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Cimentación superficialZapatas y lozas de cimentacionCimentaciones profundasPilotesTipos de Pilotes
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INTRODCCIÓN
En este trabajo se quiere hacer ver a los estudiantes la importancia acerca de una cimentación y sus tipos ya sea profunda o superficial, y cuando se debe realizar alguna de estar porque cada tipo de cimentación tiene ciertos requisitos o requerimientos para poderse llevar acabo, también quereos que se le dé la importancia a este tema ya que es fundamental para una construcción porque sobre las cimentaciones es que se construye y se sostiene la obra civil que se realice.
OBJETIVOS GENERALES
Dar a conocer los tipos de cimentaciones y sus respectivas formas de utilización, y sus distintos parámetros para poder construirlas.
Darle la importancia necesaria a estas.
CIMENTACIONES
Se entiende por cimentación a la parte de la estructura que transmite las cargas al suelo. Cada edificación demanda la necesidad de resolver un problema de cimentación. En la práctica se usan cimentaciones superficiales o cimentaciones profundas, las cuales presentan importantes diferencias en cuanto a su geometría, al comportamiento del suelo, a su funcionalidad estructural y a sus sistemasconstructivos.
CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Una cimentación superficial es un elemento estructural cuya sección transversal es de dimensiones grandes con respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas de una edificación a profundidades relativamente cortas, menores de 4 m aproximadamente con respecto al nivel de la superficie natural de un terreno o de un sótano.
En una cimentación superficial la reacción del suelo equilibra la fuerza transmitida por la estructura. Esta reacción de fuerzas, que no tiene un patrón determinado de distribución, se realiza en la interface entre el suelo y la sección transversal de la cimentación que está en contacto con él. En este caso, el estado de esfuerzos laterales no reviste mayor importancia. En consecuencia, el comportamiento estructural, de una cimentación superficial tiene las características de una viga o de una placa.
Los sistemas de cimentación poco profundas se pueden clasificar en zapatas aisladas y corridas, zapatas de muro y lozas de cimentación, entre las variaciones se encuentran las zapatas combinadas, en voladizo (ligada), zapatas corridas en dos direcciones (parrilla) y losas discontinuas de cimentación (perforadas).
Las zapatas combinadas se utilizan donde se traslapan las áreas de apoyo de columnas contiguas.
Las zapatas en voladizo se diseñan para equilibrar cargas excéntricas. Las zapatas corridas y de muros se pueden diseñar para redistribuir las concentraciones
de esfuerzos de apoyo, y los asentamientos diferenciales asociados, en el caso de condiciones de apoyo de variables o de pérdida de terreno localizada bajo las zapatas.
Las lozas de cimentación son las más eficaces para distribuir carga y redistribuir las concentraciones de esfuerzos en el suelo causadas por condiciones localizadas anormales de apoyo. Pueden ser envarilladas, arqueadas o emparrilladas.
ZAPATAS Y LOZAS DE CIMENTACION
Una zapata es una ampliación de la base de la columna o muro, que tiene por objeto transmitir cargas al subsuelo a una presión adecuada a las propiedades del suelo. Las zapatas que soportan una sola columna se llaman individuales o zapatas aisladas. Las zapatas se construyen debajo de un muro que se llama zapata corrida o zapata continua. Si una zapata soporta varias columnas se llama zapata combinada. Una forma especial de zapata combinada que se usa comúnmente de que una de las columnas soporte un muro exterior es la zapata en voladizo.
CIMENTACIONES PROFUNDAS
Una cimentación profunda es una estructura cuya sección transversal es pequeña con respecto a la altura y cuya función es trasladar las cargas de una edificación a profundidades comprendidas aproximadamente entre 4 m y 40 m.
A diferencia de las cimentaciones superficiales, en una cimentación profunda, no solamente se presentan reacciones de compresión en el extremo inferior del elemento sino también laterales. En efecto, la cimentación profunda puede estar sometida a momentos y fuerzas horizontales, en cuyo caso, no solo se desarrollará una distribución de esfuerzos en el extremo inferior del elemento, sino también lateralmente, de modo que se equilibren las fuerzas aplicadas. En consecuencia, el comportamiento estructural de una cimentación profunda se asimila al de una columna
Las cimentaciones profundas como es el caso de pilotes, pilas, deben ser consideradas cuando:
Las cimentaciones poco profundas sean inadecuadas y las cargas estructurales necesiten ser transmitidas a suelo o roca más apropiados.
Las cargas ejercen fuerzas de levantamiento o laterales sobre cimentación. Se requieren que las estructuras sean soportadas sobre agua La funcionalidad de la estructura no permite asentamientos diferenciales Se esperan futuras excavaciones adyacentes
PILOTES
Las cimentaciones de pilotes se instalan por lo común para puentes, edificios, torres, tanques y estructuras en aguas costeras.
Los pilotes son de dos tipos principalmente: prefabricados e instalados con un martinete para hincarlos, o vaciarlos en un lugar. Los pilotes hincados pueden ser de madera, concreto, acero o una combinación de ambos materiales. Los pilotes vaciados en el lugar se hacen de concreto que se coloca en el agujero perforado en el suelo con barrena.
La capacidad de transporte de carga un pilote depende de la resistencia estructural del fuste del pilote y la resistencia y propiedades de deformación de los suelos.
Los pilotes raramente se emplean solos, ya que por lo general se instalan en grupos. El comportamiento de un pilote de un grupo difiere del de un solo pilote. Con frecuencia, el efecto de grupo dicta el comportamiento general del sistema de cimentación de pilotes.
TIPOS DE PILOTES
Los pilotes que ocasionan un desplazamiento grande del suelo durante su instalación se denominan pilotes de desplazamiento. Por ejemplo, los tubos de acero y pilotes de concreto prefabricados son pilotes de desplazamiento, en cambio los pilotes H generalmente se conocen como pilotes de desplazamiento limitado.
Los pilotes vaciados e hincados con barrena son considerados por lo general como pilotes sin desplazamiento, puesto que el suelo se retira y sustituye con concreto durante la instalación del pilote.
Pilotes de concreto prefabricados
Reforzados o pretensados para resistir manejo y esfuerzo al ser hincados, los pilotes de concreto prefabricados se construyen por lo general en un patio de vaciado y transportados al lugar de su instalación.
Las ventajas de pilotes de concreto prefabricados incluyen su capacidad para soportar cargas inclinadas y para resistir grandes momentos de flexión. Igualmente, los pilotes de concreto se pueden emplear como columnas cuando se prolonguen por encima del nivel del suelo.
Las desventajas son que requiere de cuidados especiales durante su manejo e instalación, dificultades al prolongar cortar pilotes a longitudes deseadas y posibles dificultades de transporte.
Los pilotes de concreto vaciados en el lugar
Estos pilotes se construyen al formar agujeros en el suelo y luego llenándolos con concreto. Dos métodos comunes de construcción:
Se excava un agujero con maquinaria antes de vaciar concreto para formar el pilote. Se forma un agujero con barrena de descarga continua y se inyecta lechada a presión en
el agujero.
Normalmente se emplean cimentaciones donde es probable que las condiciones bajo la superficie no sean favorables para zapatas o losas de cimentación. Si se utilizan pilotes de concreto vaciados en el lugar, tales condiciones pueden crear preocupación por la integridad estructural, capacidad de resistencia y operación general de la cimentación del pilote.
Las ventajas de los pilotes de concreto vaciados en el lugar incluyen: costo relativamente bajo, ejecución rápida, facilidad de adaptación a diferentes longitudes, posibilidad de muestreodel suelo durante la construcción de cada emplazamiento del pilote. El tiempo de construcción es menor que el necesario para pilotes pre vaciado, ya que los pilotes vaciados en el lugar se pueden formar en su lugar a las longitudes necesarias y sin tener que esperar tiempo de curado antes de la instalación.
Pilotes de acero
Los pilotes H pueden ser secciones de acero laminadas o ensambladas. Las bases o fondos de los pilotes pueden ser reforzados con zapatas especiales para hincarlos en suelos con obstrucciones, como por ejemplo piedras. Los pilotes H siendo de bajo desplazamiento, son ventajosos en situaciones donde el desplazamiento del suelo deba mantenerse al mínimo.
Los pilotes de acero tienen la ventaja de ser robustos, fuertes y fáciles de manejar. Pueden ser hincados en capas duras, pueden soportar grandes cargas comprensivas y resistir cargas de tensión. Debido a la respectiva facilidad de unir y cortar a la longitud deseada, los pilotes de acero son ventajosos para usarse en lugares donde varía la profundidad de capa de sostén.
Las desventajas de los pilotes de acero son su pequeña área de sección transversal y susceptibilidad a la corrosión, que puede ocasionar una importante en la reducción en la capacidad para soportar cargas. En estos casos, los tubos suelen blindarse o llenarse de concreto.
Selección del tipo de pilote
La selección en particular es esencial para una satisfactoria operación de la cimentación. Los factores que deben ser considerados en el proceso de selección incluyen las condiciones del subsuelo, naturaleza y magnitud de las cargas, disponibilidad de materiales y mano de obra.
VIGAS DE FUNDACIÓN
Las vigas de fundación son los elementos estructurales que se emplean para amarrar estructuras de cimentación tales como zapatas, dados de pilotes, pilas o caissons, etc.A las vigas de fundación tradicionalmente se les han asignado las siguientes funciones principales:
La reducción de los asentamientos diferenciales. La atención de momentos generados por excentricidades no consideradas en el diseño. El mejoramiento del comportamiento sísmico de la estructura
Y las siguientes funciones secundarias:
La disminución de la esbeltez en columnas El aporte a la estabilización de zapatas medianeras
El mejoramiento del comportamiento sísmico de la estructura.
Estecriterio, de acuerdo con el artículo A.3.6.4.2 de la NSR-98 (1), establece que lasvigas de fundación deben resistir una fuerza ya sea de tracción o de compresión
(C ó T), dada por la expresión:C ó T = 0.25 Aa Pu (2)
Donde:Aa: Coeficiente que representa la aceleración pico efectiva para diseño.
Pu: Valor de la fuerza axial mayorada o carga última correspondiente a la columnamás cargada.
CONCLUSIONES
La cimentación es una parte esencial de una construcción ya que es la encargada de permitir la comunicación de las cargas de la estructura hacia el terreno. Por lo tanto es la base de la estructura y de ahí que el comportamiento del edificio u obra civil va a estar ligado al comportamiento del terreno.
Por la importancia de la cimentación en la obra, esta debe cumplir con ciertos parámetros dependiendo al suelo y las cargas que va a resistir la estructura. Por lo tanto el diseño de una cimentación no es algo que se saque de la nada o se invente, ya que debe de cumplir con ciertas características que variaran dependiendo de la infraestructura y de las características naturales del suelo.
BIBLIOGRAFIA
http://www.docentes.unal.edu.co/lgarza/docs/NOTAS_%20DYCC_%20v09-10-06.pdf http://avdiaz.files.wordpress.com/2008/08/cimentaciones-y-fundaciones.pdf http://cmapspublic.ihmc.us/rid=1HV2GKVXT-2126Q11-118J/Ciment.
%20Superficiales.pdf
