplea cuando:
•Las zapatas o el emparrillado ocupan más del 50% de la
superficie.
•Se requiere un sótano bajo el nivel freático o muy cercano.
•Terreno heterogéneo con posibles asientos diferenciales
•Hay combinación de elementos de soporte
(vigas, muros, etc)
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34. Losa o Placa flotante
La losa puede ser maciza, aligerada o disponer de refuerzos
especiales para mejorar la resistencia a punzonamiento bajo los
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Sistemas de Construcción y Estimación – por
soportes individualmente o Prof: nervaduras.
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35. Losa o Placa flotante
Placa Flotante Continua
Placa Flotante Nervada
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Placa Flotante Nervada
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IONES
36. Losa o Placa flotante
Placa Flotante Continua
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37. Losa o Placa flotante
Placa flotante tipo ‘cajón'
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38. Losa o Placa flotante
Cimentación compensada
Asientos inducidos por losas de
cimentación en edificaciones
vecinas
La cimentación con losas comúnmente se utiliza para cimentaciones compensadas
cuando la edificación incluye la existencia de sótanos en donde el peso de las tierras
excavadas equivale aproximadamente al peso total del edificio. Si el edificio se
distribuye en varias zonas de distinta altura se debe preveer la distribución
CIMENTAC
proporcional de los sótanos Estimación – Prof:
así como juntas estructurales.
Sistemas de Construcción y
IONES
39. Tipos de Cimentaciones Directas
SUPERFICIALES ciclópea
zapatas
zapatas aisladas (centrada,
esquina)
zapatas combinadas
zapatas corridas
emparrillados
placas
SEMI-PROFUNDAS
pozos
caissons
PROFUNDAS
pilotes
pilotes hincados
pilotes pre-
excavados
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IONES
40. Cimentación por Pozos
La cimentación por pozos constituye una solución intermedia entre cimentaciones
profundas y superficiales. Se utiliza cuando la resistencia del suelo requerida se
alcanza a profundidades medias pero sin que se justifique la necesidad de cimentar
con pilotes.
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41. Cimentación por Pozos
•se utilizan para profundidades de 2 a 6 m.
•en obras pequeñas donde no es posible llevar maquinaria de
pilotes por tamaño obra o por calles estrechas.
•en caso de acciones horizontales importantes.
•en caso de acciones a tracción
•adecuado en arcillas expansivas atravesando la mayor parte
de capa activa.
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42. Caissons
Los Caissons son cimentaciones semi-profundas / profundas que
comprenden un radio lo suficientemente grande como para que
un hombre sea capaz se realizar la excavación para construirlo.
Los Caissons son fundidos in situ, en ocasiones de CIMENTAC
manera
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IONES
43. Caissons
1.
2.
3.
4.
5.
CONSTRUCCIÓN MANUAL
Se construyen por etapas ó anillos sucesivos que sostienen el terreno evitando su
colapso a medida que se avanza en la excavación.
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46. Tipos de Cimentaciones Directas
SUPERFICIALES ciclópea
zapatas
zapatas aisladas (centrada,
esquina)
zapatas combinadas
zapatas corridas
emparrillados
placas
SEMI-PROFUNDAS
pozos
caissons
PROFUNDAS
pilotes
pilotes hincados
pilotes pre-
excavados
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IONES
47. cimentaciones Profundas
NO solo se pueden definir como el tipo de cimentación en las que
el plano de apoyo ó estrato de cimentación se encuentra a una
gran profundidad, ya que en ocasiones NO existe ese estrato de
cimentación. Se considera que una cimentación es profunda
cuando su extremo inferior en el terreno se encuentra a una
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48. Pilotes
Son adecuados para:
•reducir o limitar asientaminetos
•soportar cargas altas y concentradas
•evitar asentamientos e incremento de
tensiones sobre edificios vecinos.
•formar cimentación a más de 4-5 m
de profundidad.
En sus diversas modalidades, es un tipo de cimentación que se
puede distinguir por reducir asientos y mejorar la seguridad frente
CIMENTAC
al hundimiento de las losas.
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49. Pilotes
CLASIFICACION POR
CONFIGURACIÓN
Pilotes Aislados:
están
lo suficientemente alejados
para
que
no
exista
interacción geotécnica entre
ellos Sistemas de Construcción y Estimación – Prof:
Grupos de pilotes / zonas
pilotadas: son de escasa capacidad
portante individual se encuentran unidos
por elementos rígidos trabajando CIMENTAC
conjuntamente.
IONES
50. Pilotes
CLASIFICACION POR
CONFIGURACIÓN
•Soporte de Nuevas Cargas en Áreas
Congestionadas
•Adecuación Sísmica
•Arresto de Sedimento Estructural
•Resistencia de Cargas de
Elevación/Dinámicas
•Apuntalamiento
•Soporte de Excavación en Áreas
Confinadas
•Muro de Pilote Reticulado
Micropilotes: son pilotes de diámetro pequeño que pueden ser
instalados en casi cualquier tipo de suelo . Ofrecer una alternativa viable en
situaciones de acceso restringido o de espacio superior bajo.
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51. Pilotes
CLASIFICACION POR
CONFIGURACIÓN
PILOTES SOILEX
El pilote soilex utiliza una bolsa expandible, en el fondo del pilote, que funciona
como una ampliación de la base. La bolsa de un paquete de lámina
CIMENTAC
metálica, que puede expandir después de instalar el pilote, inyectando
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52. Pilotes
CLASIFICACION POR FORMA
DE TRABAJO
Trabajo
por
Trabajo
punta
por fuste
El modo de trabajo depende de las características del terreno y
de la profundidad a la que se encuentre un estrato resistente.
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53. Pilotes
CLASIFICACION MATERIAL
Concreto (in situ, prefabricado)
Acero
Madera
Mixtos (acero tubular y concreto)
Pilotes de fibra de vidrio
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IONES
54. Pilotes
CLASIFICACION SISTEMA
CONSTRUCTIVO
Hincado: introducción en el terreno de
pilotes prefabricados mediante vibración o
percusión con martinetes provistos de mazas
Colocados: pilotes metálicos que se
introducen en pozos excavados previamente y
que, posteriormente, se rellenan con concreto,
Perforados in situ: construidos por medio
de excavación en pozo con o sin entibado
hasta la cota de asiento donde se introducen
Elelmodo de trabajo depende de las características del terreno y
concreto y las armaduras.
de la profundidad a la que se encuentre un estrato resistente.
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55. Pilotes Hincados -Resistencia en Punta
Este tipo de pilote transmites la carga directamente al estrato
firme o de cimentación. También recibe la sujeción por parte del
subsuelo. Son elementos prefabricados de concreto y en
CIMENTAC
oportunidades tubosy Estimación – Prof:
Sistemas de Construcción de acero.
IONES
59. Pilotes Hincados -Resistencia en Punta
3. Hincar
mediante
martilleo hasta
alcanzar estrato
Sistemas de Construcción y Estimación – Prof:
Estrato de
cimentación
CIMENTAC
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60. Pilotes Perforados – In Situ
Los pilotes perforados o pre-excavados son elementos fundidos
in situ, ya que a diferencia de los pilotes de resistencia por
punta, estos pueden no alcanzar el estrato adecuado para
CIMENTAC
apoyarse, por ende deben funcionar por rozamiento contra el
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61. Pilotes Perforados – In Situ
Pilotes de concreto in situ
Sistemas de Construcción y Estimación – Prof:
Pilotes perforados por inyec
CIMENTAC
IONES
62. Pilotes Perforados – In Situ
Camión o bamba de
inyección y
recolección de lodos
bentoniticos o
bentonita
1. Coordinar la
máquina de
inyección de
bentonita y la
grúa perforadora y Estimación – Prof:
Sistemas de Construcción
Broca de
excavación
CIMENTAC
IONES
63. Pilotes Perforados – In Situ
Camión o bamba de
inyección de
bentonita
Tubo de
inyección de
bentonita
2. A medida que se
realiza la perforación, se
debe inyectar bentonita
para evitar el
desbarrancamiento de la
excavación de Construcción y Estimación – Prof:
Sistemas
CIMENTAC
IONES
64. Pilotes Perforados – In Situ
Camión o bamba de
inyección de
bentonita
Excavación
llena con
bentonita
3. Al terminar la
perforación, la
excavación debe estar
completamente llena de
bentonita
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CIMENTAC
IONES
65. Pilotes Perforados – In Situ
Entramado de
acero de
refuerzo
armado
previamente
4. Insertar canasta de
refuerzo de acero
previamente armada
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CIMENTAC
IONES
66. Pilotes Perforados – In Situ
Camión o bamba de
recolección de
bentonita
5. A medida que se
introduce la canasta de
refuerzo de acero, se
debe recolectar la
bentonita para evitar su
derramamiento Construcción y Estimación – Prof:
Sistemas de
Entramado de
acero de
refuerzo
armado
previamente
CIMENTAC
IONES
67. Pilotes Perforados – In Situ
Camión o bamba de
recolección de
bentonita
6. Cuando la canasta de
refuerzo se ha
introducido
completamente, la
bentonita ha debido ser
completamente dragaday Estimación – Prof:
Sistemas de Construcción
Entramado de
acero de
refuerzo
armado
previamente
CIMENTAC
IONES
68. Pilotes Perforados – In Situ
Camión o bamba
para la inyección de
concreto
Pilote fundido
in situ
7. Después de
insertada la canasta de
refuerzo de acero, se
funde concreto
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IONES
Notes de l'éditeur
cimentaciones directasy se dividen atendiendo a su profundidad, contada siempre desde la línea de cota de la obra, en directas o superficiales, cimentaciones en pozo y cimentaciones profundas.
•Zapata aislada•Centradas•Medianera•Esquina•Combinada•Zapata continua•Vigas o losasflotantes.•Vigasflotantes.•Emparrillados•Losascontinuas
•Zapata aislada•Centradas•Medianera•Esquina•Combinada•Zapata continua•Vigas o losasflotantes.•Vigasflotantes.•Emparrillados•Losascontinuas
Cimentaciones ciclópeasEn terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, 1:3:5 (1 de cemento, 3 de arena y 5 de grava)procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. Precauciones:Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.Que las piedras no queden amontonadas.Alternar en capas el hormigón y las piedras.Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.
PROFUNDIDAD DE 0,80-1,50 m SIN NIVEL FREÁTICO. EN OCASIONES LLEGAR A 4 m (POZOS). PUEDEN EXISTIR ESTRATOS BLANDOS INFERIORES SIEMPRE QUE NO EXISTANSUPERPOSICIONES IMPORTANTES (ZAPATAS DE DIMENSIONES PEQUEÑAS). PREFERIBLE SIEMPRE ALGO DE ARMADURA Y CON RESISTENCIA DE AL MENOS HA-25POR DURABILIDAD. CANTO CONSTANTE. DIFICULTAD DE EJEC. VARIABLES ELIMINAR EN LO POSIBLE LOS ENCOFRADOS. ZAPATAS A MÁS DE 1,50 ESTUDIAR POZOS DE HORMIGÓN MÁS POBRE INFERIOR. PERMITEN QUE LOS PILARES ASIENTEN INDEPENDIENTEMENTE Y TIENEN ESCASARESISTENCIA A GIROS O DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES. LAS RIOSTRAS SIRVEN PARA
Normalmente soportan un único pilar salvo en casos excepcionales, por ejemplo cuando por motivos de la longitud de la sección del edificio se requiere duplicar la estructura en algún punto para establecer juntas de dilatación. Se utilizan cuando el terreno es firme, con presiones medias altas y se esperan asientos diferenciales reducidos. Cuando las zapatas sufran una elevada excentricidad en una o las dos direcciones principales (soportes medianeros y de esquina) es necesaria la disposición de vigas centradoras o de atado entre las zapatas con objeto de disminuir los momentos aplicados. En todo caso, resulta conveniente la disposición de estos elementos en el perímetro de la cimentación al objeto de disminuir la incidencia de los asientos diferenciales.
Este tipo de cimentación se emplea cuando las zapatas aisladas se encuentran muy próximas o incluso se solapan. Las causas que originan esta situación son varias: la proximidad de los pilares, la existencia de fuertes cargas concentradas que pueden dar lugar a elevados asientos diferenciales, la escasa capacidad resistente del terreno o la presencia de discontinuidades en este. Si el número de pilares que soporta es menor de tres se denominan combinadas y corridas en caso contrario. También se utilizan para apoyar muros con capacidad portante (muros de carga o muros de contención de tierras) ya tengan o no soportes embutidos en cuyo caso la anchura de la zapata puede ser variable.
•Zapata aislada•Centradas•Medianera•Esquina•Combinada•Zapata continua•Vigas o losasflotantes.•Vigasflotantes.•Emparrillados•Losascontinuas
En el emparrillado, la estructura se asienta en una única cimentación constituida por un conjunto de zapatas corridas dispuestas en forma de retícula ortogonal. Este tipo de cimentación se emplea cuando la capacidad portante del terreno es escasa o cuando presenta una elevada heterogeneidad, lo que hace prever que puedan producirse asientos diferenciales importantes que constituyan un riesgo elevado para la integridad del edificio.
La cimentación por losa se emplea como un caso extremo de los anteriores cuando la superficie ocupada por las zapatas o por el emparrillado represente un porcentaje elevado de la superficie total. La losa puede ser maciza, aligerada o disponer de refuerzos especiales para mejorar la resistencia a punzonamiento bajo los soportes individualmente (denominados pedestales si están sobre la losa y refuerzos si están bajo ella) o por líneas (nervaduras).Cimentación en.... con excavación de sótanos, mayores presiones por disminución de carganeta: cimentaciones compensadas o flotantes..... edificios con diferentes alturas, combinar diferentes profundidad deexcavación, combinar rigideces, o introducción de juntas..... principalmente losa con espesor constante..... losas a ejecutar por contratistas solventes: control de armaduras,hormigonado, etc..... en general para, y coste comparable a pilotes
La losa puede ser maciza, aligerada o disponer de refuerzos especiales para mejorar la resistencia a punzonamiento bajo los soportes individualmente (denominados pedestales si están sobre la losa y refuerzos si están bajo ella) o por líneas (nervaduras).
PROFUNDIDAD DE 0,80-1,50 m SIN NIVEL FREÁTICO. EN OCASIONES LLEGAR A 4 m (POZOS). PUEDEN EXISTIR ESTRATOS BLANDOS INFERIORES SIEMPRE QUE NO EXISTANSUPERPOSICIONES IMPORTANTES (ZAPATAS DE DIMENSIONES PEQUEÑAS). PREFERIBLE SIEMPRE ALGO DE ARMADURA Y CON RESISTENCIA DE AL MENOS HA-25POR DURABILIDAD. CANTO CONSTANTE. DIFICULTAD DE EJEC. VARIABLES ELIMINAR EN LO POSIBLE LOS ENCOFRADOS. ZAPATAS A MÁS DE 1,50 ESTUDIAR POZOS DE HORMIGÓN MÁS POBRE INFERIOR. PERMITEN QUE LOS PILARES ASIENTEN INDEPENDIENTEMENTE Y TIENEN ESCASARESISTENCIA A GIROS O DESPLAZAMIENTOS HORIZONTALES. LAS RIOSTRAS SIRVEN PARA
En particular, también cabe emplear este tipo de cimentaciones cuando se diseñan cimentaciones “compensadas”. En ellas el diseño de la edificación incluye la existencia de sótanos de forma que el peso de las tierras excavadas equivale aproximadamente al peso total del edificio; la losa distribuye uniformemente las tensiones en toda la superficie y en este caso los asientos que se esperan son reducidos. Si el edificio se distribuye en varias zonas de distinta altura deberá preverse la distribución proporcional de los sótanos así como juntas estructurales.La cimentación por losa en terrenos compresibles, al crear un hundimiento generalizado de los estratos inferiores, requiere un estudio adicional de los asientos inducidos en las edificaciones colindantes.
•Zapata aislada•Centradas•Medianera•Esquina•Combinada•Zapata continua•Vigas o losasflotantes.•Vigasflotantes.•Emparrillados•Losascontinuas
cimentacionporpozos profundidades de 2 a 5 m. en general. recomendables 3-4 m. en obras pequeñas donde no es posible llevar maquinaria depilotesportamañoobra o porcallesestrechas. en caso de acciones horizontales importantes. en caso de acciones a tracción para compensarlo con pesopropio. con nivel freático problemas de entibación. adecuado en arcillas expansivas atravesando la mayor partede capaactiva.La cimentación en pozo constituye una solución intermedia entre cimentaciones profundas y superficiales. Se aplica cuando la resistencia del suelo requerida se alcanza a profundidades medias pero sin que se justifique la necesidad de cimentar con pilotes. Para su ejecución se excava un pozo hasta la cota resistente y, a partir de aquí, existen dos posibilidades. La primera consiste en rellenar el pozo con hormigón pobre hasta cota conveniente y, sobre esta columna, se apoya la zapata. La segunda consiste en ejecutar la zapata directamente sobre el suelo y, con objeto de no aumentar la esbeltez del pilar, apoyar este sobre un plinto de hormigón. En ambos casos es preciso considerar en el cálculo el peso adicional, sea del bloque de relleno de hormigón o de la tierra sobre la zapata. HormigónpobrePlintoCuando existan momentos o esfuerzos horizontales elevados aplicados en la base del pilar y el empuje lateral del terreno sea escaso deben introducirse vigas centradoras.
cimentacionporpozos profundidades de 2 a 5 m. en general. recomendables 3-4 m. en obras pequeñas donde no es posible llevar maquinaria depilotesportamañoobra o porcallesestrechas. en caso de acciones horizontales importantes. en caso de acciones a tracción para compensarlo con pesopropio. con nivel freático problemas de entibación. adecuado en arcillas expansivas atravesando la mayor partede capaactiva.La cimentación en pozo constituye una solución intermedia entre cimentaciones profundas y superficiales. Se aplica cuando la resistencia del suelo requerida se alcanza a profundidades medias pero sin que se justifique la necesidad de cimentar con pilotes. Para su ejecución se excava un pozo hasta la cota resistente y, a partir de aquí, existen dos posibilidades. La primera consiste en rellenar el pozo con hormigón pobre hasta cota conveniente y, sobre esta columna, se apoya la zapata. La segunda consiste en ejecutar la zapata directamente sobre el suelo y, con objeto de no aumentar la esbeltez del pilar, apoyar este sobre un plinto de hormigón. En ambos casos es preciso considerar en el cálculo el peso adicional, sea del bloque de relleno de hormigón o de la tierra sobre la zapata. HormigónpobrePlintoCuando existan momentos o esfuerzos horizontales elevados aplicados en la base del pilar y el empuje lateral del terreno sea escaso deben introducirse vigas centradoras.
•Zapata aislada•Centradas•Medianera•Esquina•Combinada•Zapata continua•Vigas o losasflotantes.•Vigasflotantes.•Emparrillados•Losascontinuas
Las cimentaciones profundas se emplean cuando los estratos superiores del terreno no son aptos para soportar una cimentación con zapatas. En general, se considera una cimentación como profunda cuando su extremo inferior sobre el terreno se encuentra a una profundidad superior a ocho veces su anchura o diámetro. Por su mayor complejidad tanto en su modo de trabajar como en la ejecución o en los materiales empleados no existe una clasificación clara por lo que pasamos a exponer estos aspectos aclarando que cada pilote se obtiene combinando todas ellos.
Los pilotes aislados son aquellos que están lo suficientemente alejados de los demás pilotes como para que no exista interacción geotécnica entre ellos. Los grupos de pilotes se encuentran unidos por elementos lo suficientemente rígidos como para que los pilotes trabajen conjuntamente. Las zonas pilotadas son aquellas en las que los pilotes no sirven de apoyo directo a los soportes sino que están colocados para reducir los asientos o asegurar la estructura. En estos casos los pilotes son de escasa capacidad portante individual y estar situados a distancias regulares. Por último, los micropilotes son aquellos compuestos por una armadura metálica formada por tubos, barras o perfiles colocados en un taladro de pequeño diámetro inyectado con lechada de mortero a presión más o menos elevada. Este tipo de elementos se emplea fundamentalmente en operaciones de recalce de cimentaciones que han sufrido asientos diferenciales de suficiente importancia como para haber producido deterioros en la integridad del edificio.
Los pilotes aislados son aquellos que están lo suficientemente alejados de los demás pilotes como para que no exista interacción geotécnica entre ellos. Los grupos de pilotes se encuentran unidos por elementos lo suficientemente rígidos como para que los pilotes trabajen conjuntamente. Las zonas pilotadas son aquellas en las que los pilotes no sirven de apoyo directo a los soportes sino que están colocados para reducir los asientos o asegurar la estructura. En estos casos los pilotes son de escasa capacidad portante individual y estar situados a distancias regulares. Por último, los micropilotes son aquellos compuestos por una armadura metálica formada por tubos, barras o perfiles colocados en un taladro de pequeño diámetro inyectado con lechada de mortero a presión más o menos elevada. Este tipo de elementos se emplea fundamentalmente en operaciones de recalce de cimentaciones que han sufrido asientos diferenciales de suficiente importancia como para haber producido deterioros en la integridad del edificio.
El pilote soilex utiliza una bolsa expandible, en el fondo del pilote, que funciona como una ampliación de la base. La bolsa se desarrolló en Suecia en los 1980´s y consiste de un paquete de lámina metálica, que puede expandir después de instalar el pilote, inyectando concreto o mortero. De esta manera, se forma un bulbo, 5 a 10 veces más grande que el diámetro original. Dado que es capaz de tomar esfuerzos de compresión y tensión, se puede utilizar como pilotede punta, o como ancla.La instalación puede llevarse a cabo con métodos convencionales –perforado, vibrohincado, hincado a golpes o con gatos. Tomando en cuenta que puede instalarse con equipo ligero, constituye una alternativa viable para la recimentación de estructuras.
Los pilotes tienen tres partes: punta, fuste y encepado o apoyo. Su modo de trabajo depende de la naturaleza del terreno y de la profundidad a la que se encuentre un estrato resistente. Cuando no resulta técnica o económicamente viable alcanzar un estrato con resistencia adecuada se diseñan los pilotes para su trabajo por fuste, en cuyo caso se denominan flotantes, y transmiten la carga al terreno por rozamiento. Si existe la posibilidad de llegar a una zona de mayor resistencia se considera que el pilote trabaja por punta, con contribución o no del fuste.
La construcción de pilotes admite distintos materiales:• Hormigón armado ejecutado “in situ” mediante excavación previa, aunque también podrán realizarse mediante desplazamiento del terreno o con técnicas mixtas (excavación y desplazamiento parcial)• Hormigón prefabricado que podrá ser hormigón armado (hormigones de alta resistencia) u hormigón pretensado o postensado. Hay que tener en cuenta que, si los pilotes son de gran longitud, los armados deben estar previstos para soportar las tensiones derivadas del transporte.• Acero configurado en secciones huecas de forma tubular o con perfiles en doble U; también perfiles laminados en H.• Madera que se podrá utilizar para pilotar zonas blandas amplias, como apoyo de estructuras con losa o terraplenes• Mixtos, formados de acero tubular rodeados y/o rellenos de morteroPág.Nuevos materialesPilotes de fibra de vidrio Se trata de pilotes tubulares compuestos, fabricados en una coraza cilíndrica de materiales reforzados con fibra de vidrio de alta resistencia. Opcionalmente, la superficie exterior de la coraza puede cubrirse con acrílico vulcanizado, que provee una protección adicional contra la abrasión, rayos ultravioleta y químicos. La superficie interior está texturizada para formar buena adherencia con el material de relleno, generalmente concreto, que se coloca después del hincado. El pilote resultante tiene aproximadamente la misma rigidez que un pilote de madera, pero es 4 veces más resistente y absorbe 15 veces más energía, con la durabilidad del plástico.Para el hincado, se pueden utilizar equipos estándar, incluyendo martillos diesel, vibrohincadores y martillos de caída libre. El pilote se puede instalar con fondo abierto o con diversas zapatas inferiores. Se producen en diámetrosentre 18 y 72 pulgadas.Su uso más común es para estructuras marinas que auxilian el atraque de embarcaciones, como diques de alba, aunque también son utilizados en muelles. Además, existe gran variedad de cabezales de fibra de vidrio, que complementan estos pilotes.Tablestaca SuperLocSuperLoc es una tablestaca de polímero reforzado con fibras (FRP, por sus siglas en inglés), fabricado por pultrusión.El material resiste impactos, deformación a largo plazo (creep), rayos ultravioleta e intemperismo mejor que las tablestacas de PVC. Su instalación es similar a las tablestacas metálicas.Se presentan diversas aplicaciones, utilizando materiales y procesos –conocidos en otras áreas-, que resultan en innovaciones dentro del ámbito de las cimentaciones profundas.Pilotes térmicosEn Europa Central la temperatura del suelo a una profundidad entre 10 y 20 m oscila alrededor de 11 a 12 °C. En los estratos de suelo superiores, la temperatura dependerá de las condiciones climáticas. Anualmente, cada metro cuadrado de la superficie del suelo es irradiada por aproximadamente 1100 kW de energía solar. En los estratos inferiores, predomina la influencia geotérmica, causando un incremento de temperatura de la masa del suelo de alrededor de 1 °Cpor cada 33 m de profundidad. La idea básica es extraer energía térmica del suelo a través de la cimentación profunda (pilas, o muros milán) y proveer los sistemas apropiados que permitan que sea utilizada en las edificaciones.De la misma manera, este principio puede ser utilizado para enfriamiento, disipando el exceso de calor dentro del suelo. Partiendo de la base de que las condiciones del suelo lo permitan, esto significaría que se puede almacenar energía para enfriamiento y calefacción de acuerdo a la estación del año.Económicamente, se hace muy interesante el aprovechamiento de las perforaciones de pilotes de cimentación para realizar este tipo de instalación descrita, dando como resultado cimentaciones profundas que se ha venido a llamar “cimentaciones termoactivas” o “pilotes energéticos”, donde la sonda se introduce junto a la armadura del pilote, con el ahorro importante de no tener que realizar perforaciones específicas para el aprovechamiento geotérmico.En Alemania se han instalado sistemas de ese tipo desde hace 20 años en pilas y muros milán, desarrollándose la tecnología para implementarlo (DFI, 2004). Las condiciones de diseño involucran las propiedades de conductividad térmica del suelo estratificado, la geometría de la cimentación y la distribución en planta de los elementos.Pilotes centrifugadosDenominados PHC (abreviatura en inglés de pretensionedspunhighstrength concrete pile), que son pilotes presforzados y centrifugados. Debido a la alta velocidad angular de la cimbra, el hormigón en el interior está sometido a una fuerzacentrífuga que distribuye uniformemente el hormigón a lo largo de la cara interna del molde.El proceso de centrifugado ordena los agregados de acuerdo con su densidad; de esta manera, la grava y la arena tienden a colocarse en la parte externa del molde, mientras que los finos y el agua, se ubican en la cara interna del molde. En este proceso se debe controlar el tiempo de rotación, para evitar la segregación del hormigón
En la colocación de pilotes existen tres técnicas diferentes, el hincado, la colocación y la ejecución “in situ”.El hincado consiste en la introducción en el terreno de los pilotes ya formados mediante vibración o percusión con martinetes provistos de mazas. Estos métodos se emplean con pilotes de hormigón prefabricado, de madera o perfiles metálicos provistos, en cualquiera de los casos, de protecciones metálicas adecuadas en la punta (azuches). La maquinaria debe estar dotada de dispositivos de control que impidan el descentrado de las mazas. Teniendo en cuenta que esta operación produce desplazamientos laterales en el terreno, el proyecto de hincado debe contemplar una ejecución desde el interior de la obra hacia el exterior.La colocación se restringe a pilotes metálicos que se introducen en pozos excavados previamente y que, posteriormente, se rellenan con mortero o con hormigón.La ejecución “in situ” consiste en realizar una excavación en pozo con o sin entibado hasta cota de asiento donde se introducen el hormigón y las armaduras. Los pozos se entiban con camisas que se retiran a medida que avanza el hormigonado salvo que existan condiciones susceptibles de cortar o deteriorar el hormigón (corrientes subterráneas, suelos deformables) en cuyo caso debe considerarse el perderlas. Cabe también la entiba sustitutiva o complementaria mediante relleno de lodos bentoníticos.Las ejecuciones sin entibación son admisibles en suelos estables y siempre que no exista riesgo de alteración de las paredes o el fondo del pozo. También cuando se emplea la perforación con barrena continua en la que la entibación la constituye el propio elemento perforante; el hormigonado se produce a través del eje de la barrena a medida que se retira y las armaduras se hincan a posteriori en el hormigón fresco. Este último método no se
El hincado consiste en la introducción en el terreno de los pilotes ya formados mediante vibración o percusión con martinetes provistos de mazas. Estos métodos se emplean con pilotes de hormigón prefabricado, de madera o perfiles metálicos provistos, en cualquiera de los casos, de protecciones metálicas adecuadas en la punta (azuches). La maquinaria debe estar dotada de dispositivos de control que impidan el descentrado de las mazas. Teniendo en cuenta que esta operación produce desplazamientos laterales en el terreno, el proyecto de hincado debe contemplar una ejecución desde el interior de la obra hacia el exterior.
