Cimentaciones: Optimización y Diseño en Ingeniería Estructural
Tipos de Cimentaciones
Zapatas
En las zapatas de esquina: coinciden en planta dos caras del pilar con dos caras de la zapata. La resistencia a punzonamiento en una zapata depende: de su canto. Los momentos flectores que los pilares de un edificio transmiten a la parte superior de la zapata en la que se apoyan: influyen en la estabilidad al vuelco de la zapata. En el diseño de la zapata de hormigón armado la armadura a disponer es: armadura a tracción.
En la zapata de medianería, el centrado del a carga por el método de la viga centradora: produce respuestas del suelo rectangulares y uniformes bajo las zapatas. Se llama zapata corta a aquella cuya relación de lados en planta es: inferior a dos. El hormigón de limpieza que se coloca en el fondo de la excavación realizada para construir una zapata: facilita la limpieza de excavación y la colocación de armaduras.
Losa de Cimentación
Las losas de cimentación en terrenos arcillosos: experimentan asientos diferenciales inferiores a los totales. Las losas de cimentación: deben utilizarse en cimentaciones flotantes y/o en edificios con sótanos bajo el nivel freático. El canto de las losas de cimentación suele fijarse: por condiciones de punzonamiento y de rigidez.
Pilotes
El fenómeno de bloqueo de un grupo de pilotes: ninguna de las anteriores. En un grupo de pilotes, en general: la separación entre pilotes puede ser menor en pilotes columna que en pilotes flotantes. Los pilotes columna: tienen asientos menores que los pilotes flotantes. Son pilotes perforados. Son pilotes apoyados o empotrados en roca. La cimentación por pilotaje, en general: es recomendable cuando las cargas actuantes son muy fuertes y concentradas. La separación óptima entre ejes de pilotes en un grupo de ellos, se sitúa generalmente entre: 2 y 4 diámetros.
Vigas de Cimentación
Las vigas riostra o de atado de zapatas: no siempre son obligatorias. Las vigas de cimentación: trabajan a flexión y cortante.
Comportamiento del Suelo
El terreno colabora a resistir esfuerzos horizontales que le transmite una estructura, mediante el empuje: pasivo. El terreno de cimentación debe soportar las cargas que recibe: con una razonable seguridad frente al hundimiento y de modo que los asientos que se produzcan sean admisibles funcional y estructuralmente. En la profundidad del bulbo de presiones bajo una zapata, influye: la geometría de la zapata. La presión efectiva sobre el terreno, σ’, es: la presión real que soporta el terreno.
En un diagrama trapecial de respuesta del suelo bajo una zapata, la tensión media es: la tensión en el centro de gravedad de la base de la zapata y la tensión debida solo al esfuerzo axil más el peso propio de la zapata. Las zapatas rígidas: no trabajan a tracción. El módulo de balasto o módulo de Winkler k: relaciona la tensión del terreno con el asiento que se produce y tiene dimensiones de densidad.
En suelos arenosos los asientos son, en su mayor parte: instantáneos. En suelos granulares: los asientos diferenciales pueden ser importantes. En suelos cohesivos: la consistencia depende de la humedad del suelo y la capacidad portante depende de la humedad del suelo. Los asientos diferenciales y totales son, en general: mayores los totales que los diferenciales. El asiento máximo admisible en arcillas en cimentación por zapatas, generalmente es: 65mm. El asiento máximo admisible en arenas en cimentación por zapatas, generalmente es: 25-40mm. Los asientos más perjudiciales en terrenos cohesivos son: los totales.
Cuando se excava un sótano junto a un edificio medianero que no tiene sótano: se sobretensiona el terreno que soporta las zapatas medianeras vecinas. El agua subterránea circulante: puede producir sifonamiento en arenas. La tensión admisible del terreno en arenas depende: del asiento admisible.
Ensayos y Estudios Geotécnicos
El ensayo edométrico: mide asientos diferidos en arcillas saturadas y permite determinar el módulo edométrico de la muestra. El informe geotécnico: debe recomendar la tensión admisible del terreno para diseñar la cimentación. El ensayo S.P.T: se realiza con placas de carga cuadradas de 30 cm de lado o circulares de 30 cm de diámetro. Para el cálculo de asientos en terrenos granulares, se utilizan métodos: métodos empíricos, placa de carga y S.P.T. La regla de Feld: relaciona la resistencia del grupo de pilotes con la de un pilote aislado.
En general en las zapatas: no se coloca armadura contra punzonamiento.