tratado de construccin

4

1;

Heinrich Schmitt Tratado de construccin

Editorial Gustavo Gil, S. A. 08029 Barcelona Roselln, 87-89. Tel. 32281 61 28006 Madrid Alcntara, 21. Tel. 401 17 02 1064 Buenos Aires Cochabamba, 154-158. Te!. 361 9998 Mxico, Naucalpan 53050 Valle de Bravo, 21. Te!. 56060 11 Bogot Calle 58, N. o 19-12. Tels. 217 69 39 Y 235 61 25

Heinrich Schmitt

Tratado de construccin Elementos, estructuras y reglas fundamentales de la construccin

6.3 edicin, aumentada y puesta al da, con 3800 ilustraciones

. 5.8 tirada

Traduccin autorizada de la obra de Heinrich Schmin Hochbaukonstruktion

Traduccin de las ediciones anteriores : Adrin Margarit, Ingeniero Industrial, y Jaime Freixa, Arquitecto

Traduccin de la nueva edicin: Antonio Munn, Arquitecto, e Iris Erlenkamper, Arquitecto

Ninguna parte de esta publicacin, incluido el diseo de la cubierta, pue-de reproducirse, almacenarse o transmitirse en forma alguna, ni tampoco por medio alguno, sea ste elctrico, qumico, mecnico, ptico, de gra-bacin o de fotocopia, sin la previa autorizacin escrita por parte de la Editorial.

OVerlagsgruppe Bertelsmann GmbH/Bertelsmann Fachverlag,Osseldorf y para la presente edicin castellana Editorial Gustavo Gili, S. A. Barcelona, 1978

Printed in 5pain ISBN: 84-252-1Xl92-X Deps~o legal: B. 36.631-1992 Impresin: Grficas 92, S.A. - San Adrin de Bess

Indice

Cimentacin

Terreno Clases de terreno

Roca Terrenos naturales

Terrenos sin cohesin Terrenos cohesivos Terrenos de naturaleza orgnica

Tierras vertidas o am'lntonadas Estudio del terreno

Proceso del estudio Extracin de muestras Zanjas de exploracin Sondeos Perforaciones

Comportamiento del terreno Propagacin de la presin (>osientos

Asientos uniformes Rotura del terreno

Presin admisible sobre el terreno Heladas

Excavaciones para cimientos Ejecucin de la excavacin Entibaciones

Entablados Paredes de vigas y tablones Tablestacados Muros de pilotes de perforacin Muros pantalla Uquidos de sostenimiento Consolidacin del terreno Apuntalamiento y anclaje

Agotamiento de zanjas Descenso del nivel del agua subterrnea por medio

de pozos con filtro Por medio de pozos de vaclo Por electroosmosis

1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 9

9 10 10 10 10 10 11 12 12 13 13 13

14 14 15

Agotamiento al descubierto con poza para bomba 1 5 Impermeabilizacin de las paredes de las excavaciones 16 Impermeabilizacin de la base de las excavaciones 16

Clases de cimentaciones 16 Materiales para cimentaciones 16

Cimentaciones someras 16 . Base de la cimentacin 17 Cimentaciones en fajas y en bloques aislados 17 Cimientos de losas o placas 18 Vertidos de arena. grava y piedra 18

Cimentaciones profundas. 19 Cimentaciones sobre pilotes 19

Dimensionado de cimentaciones sobre pilotes 19 Confeccin de pilotes 20

Pilotes prefabricados 20 Pilotes hormigonados en obra 21

Cimentacin de pozos 23

Medidas de seguridad Medidas protectoras contra los asientos perjudiciales Recalce de cimentaciones Medidas para subsanar asientos ya producidos

24 24 24 25

Proteccin de las obras 27

Proteccin contra la humedad 27 Desperfectos producidos por la humedad 27 Clases de humedad 28

Humedad del terreno 28 Humedad y substancias nocivas 29 Materiales de impermeabilizacin 30

Materiales bituminosos 30 Asfalto 30 Betunes y materias bituminosas 30 Alquitrn de hulla 31 Pintura: capa de preparacin 31 Pintura: capas de acabado 31 Pasta extendida con esptula 31 Cartones o lminas adhesivos 31 Cartones impermeables 31 Coberturas o lienzos impermeables (DIN 18190) 31 TIras termoplsticas 32 Revoque hidrfugo 32 Hormign hidrfugo 32

Proteccin contra la humedad ascendente del terreno 33 Impermeabilizacin horizontal en paredes 33 Impermeabilizacin de suelos 35 Impermeabilizacin vertical de paredes exteriores 35 Impermeabilizacin a nivel del zcalo 36 Proteccin contra el agua superficial en .

construcciones a media ladera 36 Medidas adicionales bajo el terreno 37

Proteccin contra el acceso del agua subterrnea y del agua a presin 37 Cubas o fosas estancas 38 Base de apoyo y proteccin de la lmina obturadora 39 Ejecucin de impermeabilizaciones resistentes

a la presin del agua 40 Impermeabilizantes a base de lienzos termoplsticos 41 Impermeabilizacin a base de pasta extendida

con esptula 42

Humedad procedente de precipitaciones 42 Precipitaciones y erosin 43

Erosin mecanoffsica 43 Erosin qumica 43 Erosin orgnica 43

Proteccin por la cubierta 43 Proteccin por la pared exterior 44

Humedad en la obra 44 Humedad de construccin 44 Agua de los servicios 45 Humedad del aire 45

VII

Humedad relativa del aire Agua de condensacin

Difusin del vapor de agua Circunstancias de tensin de vapor Secrecin de agua de condensacin Condensacin de vapor de agua en elementos

constructivos formados por varias capas Fundamentos de clculo

1. Amortiguamiento trmico, temperatura, tensin de vapor saturado

2 . Tensin del vapor, resistencia a la difusin, condensacin del vapor de agua

3 . Cantidad de vapor condensado en invierno Consideracin final

Humedad prctica permanente

Proteccin trmica Proceso del intercambio calrico Balance trmico de las personas

Influencias metereolgicas Condiciones invernales Condiciones estivales

Sensacin de bienestar Regulacin del clima ambiente

Calefaccin Ventilacin Climatizacin

Medidas protectoras contra la prdida de calor Proteccin trmica rnfnima y conveniente Proteccin trmica ptima

Proteccin solar Radiacin solar

Consideraciones astronmicas Intensidad de la radiacin solar Influencias geogrficas Altura del Sol y tiempo de insolacin

Medidas de proteccin solar Influencia de la orientacin del edificio Influencia de la superficie de la obra

Acristalamiento Paredes Cubiertas

Elementos que proyectan sombra

Proteccin contra incendios Peligro de incendio Carga de incendio

VIII

Cometido de la proteccin contra incendios Prescripciones y conceptos

Clases de materiales Clases de resistencia al fuego

Elementos constructivos especiales Prescripciones de empleo

Medidas de proteccin contra incendios Medidas en el proyecto

Vras de escape Sectores de incendio horizontalmente Sectores de incendio verticalmente

Medidas constructivas Comportamiento al fuego de la madera Comportamiento al fuego de la obra de fbrica Comportamiento al fuego del hormign armado Comportamiento al fuego del acero Influencias del dimensionamiento de la seccin Influencias de la estructura constructiva Medidas constructivas adicionales

Medidas de servicio Instalaciones de alarma contra incendios Dispositivos de extraccin del calor y del humo Instalaciones para la extincin de incendios

Lucha contra los incendios desde el exterior Lucha contra incendios en el interior de los edificios

Bocas de incendios Rociadores automticos (sprinklers) Aparatos contra incendios

46 46 46 47 47

48 48

50

50 52 53 54

54 55 55 55 55 56 56 56 56 57 57 57 58 58

59 59 60 60 60 61 61 63 64 64 64 64 64

65 65 65 66 66 66 67 68 68 68 68 69 70 70 70 70 71 72 72 72 72 73 74 74 75 76 76 76 76 76 77

Proteccin contra los rayos Probabilidad de la accin de un rayo Construcciones que requieren proteccin Comportamiento de las instalaciones de proteccin

contra el rayo Proteccin acstica

Campo del problema Proteccin acstica en el proyecto Fundamentos en la tcnica acstica Conceptos fundamentales

Nivel sonoro

77 77 78

Amortiguacin de sonidos propagados por el aire Paredes y techos de una capa

78 79 80 80 80 81 82 83 84 86 88 89 90 90 90 91 91 91 92 93 94 94

Aislamiento contra el ruido de pisadas Revestimiento de forjados de pisos

Transmisin indirecta Transmisin indirecta del sonido areo Propagacin indirecta del ruido de pisadas

Absorcin del sonido Grado de absorcin sonora Medicin del grado de absorcin Absorbentes porosos del sonido Placas resonantes Resonadores Disminucin del sonido por absorcin sonora "Superficie equivalente de absorcin" Audibilidad en teatros, auditorios musicales y

salas de conferencias El tiempo de reverberacin La composicin del local

Amortiguadores del sonido para tuberras Sonido en los slidos y trepidaciones Problemas de la proteccin en los slidos

y las trepidaciones Campo de empleo del aislamiento contra el sonido

en los slidos Bases de proteccin contra el sonido en los

slidos Aplicacin de tcnicas acsticas en la construccin

Condiciones m~nimas para una proteccin acstica suficiente

Comprobacin de que existe suficiente proteccin acstica Mediante prueba de aptitud Mediante prueba de eficacia Consideraciones prcticas

Paredes y techos con amortiguacin acstica Paredes de una sola capa Paredes de dos capas Capas de recubrimiento para paredes Mamparas de compartimentacin Tabiques movibles Forjados de piso Cielos rasos acsticos Pavimento flotante Suelos de tablas de madera Parquet flotante Suelos de varias capas con placas duras Suelos blandos Puertas Esclusas acsticas Ventanas Escaleras

Superficies planas absorbentes del sonido Techos absorbentes del sonido Absorcin sonora en muros de ladrillo Amortiguadores sonoros para conductos y

tuberias Paredes y techos aislados de las vibraciones

Elementos elsticos y capas aislantes Ejemplos de aplicacin a las obras

Capas de materias fibrosas Placas de corcho Elementos de .goma Resortes de acero Datos para el clculo preliminar

94 94. 95 96 96

96

97

97 97

9B

9B 98 98 98 98

100 101 103 103 103 104 104 105 106 106 106 107 107 lOB 108 110 110 110 113

113 114 114 115 115 115 115 116 117

Absorcin de las vibraciones en la obra Efectos sobre la estructura de la obra

Paredes

Paredes de obra de fbrica Mortero

Composicin del mortero Aglomerantes Cal Cemento Cementos normales Aridos Agua de amasado Aditivos

Clases de morteros Mortero de cal Mortero de cemento Mortero de cal y cemento Dosificacin de las mezclas Material necesario Preparacin del mortero Otros tipos de morteros y mezclas Mortero refractario (chamota)

Obra de fbrica de piedra natural Piedra

Rocas eruptivas. Granito Basalto Lava basltica Tobas volcnicas Rocas sedimentarias. Arenisca Calizas Pizarras cristalinas Solicitaciones admisibles por compresin

Preparacin .y puesta en obra de la piedra natural Ejecucin de la obra de fbrica en tiempo de heladas

Albardillas para muros Fbrica de sillera (obra de piedra labrada) Obtencin y preparacin de los sillares Transporte y colocacin de los sillares Coste y economla de la fbrica de sillerla La piedra y la expresin arquitectnica

Ordenacin de dimensiones - DIN 4172. Observacin preliminar

1 . Definiciones 2 . Nmeros normalizados para la construccin 3. Medidas menores 4 . Aplicacin de los valores normalizados para

la construccin 5. Juntas y aparejo

Obra de fbrica de materiales cermicos Formas y tamaos de los ladrillos

Antiguos tamaos y dimensiones de los ladrillos N uevos tamaos y formas de ladrillos

ladrillos macizos Ladrillos macizos para obra de fbrica revocada Ladrillos macizos para obra de fbrica vista

Ejecucin de la obra de fbrica con ladrillo macizo Gruesos y longitudes de paredes Denominaciones con Que se distinguen los

ladrillos, las juntas y las hiladas Aparejos de paredes Aparejos histricos Aparejos ornamentales Rehundidos y ranuras en las paredes Resaltos en las paredes Aparejo de pilares Rejuntado de la obr~ de fbrica Agregacin de paredes de obras de fbrica ya

existentes Pavimentos de ladrillos Ventajas e inconvenientes de la obra de fbrica

de ladrillo macizo Ladrillos huecos y perforados

Ladrillos con perforaciones verticales

117 117

119

119 119 119 120 120 121 121 122 122 123 123 123 124 124 124 124 125 125 125 126 126 126 126 126 126 126 126 127 127 127 127 131 131 131 132 133 133

133 133 133 133

133 134 134 135 135 135 136 136 136 136 13B

138 139 144 145 145 145 146 146

146 146

147 ;47 147

Ladrillos huecos con perforaciones longitudinales 148 Ejecucin de la obra de fbrica de ladrillo hueco

o perforado 148 Ventajas e inconvenientes de la obra de fbrica

de ladrillo hueco 148 Obsarvaciones sobre la rentabilidad de la obra

de fbrica 1 50 Influencia sobre las reglas del aparejo 150 Paredes prefabricadas de ladrillo 150

Ladrillos ligeros 155 Obra de fbrica hecha con ladrillos aglomerados 155

Ladrillos de cal y arena. El material 155 Ladrillos de cal y arena (KS) segn DIN 106 155

Forma y disposicin de las perforaciones 1 56 Ejecucin de las obras de fbrica de ladrillo con

ladrillos de cal y arena 1 56 Morteros para una fbrica de ladrillos de cal y

arena resistente a las lluvias que inciden . sobre ella 1 56

Juntas de dilatacin 156 Aplicaciones 1 56 Ladrillos ligeros de cal y arena 156 Aglomerados de honmign ligero 156

Ladrillos macizQs de hormign ligero 156 810ques huecos de honmign ligero 156 Piezas complementarias 156 Ejecucin de la obra de fbrica con

aglomerados de hormign ligero 159 Ventajas e inconvenientes de la obra de

albailerla con aglomerados de hormign ligero 159

Aglomerados de hormign gaseosos o espumosos fraguados al vapor 161

Ejecucin de la obra de fbrica hecha con bloques 162 Ejecucin de la obra de fbrica hecha con piezas lisas 162 Obra de fbrica anmada 162

Aplicaciones 162 Condiciones generales 162

Paredes de hormign 163 Propiedades del honmign 163 Clima ambiental 164 Materiales 164 Aglomerantes 164 Aridos 164 Uneas de cribado continuas 165 Suministro y almacenamiento de los ridos 1 66 Aditivos del honmign 166 Agua de amasado 1 66 Aceros para hormign armado 166

Exigencias en la composicin de los hormigones 166 Clases de resistencia 166 Consistencia 167 Porcentaje del agregado fino 167

Composicin de los hormigones del grupo I 167 Dosis de cemento 167 Mezcla de ridos 168 Consistencia 168

Composicin de los honmigones del grupo 11 168 Dosis de cemento 168 Mezcla de ridos 168 Relacin agua/cemento y consistencia 168

Comportamiento del hormign 168 Hormign ligero 168

Materiales 168 Aglomerantes 168 Aridos 168 Materiales de adicin 168 Amasado 169 Puesta en obra 169

Las paredes como elementos constructivos 1 70 Paredes exteriores 170 Paredes de carga 170 Paredes de caja de escalera y de separacin entre

viviendas 170

IX

Paredes de separacin entre locales Paredes con conductos de instalaciones Muros de sostenimiento Paredes de stanos

Generalidades Ejecucin de la construccin

Paredes de stanos de hormign Paredes de stanos de hormign armado

Ventanas para stanos y cajas para tragaluces Paredes exteriores

Obra de fbrica vista Obra de fbrica vista en paredes exteriores Paredes exteriores de fbrica de ladrillos de

dos hojas Hormign visto Capas de pintura Revoque de exteriores Revestimiento de paredes con placas de piedra

natural y artificial, cermica vitrificada y gres Instrucciones para el empleo de cementos de

piedra natural en la construccin Revestimiento de paredes con placas de

fibrocemento Placas planas de fibrocemento Ejecucin de las juntas Revestimiento de placas para tablestacado y

de placas onduladas de fibrocemento Subestructura Recubrimiento Suspansin y fijacin de las placas

Revestimientos de pared con placas metlicas Paredes cortina-Curtainwall Revestimientos de pared con cristal Revestimientos de pared con plstiCOS

Paredes divisorias ligeras, Tabiques M,ateriales y sistemas Tabiques y forjados Paredes divisorias de rigidizacin Paredes divisorias Que no arriostran

Tabiques de beldosas de vidrio Tabiques de enlucido armado (o tabiques Rabitz) Tabiques de revoque o proyecci~ Taboques y paredes divisorias de hormigbtl

armado Tabiques de placas Tabiques de entramado de madera Tabiques desmontables Tabiques al aire

Proteccin acstica

Proteccin trmica

Proteccin contra el fuego

Montaje y adaptabilidad

Posibilidades de colocar instalaciones

Colocacin de puertas

Aberturas en las paredes

x

Aberturas para ventanas Situacin de los edificios lIuminaci6n de interiores con luz natural Luz natural Iluminacin natural al aire libre Coeficiente de luz diurna

Componente de la luz celeste T H Componente de reflexiones exteriores T v Componente de reflexin interior T, Locales con iluminacin lateral Locales con iluminacin cenital Dimensiones, forma y situacin de las ventanas

Otras influencias sobre la iluminacin Comparacin de la proteccin trmica

170 170 170 172 172 173 173 174 174 175 175 176

177 178 178 179

179

181

185 185 185

187 187 187 187 188 188 188 189 190 190 191 191 192 193 193 193

193 194 196 199 199

200

200

200

200

200

200

200 200 200 201 201 201 202 202 202 202 202 203 203 204 204

Las ventanas como elementos estructurales Aberturas normalizadas para ventanas Vanos de puertas Aberturas normalizadas para puertas M arcos o cercos de puertas Cierre por arriba de los vanos en las paredes

Vigas revestidas

Techos o pisos

Exigencias constructivas Tipos de techos

r echos o pisos interiores r echos o pisos exteriores

TeChos o pisos de vigas de madera Disposicin de las vigas Secciones o escuadras de las vigas

Fo~ados de los techos de madera Cielos rasos

Techos o pisos de ladrillo, hormign y acero

Sistemas estticos Pisos o techos de vigas

Vigas colocadas a cierta distancia unas de otras Vigas adosadas unas al lado de otras

Pisos o techos de vigas-losas o vigas T Pisos o techos de vigas-losas o vigas T sin

piezas de relleno Pisos de vigas-losas o vigas T con piezas de

relleno Que no soportan cargas Pisos de vigas-losas o vigas T con piezas aptas

para soportar esfuerzos longitudinales y transversales

Pisos o techos de ' losas Pisos de losas huecas

Mtodos o sistemas de construccin Pisos construidos totalmente en la misma obra Pisos prefabricados

Pisos o techos parcialmente prefabricados (de montaje parcial)

Pisos o techos totalmente prefabricados (de montaje total)

Pisos o techos de hormign armado Definiciones Documentt.s de construccin Materiales

Pisos o techos compuestos de elementos prefabricados de hormign armado

Losas de techo compuestos de elementos prefabricados Losas de forjado en construcciones con paredes y

techos compuestos por placas prefabricadas Prescripciones generales Techos nervados de hormign armado con

elementos intermedios Losas Otros elementos constructivos a modo de losas

segn DIN 1045 Techos de cermica armada Hormign armado, con bloques de vidrio Techos sobre columnas de cabeza de hongo

Vigas, vigas en T y forjados nervados Pisos o techos nervados de hormign armado Pisos o techos nervados de hormign armado sin

piezas de relleno

Pisos o techos de vigas de acero Forjados sin armar Forjados armados

205 206 208 208 210 211 212

213

213 214 214 214

214 215 217 217 218

218

219 221 221 221 221

221

221

221 222 222 222 222 222

223

223

223 224 224 226

226

227

227 230

230 230

232 232 232 233

235 237

237

238 239 239

Construcciones a base de vigas mixtas de acero y hormign

Forjados a base de chapa de acero ondulada

Escaleras

Formas fundamentales de las escaleras

Tramos de las escaleras

Pendiente de las escaleras

Compensacin de las escaleras Compensacin por el mtodo del semicfrculo Compensacin por el mtodo de divisin proporcional Compensacin con peldaos redondeados Escaleras de caracol

Representacin de las escaleras en los planos

Planta y fachada Observaciones

Construcciones de escaleras Peldaos apoyados Peldaos volados

Escaleras de madera Escaleras con peldaos macizos de madera Escaleras a la molinera Escaleras ensambladas Huellas y contrahuellas Zancas

Zancas de pared Zanca al aire y barandilla Cubillos

Escaleras a la inglesa Escaleras de caracol de madera

Escaleras de piedra natural y anificial Peldaos de piedra natural Escalinatas Escaleras al aire Escaleras de caracol

Escaleras de hormign en masa

Escaleras de hormign armado Losas de escalera Losas de escaleras apoyadas en sus extremos Losas de escaleras apoyadas por sus costados Enlaces con los descansillos Escaleras de piezas prefabricadas de hormign armado

Escaleras de hierro

Barandillas de escaleras Barandillas de barrotes Antepechos macizos

Balcones y terrazas

Tipos y utilizacin de los balcones

Ejecucin de los balcones Edificios con paredes de carga longitudinales Edificios con paredes de carga transversales Construcciones de entramado

Galerfas

Condiciones ffsico-constructivas Zonas de estar situadas encima o debajo de

balcones o terrazas

239 242

243

243

244

245

246 246 247 247 247

24B

24B 250

251 251 251

251 252 252 252 252 253 254 254 25B 25B 259

262 262 262 263 265

266

267 267 267 267 267 269

272

274 274 274

277

277

27B 27B 27B 27B

2BO

2BO

2BO

Desages o terrazas

Barandillas o antepechos de terrazas y balcones Construccin y montaje de la barandilla

Estructuras de las obras

Estructura a base de paredes Estructuracin esttica

Paredes Paredes aisladas

Pisos o techos Cooperacin entre paredes y techos Construcciones macizas ' con paredes de carga

longitudinales Construcciones macizas con paredes transversales

de carga Condiciones estticas Ejecucin Proteccin trmica Proteccin acstica

Construcciones macizas con paredes de carga longitudinales y transversales

Obra de fbrica

Otras condiciones a cumplir

Obras de hormign Paredes de hormign y hormign armado, hechas

en la obra Paredes prefabricadas Techos compuestos por elementos prefabricados Paredes de hormign ligero

Sistemas de encofrado Gastos de trabajo y material En.cofrad--de ~aF8de.

Rigidizacin de la superficie del encofrado Atirantamiento entre las dos superficies del

encofrado Apoyos y diagonales de apuntalamiento Andamios de trabajo Encofrado trepador Encofrado deslizante

Encofrados de techos Superficie interior del techo Mesas de encofrado para techos

Encofrados especiales Rentabilidad de los sistemas de grandes encofrados

Influencias sobre la estructura del edificio Formas de encofrado y construccin por mntaje

de piezas prefabricadas

Edificios a base de paredes sustentantes construidos por montaje de piezas prefabricadas Estructuracin, tamao de los elementos y mtodos

de fabricacin Construccin a base de paneles grandes o pequeos Ordenacin de medidas

Ordenacin de mdulos - Coordinacin de medidas Concepto de las tolerancias de fabricacin y de

montaje Juntas de montaje

Disposicin constructiva - Esttica de las juntas Juntas en elementos de fachada Dimensionado de las juntas cerradas de fachadas Elaboracin de pastas de estanquidad de

elasticidad permanente Juntas abienas y ventiladas

Montaje de piezas prefabricadas de hormign celular Elementos constructivos

Fachadas ponantes y no ponantes Dinteles y montantes de puenas y ventanas Paredes de las cajas de escaleras

2BO

2BO 2Bl

2B3

2B3 2B3 2B3 2B3 2B4 2B5

2B5

2B6 2B7 2BB 2B9 2B9

2B9

290

295

297

297 299 299 299

301 302 ~ 302 302 302 302 303 303 303 303 303 303 303 304 305

305

305

306 306 307 309

311 311 312 312 312

313 314 314 315 315 315 315

XI

Paredes de separacin entre viviendas Paredes de separacin entre habitaciones Paredes cortafuegos Forjados de piso Tipologla estructural Puertas en obra

Montaje con grandes paneles de hormign armado Elementos constructivos

Estructura y ejecucin El sistema " Ca mus" Sistema de montaje " larsen & Nielsen"

Construccin de entramado Tipos de entramado Estructura esttica

Sistemas de estructuras sustentantes Jcenas sobre pilares pendulares

Sistemas aporticados Organizacin constructiva

Distancias entre apoyos Anchuras de los edificios Alturas de edificio y altura de techos Juntas de movimiento Direccin de las jcenas

Jcenas longitudinales Jcenas transversales Jcenas en ambos sentidos Jcenas en voladizo Forjados sin jcenas

La estructura y las instalaciones Tendido de las instalaciones Instalaciones elctricas de alta y baja tensin

Conductos de la instalacin de calefaccin Conductos de ventilacin y acondicionamiento

de aire Tuberas de suministro de agua y de desage Tuberas para otras clases de fluidos Sistemas de transporte

Paredes exteriores

Construcciones de entramado de hormign armado Disposicin constructiva

Apoyos Jcenas y forjados Construcciones de entramado por montaje de

piezas prefabricadas Pies derechos prefabricados Unin de los forjados a los pies derechos Posibilidad de modificaciones

Construcciones de entramado metlico Aceros que se usan en construccin Longitudes normales

XII

Propiedades del acero Proteccin contra la corrosin

Acero inoxidable (austent ico) Acero patinable

Estructuras resistentes de acero Clculos de comprobacin

Elementos de enlace Remachados Uniones con pernos y tornillos Uniones por soldadura 51mbolos para las soldaduras Clases de soldaduras Formas de las soldaduras

Soldaduras a tope Soldaduras en ngulo

Dimensiones de los cordones de soldadura Ventajas e inconvenientes de la soldadura Pisos

Proteccin contra el fuego de los edificios con estructura metlica Revestimientos y recubrimientos Pinturas y aplacados

316 316 316 316 316 318 320 321 322 322 322

324 324 324 324 325 327 329 329 329 329 330 331 331 332 332 332 333 333 334 335 335

335 336 336 336 336

342 342 345 346

347 347 347 348

358 358 359 359 360 360 360 360 361 361 362 362 365 365 365 365 365 366 366 366 367

368 368 374

Rellenado de ncleos Pantallas

Edificios con entramado de madera Historia de la construccin con entramado de madera

Sistema cajn Sistema franconiano Sistema alemnico

Construcciones con entramado de madera modernas Entramado de madera ejecutados por plantas Entramados de madera con pies derechos continuos Disposicin constructiva y elementos de pared

exteriores Revestimientos exterires de madera Proteccin de las superficies

Construccin de edificios altos Instrucciones

Principios bsicos para la construccin de edificios altos Contenido Definicin Generalidades Procedimientos Aprovechamiento del solar Estructura resistente, forjados Antepechos, dinteles, puertas cristaleras y

ventanas Paredes interiores, revestimientos e inclusiones Pozos de instalaciones y conductos Puertas Sectores de contencin del fuego Salidas y escaleras de emergencia Ascensores. Locales auxiliares Triturador, incinerador de inmundicias Calefaccin, chimeneas Ventilacin y acondicionamiento de aire Instalacin elctrica de emergencia Cuadro de distribucin y transformador Pararrayos Dispositivos de la lucha contra incendios Planos orientativos Otras instalaciones especiales

Estructura y uso de los edificios altos Seguridad esttica

Accin del viento Estabilidad a las fuerzas del viento Paredes de arriostra miento y ncleos de rigidez

Casas altas a base de paredes de carga Obras de fbrica

Fbrica de ladrillo Fbrica de ladrillos de cal y arena

Paredes de fbrica de hormign Casas altas a base de entramado sustentante

Supresin de pilares en la planta baja Estructuras con voladizo Estructuras suspendidas Sistemas especiales

Fachadas de casas altas

Cubiertas

Estructuras sustentantes para las casas corrientes Formas de cubierta Inclinacin de las cubiertas Antiguas cubiertas de madera y revestimiento de

las mismas Cubiertas con correa Solicitacin de la armazn de cubierta y clculo de

las dimensiones de sus elementos Correas durmientes o de alero Correas de cumbrera Jabalcones Cepos

374 374

374 375 375 375 375 375 376 377

379 379 379

379 380

380 380 380 380 380 380 380

380. 381 381 381 381 381 381 381 381 382 382 382 382 382 382 382 382 382 382 382 385 385 386 386 386 388 388 388 388 389 390 390 391

393

393 393 394

394 394

397 399 400 401 401

Cabios Cubiertas de correas con postes

Cubierta de correas con una fila de postes Cubierta de correas con dos filas de postes Cubierta apuntalada de correas con una fila

de postes Cubierta apuntalada de correas con puentes y

dos filas de postes Cubierta parhilera Cubierta parhilera simple Cubierta con armadura de pares y puente Cubierta con armadura de pares, puente y

pendoln Cubierta de correas con sotabanco Cubiertas de correa de una sola vertiente la organizacin de la cubierta y la estructura

del edificio Cubiertas ae caoios y puentes

Cubiertas de cabio Cubiertas con puente Arriostramiento Cubiertas con puentes verticales y horizontales Embrochalados

Cubiertas a cuatro aguas (Cubiertas con faldones) Cubiertas de correas a cuatro aguas

Arriostramiento longitudinal de las cubiertas de correas con faldones

Cubiertas de cabios y puentes con faldones Cubiertas compuestas.

Tendencias en el desarrollo de las cubiertas para las casas de viviendas

Cubiertas industriales de gran luz Estructura constructiva de las naves y tinglados

con sistemas de cerchas de viga llena y de celosla Armaduras sobre apoyos pendulares Armaduras sobre apoyos empotrados Prticos Estructuras sustentantes en arco Puntos de vista constructivos N aves con gruas Presin del viento y esfuerzos que se producen

durante el montaje Formas de las cerchas de entramado

Sistemas estticamente determinados y estticamente indeterminados

Cerchas de cordones paralelos Armaduras triangulares Cerchas o armaduras arqueadas

Entramados de las vertientes y revestimientos de las cubiertas Cubricin sobre un entablado de madera Distancias entre correas y entre cabios

Armaduras de madera Propiedades de la madera

Construccin de la madera Contraccin e hinchazn Enfermedades de la madera Proteccin de la madera Proteccin contra la humedad Proteccin contra los insectos Proteccin contra los hongos destructores de

la madera Protecciones contra el fuego Calidades de la madera de construccin Maderas que se emplean en construccin Maderas de frondosas

Uniones en los trabajos industd.alizados de madera llaves o tacos llaves alojadas llaves incrustadas llaves alojadas y llaves incrustadas

Pernos Clavos

Clavado y dimensiones

401 402 402 403

404

408 409 409 410

411 412 413

415 415 416 417 417 419 419

423 424

426 430 430

433 433

433 434 437 439 439 439 439

440 440

440 441 441 442

442 442 443 443 444 444 444 445 445 445 445

445 446 446 446 447 447 448 448 449 450 451 452 452

Grueso de la madera y profundidad del clavado Separaciones entre los clavos Ejecucin y construcciones especiales Sistema Greim Sistema Gang-Nail

Construcciones con maderas encoladas Calidad de la madera Tipos de cola Fabricacin de vigas encoladas

Estructuras de entramado con barras de madera Armaduras triangulares

Pares de una sola pieza Pares y tirantes compuestos de varias piezas

Sistema Greim Vigas de celosa de cordones paralelos

Viga 'Trigonit" de celosa Sistema de diagonales triangulares

Estructuras de madera de alma llena Vigas huecas Vigas con seccin doble T

Vigas compuestas de madera con seccin doble T

Vigas con alma de placa Vigas de alma ondulada Vigas Kampfsteg

Vigas con alma de tablillas horizontales encoladas en plano

Pies derechos Prticos

Prticos de celosa Prticos de alma hueca y de doble T Prticos anclados en capas

Estructuras en arco Estructuras metlicas para cubiertas

Estructuras de celosa Armaduras metlicas atornilladas Armaduras soldadas Correas Mallas espaciales Composicin de las mallas espaciales Uniones de las barras en las mallas espaciales Apoyo de las mallas espaciales

Cerchas de alma llena Vigas laminadas Vigas alveoladas Formas especiales

Estructuras de hormign armado para cubiertas Hormign pretensa do

Cerchas Formas de cerchas Correas y losas de cubierta

Cerchas de caras paralelas Correas en T

Cubiertas en diente de sierra Estructuras plegadas y laminares

Estructuras plegadas Estructuras laminares lminas de simple curvatura

Lmina de doble curvatura

lminas cupuliformes lminas con curvaturas opuestas

Revestimiento de cubiertas Revestimiento de tejas

Inclinacin de las cubiertas Soporte del recubrimiento de cubierta Distancia entre los listones y recubrimiento

Tejas Teja plana alemana (teja de cola de castor) Encuentros con paredes de las cubiertas de

teja plana Encuentros con chimeneas

453 453 454 456 456 458 458 458 459

459 459 459 459 459 462 464 464

464 465 465

465 465 466 466

466 467 471 471 472 474 475 476 477 477 478 478 481 482 483 483 483 483 484 486

487 487 487 487 488 489 491 505 505 508 509 509 511

511 513

519 520 520 520 522 522 522

527 528

XIII

Tejas cncavas (tejas en S) Revestimiento de teja rabe Teja plana de encaje Tejas de claustro Teja plana de ranura y cordn Teja de aleta

Tejas de vidrio Revestimiento con tejas de hormign Empizarrados

TIpos de empizarrados Cubiertas de laja

Revestimiento emparejado Cubiertas de placas de hormign

Losas corrientes de hormign armado Losas ligeras de hormign armado Placas huecas con casetones Placas armadas de hormign poroso

Cubiertas de fibrocemento Introduccin

Placas planas de fibrocemento Chapas onduladas de fibrocemento

Recubrimientos Cubiertas con poca pendiente Placas de ondas cortas Colocacin y fijacin Aleros, viseras del front6n y cumbreras Tipos de placas Almacenaje Colocacin de las placas y distribucin del

enlistonado Criterios para determinar el tamao de las

placas y la anchura de las ondas Entramado de cubierta Colocacin de las placas onduladas Sistemas de fijacin Aleros Visera del frontn Reglas Cumbrera

XIV

Limas tesas Limas hoyas Encuentros con paredes Tablones de paso Plexigls ondulado Cubiertas onduladas Cubiertas ventiladas Ventilacin continua por la cumbrera

Revestimientos metlicos para cubiertas Materiales Chapa de cinc . Sistemas de colocacin de los revestimientos

metlicos Revestimientos con hojas Cubiertas planas Cubiertas no ventiladas

Consideraciones generales sobre las formas y los recubrimientos de las cubiertas

Composicin de las cubiertas no ventiladas Fo~ados de bloques huecos Placas de hormign Chapas trapeciales Relleno para dar pendientes Utilizacin como aislante del relleno para dar

pendientes Pintado previo

Capas de movimiento y de reparto de la presin del vapor

Barreras contra el vapor y freno; a la difusin del mismo

Materiales aislantes Plstico celular rgido Placas recubiertas Eleccin y elaboracin de los materiales aislantes Colocacin de placas de plstico celular rgido

(styropor)

532 535 537 540 541 541 542 542 544 544 548 548 548 548 548 549 549

550 550 550 550 551 552 553 553 553 553 554

554

554 554 554 555 555 556 556 557 557 557

557 558 558 558 558 559 559 559 559

561 564 565 566

566 567 568 568 568 569

569 569

569

570 570 571 571 571

572

Colocacin de placas de foam-glass 572 Placas de lana mineral 572 Comparacin de los materiales aislantes 572 Economfa de los distintos sistema de

aislamiento trmico 572 Caracterfsticas y campo de aplicacin de los

principales materiales de techar 572 Fajas de fieltro de lana 572 Fajas para soldar 573 Fajas de materia plstica 573

Modo de pegar las hojas de cartn y formacin de burbujas 573

Pendiente de cubierta y revestimiento adecuado 574 Proteccin de las capas exteriores 574 Juntas de dilatacin 574

Formas especiales de la cubierta no ventilada 576 1. Cubierta Kisol" 576 2. Cubiertas-estanque 576 3 . La cubierta " reversible" 576

Cubiertas a la intemperie 577 Entablado 577

Ejecucin de los revestimiento de cartn 577 Clavado 577

Aleros 578 Cumbreras y limas tesas 579 Cubiertas de hormign armado a la intemperie 579 Cubiertas transitables 579 Placas sobre apoyos elevados 580 Cubiertas transitables para vehfculos 581 Aberturas en las cubiertas 581

Ejecucin correcta y ejecucin errnea de las cubiertas planas 587

Cubiertas ventiladas 587 Composicin de la cubierta ventilada 588

Fo~ado macizo 588 Techo de vigas de madera 588 Barrera de vapor 588 Forjado inferior 588 Dimensionado de las placas de aislamiento

trmico 589 Cmara de aireacin 589 Capa superior 589

Desage de las cubiertas 589 Canales para cubiertas 589

Canales de chapa 589 Canales para cubiertas en diente de sierra 594 Canales en los encuentros de vertientes 594 Canales de madera 596 Canales de fibrocemento 596 Canales de plstico 597

8ajantes de aguas pluviales 600 Bajantes de aguas pluviales de chapa 601 Bajantes de fibrocemento 601 Bajantes de aguas pluviales de plstico 602

Chimeneas 603

Definicin de la chimenea 603

Proceso de combustin 603 Materiales combustibles 603

Proceso qufmico 604 Componentes combustibles 604 Poder cal orifico 604 Oxfgeno necesario 604 Aire necesario 604 Componentes no combustibles 605 Contenido de cenizas 605 Contenido de agua 605 Gases de humo 605

Proceso ffsico 605 Corriente gaseosa 605 Prdidas en la corriente de gases 606 Enfriamiento de los gases 606

Resistencias opuestas a la circulacin de Construccin 614 los gases 607 Chimeneas de obra de fbrica 616

Resistencias de rozamiento 607 Chimeneas de piezas moldeadas 621 Condiciones de la instalacin de calefaccin 607 Chimeneas aisladas 622 Calefaccin individual 607 Cabeza de la chimenea 624 Calefaccin colectiva 608 Conductos de humos 624

Ejecucin de una chimenea 608 Directrices para los cuartos de calefaccin 625 Dimensionado 609 Aislamiento acstico en los cuartos de calefaccin 628

Altura de las chimeneas 609 Origen de los ruidos 628 Seccin de las chimeneas 610 Ruidos de conducciones y bombas 628 Paredes de las chimeneas 610 Medidas contra la transmisin de ruidos 629 Proteccin trmica 610 Sonido transmitido por los slidos 629 Resistencia a la accin del fuego y de las Sonido transmitido por el aire 629

temperaturas elevadas 614 Chimeneas para la evacuacin de gases 629 Impermeabilidad a los gases 614 Capacidad de los tubos de evacuaci6n de gases 633 Resistencia 614 Chimeneas y conductos de ventilacin 634

\

xv

Cimentacin

Los cimientos son las partes inferiores de una obra, destinadas a soportarla. Su misin estriba en transmitir al terreno todas las cargas que sobre ella gravitan (peso propio, carga til, cargas debidas a la nieve o al viento) . Condicin indispensable para una cimentacin bien hecha es el exacto conocimiento del terreno en que hay que construir. Antes de la eleccin definitiva del emplazamiento de la obra deben ponerse en claro las siguientes cuestiones: Ou clases de terrenos existen y a qu profundidad se hallan 7 A qu profundidad se encuentra el terreno firme y qu espesor tiene la capa que lo forma? Cul es el nivel ms alto de las aguas subterrnea,s7 Son de prever asientos? Existe peligro de que el terreno se hiele o se deslave 7 Existen en el terreno materias perjudiciales para el hormign? la tierra o piedra arrancada del suelo puede tener aplicacin como material de construccin?

Terreno la ereccin de una obra perturba el estado de equilibrio del terreno. Corresponde a la Mecnica del Suelo el cometido de determinar los efectos reciprocas entre terreno y obra , con.el fin de evitar daos provocados por asentamientos excesivos o irre-gulares y de conferir garantla a las hiptesis de estabilidad. Antiguamente se edificaba tan slo a base de "experiencia ", sobre cimentaciones a veces subdimensionadas o incluso sobre-dimensionadas. No obstante, hace muchos siglos e incluso mile-nios se conocan ya tcnicas ~speciales para aumentar la resis-tencia mecnica del terreno, como son la consolidacin del mis-mo y la cimentacin sobre pilotes. As lo prueban las fundacio-nes sobre pilotes de madera de los puentes romanos y de las catedrales de la Edad Media o, en China , la consolidacin de terrenos cohesivos mediante cal viva. Con el desarrollo de la Esttica cientfica y la aparicin de nuevos materiales de cons-truccin, como acero y hormign armado, de nuevos sistemas estticos y de nuevos tipos de construccin, surgi la necesidad, si bien al propio tiempo tambin la posibil idad, de ejecutar la cimentacin de las obras de una manera ms segura yeconmi-ca; puesto que suelen ser motivos econmicos o compromisos locales los que, por lo general, impiden mejorar un terreno de mala calidad o evitar sus inconvenientes. S610 el conocimiento exacto de las condiciones reales del terreno y de las influencias mutuas entre ste y la obra , es decir, la consideracin de los resultados de una minuciosa investigacin del terreno o de la experiencia local adquirida y el clculo de las cargas que la obra ejercer sobre l, permite determinar de modo definitivo la clase , la profundidad y las dimensiones de ' la cimentacin.

Clases de terrenos

Se denominan terrenos las capas de la corteza terrestre suficientemente superficiales para hallarse sometidas a la accin de los agentes atmosfricos. Hay que distinguir entre :

Sc.hmiH -1

las materias trreas que descansan todava sobre las capas pri-mitivas, es decir, sobre las rocas de que proceden al descompo-nerse stas por la accin de los agentes atmosfricos, que no presentan indicio de desmezclado, y las materias trreas que descansan sobre capas secundarias y que llegaron all sea por movimiento propio, por hallarse por ejemplo en pendientes y laderas. sea por haber sido depositadas y acumuladas en aquel sitio por las aguas, los vientos o el hielo. Cuando esos acarreos fueron hechos a poca distancia , el desmezclado sufrido es esca-so, mientras que si las distancias son grandes se suele observar en la mayorfa de los casos una fuerte separacin de tamaos . granulomtricos.

Terreno de Terreno de Terreno de cimentacin cimentacin cimentac!?n

bueno mediano malo 3-8 kglcmJ: de 1.5 a 3 kg/cm2 de O a 1.5 kg/cmJ:

Roca Ihasta 30 kg/cm'1

o arena fina .:2 grava y gravilla

o gravilla y arena arena mediana o .0

~ 8 arena gruesa 1-0

..

g .~ arcilla seca arcilla hmeda .. barro seco barro hmedo

~~ marga seca marga 1- 0

Mantillo. limo. fango. marga con guijarros. turba. tierra ' pantanosa. tierras vertidas. arena muy fina.

La tabla anterior clastfica los terrenos por su naturaleza y aptitud para soportar cargas (firmeza):

Rocs

Es un excelente terreno para cimentar. La presin admisible sobre este terreno segn la norma DIN 1054, cuando se trata de roca con pocas grietas, con estratificacin favorable y sin haber sufrido deterioros por la accin de los agentes atmosfricos, es de 15 a 30 kg/cm2 Si el agrietamiento es importante o la estratificacin es desfavo-rable hay que reducir esos valores en la medida pertinente. Cuando las rocas son compactas e impermeables, como el gra-nito, el basalto, la caliza, los esquistos cristalinos y la arenisca de grano fino, no hace falta tener en cuenta la profundidad de con-gelacin. porque las heladas no ofrecen el menor peligro. Los tipos de rocas permeables 'l1 agua y porosas, como la toba , la piedra pmez y la arenisca granulosa, estn, en cambio, expues-tas por la congelacin a una meteorizacin progresiva e ininte-

rrumpida. En tales casos es necesario proceder a una cimenta-cin a profundidad exenta de heladas.

Terrenos natura/es

~errenos sin cohesin La grava, la gravilla y la arena estn clasificadas como terrenos sin cohesin, Carecen de cohesin (adherencia entre los granos sueltos) y son permeables al agua. La capacidad portante o apti-tud para soportar cargas (firmeza) crece con el tamao de los granos y la compacidad de las capas. . Los materiales ptreos desmenuzados por procesos naturales se denominan piedras o canto,s -rodados, grava o gravilla y arena.

Piedras: cantos rodados Son una acumulacin de piedras gruesas sueltas y cuyo dime-tro es superior a 70 mm. Segn su procedencia , las cualidades del material ptreo que las constituye y el espesor o grueso de la capa que forman pueden recibir una carga de 3 a 8 kg/cm2 , .

Grava o gravilla Est formada por fragmentos o trozos de piedra de 2 a 63 mm; la gravilla es la fraccin comprendida entre 2.y 6 ,3 mm ; la grava mediana, la comprendida entre 6 ,3 y 20 mm; y la grava gruesa, la comprendida entre 20 y 63 mm. En tanto que la grava y gravilla que se suele encontrar en los valles y cauces de los rfQ5. es, en su mayor parte, de superficies redondeadas y lisas, la que se encuentra en los acarreos y dep-sitos de los glaciares suele presentar las ms de las veces for-mas angulares. Con la grava y la gravilla puede contarse aproxi-madamente con una aptitud portante de unos 4 kg/cm2 Aumen-ta en capas ms profundas porque alli, por efecto de la carga de las capas superiores y de la eventual accin de las aguas subte-rrneas, se produce una mayor compacidad de las capas.

Grava y arena Es decir, una mezcla de grava o gravilla con arena. Admitiendo que se halle formada con 1/3 en volumen de grava o gravilla , puede recibir una carga igual que la asignada a este material.

Arena Est formada por partculas o granitos ptreos de menos de 2 mm de dimetro. Como la grava y la gravilla , se encuentra prin-cipalmente en el cauce de los ros o en las morrenas de los gla-ciares. Admitiendo una presin sobre el suelo de 3 kg/cm2 y con un tamao granulomtrico de 0 ,6 a 2 mm, la arena gruesa se clasi-fica todava entre los terrenos buenos para cimentar; en cambio, la arena fina y la arena mediana, con tamaos granulomtricos de 0 ,06 a 0 ,6 mm, slo puede admitir una presin de 2 kg/cm2 Lo mismo que sucede con la grava y la gravilla , la aptitud por-tante aumenta en las capas ms profundas. .La relacin entre el volumen de la parte slida y el volumen de los huecos se denomina " volumen de poros". Se suele expresar por el tanto por ciento de huecos que contiene un material. En el caso de la arena de grano homogneo, este tanto por ciento suele oscilar entre el 25 y el 50%; en la arena y grava de grano desigual, varia del 15 al 30%.

Terrenos cohesivos La arcilla, el barro y la marga son materias trreas coherentes. La cohesin es la tendencia a adherirse o pegarse unos granos con otros y aumenta al crecer el contenido de arcilla . La capilari-dad puede producir una tendencia anloga a la aglomeracin en los conjuntos granulares. Segn las proporciones de fracciones granulomtricas de tamao pequeo y muy pequeo se produ-cen poros finsimos que dan origen a ttfectos de capilaridad muy marcados. Debido a estos poros muy estrechos, los terrenos dotados de gran consistencia ofrecen mucha resistencia a la penetracin del agua. Las tierras que contienen impurezas, como las que llevan arena mezclada, pueden presentar una per-meabilidad mucho mayor. Los terrenos que slo tienen arcilla o barro no dejan penetrar el agua ms que muy lentamente, pero tambin son lentos para acomodarse a las cimentaciones, por el efecto de la presin sobre stas ejercida. Al aumentar la propor-

2

cin de humedad, los terrenos consistentes van siendo cada vez ms blandos y su aptitud para soportar cargas disminuye nota-blemente, Para juzgar si un terreno debe ser clasificado como bueno, mediano o malo para cimentar en l, puede determinarse la contraccin que experimenta al desecarse. Segn el procedi-miento " Scheidig", un cilindro del material trreo con su hume-dad natural es desecado y luego se calcula el valor o medida de su contraccin en tanto por ciento. Contraccin menor de un 5%, buen terreno para cimentar. Contraccin comprendida entre un 5 y un 1 0%, terreno media-namente bueno para cimentar. Contraccin de ms de un 1 0%, terreno malo para cimentar. Contraccin de ms de un 15%, terreno muy malo para cimen-tar. El volumen de poros de las arcillas viene a ser desde el 70% en las arcillas blandas hasta el 1 5% en las duras; en el barro oscila entre el 40% y el 25%.

Arcilla Existe casi en todas partes. Cuando est seca y se halla en capas de un grueso no inferior a 3 m, constituye un buen terreno para cimentar que puede cargarse con 3 kg/cm2 . La arcilla debe pro-tegerse contra la humedad, que la reblandece, y contra las hela-das, que la desintegran. Tambin pierde firmeza (aptitud portan-te) bajo los efectos de una desecacin exagerada , p. ej. en insta-laciones de calefaccin o coccin . la arcilla hmeda puede ser cargada con una presin de O a 1,5 kg/cm2 , segn la proporcin de agua que contiene. La arcilla debe contener de un 50% a un 80% de particulas de menos de 0,01 mm de dimetro. Si el contenido de estas parti-culas es menor se califica como arcilla magra o barro. En las arcillas magras, los granitos de arena , que son los que producen la aridez, son demasiado pequeos para poder ser notados. En el barro son ya algo mayores y se notan al tacto.

Barro Es tambin una mezcla intima de arcilla y arena. Cuando la pro-porcin de arcilla que contiene es baja , se dice que es magro o spero, y cuando es alta se denomina graso. Si est seco y la capa tiene buen espesor, el barro, lo mismo que la arcilla , puede soportar 3 kg/cm2 . Al aumentar la dosis de agua que contiene se reduce la presin que puede admitir como terreno.

Marga Es una mezcla de arcilla , barro y caliza cuya proporcin puede variar, en esta ltima, entre un 10% y un 90%. La marga seca presenta la misma resistencia a la presin que la arcilla o el barro. Si la dosis de caliza es alta, incluso puede superarla. Es, desde luego, muy sensible a la accin del agua porque la caliza se empapa.

Terrenos de naturaleza orgnica Los terrenos de naturaleza puramente orgnica estn formados por restos de plantas ms o menos descompuestas y restos de organismos animales. Segn su grado de descomposicin se distingue entre " turba no descompuesta y turba moderadamen-te descompuesta" , cuando todava se advierte en ella una gran proporcin de restos vegetales (musgo y plantas anlogas). y " turba intensamente descompuesta", cuando slo est integra-da por partes componentes sueltas, por lo general de tonalidad oscura, no identificables ya individualmente. Los terrenos con contenido orgnico notable, por lo comn de constitucin fina y semejante a la de la arcilla o del limo, reciben el nombre de "marjales" . En terrenos de naturaleza orgnica con adiciones mnerales, las caractersticas de estas ltimas se expresan mediante los adjeti-vos apropiados, como son por ejemplo: marjal arcilloso, marjal muy arenoso, turba poco arenosa, etc. Por el contrario, si son los elementos orgnicos los que aparecen como adiciones o impurezas en el terreno, se aplican a ste los adjetivos " turboso" o "pantanoso" , y si el caso lo requiere tam-bin los adverbios "dbilmente" o " intensamente". Cabe emplear asimismo la designacin genrica "orgnico" . La capa superior del suelo, sometida a la accin del aire, que contiene humus y microorganismos vivientes, recibe el nombre de " tierra vege1al" , Slo raras veces se compone la tierra vegetal

de humus puro; normalmente es una mezcla de humus y tierras minera les.

Tierras vertidas o amontonadas

Slo alcanzan una aptitud portante de 2 ,5 kg/cm' cuando contienen mezcladas con ellas arena o grav. La arcilla o el barro vert idos o amontonados no son utilizables como terrenos para ci mentar. Con tales tierras o materiales vertidos o amontonados (tierras removidas) hay que contar siempre con asientos ms o menos importantes.

Estudio del terreno

Es condicin previa e indispensable, para determinar la clase y profundidad de una cimentacin, el exacto conocimiento de la naturaleza del terreno en que ay que cimentar. A este fin , ya desde el principio y antes del proyecto de la obra debera efec-tuarse un estudio del terreno,. pues cua ndo las ci rcunstancias son desfavorables para cimentar aumenta considerablemente el coste de la obra. Por ~ I contrario, el coste de un estudio detalla-do del terreno no incide sensiblemente en el presupuesto.

Proceso del estudio

lJnicamente a base de un conocimiento suficiente de las circunstancias locales que presenta el terreno, o bien si se trata de construcciones ligeras, puede prescindirse de un estudio completo del mismo. Para el estudio previo de un terreno de grandes dimensiones se recurre a sondeos de reconocimiento. Con este fin se practican ante todo una serie de perforaciones principales, dispuestas segn un tablero de ajedrez y bastante distanciadas una de otra, hasta la profundidad necesaria para encontrar una capa resisten-te de suficiente espesor. Con objeto de interpretar con ms exactitud los resultados obten idos se ejecutan entonces perfora-ciones adicionales o sondeos intermedios. A este respecto se tendr en cuenta :

Las relaciones entre las formaciones geolgicas que afloran (mapas geolgicos a escala 1 : 25000). El nivel de aguas subterrneas y sus fluctuaciones en el transcurso de las estac iones. La experiencia obtenida con otras obras ya rea lizadas, si tal es el caso.

Las excavaciones y perforaciones para cada obra se efectan dentro del recinto del solar de l edificio y en sus inmediaciones. En planta hay que repartirlas para que descubran incluso las eventuales desigualdades que en cada capa del terreno puedan exist ir. Su distancia no debe exceder de 25 m. Sobre la profundidad mnima de perforacin, la norma DIN 1054 especifica lo siguiente:

3.22. Cuando se trata de terreno virgen no rocoso, bast en general una profundidad -medida a partir del fondo de la cimentaci6n- igual a tres veces el ancho de la base, para cimentaciones en bloques aislados (y tambin para cimentaciones en fa jas, cimentaciones bajo vas de gra, muros de muelle. estribos de puentes. y anlogas). e igual a vez y media el ancho de la base, para cimentaciones en losas o placas; en ambos casos, no obstante, debe ser como mnimo igua l a 6 m. En obras con varios bloques de cimentacin. cuya influencia se superpo-ne en las capas ms profundas, la profundidad de perforacin - contada a partir del fondo de la cimentaci6n- debe ser igual a tres v~es el ancho del mayor de los bloques de cimentacin o a vez y media el ancho de la obra; se elegir el ms desfavorable de ambos valores. Por otra parte, la

profundid~d de perforacin debe llegar por lo menos 6 m por debajo del fondo de la cimentacin.

3.25. Como en cimentaciones sobre pi lotes las profundidades se cuen-tan a partir del plano de la punta de los pilotes hincados, la profundidad de perforacin definida en el apartado 3.22. puede rebajarse en un ter-cio, aproximadamente.

Extraccin de muestras

Segn DIN 4021 , deben extraerse muestras cada vez que cambia la naturaleza del terreno, pero como mn imo cada metro o metro y medio. Los resultados deben consignarse en dibujos estratigrficos segn DIN 4022. En tanto que cuando selrata de construcciones pequeas la capacidad de soportar cargas de las capas del terreno casi siempre puede ser determinada mediante los valores que da la norma DIN 1054 (vase pgina n en obras de mayores dimensiones e importancia y en terrenos inse-guros es necesario extraer muestras inalteradas del terreno y determinar la aptitud portante de las capas por medio de un estudio fsico de las materias trreas. La s prescripciones para la toma de muestras y el envasado de stas deberan ser dadas a conocer antes del principio de los es.tudios del terreno, por los Institutos de Ensayos donde deban hacerse tales estudios.

Zanjas de exploracin La forma ms simple e instructiva de efectuar el estudio del terreno es excavando en l zanjas de exploracin. A ca usa del tiempo y del trabajo que exige su ~xcavacin , as como de la necesidad eventual de entibaciones y desages, las zanjas slo pueden utilizarse hasta profundidades de 2 a 3 metros. Estas profundidades resu ltan insuficientes para el estudio de terrenos previstos para la cimentacin de edificaciones, ya que la profun-didad mnima exigida en DIN 1054 es de 6 m, y a lo sumo bas-tan para la prospeccin de terrenos para obras viarias. Las zanjas de exploracin tienen la ventaja de que permiten una comprobacin y ensayo inmediatos de las capas del terreno. Adems, al hacer las extracciones de muestras no se produce ninguna mezcla de las clases de tierras y son fciles de recono-cer las circunstancias de las capas o yacimientos, as como las eventuales entradas de agua , con toda precisin.

ZANJA PARA EXTRACCION DE MUESTRAS INALTERADAS DEL TERRENO

50 50 50

Seccin longitudinal

No utilizables a mayoreS profundidades debido al

,

in ve ... 1

gran volumen a excavar. a causa de los taludes. o a la necesidad de apuntalados

Sondeos

o r' '" o

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'" ~g J

El procedimiento ms simple para realizar reconocimientos orevios a pequeas profundidades, por ejemplo sobre roca, es efectuar sondeos introduciendo sondas por percusin . Las son-das, que suelen ser barras de acero de 2 a 4 m de longitud con punta aguzada, se hincan en el terreno, fci l y rp idamente, a golpes, pero slo permiten extraer escasas cantidades de mues-tra de las capas de terreno atravesadas. Los sondeos por hincado se efectan con auxilio de una sonda de cabeza ensanchada y un martinete. Contando el nmero de golpes asestados y midiendo la profundidad de penetracin, el progreso del hincado permite sacar conclusiones sob~e la com-pacidad y resistencia del terreno sin necesidad de extraer mues-tras. De todos modos, para profundidades superiores a 8 m, el peso propio de la barra y el rozamiento lateral en la sonda y en la cabeza de hinca repercuten desfavorablemente sobre el efecto de percusin y, por tanto, sobre los resu Ita dos. Tambin ofrecen dificultades las piedras de gran tamao exis-tentes en el fondo, las cuales inducen a suponer una falsa resis-tencia elevada. Los sondeos por hincado son especia lmente apli-cables en conexin con perforaciones, para lo cua l antes de cada nueva etapa de perforacin se efect an ensayos de resistencia

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con sondas especiales y se extraen muestras de terreno inaltera-do. En sondeos a presin se mantiene constantemente aplicada contra el terreno una sonda de medicin. Con ello pueden obte-nerse ya. sin necesidad de extraer muestras, buenos valores orientativos sobre la resistencia del terreno. ya que la presin de punta, el rozamiento lateral y la resistencia global pueden ser evaluados con exactitud. Las sondas de aletas silven para averiguar la resistencia a la cor-tadura de sucesiones de estratos inalterados en terrenos cohesi-vos.

Psrforar;iones

Las perforaciones permiten un trabajo rpido. cuestan poco relativamente y pueden emplearse en todas partes: Permiten lle-gar a grandes profundidades y el agua Que en el subsuelo pueda existir no estorba los trabajos. De todos modos, con este mtodo no es posible determinar las circunstancias de las capas del terreno tan exactamente como con las zanjas de exploracin. Si para la prospeccin del terreno bastan exiguas profundidades de perforacin, se recurre al empleo de aparatos de perforacin manuales o de perforadoras rotativas ligeras, montadas sobre vehiculos. Sin embargo, para la extraccin de muestras de roca inalteradas (testigos de sondeo) es imprescindible ejecutar las perforaciones con mquinas. El aparato de perforacin consta de barrena , barras, tubos perfo-radores, caballete de perforacin y aparato elevador. Segn la naturaleza del terreno existente y la profundidad de la perforacin, se emplean diferentes tipos de barrenas:

Barrenas de plato. slo para perforaciones previas en tierra vegetal. arena y grava. Barrenas cilindricas, igualmente para clases de terreno poco consistentes. Barrenas espirales, para perforaciones previas en suelos duros O en cantos rodados. Barrenas de cuchara cerradas, para suelos mixtos compues-tos de arena . barro Y' materias anlogas. Barrenas de cuchara abiertas, para suelos slidos consisten-tes a base de barro, arcilla y marga.

BARRENAS ROTATIVAS

~ Barrena de pfato

ALARGADERAS

~ B.-rena cillndrica

~ BSTena espiral

~ Ba-rena de cuchara cerrada

TUBO PARA PERFORACiN

)

Estas barrenas se introducen en el terreno hacindolas girar a mano (segn el caso, de 2 a 4 personas por aparato) o mediante mquinas, Y se tira de ellas con auxilio del cabrestante para extraer la mu~stra. Las capas duras deben esponjarse previa-mente mediante un trpano de calda libre. Las barrenas, segn la profundidad de la perforacin, pueden ser alargadas con barras alargaderas para seguir penetrando en el terreno. Las alargaderas de barrenas son casi siempre barras de

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acero de 5 m de longitud Que se van empalmando entre si por medio de uniones de pestillos o de rosca. Para evitar que las paredes del orificio se desmoronen si el terreno es de mala cali-dad, se hace la "entubacin" del mismo. El empalme de los tubos con que se hace esa ~ntubacin , que tienen de 1.5 m a 5 m de longitud, se lleva a cabo mediante manguitos roscados que se atornillan valindose de unas bridas o mordazas especiales. Para que la entubacin descienda a medida que profundiza la barrena, se carga progresivamente aqulla o se le da un movi-miento giratorio de vaivn utilizando un travesao de madera Que le sirve de brazo de palanca. Una vez concluida la perfora-cin Y extra~da la muestra, se vuelve a sacar la entubacin. Para perforaciones en capas de terreno muy blandas y acuferas es oportuno el empleo de una barrena de vlvula (cpsula de barro) o perforadora de mbolo, que se deja caer varias veces hasta el fondo del agujero, con lo cual se llena la cpsula de tie-rra (perforacin por calda libre). Al tirar hacia arriba se cierra la vlvula, y retiene el mbolo la muestra o porcin de tierra recogi-da. El' tubo cilndrico o cpsula llena de tierra puede entonces ser extraldo del orificio y vaciado.

BARRENA DE EXTRACCiN BARRENAS DE MUESTRAS DE PERCUSiN

BARRENA HUECA

Para perforar capas de roca se utilizan los trpanos. Van atorni-llados a una barra que cuelga de una cuerda o de un cable Y que sirve de peso, y se levantan Y dejan caer de pequea altura (per-foracin por cada libre). La extraccin de la piedra triturada se efecta luego mediante barrenas de vlvula o de mbolo. Se obtienen muestras inalteradas fresando la roca a mquina con auxilio de la barrena hueca.

Comportamiento del terreno

A causa de los esfuerzos provocados sobre l por la carga de la obra construida. el terreno se deforma en funcin de su compre-sibilidad y de su resistencia a la cortadura. La propagacin de la presin en el terreno muestra que las tensiones debidas a la car-ga de la obra disminuyen a medida Que aumenta la profundidad y son mximas debajo de la parte central de las superficies de cimentacin.

Propagaci6n de la presi6n

La hiptesis generalmente admitida de Que la presin de un macizo de cimientos se difunde dentro de un ngulo de 45 con uniformidad. est de acuerdo, en lineas generales, con el modo real de propagarse y repartirse esas presiones. Se calcula . en

POSIBLE PROPAGACiN DE LA PRESIN 01 EN LA ESTRUCTURA DEL TERRENO

.- 'L/'" ,lliX~y)i-IT 11 ( 001:1: ( ! :o J:J:~ ! Il! nJ:l 1:::: l~OJ):l:l ):):~ ':1 1:1 O 1-( II tl tl 1:1 \'1 Crcrv ~rc '-- t.-~ 1:1):( ~~ '-' \.. '-' ,--1"\:, M"" rO )- La coherencia V el rozamiento del terreno distribuyen y descomponen las ten-siones en la base de la cimentacin. en componentes de compresin, de trac-cin. verticales y horizontales.

PROPAGACiN DE LA PRESiN A 45 (HIPTESIS DE SIMPLIFICACIN)

Presiones mximas

COMPARACIN DE lA PROPAGACIN DE PRESIONES 45" CON lAS ISBARAS

Presiones mximas en el terreno

Profundidades por debajo de la base de la

vista de ello, que las presiones van decreciendo con uniformidad hacia abajo, por capas sucesivas. Estudios e investigaciones minuciosas de Kgler y Scheidig indican, no obstante, que el curso o trazado exacto de las curvas de iguales presiones (isba-ras) es mucho ms complicado. Las isbaras tienen una forma aproximadamente circular. Su dimetro crece con la extensin de la superficie cargada. Se ha demostrado que de dos superficies de distinta extensin y a igualdad de presin sobre el terreno, la mayor acta en sentido de la profundidad en medida mucho ms intensa que la menor. A igualdad de presin sobre el terreno, la importancia del asien-to crece, pues, con la superficie de los cimientos. Por lo tanto, una prueba de carga muy difcilmente dar una idea del asiento que posteriormente sufrir la obra. Una comparacin demuestra que admitiendo la distribucin de las presiones segn un ngulo de 45, se est dentro del necesa-rio margen de seguridad.

COMPARACIN DE " BULBOS DE PRESIONES". A pesar de ser igual la presin de la base de la cimentacin sobre el terre-no, el efecto de la cimentacin ms ancha alcanza mayor profundidad.

lsbaras de los "bulbos de presiones": curvas . de igual tensin (en % de la presin mxima

sobre el suelo en la junta de cimentacin)

Tensiones debajo del eje de la cimentacin

Sin embargo, puesto que el terreno no es perfectamente elstico en el sentido de la ley de Hooke, las isbaras resultan ms o menos deformadas, por cuyo motivo el conjunto de las mismas tambin se acostumbra llamar "bulbo de presiones".

Asientos

Las causas de los asientos de las obras residen en primer trmino en la compresibilidad de las capas cargadas del terreno, que vara segn su naturaleza y potencia o espesor. Los asientos fuertes y desiguales son peligrosos; los de carcter uniforme, en cambio, no lo son. La magnitud de los asientos, sin embargo, puede aumentar an muy notablemente por causa de las siguientes circunstancias:

Escurrimiento lateral del terreno por efecto de la compresin. Aumento de compacidad de la estructura del terreno por efecto de las trepidaciones o sacudidas (vehculos, mquinas, etc.). Elevacin o descenso de la capa de agua subterrnea . Desecacin del terreno (debajo de hornos y calderas). Cavidades o socavaciones naturales o artificiales. Hundimientos o corrimientos. Modificaciones qumicas del subsuelo. Levantamientos del terreno por las heladas y descensos por las descongelaciones.

La duracin de los movimientos ocasionados por los asientos es muy variable. En tanto que, en terrenos no consistentes, el pro-ceso de los asientos suele casi siempre detenerse una vez aca-bada la obra y aplicada a ella la carga til, en terrenos consisten-tes puede prolongarse ms all de la terminacin de la obra . fre-cuentemente durante decenios, e incluso siglos si varan las con-diciones de las aguas subterrneas. La causa y el grado de " con-solidacin" de un terreno cohesivo est en la fluctuacin de un contenido variable de agua intersticial.

Asientos uniformes En general, los asientos uniformes de una obra son inofensivos. Suelen ser ms o menos intensos segn se cumplan peor o mejor las condiciones siguientes: Cimientos apoyados en terrenos no congelables.

ASiENTOS UNIFORMES

_u';4~ "A / "- / "-

/ ' No hay superposicin de presiones "-

L_ -=i' de ... ,=,e;:Le 8..:as;en:.~ _ _ ~ Capa de terreno no sensible a los asentamientos

ASENTAMIENTOS DESIGUALES

- :6:**"' SUPERPOSICIN DE PRESIONES EN El FONDO

En bloques de cimentacin alargados de insuficiente rigidez.

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Terreno de cimentacin firme, de capas uniformes de potencia o espesor suficiente. Que las presiones repartidas procedentes de cargas vecinas no se superpongan o solapen. Que todas las partes de la obra tengan cargas propias y cargas ti les equivalentes y de igual magnitud y estn cimentadas a igual profundidad. A igualdad de clases de terrenos, iguales tipos de cimentacio-nes. A igualdad de hiptesis de cargas. iguales presiones sobre el terreno. El terreno no debe escurrirse lateralmente bajo el efecto de la presin. Si se producen modificaciones del terreno de cimentacin por causa de acciones qumicas, hundimientos, desecacin, etc., es necesario que se repartan por igual en toda la obra . Con una sola de esas condiciones que deje de cumplirse, ya bas-ta para que deban temerse asientos importantes y desiguales, que pueden ser muy peligrosos porque una pequea diferencia que en ellos se produzca es suficiente para ocasionar la rotura de los cimientos y la formacin de grietas. En tal caso, la repara-cin de esos daos es muy difcil y siempre ocasiona gastos con-siderables.

Asientos desiguales Prescindiendo de asientos y formaciones de grietas debidos a una disposicin heterognea de los estratos del terreno, siempre que hay superposicin de presiones debajo de dos edificaciones vecinas son de temer asientos desiguales, incluso si el terreno es uniforme. Tambin pueden quedar afectadas por asientos desiguales edifi-caciones distanciadas. pero que discurren paralelas entre s, por-que en el terreno, a partir de una profundidad aproximadamente

INFLUENCIA RECiPROCA E EDIFICACIONES PRXIMAS EN TERRENO SENSIBLE A LOS ASIENTOS

Dos edificios levantados simult'ne.amente se inclinan uno hacia el otro

Precompactacin escasa

Inclinacin del edificio antiguo hacia el nuevo (da"os por grietas)

Edificio

Precompactactn grande -----;~

Asientos desiguales del edificio nuevo

6

Edificio

igual a la distancia que las separa, hay superposicin de tensio-nes. Ambos edificios se inclinan entonces uno hacia el otro. De forma especial esto tambin ocurre cuando los edificios estn directamente adosados entre s. En tales casos, el comporta-miento en cuanto a asientos depende sobre todo del tamao de las edificaciones y de sus distintas pocas de construccin. Debajo de edificios antiguos el terreno se halla ya compactado. Si se Jevanta un nuevo edificio parcialmente sobre terreno ya compactado. el lado del mismo que descansa sobre terreno no compactado se asentar ms pronunciadamente. Slo en caso de que la masa del nuevo edificio sea substancialmente mayor que la del antiguo, la influencia de este ltimo sobre el asiento dejar de ser apreciable. Entonces el edificio antiguo tender a inclinarse hacia el nuevo, con' la consiguiente aparicin de grie-tas. Los edificios de forma alargada se comportan como edificios individuales adosados directamente. es decir, a consecu~ncia de la superposicin de presiones, las tensiones que aparecen deba-jo de la parte central de la edificacin son mximas, lo cua l pue-de determinar mayores asientos y, por tanto, daos en esta par-te del edificio si el terreno, a pesar de uniforme, es sensible a los asientos.

Rotura del terreno Cuando la carga crece , la presin sobre el terreno y el asiento aumentan no slo verticalmente. A causa de la propagacin de la presin, el terreno queda tambin comprimido lateralmente: debajo del bloque de cimentacin se forma una cua de terreno

ROTURA DEL TERRENO

ROTURA EN UN TALUD

ROTURA EN UN DESNIVEL BRUSCO

compactado, la cual desplaza lateralmente el resto del terreno, lo comprime e incluso puede llegar a alabear su superficie . La seguridad contra la rotura del terreno crece con el peso especfi-co y la resistencia a la cortadura del subsuelo, as como con el ancho de la cimentacin y la profundidad de empotramiento de la misma, ya que cuanto ms ancha es una cimentacin a mayor profundidad acta, y la carga lateral debida a la presin del sub-suelo en el terreno circundante. aumenta con la profundidad de empotramiento. La elevacin del nivel fratico y la excentricidad de la ca rga dis-minuyen la seguridad a la rotura. Si sta se produce en una pen-diente o en un desnivel brusco del terreno, puede originar un corrimiento o deslizamiento de tierras.

Presin admisible sobre e/ terreno

Cuando se ha puesto bien en claro la naturaleza del terreno, se procede a determinar las presiones admisibles '- en las capas del mismo, situadas debajo del nivel de la sole ra de cimentacin. La

presin admisible en una clase de terreno siempre ha de ser tan slo una fraccin de su aptitud portante (carga de rotura por aplastamiento) . Cuando se rebasa esa aptitud portante, que corrientemente se denomina resistencia del terreno, ste se rompe. Se produce un asiento brusco, el terreno se desplaza lateralmente y experimenta un empuje en torno de la obra . En las superficies de cimentacin pequeas el desplazamiento del suelo se hace ms fcilmente que en las grandes. Las presiones admisibles dependen por lo ta nto tambin de la profundidad de la cimentacin y de su anchura . Por otra parte, a ca usa de la pro-pagacin de la presin la magnitud del asiento aumenta , a igual-dad de presin sobre el terreno, con el ancho de la cimentacin, ya que las tensiones actan a mayores profundidades. Por lo tanto, las presiones admisibles sobre el terreno no dependen solamente de la natura leza de ste, sino tambin de la sensibili-dad a los asientos de la obra. a edifica r, as como del ancho de sus cimentaciones y de su profundidad de empotramiento. Las presiones admisibles sobre el terreno se determinan segn especifica la norma DIN 1054, apartados 4.2. y 4 .3 . Se distingue entre "casos normales", para los cua les son sufi-cientes los va lores tomados de las tablas, y casos en los que la presin admisible debe calcu la rse partiendo de un ao::tudio previo del asiento y la rotura del terreno. Estas determinaciones debe confiarlas el arquitecto siempre a especialistas muy experimentados. Compite al tcnico en estt i-ca y -en casos diffciles- al especialista en mecnica del suelo la tarea de estudiar las circunstancias existentes con el fin de fijar la presin admisible sobre el terreno y la configuracin correcta de las ci mentaciones. A veces puede mejorarse tambin la cons-titucin natural del terreno por compactacin mecnica o por consolidacin qumica. A continuacin se reproducen , extractados, las indicaciones que especifica la norma OIN 1054 para dete rminar las presiones admisibles sobre el terreno . En caso de carga vertical , la carga admisible debida a cimentaciones someras Queda limitada por los asientos o las diferencias de asiento Que la obra es capaz de soportar, y por la seguridad contra la rotura del terre-no, habida cuenta de la excentricidad e inclinacin de las resultantes y de la velocidad de carga. En caso de carga oblicua debe existir adems suficiente seguridad contra los deslizamientos. Cuando se trata de casos normales. la carga admisible en cimentaciones someras (p lacas o fa jas) puede determinarse mediante los va lores de las tablas Que figuran en el apartado 4 .2. y no es preciso efectuar clculo alguno re lativo a la rotura del te rreno. Slo es necesario calCu lar el asiento cuando la influencia de cimentaciones prximas es grande. Cuando las hiptesis expuestas en 4.2 . no se cumplen o son excedidas. debe realizarse una comprobacin ms precisa . de acuerdo con el apar-tado 4.3 . 4.2. Determinacin de la presin admisible sobre el terreno. en casos normales, con auxilio de valores tomados de tablas Si las propiedades del terreno pueden ser estimadas de forma segura mediante reconocimientos del subsuelo, las presiones admisibles pue-den ser determinadas segn se expone en los apartados 4 .2 .1. y 4 .2 .2 . siempre Que: al Las caractersticas del terreno sean aproximadamente uniformes por

lo menos hasta una profundidad - por debajo de la base de la cimen-tacin- igual a 2 veces el ancho de la cimentacin.

bl La cimentacin no est solicitada dinmicamente de modo prepon-derante o regular.

e) El nivel mximo del agua subterrnea se halle a una profundidad - por debajo de la base de la cimentacin- que. en caso de terreno no cohesivo. sea por lo menos igual al ancho de la cimentacin, y en caso de terreno cohesivo, al doble de dicho ancho (vanse no obstan-te apartados 4.2 .1.4a y 4 .2.2.3,).

Si la profundidad de empotramiento al rededor de todo el bloque de simentacin es superior a 2 m, la presin admisible puede incremen-tarse en la carga que representa el peso del terreno correspondiente al exceso de profundidad sobre los 2 m.

Caso de no cumplirse las hiptesis a) y b), hay que proceder segn se indica en el apartado 4.3 .. siempre y cuando no se trate de roca. 4.2.1. Presin media admisible sobre terreno no cohesivo Estos datos son vlidos para terrenos no cohesivos, segn apartado 2.1. t .1., cuya compacidad sea como mnimo media. Nota : Esta condicin debe decidirse de acuerdo con la experief'\Cia local, por medio de un sondeo o bien comprobando si el valor de la compaci-dad

D

es > 0 ,3 en caso .de terreno uniforme (U< 3) o 0,45 en caso de terreno no uniforme (U~) . Los smbolos tienen el sigu iente significado: n Volumen existente de poros. no Volumen mximo de poros determinado en el ensayo. ndVolumen mnimo de paros determinado en el ensayo. U Grado de no uniformidad. Si se suscitan dudas en cuanto a su ficiencia de compacidad del terreno, debe mejorarse sta apisonando el terreno hasta Que se satisfaga la con-dicin 0>0 ;3 o, respectivamente, 0 >0,45. De no proceder as, la presin admisible se determinar segn el apartado 4.3 . Por otra parte, los valores de las tablas 1 y 2 slo son vlidos para cimentaciones con solicitacin vertica l (vase no obstante apartado 4 .2.1. 4b).

4.2. 1.1. Obras sensibles a los as;entos (ver tabla 1) Para obras cuyas cimentaciones no pueden asentarse independiente-mente unas de otras, sino Que se influyen recprocamente en el proceso de asentamiento a causa de la estructura sustentada (edificaciones con apoyos estticamente indeterminados, como por ejemplo casas de viviendas o establecimientos comercialesl. o para aquellas en Que unos asentamientos desiguales pueden repercutir perjudicialmente o pertur-bar sus funciones, deben tomarse - considerando cimen taciones en fajas- las presiones medias admisibles sobre el terreno que figuran en la tabla 1.

TA BLA 1. TERRENO NO CONSISTENTE Y OBRA SENSIBLE A LOS AS ENTAM IENTOS

-Presin media admisible sobre el terreno Profundidad (kg/cm2 )

de empotramiento para cimentaciones en fajas con anchos de

m , 0,5m I 1 m I 1.5 m I 2m I 2,5 m I 3m 0,5 2 3 3,3 2,8 2,5 2,2 1 2.7 3,7 3,6 3,1 2,7 2.4 1.5 3,4 4,4 3,9 3,4

I 2.9 2,6

2 4 5 4,2 3,6 3,1 2,8

Para obras paque- (con anchos a partir de as vase aparta- 0 ,2 m y profundidades de cimentacin do 4.1.1 , inciso 1. a partir de 0 ,3 m)

Para valores intermedios debe hacerse una interpolacin lineal en la tabla. las presiones indicadas pueden provocar asientos no superiores a 1 cm, en caso de cimentaciones cuyo ancho no exceda de 1,5 m, o no superio-res a 2 cm, en caso de mayores anchos de cimentacin. En caso de notable influencia reciproca entre cimen taciones prximas, los valores de los asientos pueden aumentar. Para anchos de cimentacin comprend idos entre 3 y 5 m. los valores de la ltima columna de la tabla 1 deben reducirse en un 10% por metro de anchura adicional si tales cimentac iones se dimensionan orientativa-mente con auxilio de valores tomados de la tabla. Para anchos todava mayores hay que proceder como indica el apartado 4.3 .

4.2.1.2 . Obras no sensibles a los asientos (ver tabla 2) Para cimentaciones en franjas cuyo asentamiento no repercute perjudi-cia lmente en la estructura de la obra pueden emplearse los va lores de la tabla 2.

TABLA 2, TERRENO NO COHESIVO Y OBRA NO SENSI-BLE A LOS ASI ENTOS

Presin media admisible sobre el terreno Profundidad (kg/cm2 )

de empotramiento para cimentaciones en fajas con anchos de

m 0,5 m I 1 m I 1,5 m I 2 m 0,5 2 3 4 5 1 2,7 3,7 ( 7 5,7 1,5 3,4 4,4 5.4 6,4 2 4 5 6 7

Para obras peque- (con anchos a partir de as vase aparta- 0 .2 m y profundidades de cimentacin do4.1.1 , inciso 1. a partir de 0,3 m)

7

Para va lores intermedios es preciso interpolar linealmente en la tabla. Los va lores indicados para un ancho de cimentacin de 2 m pueden tambin aplicarse a anchuras mayores. Las presiones especificadas pueden provocar asientos de hasta 2 cm, en caso de anchos Qe cimentacin hasta 1,5 m, y asientos sensiblemente superiores en caso de mayores anchuras. En caso de notable influencia reciproca entre cimentaciones prximas, los va lores de los as ientos pue-den experimentar un aumento.

. 4.2.2. Presin media admisible sobre terreno cohesivo Los valores que figuran en las tablas 3 a 6 son vlidos para' cimentacio-nes en fajas sobre terreno cohesivo cuyo estado. rig ido, semiduro o duro, no debe quedar afectado por las medidas constructivas. A efectos del estado de consistencia. vase en OIN 4022 , hoja 1, edicin de noviem-bre de 1969, el apartado " Mtodo para reconocer el estado del terreno (ensayo de consistencia)". Nota: El estado de consistencia de un terreno puede determinarse " in situ" de la forma siguiente:

al Es fluido un terreno cuando, al apretar dentro del puo la materia de que se compone. se escurre entre los dedos.

b) Es blando un terreno cuyo material se puede amasar fcilmente. c) Es rigido un terreno cuyo material resulta dificil de amasar. pero que

permite todava arrollar con la mano barritas de 3 mm de dimetro sin que se rajen ni desmenucen.

d) Es semiduro un terreno cuyo material se raja y desmenuza al tra tar de arrollar con l barritas de 3 mm de dimetro, pero que todava conserva su ficiente humedad para volverlo a aglomerar en forma de bola.

e) Es duro un terreno que est muy desecado y presenta, en general. una coloracin clara. No se puede amasar su material , sino nica-mente desmenuzarlo, y no es posible vo lver a aglomerar los terrones en una sola masa.

En un terreno con estado de consistencia " rgido", la aplicacin de los valores de las tablas presupone que la carga de la cimentacin aumenta slo de forma gradual. Si la cimen tacin se carga completamente en el transcurso de un breve interva lo de tiempo o el estado de consistencia del terreno no llega a rgido, la presin admisible debe. determinarse segn se especifica en el apartado 4.3 y teniendo en cuenta la sobrepre-sin resultante del agua intersticial. Para terrenos cohes ivos en estado fluido y blando no puede indicarse a este respecto ningn valor de vali-dez general. Por otra parte, los valores que figuran en las tablas 3 a 6 no son aplica-bles a clases de terreno donde sea de temer un colapso sbito de la estructura granular. como ocurre por ejemplo en sedimentos de limo arcil loso. Los terrenos pueden clasificarse -por ejemplo, para evaluar su conteni-do de arena, limo y arcilla- mediante sencillos ensayos " in situ", siguiendo las instrucciones especificadas en OIN 4022 , hoja 1, edicin de noviembre de 1969, apartados 7.2.4 y 7.2.5.

4.2.2. 1 Terrenos cohesivos frecuentes Las presiones indicadas en las tablas 3 a 6 pueden provocar asenta-mientos de las cimentaciones que, segn la clase de terreno y por orden creciente de magnitud, son los siguientes (vase apartado 2.3.1):

Lino puro (ver tabla 3) Suelos de granulacin mixta (ver tabla 4) Limo arcilloso (ver tabla 5) Arcilla (ver tabla 6)

2 cm 3 cm 4 cm 4 cm

En caso de notable influencia recproca en tre cimentaciones prximas, .Ios valores de los asientos pueden experimentar un aumento. Para anchos de cimentacin comprendidos entre 2 y 5 m, los va lores de las tablas 3 a 6 deben reducirse en un 10% por metro de anchura adicio-nal, siempre que tales cimentaciones se dimensionen aproximadamente con auxilio de va lores tomados de las tablas 3 a 6 .

TABLA 3. LIMO PURO

Profundidad Presin media admisible sobre el terreno Ikg/cm2 ) para cimentaciones en fajas de empotramiento con anchos de 0 ,5 a 2 m y consistencia rlgida m

a semidura del terreno

0,5 1,3 1 1,8 1.5 2,2 2 2,5

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TABLA 4. SUELOS DE GRANULACION MIXTA. CON TAMAfilos DE GRANO A PARTIR DEL DE LA ARCILLA HASTA EL DE LA ARENA. GRAVA O PIEDRA (POR EJEMPLO. MARGA ARENOSA O DE CAN-TOS R()DADOS. BARRO DE ARRASTRES GLACIARESI.

Presin media admisible sobre el terreno (kwcm2) para cimentaciones en fajas

Profundidad con anchos de 0,5 a 2 m y terreno de de empotramiento consistencia

m rlgida semidura . dura

0.5 1.5 2,2 3,3 1 1,8 2,8 3,8 1.5 2,2 3,3 4,4 2 2.5 3.7 5

TABLA 5. LIMO ARCillOSO

Presin media admisible sobre el terreno Ikg/cm2 ) para cimentaciones en fajas

Profundidad con anchos de 0,5 a 2 m y terreno de de empotramiento consistencia

m rlgida I semidura du", 0,5 1,2 1.7 2,8 1 1,4 2,1 3,2 1.5 1,6 2,5 3,6 2 1,8 2,8 . ~

TABLA 6. ARCilLA

Presin media admisible sobre el terreno Ikwcm2 ) para cimentaciones en fajas

Profundidad con anchos de 0,5 a 2 m y terreno de de empotramiento consistencia

m rgida Isemidura I dura 0,5 0,9 1.4 2 1 1,1 1,8 2,4 1,5 1,3 2,1 2.7 2 1,5 2,3 3

Para profundidades de empotramiento distintas de las que figuran en las tablas 3 a 6, los va lores facilitados por stas quedan complementados con los obtenidos por interpolacin lineal. Como adicin a las tablas 3 a 6, en caso de pequeas edificaciones (va-se apartado 4 .1.1) sobre cimentaciones en fajas con anchos b ~O ,2 m y profundidades de empotramiento t~0, 5 m puede contarse con una pre-sin media admisible sobre el terreno de 0 ,8 kg/cm2 .

4.2 .4. Presiones admisibles sobre terreno rocoso en caso de cimenta-ciones someras Si el terreno est formado por un espesor suficiente de roca firme y uni-forme, las presiones sobre l pueden alcanzar -en caso de cimentacio-nes someras- los valores especificados en la tabla 7, siempre y cuando

TABLA 7. ROCA

Presiones admisibles sobre el terreno (kg/cm2 ) en caso de cimentaciones

de superficie y para roca Estructura de la roca

no quebradiza, quebradiza, no erosionada o slo o con claras sei'iales

poco erosionada de erosin

Roca de estructura com- 40 15 pacta y homognea

Roca en estratos alterna- 20 10 dos o con hendiduras

dicha roca posea las propiedades detalladas en la tabla, est garantizada una buena transmisin de las cargas a las capas ms profundas y quede excluido todo menoscabo de las propiedades de la roca a causa de las medidas constructivas. Pueden interpolarse va lores in termedios de acuerdo con las experiencias locales. Las presiones admisibles sobre el terreno deben fijarse en funcin del dictamen emitido por un Organismo competente en la materia cuando

a) la clasificacil'l del terreno como roca no est bien clara. b) concurren circunstancias geolgicamente complejas. c) la roca est sumamente alterada. d) en pendientes, la inclinacin de los estratos rocosos y de las hendidu-

ras de las rocas difiere muy poco de la del terreno. c) la superficie de la roca est inclinada ms de 30. f) se desea adoptar presiones superiores a las que figuran en la tabla 7.

Tambin debe recurrirse siempre al dictam en de un organismo compe-tente oficia l cuando no puede excluirse el peligro de una rotura del terre-no, por ejemplo, al cimentar en aristas rocosas.

4.3. Determinacin de la presin admisible sobre el terreno por el estu-dio de los asientos y de la rotura l os va lores admisibles que figuran en las ta blas 1 a 6 pueden sobrepa-sarse cuando los asientos que es lcito esperar de ellos no son perjudicia-les y la seguridad estt ica de la obra ha sido verificada con auxilio del c lcu lo. Idntica verificacin debe llevarse a cabo cuando el terreno no cumple las condiciones especificadas en el apartado 4.2.

4.3.1. Determinacin de los asientos Para la verificacin de los asientos remitimos a las recomendaciones que figuran en DIN 4019, hojas 1 y 2. Dada la exigua importancia (mencio-nada en el apartado 2.3 .1.2) de los esfuerzos de corta duracin, en caso de terrenos cohesivos basta tener en cuenta nica