79. Cimiento o fundación es la obra en contacto con la tierra, destinada a trasmitir al suelo el peso del edificio y el efecto dinámico de las cargas móviles que actúan sobre él. 80




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título79. Cimiento o fundación es la obra en contacto con la tierra, destinada a trasmitir al suelo el peso del edificio y el efecto dinámico de las cargas móviles que actúan sobre él. 80
fecha de publicación20.08.2016
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Unidad didáctica 4

79) ¿Qué es y qué función cumple una cimentación?

80) ¿Cómo pueden clasificarse las fundaciones?

81) ¿De qué factores depende la elección del tipo de fundación?

82) ¿Qué cargas genéricas actúan sobre una fundación?

83) ¿Qué es y cómo se ejecuta una fundación superficial o directa? ¿Cuándo se utiliza?

84) ¿Qué es y cómo se ejecuta una zapata aislada?

85) ¿Qué es y cómo se ejecuta una zapata unificada?

86) ¿Qué es y cómo se ejecuta una platea?

87) ¿Qué es y cómo se ejecuta una base o zapata excéntrica?

88) ¿Qué es y cómo se ejecuta una viga de equilibrio?

89) ¿Qué es y cómo se ejecuta una fundación por pozos y cuándo se utiliza?

90) ¿Qué métodos constructivos pueden utilizarse?

91) ¿A qué se llama fundaciones indirectas o pilotes?

92) ¿Cuándo se utilizan pilotes?

93) ¿Qué métodos constructivos de pilotes existen?

94) ¿Qué es y cómo se ejecuta un cabezal?

95) ¿Cómo y para qué se ensayan los pilotes?

96) ¿Qué es y cómo se ejecuta una fundación hidráulica?

97) ¿Qué es y cómo se ejecutan una fundación con agotamiento?

98) ¿Cómo es un drenaje de una fundación?

99) ¿Cómo se trabaja con pozos de bombeo?

100) ¿Qué es una fundación con depresión de nivel freático?

101) ¿Qué es una fundación sin agotamiento?

102) ¿Qué son escolleras y cómo se utilizan?

103) ¿Cómo es una fundación con cajones con fondo? X

104) ¿Cómo es una fundación con cajones neumáticos? X

105) ¿Qué es una fundación por consolidación?

106) ¿Cómo es el sistema de fundación por congelación? X

107) ¿Cómo es una fundación por compactación?

108) ¿Cómo es el sistema de fundación por inyección petrificante?

109) ¿Cómo se ejecuta un recalce de columna resistente?

110) ¿Cómo se ejecuta una sub-muración?

111) ¿Qué método de fundación se recomienda para terrenos con arcillas expansivas?

112) ¿Qué son muros de contención y qué tipos conocen?

113) ¿Qué son pantallas y cómo se ejecutan?

114) ¿Qué son anclajes de tracción y cómo se ejecutan?

115) ¿A qué se llama tierra armada y cómo se ejecuta?

79. Cimiento o fundación es la obra en contacto con la tierra, destinada a trasmitir al suelo el peso del edificio y el efecto dinámico de las cargas móviles que actúan sobre él.

80. Pueden clasificarse en:

*Superficiales o directas: Zapata aislada, zapata continua o unificada, platea, zapata excéntrica, zapata excéntrica con vida de equilibrio, arrastramientos, bases de postes.

*Profundas o por pozos.

*Indirectas o por pilotes: Prefabricadas (de hormigón, de acero, de madera) hormigonados in situ (con camisa recuperable, con camisa perdida, con lodo bentonitico .

*Hidráulicas: Con agotamiento (drenes, pozos de bombeo, ataguías) con depresión del nivel freático, sin agotamiento (escolleras, cajón con fondo, cajón neumático)

*Por consolidación: Compactación por congelación, con pilotes hincados, inyecciones petrificantes.

*Casos particulares: Recales, fundaciones sobre arcillas expansivas, muros de contención (por gravedad), anclaje de tracción.

81. Los factores son:

*Propiedad del suelo.

*Dirección y magnitud de las cargas. Dispersión en planta de las mismas.

*Profundidad del plano de cimentación.

*Resistencia de las capas por debajo del plano de cimentación.

*Existencia de construcciones vecinas o posibilidad de futuras construcciones vecinas.

82. En función de la dirección y magnitud de las cargas las fundaciones se apoyan en el suelo de distintas formas. Las fuerzas verticales pueden ser resistidas por las fuerzas verticales del fondo más las fricciones laterales de las caras. Las fuerzas horizontales pueden ser resistidas por las fricciones horizontales del fondo mas las fuerzas horizontales en las caras de la bases.

En función de la magnitud de estas fuerzas y de la profundidad del plano de fundación convendrá adoptar alguno de los sistemas de equilibrio propuestos.

83. Una fundación se llama superficial o directa cuando el plano de asiento de los cimientos se encuentra a poca profundidad (2 a 5 m). Este tipo de cimentación se utiliza cuando:

*Suelos de baja capacidad portante y cargas bajas.

*Suelos de alta capacidad portante y cargas importantes.

*Es usada también cuando el proyecto incluye la construcción de sótanos y es necesario una excavación que permite acceder a suelos de mayor capacidad portante.

84. La zapata aislada o base es el tipo más sencillo que recibe la carga de una columna o pilar y la lleva a tierra mediante un simple ensanchamiento, tanto mayor cuanto menos sea la resistencia del terreno. Esta es la solución más económica.

85. Se utiliza cuando:

*Existe una fila de columnas con zapatas suficientemente grandes como para que leguen a tocarse.

*Las cargas a fundar no están concentradas en puntos (columnas) sino que están repartidas linealmente (muros portantes)

En esta fundación predomina el largo de la fundación respeto al ancho de la misma.

86. Se compone de varias zapatas continuas paralelas suficientemente próximas como para que lleguen a tocarse o superponerse, producen la platea de ancho y largo igualmente imporantes y que no es más una zapata de grandes dimensiones. ¿?

87. La presencia de contracciones anteriores o linderos que no pueden invadiese obligarán al uso de zapatas de carga excéntrica. El momento flector de la zapata se transmite íntegramente a la columna que resulta solicitada a la flexión compuesta. Para disminuir este efecto se la construye lo más larga que se pueda en el sentido normal al plano de la flexión. Resulta una estructura poco conveniente y de comportamiento estático dudoso, sobre todo en relación con el suelo.

El uso de tensores permite centrarla carga en las bases excéntricas, liberando a la columna de flexiones; en el grabado se muestra el tensor formado en el cuello mismo de la bases, en sótanos, es posible hacer el tensor al nivel de la primera losa debiendo calcularse el tramo inferior de la columna para absorber la flexión.

88. La flexión producida por la excentricidad será absorbida por una viga que se une la base de medianera con otra central, no excéntrica. En la parte inferior del grabado se ilustra la organización de las armaduras. Ambas bases y sus fustes quedan armados como si no existiese la compresión excéntrica.

89. Consiste en la ejecución de un pozo de diámetros variables entre 1m para obras menores hasta varios para obras importantes. En su forma más sencilla, el pozo, de pequeño diámetro, es vaciado a mano hasta encontrar fondo resistente, se lo rellena luego con hormigón, formándose una columna que apoya en firme y, eventualmente, trabajará también a fricción contra el suelo. Los pozos de se unen entre si mediante vigas de hormigón armado o ar4cos, soebre los que apoyara el edificio.

90. Según sea el suelo pueden presentarse la necesidad o no de realizar entibaciones o apuntalamientos.

*Excavación manual sin entibación: Si el terreno es suficientemente consistente como para permitir trabajar a un hombre con seguridad, el pozo se hace sin protección.

*Excavación manual con entibación: Se construyen con entibación mediante tablas y puntales de madera. La entibación avanza desde arriba hacia abajo junto con la excavación, hecho el cimiento, se la retira de abajo hacia arriba, a medida que progresa el relleno.

*A cajón abierto: Cuando el terreno resulta muy desmoronadle, el entibamiento se complica. Los pozos de gran sección están sujetos a fuertes empujes, que muchas veces superarán la resistencia de la madera. En reemplazo de la misma se utilizan cilindros de hormigón simple o armado, que se construye a nivel del terreno, se descalza por dentro para hundirlo y a medida que penetra en el suelo se lo va sobre elevando con nuevo material para aumentar su peso y favorecer así una nueva penetración.

91. Se denomina pilote a una construcción que se comporta como una columna enterrada en el suelo de forma que puede trasmitir de las cargas desde la superficie hasta encontrar sulos resistentes a grandes profundidades.

92. Se utiliza cuando:

*El plano de cimentación se encuentra a mayor profundidad de la necesaria para realizar una fundación directa o por pozos, Se utiliza hasta aproximadamente 60 metros de profundidad.

*Las cargas son muy importantes.

*Teniendo suelos aptos para fundar a profundidades menores se decide fundar mas profundo para apoyar la obra sobre suelos mas consolidados, reduciendo los asentamientos futuros.

*Se desea evitar la realización de submuraciones de construcciones vecinas.

93. Este tipo de cimentación puede ser ejecutada mediante dos métodos básicos y variantes de los mismos.

*Pilotes prefabricadas hincados (de hormigón armado prefabricado, de acero, de madera)

*Hormigonados in situ (sin camisa, con camisa recuperable, con lodo bentonitico, con camisa perdida)

94. Pre moldeado o in situ, el pilote no revive de un modo directo la carga, sino por interposición de un elemento llamado cabezal, el cabezal correspondiente a un grupo de pilotes puede llegar a ser una estructura muy importante. Pilotes de madera o hierro suelen unirse por emparrillados del mismo material. Los de hormigón, una vez hincadas se descarnan en cierta longitud y se hacen solidarios con un cabezal de hormigón.

95. Una vez construido, un pilote queda íntegramente rodeado de suelo, lo que dificulta la verificación de la calidad del trabajo realizado. Para asegurarse que el pilote no presenta inconvenientes, se recurre a ensayos no destructivos que miden la respuesta del pilote ante exigencias de carga o ultrasonido. Estos ensayos pueden ser:

*Prueba de carga.

*Prueba de continuidad en pilotes hormigonados in situ.

96. Sea la fundación superficial o profunda, la presencia de agua crea técnicas operativas especiales que autorizan a dar categoría propia a las fundaciones hidráulicas. Podemos tener tres casos:

*Con agotamiento.

*Con depresión del nivel freático.

*Sin agotamiento.

97. Se utiliza cuando el caudal a drenar es bajo y puede ser bombeado en su totalidad.

98. Cuando las venas de agua son débiles y el terreno tiene la necesaria consistencia para zanjarlo, es suficiente el drenaje hacia puntos más bajos que el nivel general de la excavación. Si esto es posible, se prefiere dar a estos drenajes carácter de permanentes, con lo cual se asegura al cimiento una vida totalmente libre de aguas, con todas las ventajas que esto significa.

99. Los drenes mueren en pozos y de éstos el agua se extrae con bombas. Cuando éstas se retiran, el agua invade nuevamente el cimiento, cosa que el proyecto habrá sido prevista para dotarlo de una correcta protección.

100. Cuando las bombas no son capaces de producir el agotamiento total, se tiene la fundación por depresión del nivel freático. Este sistema permite trabajar en seco sin uso de tablestacas. La excavación futura queda encerrada dentro de un cinturón de pozos filtrantes previamente perforados, tan profundos como sea necesario y separados a distancias convenientes según sean la calidad del terreno y la potencia de la napa.

101. Este tipo de fundación ha quedado prácticamente limitado a la obra portuaria, túneles bajo río y otras en las que le bombeo y el tablestacado quedan superados por profundidad o la cantidad de agua. Son tres los tipos, esencialmente distintos, los cajones, las escolleras y los cajones neumáticos.

102. Consiste en un pedraplen (terraplén de piedras) que se construye para formar una barrera contra corrientes de agua. Se proyecta y calcula el tamaño de las piedras para que las mismas resistan, con su propio peso, las fuerzas de arrastre del agua. Cuando no se dispone de piedras del tamaño y peso necesario en el lugar, se construyen elementos de hormigón armado con formas irregulares y se recubren los pedraplenes con los mismos. Están compuestos por varias capas con piedras de tamaño y peso creciente hacia la superficie.

103. Es una importante estructura hueca de hormigón que se construye en obrador, se lleva por flotación hasta el sitio de su emplazamiento y allí se lo hunde lastrándolo o permitiendo el ingreso de agua a su interior mediante válvulas.

104. Tiene el fondo abierto, per herméticamente cerrada la boca superior, se inyecta aire comprimido en la cámara interior y de esa manera el agua no sólo es expulsada, sino impedida de volver a entrar, reemplazándosela por aire a presión.

105. A veces es posible mejorar la capacidad de soporte del suelo mediante tratamientos especiales para apoyar sobre él un tipo cualquiera de estructura, ésta es la consolidación, que no es en sí misma una fundación, si no que la hace posible.

La idea básica de este tipo de fundación es la mejorar por medios artificiales las condiciones del terreno, para sentar sobre él alguna de las fundaciones estudiadas anteriormente. Se trata de aumentar su capacidad de soporte mediante su compactación puramente mecánica o su endurecimiento por medios químicos.

106. Esta es una consolidación temporaria con una finalidad semejante a la del tablestacado. El terreno es llevado a temperaturas muy bajas, solidificándose en macizos de alta capacidad de soporte, que es lo convierten en auto portante y le permiten servir de muro de contención de los suelos adyacentes.

107. En este caso la consolidación es permanente y se la tiene en cuenta como un elemento de la obra definitiva. La compactación se realiza de dos maneras:

*Vibrando y golpeando la masa del suelo, con lo que se consigue que disminuya de volumen con el consiguiente aumento de densidad, la disminución de volumen produce asientos superficiales que obligan a ulteriores rellenos con tierra de préstamo.

*Introduciendo pilotes en cantidad suficiente para producir la requerida disminución de volumen y el correlativo aumento de densidad, el menor volumen del suelo es compensado con el volumen de los pilotes y no hay asientos ni necesidad de préstamos. Los piulotes son parte de la obra definitiva

108. Las inyecciones genéricamente consisten en un conjunto de operaciones necesarias para rellenar huevos y fisuras en el terreno. Su objeto fundamental es mejorar las características mecánicas del suelo así como la disminución de la permeabilidad. El fluido de inyección es variable pudiendo ser exclusivamente químico.

110. Se llama submuración a la tarea de llevar el nivel de fundación de un cimiento existente a un nivel inferior. El trabajo supone excavar por debajo del cimiento, con riesgo de caída para toda la superestructura y luego ejecutar una nueva base inferior y un muro nuevo bajo el existente donde se apoyara el mismo.

111. Las arcillas llamadas expansivas tienen la particularidad que durante la sequía, la arcilla pierde agua y se contrae apareciendo grietas más o menos profundas, y durante las lluvias, absorbe agua y se hincha, las grietas se cierran, pero el volumen aumenta aun más, apareciendo empujes. Este fenómeno afecta a numerosas zonas en todo el mundo.

112. Consiste en la ejecución de un tabique vertical que contiene el suelo que presiona horizontalmente. Se utiliza para:

*Para contener rellenos de suelo formando un desnivel en un muelle.

*Para contener rellenos de un terraplén sin talud.

*Siempre que se necesite una diferencia de nivel.

113. Las pantallas son elementos de contención ejecutados previamente a la realización de excavaciones cuando estas no pueden ser realizadas directamente, debido a la existencia de terrenos poco estables o a razones de seguridad por proximidad de edificios. Estas pantallas pueden realizarse de dos formas:

*Continua (muros-pantalla) con espesores entre 30 y 100 cm de espesor. Con equipos especiales

*Discontinua (mediante pilotes) con equipos análogos a los vistos en pilotes.

114. Se denominan anclajes a elementos similares a pilotes inclinados que se introducen en el suelo para resistir esfuerzos horizontales evitando el desmoronamiento del mismo.

En su ejecución se realizan las siguientes tareas:

*La perforación con la inclinación y longitudes proyectadas, utilizando los medios adecuados en función del terreno a perforar (rotación, roto percusión, con entubación o sin ella, etc)

*Se introduce el cableado del anclaje.

*Se procede a la inyección de mezclas de cemento (o aditivos si éstos son necesarios). En ocasiones, el proceso de inyección se realiza en dos etapas: una inyección primaria y una inyección secundaria.

*Tesado de los anclajes.

115. Los muros de tierra armada son estructuras de contención auto portantes. El sistema consiste en un panel frontal de hormigón pre moldeado conectado al suelo con una malla galvanizada. La teoría básica de estos muros dice que la presión del material genera un anclaje de la malla en el suelo que hace que esta evite el deslizamiento.

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