Losas de Cimentacion - Cuerpo

8/11/2019 Losas de Cimentacion - Cuerpo

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LOSAS DE CIMENTACION

CAPITULO I


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1.DENUNCIA DEL TEMA

1.1. INTRODUCCION

Practicamente todas las estructuras de ingeniera civil, edificios, puentes, carreteras, tuneles,

muros, torres, canales o presas deben cimentarse sobre la superficie del terreno o dentro de l.

Las cargas de estas estructuras se transmiten al terreno a travs de una cimentacin adecuada;

dependiendo de la naturaleza del terreno, se construyen cimentaciones superficiales como las

zapatas y losas, y cimentacin profundas como los pilotes.

En el proyecto de cualquier sistema de cimentacin, el problema fundamental es evitar que se

produzcan asientos suficientemente grandes para daar la estructura o dificultar sus funciones. La

magnitud del asiento permisible depende, entre otros factores, del tamao, tipo y utilizacin de la

estructura, tipo de cimentacin y del emplazameinto de la estructura.

El trabajo actual pretende ser una continuacin del estudio de las cimentacines superficiales, losa

de cimentacin, con la cual se intenta responder a preguntas bsicas sobre conceptos,

caractersticas, fallas a evitar, procesos de construccin basndonos en las normas ecuatorianas

de la construccin.

Se les conoce tambin como placas continuas de cimentacin, esta expresin se usa para denotar

una infraestructura que transmite las cargas al suelo mediante una losa continua que abarca la

superficie total del terreno que ocupa la estructra, como si fuera la losa de piso. La placa continua

de cimentacin puede considerarse como el resultado de un caso en que la capacidad de carga

del terreno es tan pequea que obliga a disponer unas zapatas individuales tan grandes que

lgicamente se unen unas a otras, con lo cual las cargas se transmiten a toda la superficie delterreno que ocupa la suoerestructura y tambin de un caso en que sea necesario conseguir una

estanqueidad para el agua.

1.2. ALCANCE

El radio de investigacin del trabajo a presentarse constituye una retroalimentacin de concpetos

puntuales tomados de la presentacin de temas anteriormente expuestos. Se estudia el proceso

de construccin de una losa de cimentacin, a partir del estudio geolgico del suelo, el

mejoramiento superifical del terreno por medio de una excavacin, relleno y compactacin delmismo, culminando con la construccin de la losa de cimentacin. Desde el replanteo de la losa, la

construccin de la estructura a base de hierro, hasta el vertido del hormign determinado por su

resistencia.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. OBJETIVO GENERAL

Obtener los conocimeintos necesarios para poder construir cimentaciones, aplicando las

normas de calidad y seguridad estructural1.3.2.

OBJETIVOS ESPECIFICOS


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Establecer el criterio de diseo estructural de una losa de cimentacin.

Reconocer como los estudios de suelos pueden determinar la necesidad de utilizar una

losa de cimentacin, y ver tambin como estos estudios de suelos afectaran el diseo de

las losas de cimentacin.

Establecer cmo se desarrolla el proceso de asentamientos en una losa de cimentacin y

lo que implica en toda la estructura.

2.

CAPITULO II

2.1.

MARCO TEORICO

2.1.1.

MARCO HISTORICO

2.1.1.1.

ANTECEDENTES DEL USO DE LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Las losas de cimentacion eran ya utilizadas en las civilizaciones antiguas. Los caldeos y asirios las

construan uniendo bloques cermicos macizos con asfalto natural. Los griegos, chinos, mayas,

etc. colocaban grandes sillares unidos cuidadosamente con llaves de plomo o hierro. Por ejemplo,

en el Mausoleo de Halicarnaso se emplearon bloques de 0.90 x 0.90 x 0.30 unidos por grandes

grapas. A partir de los romanos la cohesion de los sillares se conseguia co diversos morteros

hidrulicos y se conocen grandes plataformas de ladrillo construidas por los rabes, holandeses,

etc. Con el descubrimiento del hormign en masa o armado, este material pas a ser el

componente exclusivo de este tipo de cimentaciones.

2.1.2. MARCO CONCEPTUAL

2.1.2.1. SUELO PARA CIMENTACIONES

El tipo de suelo determina el tipo de cimentacin ms conveniente para la obra o vivienda. El suelo

es un agregado natural de partculas minerales de distintos tamaos est compuesto de materiales

con propiedades especficas y capacidades de carga diferentes (que se define como resistencia

del suelo) que tiene valores toneladas /m2 o Kg/cm2.

2.1.2.2.

CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONES SEGN EL TIPO DE SUELO

Es necesario recalcar que esto es una estipulacin emprica, mas los respectivos estudios y anlisisestructurales definirn el tipo de cimentacin en los distintos suelos

2.1.2.3.

CIMENTACIONES PARA VIVIENDAS

La cimentacin es aquella parte de la misma vivienda, que esta destinada a soportar el peso de la

construccin que estar sobre ella y transmitir al suelo las cargas o pesos correspondientes,

distribuyndolos de tal forma que no se supere la presin admisible ni produzca cargas zonales

Cuando se habla de cimentaciones es obligado y necesario identificar las caractersticas del

terreno y su ubicacin.


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CLASIFICACION DE LAS CIMENTACIONES SEGN EL TIPO DE SUELO

2.1.2.4.


2.1.2.4.1.

CONCEPTO

Una losa de cimentacion se define como una estructura que puede soportar varias columnas o

muros al mismo tiempo. Se emplean cuando la capacidad de carga del suelo es muy baja y las

zapatas aisladas resultan demasiado grandes y juntas para ser una opcin viable.

La losa de cimentacin es una placa de concreto armado con espesor determinado por el

estructurista.

2.1.2.4.2.

REQUISITOS PARA SU USO

Las losas de cimentacion se podran emplear cuando el terreno presente:

baja capacidad de carga y elevada deformabilidad,

Suelo Blando

Losa de cimentacion

Suelo Semiblando

Zapatas aisladas Zapatas corridas en X y Y

Suelo Duro

Zapatas aisladas Zapatas corridas en una direccion o ambas


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heterogeneidades que hagan prever asientos totales elevados y, consiguientemente,

importantes asientos diferenciales

cuando el rea cubierta por posibles cimentaciones aisladas o por emparrillados que

cubra un porcentaje elevado de la superficie de ocupacin en planta del edificio (>50%).

Al quedar todos los pilares de la estructura reunidos en una sola cimentacin se podr conseguir

una considerable rigidizacion con el fin de disminuir el problema de la heterogeneidad del terreno

impidiendo grandes asientos diferenciales.

Las losas de cimentacin pueden ser de los siguientes tipos: continua y uniforme, con refuerzos

bajo pilares, con pedestales, con seccin en cajn, nervada, aligerada.

2.1.2.5.

CLASIFICACION DE LAS LOSAS DE CIMENTACION

2.1.2.5.1.

RIGIDAS

Se caracteriza por solo tener los refuerzos de acero y el espesor determinado por los clculos sin

ningn tipo de alteracin.

La hiptesis habitual es la de reparto uniforme de presiones o, en el caso de cargas desiguales o

desigualmente dispuesta, una variacion lineal de presiones, considerando la losa como una gran

zapata.

La variacion de presiones de un extremo a otro no debe ser muy grande, evitando diseos en los

que la resultante de las cargas caiga fuera del nucleo central de la losa, dando lugar a despegues

o trabajo en mensula de la misma.

Aunque las losas usuales en la prctica no suelen ser totalmente rigidas, ya que ello llevara a

costes prohibitivos, por lo cual se busca un compromiso entre una deformabilidad que reduzca a

niveles tolerables los asientos diferenciales y un canto que evite colocar armaduras de cortante.

En algunos casos es determinante el conseguir la impermeabilidad, o contrarrestar la subpresion.

2.1.2.5.2. ALIGERADAS

Este tipo de losa se caracteriza por disminuir el volumen de concreto a utilizar, debido a que solo

se emplea el espesor determinado en las secciones crticas determinadas en el diseo; el resto sedisminuir hasta donde permita el esfuerzo cortante involucrado en el diseo. A diferencia de la


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losa aligerada aqu solo se emplean vigas, las cuales corren sobre los ejes X y Y generando asi

cajones entre columnas. Con esta forma se disminuye mucho mas el volumen de concreto.

2.1.2.5.3. NERVADAS

A diferencia de la losa aligerada aqu solo se emplean vigas, las cuales corren sobre los ejes X y Y

generando asi cajones entre columnas. Con esta forma se disminuye mucho ms el volumen de

concreto.

2.1.2.5.4.

CRITERIOS BASICOS DE ANALISIS DE UNA LOSA DE CIMENTACION

2.1.2.5.4.1. TIPOS DE CRITERIOS

ESFUERZO PERMISIBLE TRANSMITIDO

Se obtiene empricamente al observar que la presin mxima no causa dao estructural en

diferentes condiciones de suelos. Lo anterior no significa que no ocurrirn asentamientos. Esta

presin admisible es vlida para tamaos de cimentacin y tipos de estructuras para las cuales las

reglas prcticas se han establecido. Los valores son conservadores y es difcil averiguar en qu

datos han sido basados. Las fallas registradas se atribuyen a mala clasificacin de suelos, en vez


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de mala regla emprica. En muchos casos se verifica con ensayos de carga, que pueden no ser

significativos.

FACTOR DE SEGURIDAD CONTRA FALLA POR CAPACIDAD PORTANTE

Es un mtodo ms racional que el anterior. Debe evitarse este tipo de falla. El factor de seguridad

(2 a 4) debe reflejar no slo la incertidumbre en el anlisis de capacidad portante, sino la

observacin terica y prctica que el asentamiento no es excesivo. No debe usarse sin estimar el

asentamiento.

2.1.2.5.4.2.

MOVIMIENTOS PERMISIBLES

Es el verdadero criterio de diseo para la mayora de estructuras. Existen dos problemas al aplicar

el criterio: (a). Qu movimiento puede ser tolerado por la estructura y (b). Cmo se pueden

predecir tales movimientos.

Existe una gran cantidad de informacin disponible sobre mtodos de prediccin de asentamientos

en edificaciones, ms poca informacin sobre la cantidad y tipo de movimientoque la edificacin

puede tolerar sin causar dao. Es necesario determinar el asentamientopermisible.

CRITERIOS DE DISEO

LOS ASIENTOS

Los asientos de las construcciones estn causados principalmente por la compresibilidad de las

diferentes capas del terreno que recibe las cargas.

El asentamiento tiene importancia por tres razones: aspecto, condiciones de servicio y dao a la

estructura. Los tipos de asentameinto son:

a. Asentamiento uniforme

b. Inclinacin

c. Asentamiento no-uniforme

Existen asentamientos mximos y asentamientos diferenciales. El asentamiento diferencial se

caracteriza por la distorsion angular. El asentamiento admisible depende de muchos factores:


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RELACION ENTRE ASENTAMIENTO Y DAO

Tiene mayor importancia el asentamiento diferencial que el total, an cuando es ms difcil estimar

el diferencial. Lo anterior es debido a que la magnitud del diferencial depende del suelo y la

estructura.

Usualmente se establecen relaciones entre la distorsin mxima y el asentamiento diferencial

mximo, luego se tiene relaciones entre el asentamiento diferencial mximo y el asentamiento

mximo de una zapata. Usualmente se especifica para zapatas de edificios comerciales un

asentamiento total admisible de 1 pulgada.

MEDIDAS PROTECTORAS CONTRA LOS ASIENTOS PERJUDICIALES

Cuando se prevean cosniderables asientos debidos a las elevadas cargas de los edificios y a la

poca resistencia del terreno, la construccin de la cimentacin variara segn el grosor de la capa

de terreno poco firme. Si el estudio geotcnico ha permitido comprobar que el terreno firme se

encuentra a una profundidad de 1 o 2 m, al mejor opcione s desmontar la capa superior y cimentar

sobre firme a la profundidad que corresponda.Si el terreno firme se encuentra a mayor profundidad, es necesario considerar si, para evitar los

posibles asientos, seria mejor recurrir a una cimentacin sobre pilotes o pozos, bajo al losa o

placa.

2.1.2.5.5.

VERIFICACIONES (Codigo Tecnico de la Construccion)

2.1.2.5.5.1.

HUNDIMIENTO

Este fallo del terreno puede ocurrir cuando la carga actuante sobre el terreno, bajo algn elemento

del cimiento, supera la carga de hundimiento.


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2.1.2.5.5.2.

DESLIZAMIENTO

El contacto de la cimentacin con el terreno puede estar sometido a tensiones de corte. Si stas

superan la resistencia de ese contacto se puede producir el deslizamiento entre ambos elementos,

cimentacin y terreno.

2.1.2.5.5.3.

VUELCO

El vuelco es tpico de estructuras cimentadas sobre terrenos cuya capacidad portante es mucho

mayor que la necesaria para sostener la cimentacin, de otra forma, antes de producirse el vuelco

se provocara el hundimiento del cimiento.

2.1.2.5.5.4.

ESTABILIDAD GLOBAL

La estructura y su cimiento pueden fallar globalmente sin que se produzcan, antes, otros fallos

locales. Cuando se forme una superficie de rotura continua( superficie de deslizamiento) queenglobe una parte o toda la cimentacin y en que los esfuerzos de corte alcancen el valor de la

resistencia al corte del terreno. Este tipo de rotura es tpico de cimentaciones en taludes o en

medias laderas.

2.1.2.5.5.5. CAPACIDAD ESTRUCTURAL DEL CIMIENTO

Los esfuerzos en los elementos estructurales que componen el cimiento, igual que cualquier otro

elemento estructural, pueden sobrepasar su capacidad resistente. Los factores a considerar en

dicho proceso de interaccin sern tipo y caractersticas del terreno, la forma y dimensiones de lacimentacin y la rigidez relativa terreno-estructura y terreno-cimentacin.

2.1.2.5.6.

CONCEPTOS CONSTRUCTIVOS

EXCAVACIONES

Las excavaciones son de tres tipos: superficies medianas y profundas. Las superficiales se hacen

hasta un metro de profundidad, en cualquier terreno, pudiendo servir para construcciones de poca

carga como son las casas de uno o dos niveles.

RELLENO


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Son trabajos de extensin, compactacin y nivelacin de suelos, que consiste en regresar

normalmente el material producto de la excavacin a la zanja o cepa, apisonndolo en capas de

20 cm, despus de colocado el cimiento. Este relleno puede ser de grava, arena, arcilla o

concreto.

LA PLANTILLA

Es un concreto pobre o de baja resistencia (fc=100 kg/cm2) que se extiende sobre el rea

requerida para recibir a la cimentacin, tiene la finalidad de lograr una mayor uniformidad en la

reparticin de cargas y una superficie pareja para el desplante de la cimentacin, adems de dar

mayor proteccin a la cimentacin contra suelos corrosivos.

2.1.2.5.7.

NORMAS CONSTRUCTIVAS PARA LOSAS DE CIMENTACION

VER ANEXO #2

2.1.3. MARCO REFERENCIAL

2.1.3.1. PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA LOSA DE CIMENTACION

LIMPIEZA Y DESBROCE DEL TERRENO:

Primero hay que limpiar el terreno de basura, hierbas de sus races, piedras, escombros, etc. Y de todo lo

que estorbe las maniobras para la construccin.

Esta limpieza del terreno es con el objetivo de poder realizar el trazo y el nivelado del terreno, y detectar

huecos u hoyos en el terreno.

TRAZO Y NIVELACION DE LA EXCAVACION


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El trazo del terreno consiste en medir perfectamente el terreno o predio y ,marcar sus limites y cruces con

hilos (hilada). En este trazo se seala en donde se colocan los cimientos y muros de la construccin. En esta

etapa es importante medir con precisin, porque se evitaran muchos problemas a futuro.

NIVELACION DE LA OBRA

Es importante tomar en cuenta que el nivel de piso terminado de la casa debe quedar 18 cm mas

alto que el nivel de la banqueta, que es por lo menos la altura de un escalon. Asi de esta manera

no entrara agua cuando llueva.

LOSA DE CIMENTACION

A. Sobre el hormign de limpieza se colocan las vigas (zunchos, correas, etc, segn la zona) de

arranque de los muros que soportaran el empuje de las tierras hacia el interior. Estas vigas

uqedaran embebidas dentro del hormign de la losa y de ellas saldrn las armaduras propias del

muro ya que resultad imposible realizar la estrutusctura dew un solo bloque. Tendran la resistencia

suficiente como para resistir el peso de los muros sin quebrar la losa repartiendo el peso de este.


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B. En los grandes espacios que quedan entre vigas se pueden diferenciar las armaduras de un

pilar central que repartir la carga que le llegue al pilar al resto de la losa, haciendo las mismas

funciones que la vigas perimetrales.

Todas las barras que se ven son el resultado del clculo estructural y son suficientes como para

garantizar la resistencia del conjunto. Basicamente se trata de dos capas, una inferior y otra

superior, que le otrogan al hormign las cualidades que este necesita colocando barras de

distintos dimetros y longitudes. Ademas se colocan refuerzos estratgicos en los puntos en los

que las fuerzas que aparecen los hacen necesario. Este es el caso de las brras en onda llamadas

antipunzonamiento y que evitan que el pilar traspase la losa como un alfiler una hoja de papel.

C. Es necesaria un estricto control de este armado aun teniendo en cuenta que se utilizan en el

clculo coeficientes de seguridad que dan un poco de margen. Se debe comprobar la

correspondencia de la armadura colocada con lo previsto en el clculo: longitudes de solape entrelas distintas barras, dimetros de estas, recubrimientos (separacin de la armadura hasta la cara

terminada del hormign), patillas de las armaduras en los extremos, barras de refuerzo en las

distintas zonas, etc.

Una vez comprobado que todo es correcto y colocado la lnea de toma de tierra se dar paso al

hormigonado del volumen. Este vertido de hormign se hace sobre el molde de la losa, realizado

con tablas de madera que se retirarn posteriormente, y es una accin delicada.


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D. Vertido del hormign elaborado en el sitio, y vertido directamente a la obra

2.1.3.2.

ANALISIS GEOLOGICO DEL TERRENO

Ver anexo #1

2.1.3.3.

PRECALCULO DE LA LOSA DE CIMENTACION

2.1.3.3.1.

AREA DE INFLUENCIA

El rea de influencia es la zona que se va a ver afectada por las presiones que se transmitan al terreno.

2.1.3.3.2.

CAPACIDAD PORTANTE

Capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre l. Tecnicamente la capacidad portante es la

mxima presin media de contacto entre la cimentacin y el terreno.


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La capacidad portante del suelo de la obra era de 2.4 ton/m 2.

2.1.3.3.2.1. FACTORES DE SEGURIDAD

La resistencia de una estructura es la capacidad de sta de soportar y transmitir cargas sin fallar.

Debido a las incertidumbres existentes en el diseo de una estructura, sta se disea con una

resistencia mayor que la requerida. La relacin entre la resistencia de diseo y la requerida se

conoce como factor de seguridad.

A continuacionse enumera algunos de los criterios que deben tenerse en cuenta para la

determinacin del factor de seguridad de una estructura:

El tipo (estaticad, dinmicas, cclicas) y la magnitud de las cargas que esta previsto

acten sobre la estructura a lo largo de su vida til.

La calidad prevista de la construccin

La calidad de los materiales empleados en la construccin de la estructura

Los efectos de los materiales empleados en la construccin de la estructura

La naturaleza del fallo previsto. El fallo permite reforzar la estructura antes de su colapso

Las consecuencias del fallo. Si las consecuencias son catastrficas es necesario

incrementar el factor de seguridad

El coste del incremento del factor de seguridad

Los efectos de las simplificaciones utilizadas en el calculo de la estructura

El factor de seguridad se aplica de las siguientes formas: Las cargas de diseo se obtienen multiplicando las mximas cargas previstas por un

factor de seguridad

2.1.3.3.3. CARGAS VIVAS Y MUERTAS

CARGAS MUERTAS

Son cargas permanentes y que no son debidas al uso de la estructura. En esta categora se

pueden clasificar las cargas correspondientes al peso propio y al peso de los materiales que

soporta la estructura tales como acabados, divisiones, fachadas, techos, etc. Dentro de las cargasmuertas tambin se pueden clasificar aquellos equipos permanentes en la estructura. En general


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las cargas muertas se pueden determinar con cierto grado de exactitud conociendo la densidad de

los materiales.

CARGAS VIVAS

Son aquellas cargas no permanentes que tienen posibilidad de movimiento o siempre estn enmovimiento. Su magnitud y localizacin pueden ser variables y pueden ser:

1.

Verticales: Tales como cargas determinadas por la ocupacin de una edificacin o cargasvehiculares dinmicas.

2.

Laterales: Tales como acumulacin de tierra o acumulacin de materiales.

No deben ser incluidas en las cargas ambientales tales como el viento, sismo, o la carga muerta.Otras cargas vivas son definidas por:

a.

Materiales, equipos y trabajadores utilizados en el mantenimiento de la cubierta.b. Durante la vida de la estructura las causadas por objetos mviles y por las personas que

tengan acceso a ellas

2.1.3.4.

ANALISIS DE COSTO


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3.

BIBLIOGRAFIA

4.ANEXOS


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