CIMENTACIONES EN TALUDES

Las estructuras y los cimientos en taludes o adyacentes a éstos que sobrepasen el 100% deben cumplir con los siguientes requerimientos:

● La cara de la zapata se sitúa atrás de un talud en descenso una distancia suficientemente grande como para suministrar apoyo vertical y lateral para la zapata y evitar un asentamiento.

● Máximo H/3 ó 12 m (40'). 1.

● La cara de la estructura se sitúa alejada del pie de un talud en ascenso para suministrar protección del drenaje y de la erosión del sitio.

● Máximo H/2 ó 5 m (15') 2.

● Ancho mínimo de la zapata 2x 3.

● Pendiente máxima 1:2 4.

● 60° para roca 5. 

● 30° para suelo 6.

● La superficie del suelo no debe invadir el prisma de contacto del suelo o de la roca.

Las zapatas con poco espaciamiento o las zapatas adyacentes localizadas a diferentes niveles pueden causar esfuerzos traslapados en el suelo.

● Rasante. 7.
● Conservar el espesor de la zapata (T) en el escalón vertical. 8.
● Limitar el escalón vertical (H) a  1/2  L o 610 mm (2'-0") como máximo. 9.
● La longitud del escalón (L) debe ser por lo menos 610 mm (2'-0"). 10.
● Utilice dimensiones modulares para muros de mampostería de concreto.

Las zapatas escalonadas cambian de nivel por etapas para acomodar una rasante empinada y conservar la profundidad rec[uerida en todos los puntos alrededor de un edificio.

ZAPATAS AILADAS PARA COLUMNAS

COLUMNA DE CONCRETO REFORZADO

1. Refuerzo vertical
2. Refuerzo lateral.
3. Véase también 5.04 para los detalles de las columnas de concreto.
4. Las dovelas de acero anclan la columna a la zapata.
5. El refuerzo en dos sentidos debe espaciarse uniformemente.
6. Mínimo 150mm (6") arriba del refuerzo de acero
7. d = peralte efectivo.
8. Recubrimiento mínimo de 75mm (3") para el refuerzo de acero cuando el concreto se
cuela permanentemente expuesto en el terreno.
9. Sección crítica de la fuerza cortante en un sentido.
10. Sección crítica de la fuerza cortante en dos sentidos.

POSTE DE MADERA

● Se dispone de diversas bases patentadas para postes. Consultar al fabricante para
cargas permisibles y detalles de instalación. Las bases para postes también pueden fabricarse para cumplir
con condiciones específicas de diseño.

COLUMNA DE ACERO

● Es necesario una placa de base de acero para distribuir la carga de la columna sobre un área suficientemente ancha para no sobrepasar los esfuerzos pemisibles del concreto.

ZAPATAS CORRIDAS: ZAPATA DE CINTA Y ZAPATAS AISLADAS

Las formas más comunes de zapatas corridas son las zapatas de cinta y las zapatas aisladas.

● Las zapatas de cinta son las zapatas corrídas cortiruas de los muros de cimentación. 1.
Otros tipos de zapatas corridas soN las siguientes:

● Las zapatas escaloradas sor zapatas corridas que cambiar de nivel por etapas para adaptarse a ura rasante inclinada y mantener la profundidad requerida en todos los puntos alrededor de un edificio.

● Una zapata en cantilever o de fleje consiste en una zapata con columna conectada mediante una viga tensora con otra zapata con objeto de balancear una carga impuesta asimétricamente. 2.

● Una zapata combinada es una zapata de concreto reforzado para un muro de cimentación perimetral o ura zapata con columna desplazada para sustentar la carga de una columna interior. 3.
● Se usan también zapatas en cartilever y combiradas cuando un cimiento estriba en un lindero y no es posible construir una zapata con carga simétrica. Para evitar la rotador o el asentamiento diferencial que una condición de carga asimétrica puede producir, las zapatas continuas y el cantilever se dimensionan para generar una presión del suelo uniforme.

● Una losa o carpeta de cimertación se hace de corcreto 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 cor 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. 4.  5.
● Una cimentación flotante, que se usa en suelo blando, tiene como zapata una losa que se coloca lo suficientemente profunda para que el peso del suelo excavado sea igual o mayor al peso de la construcción sustentada. 6.
● Las zapatas aisladas son zapatas corridas individuales que sustentar columnas y pilas autoestables.7.
● Una zapata continua es una zapata de corcreto reforzado que se prolonga para sustentar una fila de columnas. 8.
● Una viga de nivelación es ura viga de concreto reforzado que sustenta un muro de carga a nivel del suelo y que transfiere la carga a zapatas, pilas o pilotes aislados. 9.

CIMENTACIONES POCO PROFUNDAS

La parte más inferior de una cimentación poco profunda son las zapatas corridas. Estas se prolongan en sentido lateral para distribuir su carga sobre un área de suelo que sea sufícientemente ancha. De esta forma la capacidad de carga permisible del suelo no es sobrepasada. El área de contacto reciuerida es igual al cociente de la magnitud de las fuerzas transmitidas entre la capacidad de carga permisible de la masa de suelo sustentante.

Cuando las zapatas para construcción ligera se apoyan en suelo no cohesivo estable y transmiten una carga continua de menos de 29 kN/m (2000 libras por pie lineal), pueden tener las siguientes dimensiones en la sección transversal.

Para minimizar los efectos de abultamiento del terreno cuando se congela y se expande el agua subterránea en clima frío, el reglamento de construcciones requiere que las zapatas se colociuen debajo del nivel de penetración de heladas ciue se espera en el sitio del edificio.

SISTEMAS DE APOYO DE EXCAVACIONES

Cuando el sitio del edificio es suficientemente grande como para que los lados de una excavación puedan abancarse como bermas o se les pueda dar un talud con un ángulo menor que el ángulo de reposo del suelo, no se requiere de una estructura de apoyo. Sin embargo, cuando los lados de una excavación profunda sobrepasan al ángulo de reposo del suelo, el terreno debe apuntalarse o entibarse temporalmente hasta que la construcción permanente esté en su lugar

■ Una tablaestaca consiste en planchas de madera, acero o concreto precolado hincadas en sentido vertical lado a lado para contener al terreno y evitar que el agua se filtre hacia la excavación. Las tablaestacas de acero y concreto precolado pueden dejarse en su lugar como parte de la subestructura de un edificio. 1.

■ Las vigas o los montantes de sujeción son perfiles H de acero hincados en el suelo en sentido vertical para sustentar al entablado horizontal. 2.

■ El entablado se refiere a los tablo¬ nes de madera alineados colateralmente para retener el frente de una excavación. 3.

■ Se pueden usar brandales anclados en la roca o anclas en el suelo si el arriostramiento transversal o los puntales inclinados interfieren con la excavación o con la operación de construcción. Los brandales consisten en cables o tendones de acero que se insertan en orificios previamente barrenados a través de la tablaestaca y hasta la roca o hasta un estrato adecuado de suelo, lechadeado a presión para anclarlos en la roca o el suelo y postensionarlos con un gato hidráulico. Los brandales se anclan entonces en largueros de acero continuos y horizontales para mantener la tensión. 4.

■ La tablaestaca y las vigas de sujeción con el entablado se sustentan mediante largueros horizontales continuos. Estos largueros están apuntalados con arriostramiento transversal horizontal de acero o con puntales inclinados diagonales de acero; se apoyan en blocjues de talón o en zapatas. 5.

■ Un muro de lechada es un muro de concreto colado en una trinchera para servir como tablaestaca y también como muro de cimentación permanente. Se construye excavando una trinchera en longitudes cortas. Esta trinchera se rellena con una lechada de bentonita y agua para evitar cjue las paredes laterales se colapsen; se coloca un refuerzo y se vacía concreto en la trinchera con un tubo-embudo para desplazar la lechada. 6.

■ El desaguado se refiere al proceso de abatir el nivel freático o de evitar que una excavación se llene con agua subterránea. se logra hincando tubos perforados llamados puntas coladoras, para recolectar el agua del área de modo que pueda desalojarse por bombeo. 7.

RECALZO O RECIMENTACIÓN DE UN EDIFICIO

El recalzo o recimentación se refiere al proceso de reconstrucción o de refuerzo de la cimentación de un edificio existente, o a su ampliación, cuando una nueva excavación en la propiedad colindante es más profunda que la cimentación existente.

1. Para suministrar sustentación temporal mientras se repara, se refuerza o se profundiza la cimentación existente. se hacen pasar agujas verticales a través del muro de cimentación y se sustentan con gatos hidráulicosy puntales.

2. Otro método para suministrar sustentación temporal es excavar pozos intermitentes bajo la cimentación existente hasta el nivel de las nuevas zapatas. Después de colocar el nuevo muro de cimentación y las nuevas secciones de zapatas, se excavan pozos adicionales hasta c|ue el muro completo haya sido profundizado.

3. Una alternativa para ampliar un nuevo muro de cimentación y para colocar nuevas zapatas es construir pilotes o pilotes de tubó llenos de concreto en cada uno de los lados de la cimentación existente, retirar una sección del muro de cimentación y reemplazar la sección con un cabezal para pilote de concreto reforzado.

TIPOS DE SISTEMAS DE CIMENTACIÓN

Las cimertaciones utilizar ura combinación de muros de carga, columnas y pilas para transmitir las cargas del edificio directamente al terreno. Estos elementos estructurales pueden formar diferentes tipos de subestructuras;

• Los sótanos ubicados total o parcialmente debajo de la rasante requieren un muro de cimentación continuo para contener la tierra circundante y sustentar los muros exteriores, así como las columnas de la superestructura superior. 1.

• Los espacios de gateo (ductos o vías para arrastrarse) cercados por un muro de cimentación continuo o por pilas suministran espacio bajo un primer piso para la integración y el acceso a instalaciones mecánicas, eléctricas y de plomería. 2.

• Las losas niveladas de concreto apoyadas directamente en el terreno y engrosadas para sustentar las cargas de los muros y de las columnas forman un sistema económico de cimentación y piso para estructuras de uno y dos pisos en climas donde ocurre poco o ningún congelamiento del suelo. 3.
• Una retícula de pilas o postes independientes puede elevar la superestructura por arriba de la superficie del suelo. 4.

Se pueden clasificar los sistemas áe cimentación en dos amplias categorías -cimentaciones poco profundas y cimentaciores profundas.

Cimentaciones poco profundas

Las cimentaciones ensanchadas o cimentadores poco profundas se emplear cuando existe suelo estable, con adecuada capacidad de carga, relativamente cerca de la superficie del suelo. Se colocan directamente debajo de la parte inferior de una subestructura y transfieren las cargas del edificio directamente al suelo sustentante mediante presión vertical.

Cimentaciones profundas

Las cimentaciones profundas se emplean cuando el suelo que subyace a la cimentación es inestable o de una capacidad de carga inadecuada. Se prolongan a través del suelo inapropiado para transferir las cargas del edificio a un estrato resistente más apropiado de roca o de arenas y gravas densas ciue están bastante debajo de la superestructura.

Los factores c[ue se deben considerar al seleccionar y diseñar el tipo de sistema de cimentación para un edificio incluyen:

• el patrón y la magnitud de las cargas del edificio
• las condiciones subsuperficiales y del agua subterránea
• la topografía del sitio
• el impacto en las propiedades adyacentes
• los requerimiento6 del reglamento de construcciones
• el método y el riesgo en la construcción.

El diseño de un sistema de cimentación requiere de un análisis y un diserío profesionales por un ingeniero especializado en estructuras. Cuando se disePíe una construcción que no sea una habitación unifamiliar en suelo estable, también es aconsejable hacer que un ingeniero geotécnico lleve a cabo una investigación subsuperficial con objeto de determinar el tipo y el tamatío del sistema de cimentación que se requiere para el diseño del edificio.