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7/16/2019 Tipos de subestructuras.docx

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Tipos de subestructuras

Pilote:

Es un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite

trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se

encuentra a una profundidad tal que hace inviable, una cimentación más

convencional.

Tiene forma de columna colocada en vertical en el interior del terreno sobre la

que se apoya el elemento que le trasmite las cargas (pilar, encepado, losa...) y

que trasmite la carga al terreno por rozamiento del fuste con el terreno,

apoyando la punta en capas más resistentes o por ambos métodos a la vez.

Para realizar el proceso constructivo se debe hacer algunas tareas previas.

Después de obtener el estudio geotécnico se toman datos sobre el corte

estratigráfico y nivel de la capa freática, características mecánicas del suelo y la

profundidad proyectada para la cimentación.

Una vez obtenido estos datos y el diseño del pilote, se procede a la elección de

los métodos y técnicas más favorables para la ejecución del proyecto.

Se debe limpiar y nivelar el área de trabajo, dejando espacio suficiente para el

manejo de equipos a utilizar. Tareas Previas

A. Obtenido el Estudio Geotécnico, se tomarán los siguientes datos:1.Corte estratigráfico y nivel de la capa freática.2. Características mecánicas del suelo.3. Grado de agresividad del suelo.4. Profundidad proyectada para la cimentación.

B. Limpiar y nivelar la superficie de trabajo, dejando una anchuraconveniente para el trabajo de la maquinaria a utilizar.

C. Se realizará una inspección de las construcciones aledañas a fin decomprobar que no haya servicios que impidan o afecten los trabajos deconstrucción de pilotes; si fuese necesario, se sustituirán los mismos.

TrazoPara construir estos pilotes es necesario hacer un replanteo de la zona y ubicar mediante aparatos topográficos el centro de cada pilote. Se indica la ubicación,

la profundidad de perforación y de desplante, dicha referencia deberámantenerse vista todo el tiempo que sea necesario.

Perforación

El tipo de perforación depende de las características que presentan los suelos.

Los métodos más utilizados son los siguientes:



En seco: Por lo general se utiliza sobre el nivel freático donde no existe el peligro

de derrumbe o socavación al perforar el pozo hasta el fondo, aunque en algunos

casos se utiliza en suelos bajo el nivel freático todo y cuando la permeabilidades

tal que la filtración en el pozo es mínima, mientras permanece abierto.

Técnicas para perforación en seco

Perforación Rotatoria

Perforación Rotatoria

Es una de las formas más usada para la construcción de pilotes,

se emplean generalmente dos tipos de perforaciones con sistema rotatorio:

Con Barretón ya sea montada sobre orugas, sobre

grúa o sobre camión. En este caso ser de una sola pieza o

bien telescópico de varias secciones, con el cual se extrae de manera

intermitente el suelo perforado.

Con Hélice continua; montada sobre grúa o sobre oruga. El suelo se extrae

de manera continua, conforme se perfora el suelo.

Trepano Manual

Este método consiste en realizar la perforación a través de una herramienta

sencilla manipulada directamente por uno o dos hombres, a la cual se le llama

comúnmente como: “pala”. Este trepano está formado por tubos metálicos que

poseen conexiones en sus extremos para ensamblarlos hasta profundidades de

10 mts. En su extremo superior posee dos barras horizontales que permiten aplicar

una fuerza par, la cual hace que el trépano ubicado en su extremo inferior rote y

corte el material. Cuando este trepano se llena de material, es extraído a la

superficie para depositar el material excavado. Este proceso se repite hasta

alcanzar la profundidad requerida. Estos trépanos se encuentran disponibles en

diámetros hasta de 40 cm. Son fabricados de acero en un taller de mecánica,generalmente con poco control de calidad. Este método se utiliza en la industria

de la construcción tales como: viviendas y pequeños edificios y donde es

necesario colar muchos pilotes de diámetros reducidos.



PILAS:Las pilas son elementos de cimentación profunda con secciones mayores que lade los pilotes, las cuales también transmites al subsuelo las cargas provenientes deuna estructura y de la misma cimentación con el propósito de lograr laestabilidad del conjunto.

CARCTERISTICAS:

Las pilas pueden fabricarse prácticamente de cualquier material, siendo losmás utilizados el concreto armado.

Existen pilas que se diseñan con secciones rectangulares,“T” y “H” Las pilas, en forma similar a los pilotes, pueden ser excavadas o perforadas,

y trabajan por punta o fricción lateral. Si las pilas descansan en roca dura,solo se toma en cuenta su resistencia por punta, como una columna o pilar de grandes dimensiones, despreciándose su resistencia por fricci6n lateral.Pero cuando el suelo es homogéneo de gran profundidad, la resistencia africción alcanza magnitudes importantes.

METODOS1. Método en seco2. Método con camisa3. Método del lodo natural o bentónico

Método en Seco

Cuando la excavación no alcanza el nivel freático, y donde no exista el peligrode derrumbe de las paredes del pozo excavado, como ocurre por ejemplo en lossuelos arcillosos firmes y homogéneos, se puede aplicar el método de excavaciónen seco. La forma más simple de excavar es a mano, con palas, si bien esteprocedimiento queda limitado sólo a las excavaciones de poca profundidad, ensuelos firmes.

Más usual es el empleo de adecuados equipos de perforación, tales como los debroca y barreno, o bien máquinas excavadoras especiales que consisten en ungran cucharón incorporado a una grúa. Los pozos así cavados alcanzar los 3 mde diámetro y llegan a 40 m de profundidad. Para mejorar su resistencia por punta, se usan perforadoras especiales, capaces de ensanchar el fondo dándoleforma de campana.

El tiempo que se requiere para terminar la excavación depende de lascaracterísticas del suelo y de la geometría del pozo. Una excavación de 20 m deprofundidad y 1 m de - diámetro, realizada en seco, puede terminarse en 30minutos, si el suelo es ardua firme.

Concluida la perforación, se coloca la armadura y se vacía el concreto, llenandola totalidad del pozo. En algunos casos, se omite la armadura, o se la ubicasolamente en la parte superior de la pila, generalmente en el 1/3 de la altura.



Método con Camisas.

Cuando las condiciones del suelo son tales que existe el peligro de derrumbe delas paredes de la excavación, o cuando la pila se extiende más allá del nivel delagua subterránea, se usan camisas o tubos de gran diámetro para mantener el

hueco en su forma hasta que se vacía el concreto.

La más económica de las camisas es la de madera con anillos de acero, que sevan clavando a medida que la excavación desciende. Ver figura 12.25 a). Es elconocido “Método Chicago” pues fue usado por primera vez por la CompañíaSooy Smith en Chicago en 1894. La excavación se realiza a mano en tramos de 60cm para arcillas blandas y de hasta 1,8 m para arcillas firmes.

Cuando se alcanza la profundidad deseada y si el suelo es suficientementeresistente, se forma la campana de base. Las pilas construidas por el métodoChicago alcanzan los 60 m de profundidad, con diámetros de hasta 3,5 rn.

Otro sistema de construcción de pilas de gran tamaño es el “Método Gow”, queutiliza tubos de acero con tramos de diferente diámetro, dándole a la pila laforma telescópica. Los tubos van disminuyendo su dimensión en 5 cm a medidaque se hallan más profundos en el subsuelo.

Método con Lodo Natural o Bentónico.

Este método se conoce como excavación mojada y resulta especialmenteindicada en suelos muy blandos, donde es imposible mantener estables lasparedes del pozo sin entibación.

Cuando los estratos superiores son resistentes, el proceso puede comenzarse conel método en seco y al alcanzar estratos desmoronables en el subsuelo, seintroduce la camisa y se continúa la perforación, como se ha descritopreviamente. Al alcanzar la profundidad necesaria, se llena el - tubo con lodo yse retira la camisa.

Una de las ventajas de este método permite no tener que vaciar el concretoinmediata - mente después de excavado el pozo, ya que el lodo estabiliza lasparedes del mismo. El lodo a usar es de dos tipos:

El lodo natural es el que se prepara con el suelo del lugar, mezclándolo con agua

y con minerales pesados, de modo que el lodo adquiera la misma densidad delsuelo y ejerza una presión Interna igual a la del suelo que ha sido excavado.

Más usual es el empleo del lodo bentónico. La bentonita es una arcilla tixotrópica- del tipo de la montmorillonita que se expende en forma de polvo y presenta lacapacidad de poder absorber grandes cantidades de agua. Posee sodio comobase de cationes y al ser - mezclada con agua forma una suspensión o gelcoloidal que por agitación pasa al estado plástico.



La acción estabilizante del lodo bentónico es muy duradera, de modo que sepueden excavar todas las pilas de la obra, llenarlas de este lodo, y luegoproceder al vaciado del concreto en forma simultánea o sucesiva.

Cuando se debe colocar armadura resistente, se la hace descender dentro dellodo hasta ubicarla en su posición correcta, y luego se procede a vaciar elconcreto utilizando la tolva según se indicó previamente. Como el concreto tienemayor densidad que el lodo, lo desplaza, y este sube y es recogido en lasuperficie para su posterior tratamiento y decantación.

El tratamiento a que se somete la bentonita resulta un proceso de reciclado, puesel — lado debe ser periódicamente controlado para verificar su densidad, suviscosidad, su contenido de arena e impurezas, etc. La balanza de lodos indicacuando el contenido de arena es muy grande. En este caso, se debe proceder aldesarenado del lodo, para su posterior utilización en la construcción de otraspilas. Debido al gran volumen de lodo empleado, el proceso de decantación es

lento y costoso, y consiste básicamente en el siguiente proceso:

1) Controlar la densidad utilizando la balanza de lodos2) Verificar que la viscosidad no sea muy elevada3) Tamizar las muestras para constatar el contenido de arena y limosEn algunas ocasiones se procede también a efectuar ensayos de filtrado y controlde — muestra seca mediante un filtro de prensa. Es conveniente por medio deeyectores producir la circulación forzada de la benotonida, para activar suremoción y obtener una óptima dispersión.

ZAPATASLas zapatas son cimentaciones superficiales o directas, como toda cimentaciónha de garantizar, de forma permanente, la estabilidad de la obra que soporta.Los tipos de zapatas pueden ser:

Por su forma de trabajar:- Aisladas.- Combinadas.- Continúas bajo pilares.- Continúas bajo muros.- Arriostradas.

Por su morfología:- Macizas

Que a su vez pueden ser.- Rectas.- Escalonadas.- Piramidales.- Aligeradas.



Por la relación entre sus dimensiones (lo que condiciona su forma detrabajo).- Rígidas. En las que el vuelo es menor o igual a dos veces el canto.- Flexibles. En las que el vuelo es mayor a dos veces el canto.

Por la forma:- Rectangulares, cuadradas, circulares y poligonales.

ZAPATA AISLADA:

Las Zapatas Aisladas son un tipo de Cimentación Superficial que sirve de base deelementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapataamplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas lacarga que le transmite.Las zapatas aisladas van arriostradas con riostras de hormigón armado de seccióninferior a la zapata.

Pueden ejecutarse de hormigón en masa, es decir sin armar, si las mismas tienenun canto considerable (son las denominadas zapatas macizas).El uso de las zapatas aisladas como elemento de sustentación está limitado y seemplean cuando el terreno tiene, ya en su superficie, una resistencia media o altaen relación con las cargas, y es suficientemente homogéneo como para que nosean de temer asientos diferenciales.En el proyecto de obras de edificación de cualquier tipo deberá figurar,expresamente, una exposición detallada de las características del terreno, acuyos efectos el Técnico que lo redacta podrá exigir al propietario un estudio delsuelo y subsuelo, formulado por Técnico competente.Para su dimensionamiento y cálculo se adopta en todos los casos la hipótesis de

reparto de presiones lineal, que corresponde al caso de cimiento rígido sobreterreno elástico. En casos excepcionales, en los que la importancia de la obra lorequiera, se adoptarán repartos diferentespara un dimensionamiento másapropiado de estos elementos.

Abordaremos solo el análisis de zapatas rectangulares por ser las más utilizadas. Serealizará así mediante la condición de no existencia de tracciones en el terreno ycon análisisseparados en las dos direcciones principales, cuando existan momentosaplicados en ambas.• Armado de la parte inferior: Se realiza un mallazo conformado por barrascruzadas; la separación entre barras no ha de superar los 30 cm.

• Recubrimiento para evitar corrosiones: Separación de las armaduras, entre 5 a10 cm. del borde y del fondo de la zapata, dependiendo del tipo de hormigónutilizado y de las características del terreno.• Barras: Se recomienda utilizar diámetros de barras grandes, mínimo del 12, anteposibles corrosiones.La armadura longitudinal del pilar llega hasta el mallazo, por lo cual se colocanarmaduras de espera iguales que las de los pilares.• Solape mínimo: Considerar 30 veces el diámetro de la barra más gruesa del



pilar.Normativa referida a zapata aislada de hormigón en masa o armado comocimiento de soportes verticales: Norma Tecnológica NTE-CSZDiseño de Zapatas AisladasPara construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y lasestructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, ocon discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengancimentaciones estables.Conviene que las instalacionesdel edificio estén sobre el plano de los cimientos,sin cortar zapatas ni riostras.Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 10 cm. en el estrato del terreno.La profundidad del plano de apoyo se fija basándose en el informe geotécnico,sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de lasvariaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos a las heladas. Esconveniente llegar a una profundidad mínima por debajo de la cota superficialde 50 u 80 cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables.

En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dospilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes.Conviene utilizar hormigón de consistencia plástica, con áridos de tamañoalrededor de 40 mm.En la ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer en el fondo una capa dehormigón pobre de aproximadamente 5 cm de espesor, antes de colocar lasarmaduras.

ZAPATA CORRIDALas Zapatas Corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener sección

rectangular, escalonada o estrechada cónicamente. Sus dimensiones están enrelación con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresión delmaterial y la presión admisible sobre el terreno.Por practicidad se adopta una altura mínima para los cimientos de hormigón de30 cm. aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una formaescalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones.En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento debaescalonarse, se utilizarán encofrados. Si los cimientos se realizan en hormigónapisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos.Si los trabajos de cimentación debieran interrumpirse, se recomienda cortar enescalones la junta vertical para lograr una correcta unión con el tramo siguiente.Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzará esta unión.Las Zapatas Corridas son, según el Código Técnico de la Edificación CTE, aquellaszapatas que recogen más de tres pilares. Las considera así distintas a las zapatascombinadas, que son aquellas que recogen dos pilares. Esta distinción es objetode debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamentetres pilares.Las zapatas corridas son cimentaciones de gran longitud comparada con sudimensión transversal y que se utilizan como base de muros o alineaciones depilares. En algunos casos se combinan mediante riostras diversas zapatas corridas,



constituyendo un emparrillado sobre el que apoya el forjado de la planta inferior

PROCEDIMIENTO:

para el caso de la zapata corrida de concreto, excavas, plantilla ( en este caso sies obligatorio), zapata y anclaje de castillos(la zapata puede o no llevar unacontratravés o contra cadena), muro de enrase (hasta la altura a dondeterminaría el muro de piedra) con block de concreto con celdas rellenas deconcreto pobre , cadena de concreto, impermeabilización de cadena y muro detabique.

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