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Cimentaciones
Ejecución de pilotes
Las Cimentaciones son las bases que sirven de sustentación al edificio; se calculan y proyectan teniendo en consideración varios factores tales como la composición y resistencia del terreno, las cargas propias del edificio y otras cargas que inciden, tales como el efecto del viento o el peso de la nieve sobre las superficies expuestas a los mismos.
Todos los edificios poseen un peso propio dado por:
- La Estructura
- Elementos Constructivos : Paredes, Techos, Carpinterías, etc.
- Todo aquello que se coloca al momento de habitarlo, es decir: mobiliario, electrodomésticos, etc.
- Otras cargas : Del mismo modo, influyen en los edificios cargas importantes como el peso de la nieve sobre las cubiertas o la incidencia de los vientos en fachadas o sobre superficies expuestas a los mismos.
El edificio debe estar proyectado contemplándose estas variables para evitar agrietarse, hundirse, inclinarse o colapsar.
La estructura del edificio se compone de elementos tales como pilares, vigas, paredes, techos, etc., y ha de tener la suficiente resistencia para soportar estos pesos.
La estructura del edificio se sostiene y logra estabilidad a través de sus cimientos. Los cimientos pues, son las bases donde apoya un edificio y son los que transmiten y distribuyen las cargas del edificio al terreno.
Después de efectuar los movimientos de tierra en una obra, y de transportar las tierras extraídas, se ejecuta la construcción de los cimientos sobre los que se asentará la edificación realizando previamente el replanteo.
Principios Generales
Al comenzar con los trabajos en una obra se inician los movimientos de tierra para dar lugar a la construcción de los cimientos que sostendrán el edificio.
Para ello se realiza el replanteo y se ejecutan los cimientos de acuerdo al cálculo estructural y al proyecto elaborado, considerando todas las variables que inciden, como por ejemplo las cargas propias de la construcción, el tipo de terreno, etc.
Por lo general, las tensiones admisibles del terreno son inferiores a las de los materiales de la estructura, de manera que los cimientos deben transmitir las acciones del edificio dentro de ciertos límites para que la estructura permanezca estable sin alteraciones.
La construcción de los cimientos debe contemplar los siguientes principios generales:
- Tener conocimiento a fondo del terreno.
- Efectuar el cálculo de cimientos por exceso,aplicando los coeficientes de seguridad necesarios.
- Ubicar la base de cimentación protegida de las heladas.
- Poner atención en las capas freáticas.
- Tomar todos los recaudos ante terrenos sin consolidar.
Para saber qué tipo de cimentación conviene en el proyecto que se esté elaborando, deberá considerar dos puntos importantes:
Características del Terreno
- Profundidad del estrato resistente.
- Nivel freático y sus variaciones.
- Capacidad de asentamiento del estrato de apoyo.
- Cota de socavaciones debidas a corrientes subterráneas.
- Humedad y heladicidad en capas superficiales.
Características de la Estructura
- Cargas transmitidas, su valor y características.
- Capacidad de asiento diferencial y total.
(Capacidad de asiento diferencial: capacidad de desplazamiento vertical relativo de un pilar antes de provocar la rotura por flexión de los dinteles).
- Influencia de las estructuras próximas.
Función de los Cimientos
Los cimientos tienen la función de transmitir en forma repartida las cargas del edificio al terreno donde se asienta.
La estructura proporciona esfuerzos, de compresión o tracción hasta las bases, y se deben distribuir en forma pareja para que no originen tensiones mayores de la que puede soportar.
Por esta razón el coeficiente de seguridad que se aplica, debe considerar probables diferencias en la predeterminación de su capacidad portante.
Como los cimientos están solicitados a esfuerzos de compresión y también de tracción, efectos de fricción y de adherencia al suelo; es conveniente que estén solicitados por una carga centrada.
Materiales
Los cimientos construídos con mampostería, por lo general, se encuentran en edificaciones antiguas.
Se ejecutan con piedras colocadas en seco o con hormigón.
La piedra que se elige en estos casos y que mejor responde es la que carece de grietas y agujeros, poniendo en contacto la superficie rugosa para mejor adherencia del material.
Se reconoce la piedra dura a través de golpe seco con una maceta.
Si el sonido es hueco, sordo o grave, se deshecha porque es una piedra blanda; si el sonido es agudo o metálico, se trata de una piedra dura apta para el cimiento.
Otro método de reconocerlas es rompiéndolas.
Si los fragmentos de roca tienen aristas vivas, estamos frente a una roca dura; si los fragmentos tienen aristas redondeadas, es una piedra blanda.
Por lo general, este tipo de cimientos suelen tener en el fondo un manto de arena de un espesor de 10 cm.
Aunque estén ejecutados con morteros de cemento Portland, en obras antiguas suelen ser de Cal hidráulica.
Como en el caso de cimentación con mampostería, la utilización de ladrillo cerámico se observa en edificaciones antiguas.
Actualmente se ha dejado de lado su utilización por el coste elevado de la mano de obra y porque el hormigón armado es una solución mas práctica y responde en forma óptima a las necesidades del sistema constructivo.
Este es un sistema que ha quedado practicamente en desuso, se usaba en construcciones con cargas poco importantes; exceptuando las construcciones auxiliares como vallas de cerramiento en terrenos suficientemente resistentes.
El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material.
Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada.
La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento.
Precauciones:
- Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.
- Que las piedras no queden amontonadas.
- Alternar en capas el hormigón y las piedras.
- Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.
Los cimientos de hormigón en masa actualmente se realizan únicamente en construcciones con poca carga y en terrenos bastante resistentes y muy homogéneos.
Este sistema es el más utilizado en la actualidad en los cimientos de las construcciones en general.
El hormigón armado, además de los esfuerzos de compresión, puede absorber esfuerzos de tracción evitando probables asientos.
Tipologías de Terrenos
De acuerdo a la Norma Básica MV-101-1962, los terrenos de cimentación se clasifican del siguiente modo:
Rocas
Son formaciones geológicas sólidas, con una gran resistencia a los esfuerzos de compresión.
Se dividen en:
- Rocas Isótropas.- No se divisa en su composición ninguna estratificación, p. ejemplo: granito, diorita, etc.
- Rocas Estratificadas.- Se observa a simple vista su estratificación laminar, p. ejemplo:pizarras, esquistos, etc.
Terrenos sin Cohesión
Son terrenos formados en gran medida por áridos: arena, grava y limo inorgánico, pueden contener arcillas en cantidad moderada. Predomina la resistencia al rozamiento interno.
Se clasifican en:
- Terrenos de graveras.- Predominancia de gravas y gravillas, conteniendo por lo menos un 30% de estos áridos.
- Terrenos arenosos gruesos.- Predominancia de arenas medias y gruesas, conteniendo por lo menos un 30% de estos áridos y menos del 50% de arenas finas y limo inorgánico.
- Terrenos arenosos finos.- Predominancia de arenas finas, con un porcentaje de grava y gravilla que no supera el 30%, y más del 50% de arenas finas y limo inorgánico.
Áridos:
La denominación de áridos varía de acuerdo al tamaño de sus granos, a saber:
Gravas y gravillas: mayor de 2 mm.
Arenas gruesas y medias: entre 2 y 0,2 mm.
Arenas finas: entre 0,2 y 0,06 mm.
Limos inorgánicos: menor de 0,06 mm.
Terrenos Coherentes
Son terrenos compuestos fundamentalmente por arcillas, que pueden contener áridos en cantidad moderada.
Cuando pierden humedad hasta secarse, forman terrones que no pueden pulverizarse con las manos.Tienen buena resistencia a la cohesión.
Según su consistencia y su resistencia a la compresión en estado natural, se clasifican en:
- Terrenos arcillosos duros.- Los terrones con su humedad natural, tiene la suficiente resistencia como para que cueste romperlos con la mano. De tonalidad clara. La resistencia a la compresión supera a 4 kg/cm2.
- Terrenos arcillosos semiduros.- Los terrones con su humedad natural se amasan con dificultad con la mano. De tonalidad oscura. La resistencia a la compresión está entre 2 y 4 kg/cm2.
- Terrenos arcillosos blandos.- Los terrones con su humedad natual se amasan con facilidad, permitiendo obtener con las manos cilindros de 3 mm. de diámetro. Por lo general, de tonalidad oscura. La resistencia a la compresión está entre 1 y 2 kg/cm2.
- Terrenos arcillosos fluidos.- Los terrones con su humedad natural presionados con mano cerrada, fluyen entre los dedos. Por lo general de tonalidad oscura. La resistencia a la compresión es inferior a 1 kg/cm2.
Terrenos Deficientes
Por lo general son terrenos no aptos para la cimentación.
Se clasifican en:
- Fangos inorgánicos.- Compuestos por arcillas y limos inorgánicos con gran cantidad de agua; no permiten la formación de cilindros que resistan su propio peso.
- Terrenos orgánicos.-Poseen en su composición una notable proporción de materia orgánica.
- Terrenos de echadizos o relleno.- Son de naturaleza artificial, como por ejemplo vertederos sin consolidar.
