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EETP Nº 467 Ovicio Lagos

Sistemas Edilicios 2- Curso: 4º 5ª

Prof: Ma. G. Sanchez Autor: editado por la profesora en base a trabajos prácticos de los estudiantes.

Fundaciones

Definición: Parte del sistema estructural que transfiere las cargas de la estructura al terreno de manera segura, produciendo la estabilidad del sistema edificio-terreno (equilibrio).Consta de elementos que recogen las cargas de la estructura y las distribuyen en el terreno.

Su diseño depende de: – Las características del terreno (capacidad mecánica)

– El diseño y las características de la estructura (masiva o reticular, aérea o enterrada)

– De los medios técnicos o económicos disponibles.

Transmisión de cargas al terreno El conjunto de cargas se transmite al terreno, alcanzando un estado de equilibrio:

Cada tipo de carga produce una reacción diferente:

– Cargas gravitatorias (verticales): comprime el terreno y éste se deforma.

– Cargas horizontales: Se transmiten por rozamiento, empujes o por pares de fuerzas (empotramientos).

Tipos de cimentaciones

Su ejecución está condicionada por el acceso a la cota de ejecución y por su distribución espacial.

Por su disposición pueden ser:

– Discontinuas (puntuales): cada cimiento recoge carga de un solo elemento (ej.:bases) – Continuas (lineales o superficiales, ej.: platea y zapata)

Por la profundidad a la que se ejecutan (depende de la profundidad del firme), pueden ser:

– Superficiales: a profundidad inferior a 3 metros con respecto a la cota de la planta inferior. Los elementos son accesibles en su totalidad

– Semiprofundas y Profundas: >3 y >6 metros respectivamente. Hay partes del elemento que no son accesibles en su totalidad.

Modelos de fundaciones que vamos a estudiar:

• Zapata Corrida • Bases • Pilotes “in situ”

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• Platea de fundación superficial • Platea de fundación en profundidad • Pilotines y vigas de fundación

Zapata corrida

Las zapatas corridas se utilizan para sostener muros portantes (en los que descarga un techo o entrepiso) o autoportantes (que soportan solo su propio peso) de 20 cm de espesor o más. Su espesor está relacionado directamente con la altura que se le dé a la estructura y con la carga que debe soportar. La zapata debe tener una altura de como mínimo 50 cm.

La base de hormigón puede ser de hormigón pobre (de cascotes) o de hormigón de piedra. Puede llevar hierro para reforzar de ser necesario (en este caso sería hormigón armado). La zapata también puede ser en parte de hormigón y otra de ladrillos comunes.

En la parte superior del cimiento y antes del muro puede ponerse un encadenado para soportar posibles asentamientos diferenciales del suelo.

Se utilizan en suelos homogéneos y con buena resistencia a poca profundidad. No pueden usarse en terrenos que fueron de relleno ni con napas altas.

Bases

Los sistemas de bases en construcciones están relacionados con la estructura que deben soportar. Cada columna se vincula a una base descarga su peso en una base. Cinco y el tipo de suelo donde se realiza la obra. Se utilizan en estructuras independientes de hormigón armado.

Pueden tener una profundidad de entre 2 y 4 metros de acuerdo con la profundidad del suelo resistente. Se usan cuando puede encontrarse suelo resistente a dicha profundidad y cuando las cargas son tales que al distribuirlas en las bases resulta menos del 50% del terreno cubierto por las fundaciones.

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El tamaño de la base y la cantidad de las mismas resultan de un estudio la estructura del tipo de suelo y la carga que el mismo pueda soportar. Siempre tienen estructuras de acero internas.

Las bases tienen forma de pirámide apoyada en el suelo, entre esa pirámide y la columna una parte de columna más ancha llamada fuste.

Pueden estar vinculadas por vigas por situaciones estructurales específicas.

Pilotes “in situ” (construidos en el lugar)

Es clásico cuándo hay que transmitir elevadas cargas a un terreno o cuando él mismo tiene baja capacidad de apoyo.

Permiten trasladar cargas hasta un terreno resistente a una profundidad tal qué se hace inviable cimentación convencional cómo zapatas.

Se han usado históricamente en zonas húmedas o inundadas. Se hacían de madera llegando a la capa de terreno resistente. Absorben esfuerzos verticales horizontales y momentos flectores, como en el caso de puentes y Obras viales, ya que soportan esfuerzos de flexión. Pueden absorber en punta permitiendo excavaciones de sótanos contención de taludes etcétera.

Pueden emplearse siempre y cuando se cuente con herramientas de perforación adecuadas.

Según su dimensión y capacidad de carga pueden denominarse pilotines o pilotes.

Para transmitir las cargas del edificio y dividirla en puntos (que son los pilotines) se usan vigas de fundación que trabajan a flexión.

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Armadura

Se conforma como si fuesen jaulas. Los Aceros longitudinales están constituidos por barras colocadas uniformemente en el perímetro de la sección el refuerzo transversal lo constituye una armadura de acero en forma de espiral o cercos redondos con una sección y separación determinada. Las barras y su diámetro dependen de la carga que debe soportar el pilote, y surgen de un cálculo estructural.

Hormigonado

Existen muchos métodos para realizar la colocación del concreto en pilotes. Como primera medida esta camisa tubo tubería o cascarón debe ser inspeccionada antes de rellenar la de hormigón. Debe estar libre de materiales extraños y no contener más de 10 cm de agua ,excepto si se utiliza el método tremie. El hormigón es vertido en cada perforación sin interrupción si se interrumpe el proceso de vertido y se endurece el hormigón se deben colocar dovelas de acero en la zona superior hormigonada para unir las partes del pilote.

Tipos de pilotes. La elección del tipo de pilote a ejecutar depende de las características del terreno.

Cp1-2 Pilote de desplazamiento con azuche. Usualmente se usa como pilotaje de proca profundidad trabajando por punta apoyándose en rocas o capas duras del terreno. También trabaja por fuste y punta en terrenos de granulaje medio o en terreno de capas alternadas. CP1-3 Pilote de desplazamiento con tapón de gravas. trabaja por fuste en terrenos granulares de compacidad media o en terrenos con capas alternadas coherentes Y granulares de alguna consistencia. CP1-4 Pilote de extracción con entubación recuperable metálicas o camisas avanzan hasta la zona donde el terreno presenta paredes estables debiéndose limpiar el fondo. La entubación se retira al mismo tiempo que se hormigona el pilote. CP1-5 Pilote de extracción con camisa perdida se ejecuta por el mismo sistema del tipo de extracción queda unida definitivamente al pilote. CP1-6 Pilotes perforados intubación con lodos tixotropicos es un pilote de extracción en el que la estabilidad de la excavación se confía a la acción de lodos tixotropicos. Usualmente trabajan por punta apoyado en capas duras de terreno.

Pilotes barrenados

La entibación del terreno es producida por el propio elemento de excavación barrena o hélice continua. Una vez alcanzado el fondo el hormigón se coloca. Se invierte el sentido de la barrena y se extrae el útil de perforación. La armadura del pilotaje se introducen Posteriormente hincando la en el hormigón a un fresco hasta alcanzar la profundidad del proyecto que será como mínimo de 6 metros o 9 veces el diámetro del pilote.

Hormigonado por método tremie

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El método tremie de llenado por flujo inverso se usa para verter hormigón a través de agua cuando la perforación queda inundada. El hormigón se carga por tolva o es bombeado en forma continua dentro de una tubería llamada tremie deslizándose hacia el fondo y desplazando el agua impurezas hacia la superficie. El fondo del tremie se debe cerrar con una válvula para prevenir que el hormigón entre en contacto con el agua. Se llega hasta el fondo de la perforación y cuando se vierte el hormigón al principio se debe elevar algunos centímetros para iniciar el flujo del mismo y asegurar un buen contacto entre el hormigón y el fondo de la perforación.

Plateas superficiales

La platea es un sistema constructivo de cimentación superficial continúa que se extiende por debajo de la totalidad de la silueta del edificio.

Las plateas de fundación o losas de cimentación son cimentaciones superficiales sobre terreno natural. Las vemos tanto en viviendas comunes como en edificios constan de una losa de hormigón armado apoyada en el terreno reforzada por vigas perimetrales y vigas debajo de los muros portantes. Se utilizan cuando la sumatoria de las áreas que ocuparían las bases son de más del 50% de la superficie del proyecto del edificio.

Una platea para una vivienda convencional tiene 10 o 12 cm de espesor y una doble malla de acero una Superior y una inferior de diámetro 6 formando 18 cm de cuadrícula. Si la vivienda es de 2 plantas pueden llegar a 15 centímetros y las mallas de diámetro 8 o 10. Estás mallas el usualmente se las conoce como malla sima cuyo nombre proviene de normas comerciales.

El suelo que se remueve rellena y compacta debajo de las plateas se denomina subrasante similar al caso de calles y carreteras y tiene un espesor de Aproximadamente 40 cm para viviendas comunes.

El tipo de plateas puede ser muy variado. Se utilizan cuando las cargas son elevadas o muy bajas. El estudio de las mismas se hace para diferentes tipos de edificios:

Edificios pesados: De varias plantas con entrepisos de losas tabiques de ascensores y paredes portantes.

Edificios livianos viviendas de dos plantas un entrepiso y cubierta liviana.

Edificios muy livianos: Viviendas de una planta construidas con sistemas prefabricados livianos de madera . O tabiques de yeso.

Cómo trabajan las plateas

Las plateas actúan como planos rígidos y tienen la propiedad de repartir uniformemente las cargas sobre el terreno menos solicitado ante cargas puntuales de columnas, en especial cuando el terreno es malo los rellenos

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o arcillas evitando los llamados asientos diferenciales que se producirían con otro tipo de fundación ante pérdidas de agua y Por ende las grietas o roturas en la edificación que pueden llevar al colapso de la misma.

Por lo general el costo de las plateas es un poco mayor al de los demás sistemas de cimentación pero las ventajas son también mayores.

Cuando se implementan

Cuando el terreno natural no es apto para cimentaciones convencionales es decir el terreno es malo ya se ha conformado por arcillas expansibles que cambian de volumen por la humedad o sea se dilatan o al secarse se contraen. Material de relleno que no se consolida con el tiempo y se convierte en socavable o bien cuando existen napas de agua o freáticas según los estudios de suelos o bien los mantos firmes están demasiado profundos que harían antieconomico y poco confiable el uso de pilotes o pozos romanos.

2 - resultando las bases superan el 50% de la superficie del edificio sobre el terreno.

3 - en edificios muy livianos como viviendas de una o dos plantas planes de vivienda etcétera.

4 - en edificaciones muy livianas como las las casas de madera por que a su vez sirven de contrapiso y su espesor es mínimo. En estos Casos Generalmente no se prevén vigas en la platea sino que salen pelos o hierros para las columnas futuras o paneles.

Se realizan en un tiempo mucho más corto que una cimentación común Por lo cual en viviendas prefabricadas es ideal.

Construcción de la platea

1 - retirar toda la capa de tierra superior por lo menos los primeros 40 centímetros.

2 - rellenar con tosca y apisonar en capas no mayores a 20 cm cada una. Este relleno debe incluir un perímetro exterior de 60 cm metro de ancho que será una veredita perimetral que tendrá la platea.

3- una vez alcanzado el nivel deseado, elevando un poco el nivel de la construcción, alisa bien la superficie.

4- se realiza el replanteo de vigas y la ubicación de sanitarios se prepara el encofrado de borde para la platea.

5 - se realiza toda la instalación cloacal bajo planta baja.

6 - se cubre toda la superficie con un fault de no menos de 200 micrones entre si para cubrir la superficie de la platea se cubre con una capa de arena o tierra para prevenir roturas.

7 - se procede a colocarle armadura inferior y superior de la platea con separadores y las vigas de refuerzo la armadura de la platea debe anclarse a las vigas también se coloca la armadura de espera para columnas la veredita perimetral lleva armadura como platea.

8 - se hormigona sobrepasando el perímetro de la vivienda para incluir la Vereda perimetral bien nivelado.

9 - De ser necesario, se realiza una segunda aislación hidrófuga y luego se sigue con la obra convencional: el contrapiso, la carpeta etcétera.

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Platea en un edificio muy liviano (de paneles prefabricados)

Platea para un edificio liviano de ladrillos huecos

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Plateas en profundidad

La platea es una losa cuyo espesor depende de las cargas que reciba. Puede llegar a tener varios metros de profundidad si las cargas son muy altas.

Se usan para terrenos blandos en los cuales no se pueden usar otros cimientos tradicionales.

Cuando el edificio es muy pesado y no se pueden usar bases de columnas y zapatas porque ocupan mucho espacio. También cuando el terreno está constantemente húmedo y existen filtraciones por la presencia napas de agua, se construye la platea por debajo de ese suelo húmedo apoyando en el suelo resistente. Sobre la gran losa que es la platea apoyan las columnas que sostienen el edificio.

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Cómo se construye

Para realizar el hormigonado a profundidad se excava y se sostiene el suelo con un sistema que se llama tablestacado. Las tablestacas consisten en unos paneles de madera o de hormigón o de metal, que sostienen el suelo y permiten que en su interior se hormigone la platea.

Tablestacas de madera

Las dimensiones de las tablestacas de madera dependen de la profundidad a la que deben llegar y del espesor de la Napa de agua. Normalmente tienen 5 7 y medio 10 y hasta 15 cm de grosor. La más usual es de 4 por 9 pulgadas. La unión de las tablestacas se hace de varias formas

Una al lado de la otra: No sirve cuando hay mucha agua porque el agua puede filtrar por las ranuras

A tope, a tope con puntal, o con listones tapajuntas (ver figuras 86,87, y 89). El tablestacado es mejor y seguro contra las filtraciones cuando se hace con tablas machihembradas o ranura y lengüeta. Figura 90.

Para facilitar la penetración de las tablestacas uno de sus extremos termina en una punta aguda (figuras 91 92 y 92a). Si no se requiere colocarlas muy abajo pueden introducirse dándoles golpes de masa. Si en cambio Hay que llegar a una profundidad mayor se necesita un martinete ya que la resistencia del terreno aumenta. Para el procedimiento de hincado de tablestacas hay que usar guías porque si no no se clavan perpendicularmente.

Cuando se termina con la pared de tablestacas en todos los costados de la futura fosa o pozo se hace la excavación sacando el agua con bombas.

Se colocan tablones en el interior para contener la tierra y formar el encofrado.

En el interior de la fosa o foso se realiza la fundación. Cuando se termina hay que quitar las tablestacas.

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Submuracion

Se realiza la fundación de un edificio y existen otros vecinos debemos realizar una submuracion. Esta contrarresta el empuje de los suelos para realizar las excavaciones sin peligro de caídas de muros vecinos. Este sistema depende mucho de las características del edificio a construir y de las características físicas del terreno. Es muy importante sacarle fotos a la construcción vecina para saber si existen fisuras e imperfecciones previas a la submuracion para evitar problemas legales futuros.

Existen dos tipos de submuracion

Submuracion por Pozos

Es el caso donde la fundación es excéntrica motivado por las fundaciones de edificios Linderos.

En una primera etapa se hacen los pozos frente a las bases del edificio existente hasta la cota de fundación del sótano a construir.

En una segunda etapa se y hormigona sin llegar a la base existente y contraer el senado con hormigón al que se adiciona algún aditivo de características expansivas que impidan asentamientos posteriores..

Finalmente se retira el encofrado y se continúa con la excavación bajo los cimientos entre columnas. Este tipo de submuracion se realiza cuando el ancho del terreno es escaso por ejemplo menos de 10 m. Ya que no se pueden desplazar maquinarias en dicha dimensión no se puede hacer submuracion por trincheras el ritmo de trabajo no debe afectar la estabilidad del muro a su mural se debe dividir la longitud del muro en sectores de aproximadamente un metro 50 procediendo a la excavación y relleno de hormigón de los sectores impares y luego de los pares

Submuración por trincheras

Se realiza por etapas cavando por fajas de aproximadamente un metro de ancho. Se desmontan las impares, se apúntala isenco Fran en caso de realizarse en hormigón armado dichos sectores o se construye el muro de submuracion en ladrillo. después se desmontan los números pares hasta terminar la submuración.

Los taludes de terreno natural tienen diferentes ángulos de acuerdo al tipo de terreno. Es importante respetar este ángulo para que no haya desprendimiento.

Para los muros de submuracion se usan ladrillos muy bien cocidos y uniformes asentados en mezclas hechas con una parte de cemento 3 de arena. Las juntas deben ser lo más cerradas posibles, y las últimas hiladas se recomiendan hacerlas de hormigón directamente para que tenga mejor asentamiento.

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