Marcelo Henríquez - Ficha 04/17072014

De Casiopea

FICHA 04 - EMPLAZAMIENTO Y FUNDACIÓN EN PENDIENTE

Clase 04 / 17.07.2014

  • Alumno: Marcelo Henríquez

Planos base estudio. Fuente: Propia

Introducción

Cuando hablamos de emplazamiento hablamos y tenemos que vincularlo a la arquitectura, ¿Cómo va a llegar el automóvil? ¿Qué va a significar el patio? O ¿Qué significa estar el aire libre? Todas estas dimensiones de emplazamiento significan el tamaño del lugar al que se le quiere dar forma. Cuando uno trabaja sobre una maqueta y llega el momento de montar la obra sobre el terreno, no se piensa en las consecuencias de la decisión a tomar sobre como emplazar la obra, ya que las opciones son tres: o se monta sobre el nivel del terreno, o se elige una cota la cual se nivela y se funda, o la tercera opción es cortar el terreno de forma brutal para que quede la mayor superficie plana. Es por eso que hay que considerar dimensiones, no menores, al decidir cómo va a fundarse la obra, pues una rápida y errada decisión puede encarecer el proyecto.


Tipos de emplazamiento en pendiente / Fundaciones

Sobre nivel

Fundación sobre el nivel. Fuente: Propia

A escala de cimentar una casa es una solución muy factible y eficiente, sin mayor complicación que vincular el suelo a pilares muy estables. Pero si se quiere cimentar un edificio, no es una solución factible debido a que pierde estabilidad y ante cualquier factor externo el edificio pierde el equilibrio. Además el costo de los pilares puede ser elevado.

A nivel

Fundación a nivel. Fuente: Propia

Para generar esto en una pendiente hay que hacer algún tipo de relleno. Según los estudios geotécnicos, este suelo rellenado no tiene la compactibilidad que el suelo natural, por lo tanto las fundaciones deben llegar directamente al suelo natural. Esta solución es válida para obras pequeñas como casas y para edificios de mayor envergadura.

Bajo nivel

Fundación bajo el nivel. Fuente: Propia

Cuando se piensa en pendiente, el golpe de vista hace pensar en esta solución. Este tipo de emplazamiento depende del tipo de obra a emplazar. Por ejemplo si es una casa, los costos se elevan por sobre las dos opciones anteriores, pero da más estabilidad en cuanto a las fundaciones. Ahora bien si se trata de edificios, esta es la solución real. Evidentemente el costo en mano de obra para elementos de fundaciones, recorte de suelo, muros de contención otros elementos, elevan los costos, pero la vertical queda en equilibrio.

Fundación escalonada

Toda superficie de asiento de los cimientos, o sea la cara inferior en que se apoya sobre el terreno, deberá ser siempre un plano perfectamente perpendicular a la dirección de las fuerzas que gravitan sobre él, ya que de otra forma la cimentación estaría expuesta al deslizamiento.

De acuerdo con este principio y en el caso en que sea necesario cimentar en terrenos inclinados, el fondo de los mismos no será ni un plano inclinado ni un plano horizontal, sino una serie de planos horizontales a distinta altura. Esta solución se refleja en los edificios construidos en Reñaca, logrando incluso un paisaje adecuado a la vista.

Capas de materiales de suelo

Capas del suelo. Fuente: Propia

Las capas de suelo van de la mano con el clima y la zona geográfica, y como es sabido, Chile es una franja alargada que contiene distintas geografía en cada región, por lo tanto el tipo de suelo es variable. Pero en el contexto en que nos encontramos, que es Valparaíso, el suelo se basa en una primera capa de arcilla, luego maicillo y así llegar a la roca sólida. Es un suelo bien apto para poder fundar.

Detalle de fundaciones

El suelo se encuentra en equilibrio o estado elástico y se comporta como un material homogéneo, isótropo y linealmente elástico.


Bulbo de presiones

Al aplicarse una carga en la superficie de un terreno, en un área bien definida, la adición de tensión a cierta profundidad no se limitan a la proyección del área cargada. En las laterales del área cargada también ocurren aumentos de tensión, que se suman a los anteriores debido al peso propio. Se denominan isobaras de tensión a las curvas o superficies obtenidas enlazándose los puntos de la misma tensión vertical. Este conjunto de isobaras forma lo que se da en llamar “bulbo de tensiones”. Una práctica corriente para estimar el valor de las tensiones en cierta profundidad consiste en considerar que las tensiones se difunden según áreas crecientes, pero siempre manteniéndose uniformemente distribuidas.

Será de gran interés disponer de suficiente información geotécnica referente al posible crecimiento del módulo de deformación del terreno con la profundidad, factor éste que puede contribuir a atenuar los asientos diferenciales asociados a la variación de las dimensiones de las zapatas. Si el diseño de las cimentaciones da lugar a zapatas relativamente próximas, los bulbos de tensiones de las zapatas individuales solaparán en profundidad, por lo que, a efectos de asiento, habrá que comprobar la cimentación como si tuviera el ancho total del conjunto de las zapatas

Viga de fundación

Vigas de fundaciones. Fuente: Propia


Las vigas de fundación son los elementos estructurales que se emplean para amarrar estructuras de cimentación tales como zapatas, dados de pilotes, pilas o caissons, etc. A las vigas de fundación tradicionalmente se les han asignado las siguientes funciones principales:

• La reducción de los asentamientos diferenciales

• La atención de momentos generados por excentricidades no con en el diseño.

• El mejoramiento del comportamiento sísmico de la estructura

• El arriostramiento en laderas

• La disminución de la esbeltez en columnas

• El aporte a la estabilización de zapatas medianeras


La viga de fundación es un elemento estructural que permite tomar las cargas de muro y transmitirlas a zapatas aisladas. Puede haber varias razones para querer diseñar zapatas con vigas de fundación. Por ejemplo, como una forma de ahorrar en comparación a la alternativa de zapata corrida. En algunos casos es conveniente hacer que el peso de los muros descanse sobre la zapata para aumentar las cargas horizontal y equilibrar momentos descompensados en el apoyo.

Zapata / Tipos de zapatas

Tipos de Zapatas. Fuente: Propia

Es un elemento estructural que soporta las cargas de una estructura que le son transmitidas a través de las columnas pilotes o elementos estructurales verticales y esta a su vez la transmite al suelo, disipando así las cargas.

Aisladas

Zapata con sus vigas. Fuente: Propia

Si soportan un solo pilar.

Combinadas

Si soportan dos o más pilares, en número reducido. Se emplean en medianerías para evitar la carga excéntrica sobre la última zapata, o cuando dos pilares están muy próximos entre sí, o, en general, para aumentar la superficie de carga o reducir asientos diferenciales.

Continuas o corridas bajo pilares

Para soportar varios pilares alineados; se emplean en circunstancias parecidas a las zapatas combinadas.

Continuas o corridas bajo muros

Para soportar muros.

De medianería o esquina

Cuando se descentra soporte, suelen ir unidas mediante vigas riostra con el fin de mejorar la estabilidad del elemento de cimentación.

Arriostradas

Cuando varias zapatas se unen por medio de vigas riostras, para dar mayor rigidez al conjunto, en suelos mediocres, o cuando existen acciones horizontales.

Hormigón Shotcrete

Shotcrete. Fuente: Propia

El concreto lanzado o “shotcrete”, inicialmente desarrollado para la actividad minera pero actualmente en expansión hacia el ámbito urbano en la forma de sostenimiento de taludes e incluso en la construcción de estructuras vaciadas contra terreno, es definido como “concreto o mortero reumáticamente proyectado a alta velocidad sobre una superficie que contiene fibras discontinuas y separadas. Este material tiene como propiedad característica la capacidad para deformación sin presentar colapso, a diferencia de los concretos convencionales

Archivo:HormigónShotcrete2.jpg
Shotcrete. Fuente: Propia

Usos y beneficios:

Los Shotcrete son mezclas cementicas especialmente dosificadas para emplearse en los sostenimientos de taludes y túneles. Dependiendo del tipo de graduación de los áridos, se puede suministrar Shotcrete para realizar una adecuada terminación superficial. Para recuperación estructural en planos verticales no se requiere de moldajes. Se logran altas resistencias iniciales. La curva granulométrica del árido combinado, se ajusta para cumplir lo más aproximadamente posible con bandas recomendadas por normas nacionales, normas extranjeras, o especificaciones particulares.

Extracción del agua en una fundación

Archivo:ExtracciónAguass.jpg
Sistema de extracción. Fuente: Propia

El suelo, dentro de sus capas que la componen, a mayor profundidad almacena mayor humedad y por ende mayor cantidad de agua. Cuando las fundaciones llegan hacia el área donde esta almacenada esa napa de agua, hace difícil el proceso constructivo y solo resta sacar toda esa agua. Este procedimiento se logra mediante bombas y tubos de PVC que extraen esa agua dejando el suelo apto para la fundación. La dificultad está en que al sacar esta agua el suelo pierde compactación y puede quedar debilitado y producir posibles hundimientos.

Palabras claves

Emplazamiento, fundación, bulbo de presiones, pendiente, viga de fundación, zapata, hormigón Shotcrete.


Bibliografía

1. http://notasingenierocivil.blogspot.com/2011/05/influencia-del-tamano-de-la-cimentacion.html

2. http://www.arqhys.com/la-zapata.html

3. http://www.uned.es/dpto-icf/mecanica_del_suelo_y_cimentaciones/images/mecansueloycimentacionescap_4.pdf