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Cimentaciones por zapatas
Las Cimentaciones por Zapatas son un tipo de Cimentaciones Superficiales
Clasificación de Zapatas
Por sus Medidas
De acuerdo a la sección o canto de la zapata, este elemento constructivo responde de distinta manera a las cargas que inciden sobre él. Por lo cual requiere de determinadas dimensiones y la necesidad a veces de ir armado.
- Zapata Maciza (hormigón en masa)
La zapata maciza solo trabaja a la compresión.
Es una zapata que no necesita ir armada, aunque puede colocarse una pequeña armadura si la carga lo requiere, y de esa manera se evita que el cimiento se abra (armadura de reparto).
Esta sección suele usarse más en zapatas o cimentaciones continuas que en zapatas aisladas.
- Zapata Rígida:(hormigón armado)
La zapata rígida suele armarse con una carga de hierro de alrededor de 25 a 40 kg/m3. En la armadura se utilizan barras de un diámetro mínimo del orden de 12 mm para evitar corrosiones.
Su recubrimiento mínimo es de 8 cm.
- Zapata Flexible:(hormigón armado)
La zapata flexible, por sus dimensiones, está sometida tanto a esfuerzos de compresión como de tracción. La armadura reparte los esfuerzos de tracción producidos en la zona inferior de la zapata.
Aunque la cantidad de armadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento, suele oscilar entre 50 y 100 kg/m3.
Ejecución de Cimentaciones Superficiales por Zapatas
Estos trabajos se aplican en cimentaciones superficiales en terrenos arcillosos, conglomerados o rocosos, donde se mantienen los taludes de la excavación verticales o con la pendiente necesaria que asegure su estabilidad.
Tareas Previas
Antes de comenzar con las cimentaciones, deberán realizarse las siguientes tareas:
A. Estudio Geotécnico considerando lo siguiente:
- Corte estratigráfico y nivel de la capa freática.
- Grado de agresividad del suelo.
- Caracterísiticas mecánicas (módulo endométrico, etc.)
- Estimación de la profundidad de la cimentación.
B. Después de realizar el desmonte o vaciado, preparar la superficie con la planeidad suficiente para replantear las zapatas.
C. Previo a la realización de la cimentación directa por zapatas, deberá tener pleno conocimiento del terreno y saber si existen zonas blandas o cavernas que impidan la ejecución de estos trabajos.
Del mismo modo, deberá tener conocimiento previo de la posible existencia de Agua en el terreno, para efectuar los achiques necesarios.
Deberá también considerar la existencia de cimentaciones cercanas y los servicios afectados que puedan perjudicar la ejecución de las tareas.
D. Hormigón:
Previo a su empleo, debe analizarse y haber aprobado la planta de fabricación y las fórmulas de trabajo propuestas y los materiales componentes del hormigón; verificar los resultados de rotura a la compresión y los equipos de transporte, colocación y vibrado que han de emplearse en la obra.
Comprobar la documentación técnica y el dimensionado para resistir el peso del hormigón, su propio peso y el peso de los encofrados y las probables sobrecargas accidentales que incidan sobre los mismos. Las cimbras deberán soportar una acción horizontal del orden del 2% de la carga vertical que actúe sobre ellas.
F. Encofrados:
Deberá comprobar que los elementos componentes de los encofrados y sus uniones, tengan la resistencia suficiente para no deformarse, verificar las presiones del hormigón fresco y los efectos del método empleado para compactación.
Replanteo
A fin obtener los datos con la mayor precisión posible, el replanteo está a cargo de un topógrafo contando con la ayuda de una estación total.
Estas tareas se realizan mediante la colocación de estacas o camillas de madera en las esquinas de la excavación, indicando la cota que deberá bajarse desde la cabeza de la estaca, marcando con pintura o yeso las dimensiones de la zapata.
Proceso Constructivo
Excavación y Hormigón de Limpieza
Después de efectuar el replanteo de la zapata, se inicia la excavación con una retroexcavadora con cuchara, en el caso de terreno de tránsito, o con martillo en caso de terreno rocoso o conglomerado, reservando el material acopiado para el posterior relleno o para su transporte a vertedero. De acuerdo al tipo de terreno y a la profundidad de excavación se disponen los taludes necesarios para garantizar su estabilidad.
Al llegar al fondo de la excavación, la misma se nivela y se comprueba si el terreno, considerando las condiciones de tensión admisible del proyecto, es el previsto para efectuar la cimentación.
Las dimensiones de las zapatas deben ser las de los planos, con una tolerancia en + ó - 5 cm.
Antes de verter el hormigón de limpieza, se limpiará el fondo de la excavación quitando cualquier material suelto hasta obtener una plataforma horizontal. En la superficie de la excavación se disponen repartidos uniformemente marcando la cota de hormigón de limpieza coincidiendo con la cota inferior de la zapata. En caso de que sea necesario, se coloca seguidamente el encofrado lateral, comprobando las dimensiones y pendientes. Luego se coloca el hormigón de limpieza para nivelar el fondo de la excavación y para preparar la colocación de la armadura.
Armaduras
Comprobada la colocación de la ferralla, se efectúa el replanteo de la cota de hormigonado colocando barras de acero o pintando los laterales. Luego se disponen cuerdas entre las marcas para la nivelación de la superficie de hormigón.
Previo a hormigonar, debe limpiarse la superficie de asiento de toda suciedad y materiales sueltos. Se lava la superficie y si quedan charcos, debe eliminarse todo resto de agua.
Se hormigona con bomba o grúa con cubilote. El hormigón se coloca con vertido directo, desde una altura menor o igual a 1,5 m., tratando de que no segregue y considerando los factores climáticos (EHE).
Al hormigonar, debe cuidarse que no se produzcan desplazamientos de los encofrados o de las armaduras y tratando que no se formen juntas, coqueras o planos de debilidad dentro de estas secciones. El hormigón se coloca en forma continua o en capas, con esperas cortas para que al colocar la capa siguiente, la anterior aún se encuentre en estado plástico, para evitar la formación de junta fría.
Se compacta el hormigón mediante vibradores de aguja, considerando que la aguja se introduzca profundamente en la masa vertical y debe quitarse con lentitud y a velocidad constante.
El hormigón se compacta en tongadas no mayores a 60 cm. Cuando se compacta por tongadas, la aguja del vibrador debe introducirse en la capa inferior entre 10 y 15 cm.
Juntas
Todas las juntas de hormigonado deben preverse en el proyecto. Si se produjera alguna junta no prevista, deberá ejecutarse normalmente en la dirección de los esfuerzos máximos; cuando ésto no pueda realizarse, formarán con ella el mayor ángulo que sea posible.
Cuando se interrumpe el hormigonado, superando las 4 ó 6 horas, se limpiará la junta con un chorro a presión de aire y agua o con cualquier otro sistema que realice la correcta limpieza de la lechada superficial, áridos sueltos, etc., para que el árido quede visto.
Curado del Hormigón
El curado se efectúa mediante riego de agua o con líquido especial de curado (filmógeno) durante 7 días seguidos.
Esta operación se realiza en toda la superficie expuesta a continuación del vibrado y enrasado de la superficie final, para evitar la aparición de fisuras de retracción plástica con la pérdida de humedad. Si se emplea película filmógena. la misma se extiende sobre la superficie humedecida y saturada pero evitando los charcos.
Los paramentos encofrados se curan inmediatamente después de desencofrar.
En los curados con agua, el proceso lleva una duración mínima de 4 días; si las temperaturas son muy bajas, se extiende a 7 días. Si arreciara el viento, hubiera mucho calor o baja humedad ambiente, se intensifican los procesos de curado.
Aspectos a Tener en Cuenta
- Las tareas de excavación del fondo y laterales se efectúan inmediatamente antes del vertido del hormigón de limpieza, para impedir así que el terreno de cimentación sufra cualquier deterioro. Se procura mantener abierta la excavación el menor tiempo que sea posible.
- En el caso en que al excavar las zapatas se comprueba que el cimiento no es el adecuado, se efectuará nuevamente el cálculo de los mismos.
- El fondo de la excavación debe tener planeidad y homogeneidad suficiente para evitar los asientos diferenciales.
- Debe cuidarse la excavación controlando que no se vierta hormigón en exceso.
- Verificar la estanquiedad de los encofrados para impedir las pérdidas de lechada.
- Siempre guardar vibradores de repuesto para la vibración del hormigón.
- En los casos en que se requiera, disponer con anterioridad la conexión y red de puesta a tierra.
Criterios de Medición
Hormigón: por volumen en m3, según planos.
Encofrado: por superficie en m2, según planos.
Acero Corrugado: por peso en Kg.
Control de Calidad
A fin de poder efectuar un control sobre la ejecución de la zapata, deberá considerarse lo siguiente:
- Trabajos de Replanteo.
- Comprobar las dimensiones de la zapata.
- Verificar el fondo de la excavación.
- Verificar las cotas de hormigón de limpieza.
- Verificar la correcta colocación de la ferralla.
- Comprobar el tipo y calidad del hormigón vertido.
- Comprobar probetas de hormigón.
- Curado y trazabilidad del hormigón.
Medios Necesarios
Los medios necesarios son los siguientes:
Materiales
Mano de Obra
- 1 Capataz
- 1 Cuadrilla de Encofradores : 2 Oficiales y 1 Peón.
- 1 Cuadrilla de Ferrallistas: 2 Oficiales y 1 Peón.
- 1 Cuadrilla para Hormigonado : 1 Oficial y 2 Peones.
Maquinaria
Equipo de Excavación:
Equipo de Ferrallado:
- 1 Grúa Pequeña, cuando se requiera.
Equipo de Hormigonado:
- 1 Camión Hormigonera.
- 1 Grúa con Cubilote.
- 1 Bomba de Hormigón, cuando se requiera.
- Vibradores; siempre tener reserva.
Otros Medios
- 1 Grupo Electrógeno.
Normativa y Bibliografía
- EHE.- Instrucción de Hormigón Estructural.
- C.C.E.- Control de Calidad en la Edificación.
- NTE-CSZ/86.- Normas Tecnológicas de la Edificación.
- PG-3.- Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes.
