ESTUDIO DE LAS ZAPATAS
ESTUDIO DE LAS ZAPATAS DE CIMENTACIÓN
Las Cimentaciones por Zapatas son un tipo de Cimentaciones Superficiales
Una zapata es un elemento estructural que sirve de cimentación a un pilar, muro u
otro elemento superficial, transmitiendo los esfuerzos que recibe de este al
terreno.
CLASIFICACIÓN DE ZAPATAS
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 o
enrolada aunque puede colocarse una pequeña armadura si la carga lo requiere, y de
esa manera se evita que el nepe se (tipo de columna)cimiento se abra (armadura de reparto).
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.
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:
1.
Corte
estratigráfico y nivel de la capa freática.
2.
Grado de agresividad del
suelo.
3.
Caracterísiticas
mecánicas (módulo endométrico, etc.)
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.
E. Cimbras y Apeos:
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.
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
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.
TIPOS DE ZAPATAS
- Zapatas aisladas.
- Zapatas corridas
- Zapatas conectada.
- Zapatas combinada.
- Losa de cimentación.
ZAPATAS AISLADAS:
Empleadas para pilares aislados en terrenos de buena calidad, cuando la excentricidad de la carga del pilar es pequeña o moderada.
Las zapatas aisladas pueden clasificarse en:
Y según el esfuerzo vertical esté en el centro geométrico de la zapata se distingue entre:
Las
zapatas aisladas según su relación entre el canto
(altura) y el vuelo
(largo) máximo libre pueden clasificarse
•Zapatas rígidas o poco deformables: La altura es igual o menor que el largo máximo medido en ambas direcciones.
•Zapatas flexibles o deformables: La altura de estas zapatas es menor que el largo en las dos direcciones de la zapata. Este tipo de zapata soporta fuerzas de tracción y de compresión de la estructura.
•Zapatas centradas: Este tipo de zapata se mantiene amarrada o arriostrada con riostras de concreto u hormigón armado de sección inferior a la zapata.
•Zapatas excéntricas o de medianería: En estas zapatas la carga no se centra en el cimiento, es el caso en el cual el pilar o la pared de carga (medianera) que apoya sobre una zapata, aislada o continua, está tocando el límite del predio, y la carga no puede quedar centrada en el cimiento.
DISEÑO DE ZAPATAS
EXCÉNTRICAS
Las Zapatas Excéntricas son un tipo de Cimentaciones por Zapatas. Son las también llamadas Zapatas de Medianería.
Corte de una Zapata Excéntrica
Es el caso en el cual el pilar o la pared de carga (medianera)
que apoya sobre una zapata, aislada o continua,
está tocando el límite del predio, y la carga no puede quedar centrada en el
cimiento.
De hecho, ésta quedaría fuera de los
límites del solar; entonces, es necesario que el pilar o la pared carguen en un
extremo de la zapata.
Por ello, a este tipo de zapata se la
denomina excéntrica.
Los ejes verticales de la pared
(medianera) y del cimiento, no son coincidentes.
La posición de la carga produce
diferentes tensiones en el terreno.
Para atenuar la excentricidad se puede
incrementar la sección de la zapata. Pero aunque
se verticaliza la resultante, ésto conlleva un aumento en el peso del cimiento.
Lo más atinado se logra corrigiendo el momento que se
produce arriostrando la zapata; esto se resuelve uniéndola con otra
zapata central a través de una riostra entre las
dos zapatas, llamada viga
centradora, cuya función es evitar que se produzca el giro de la zapata excéntrica.
También puede evitarse el giro mediante
una zapata combinada, realizada mediante la unión de la zapata excéntrica con
otra centrada cercana a la anterior.
Para que las riostras trabajen en conjunto, deben tener ambas un
canto mínimo igual a la mitad del canto de la zapata.
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