Pontificia Universidad Católica de Valparaíso Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Civil
Informe de Investigación
Zapatas Sebastián Fernando Cabezón Rosas Miguel Ángel Gómez Fuentes Franco Alejandro Montiel Flores Alex Eduardo Pérez Hernández Matías Ignacio Saavedra González Grace Andrea Valenzuela Lloyd
Introducción a la Ingeniería Civil (CIV 101) Rodrigo Herrera Valencia Jaime Soto Sandoval Lunes 27 de mayo, 2013. Valparaíso
Índice 1.- Introducción ...................................................................................................................... 2 2.- Zapatas, definición general ........................................................................................................ 3 3.- Aplicaciones de las zapatas ....................................................................................................... 4 4.- Tipos de zapatas .......................................................................................................................... 5 4.1 Zapatas Aisladas ........................................................................................................ 5 4.2 Zapatas Combinadas ................................................................................................. 6 4.3 Zapatas Continuas ..................................................................................................... 7 4.4 Losa de cimentación .................................................................................................. 8 5.- Factores de diseño de una zapata .............................................................................................. 9 6.- Principio físico del funcionamiento de una zapata............................................................... 10 7.- Construcción de una zapata ..................................................................................................... 12 7.1- Excavación y hormigón de limpieza ...................................................................... 12 7.2- Armaduras .............................................................................................................. 13 7.3- Juntas: .................................................................................................................... 13 8.- Materiales................................................................................................................................... 14 8.1 Hormigón ................................................................................................................ 14 8.2 Acero Corrugado ..................................................................................................... 14 9.- Ventajas y desventajas ............................................................................................................. 15 9.1 Ventajas ................................................................................................................... 15 9.2 Desventajas.............................................................................................................. 15 10.- Síntesis ..................................................................................................................................... 16 11.- Bibliografía .............................................................................................................................. 17 12.- Anexos ..................................................................................................................................... 18 12.1 Anexo 1: Barras de acero. ..................................................................................... 18
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1.- Introducción En el marco del estudio de la ingeniería civil, el conocimiento acerca de los distintos tipos de cimentaciones es fundamental, indistintamente del área de la ingeniería civil en la que se quiera especializar, dado que todas las edificaciones deben tener fundaciones. Desde tiempos remotos que el ser humano ha construido grandes obras civiles, todas las cuales debían tener algún sistema de asentamiento al suelo, quizás no con un estudio detallado, ni menos científico, sino más bien artesanal. Actualmente, estos estudios se realizan con cálculos avanzados de las estructuras en cuestión. El cálculo de las solicitaciones de un edificio nos indicará el tipo de cimentación más apropiado para cada caso. En este sentido, tenemos dos tipos de cimentaciones principales: superficiales o profundas. Las cimentaciones superficiales son aquellas que se reparten la fuerza en un estrato superior del suelo sobre el cual se está edificando, y las profundas son aquellas que trasladan las cargas del edificio a estratos más subterráneos (generalmente la roca subyacente al suelo en cuestión). Dentro de las primeras tenemos las zapatas, uno de los tipos más comunes de cimentación, pero que es de gran importancia, ya esa en países sísmicos o no, o en construcción de casas o de grandes estructuras (todo esto depende del análisis de la estructura, y del análisis geotécnico del suelo). Este informe está enfocado a las zapatas, principalmente, para conocer qué son, para qué sirven, y cómo es que realizan su función (principio físico). En este informe definiremos las zapatas, veremos los tipos de zapatas que existen y cuándo se debe privilegiar uno sobre otro, además de conocer el proceso constructivo, y las ventajas y desventajas que tiene este tipo de cimentación en comparación con otros sistemas. Además de los objetivos puntuales de este informe, en el proceso de su realización se tienen objetivos generales del curso de Introducción a la Ingeniería Civil, como lo son, promover el trabajo en equipo, introducir a los alumnos en el estudio de la ingeniería civil mediante la investigación y análisis de una obra específica, y el mejoramiento de las habilidades comunicativas.
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2.- Zapatas, definición general Las zapatas son cimentaciones superficiales que garantizan la estabilidad de la obra que soportan, resistiendo compresiones altas y medias. Éstas se caracterizan por ser un ancho prisma de hormigón que se encuentra bajo los pilares de la edificación (Ilustración 1), el que sirve para enviar todas las cargas de la estructura al suelo y disiparlas en presiones más pequeñas dada una mayor superficie de contacto. Como ésta es una cimentación superficial se debe construir sobre un terreno apto, dado que, si el suelo no resiste las cargas, la estructura puede colapsar. Cuando el suelo es apto para soportar las cargas en un estrato superficial, entonces las zapatas son construidas de hormigón armado. En cambio, cuando el estrato superficial del suelo es muy blando, y no soporta las cargas debido a lo inestable del terreno, se debe profundizar la cimentación. En este caso, la zapata se construye con hormigón en masa, disminuyendo los costos en cuanto a acero. Existen varios tipos de zapatas, en general se dividen en estos tres: 1. Zapatas aisladas: donde recae un solo pilar sobre la base de hormigón en el centro de éste, se usa más para suelos duros. 2. Zapatas combinadas: donde recaen dos o más pilares sobre una base de hormigón. 3. Zapatas continuas: donde los pilares que se construyen sobre la base, se encuentran muy cerca y por la presión se terminan juntando y formando un bulto, se usa más para suelos blandos como tierras vegetales, arena, etc.
Ilustración 1: Esquema de la posición y forma de una zapata en una casa. (Fuente: estructuras-de-concreto.blogspot.com)
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3.- Aplicaciones de las zapatas Las zapatas pueden tener distintos usos: ser los cimientos desde una media agua hasta una mega estructura como un edificio de varios pisos (Ilustración 2). Se utilizan comúnmente cuando la edificación ha de hacerse sobre rocas, o suelos compactos, ya que éstos aguantan muchos niveles de carga. Generalmente para los edificios se construyen zapatas, ya que éstas aguantan el peso propio que ejerce la estructura, además son económicamente accesibles, aunque el área que utilizan éstas debe ser casi el 50% del área basal de la estructura que se va a construir. Las zapatas, al igual que todas las estructuras, poseen prohibiciones, el agua es su gran enemigo ya que se infiltra entre los orificios del concreto, y la rompe por dentro (sobre todo en climas fríos), debilitando la estructura e impidiendo que pueda traspasar de buena forma las cargas del edificio al suelo. Éstas también se pueden fisurar exteriormente, con consecuencias catastróficas, dado que, de producirse cualquier fuerza externa a las mismas cargas del edificio, podrían romperse, causando el colapso de la estructura. Para construir la zapata se debe saber todo sobre la estructura que ha de soportar, como las cargas solicitantes, las distribuciones del peso, incluyendo también todas las acciones externas al edificio que sean relevantes para el análisis estructural. Por ello es que se dice que la zapata es la primera en construir, pero una de las últimas en calcular.
Ilustración 2: Zapatas para una edificación de varios pisos (Fuente: arqycivil.blogspot.com)
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4.- Tipos de zapatas 4.1 Zapatas Aisladas Las zapatas aisladas son el tipo más simple de zapatas, y consisten en una cimentación superficial que soporta elementos estructurales puntuales como lo son pilares o columnas. En la base de la columna, la superficie aumenta hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que se le transmite (Ilustración 2). En general, este tipo de zapatas, en planta, son cuadradas. Solo se utilizan zapatas aisladas rectangulares por razones de espacio (derechos de propiedad de un sitio). También se les denomina zapatas para columnas individuales. En la superficie inferior de la zapata se producen los correspondientes esfuerzos de tensión a los que se está sometida la estructura. Una zapata aislada puede ser: 1.
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Interior: cuando está en el área interna de la edificación, es decir, alejada de los bordes. En este caso, el pilar se debe centrar en el área de la zapata (Ilustración 3), disminuyendo al máximo las excentricidades, facilitando el cálculo de la misma. De borde: cuando se encuentra pegada a uno de los bordes del terreno. Aquí, el pilar que es soportado queda en un costado de la superficie basal de la zapata, transmitiendo una carga excéntrica a la zapata. De ángulo o doble medianería: cuando se encuentra en una esquina del terreno, Nuevamente, la carga que el pilar transmite es excéntrica, dado que este queda ubicado en una esquina de la superficie de la zapata.
Ilustración 3: Zapata aislada (Fuente: 3D Warehouse, Google Sketchup)
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4.2 Zapatas Combinadas Al momento de diseñar un edificio, se puede dar el caso de que se produzcan muchos pilares próximos entre sí, o bien, que las cargas puntuales por cada uno de los pilares sean demasiado elevadas, o incluso que dos pilares se encuentren separados únicamente por una junta de dilatación. En estos casos, si se realiza el dimensionamiento de las zapatas individuales, se da lugar a zapatas muy cercanas o incluso solapadas. En este caso, se procede a utilizar zapatas combinadas, que son aquellas que sostienen más de una columna o muro. Se pueden clasificar por la cantidad de columnas que soporta una zapata combinada en: zapatas para dos columnas (Ilustración 4), o zapatas mara más de dos columnas. En ambos casos, el cetroide de la zapata debe coincidir con la resultante de las cargas de las columnas, para así evitar la tendencia a inclinación de la zapata. Además de la anterior clasificación, se pueden diferenciar en: zapatas combinadas de Lindero, que se utilizan cuando la capacidad de carga del terreno es muy baja y la carga de lindero muy alta; o en zapatas combinadas intermedias, cuando se utiliza una capacidad de carga del terreno muy baja y la densidad entre los ejes de las columnas es pequeña, resultan zapatas aisladas muy grandes y muy juntas, por lo que es preferible utilizar una zapata combinada intermedia.
Ilustración 4: Zapata combinada, con dos pilares. (Fuente: www.merle.es)
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4.3 Zapatas Continuas Provienen del concepto de zapata combinada, que considera aquellas zapatas que soportan sobre sí más de una columna o un muro (Ilustración 5). Se denomina zapata continua a aquella que soporta toda una hilera de columnas. Este tipo de zapata se construye en dos casos principales: 1. Cuando el límite del terreno donde ha de ser construido el edificio no permite la construcción de zapatas aisladas para todas las columnas de la edificación. 2. Cuando el cálculo de las zapatas aisladas de la construcción determina un traslape de las zapatas. Además de los casos antes mencionados, se puede dar el caso de que la capacidad de carga del terreno sea muy baja para soportar cargas puntuales, haciéndose necesaria la construcción de una estructura continua de cimentación. Cuando se construyen zapatas continuas en ambos sentidos de la edificación se denomina una cimentación reticular. Este tipo de cimentación, en suelos de baja capacidad de carga, resulta mucho más económica que la construcción de zapatas individuales para cada columna aislada, dado que la gran área de cada zapata determina un costo adicional para la obra. Además, se minimizan los momentos flectores que se producen en una zapata aislada, puesto que se tiene una mayor superficie de apoyo que impide el giro. En muchos casos, se da que, al momento de calcular la cimentación reticular, se traslapan una o más hileras, siendo mejor y más efectiva la construcción de lo que se denomina, una losa de cimentación.
Ilustración 5: Zapata continua para muro de albañilería. (Fuente: www.elconstructorcivil.com)
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4.4 Losa de cimentación Este es el caso “extremo” de una zapata, y se da cuando el cálculo de las zapatas individuales determina zapatas muy próximas o solapadas, aquí se utiliza lo que denominamos losa de cimentación (Ilustración 6). Consiste en una losa maciza de concreto reforzado en ambas direcciones, ubicada en la planta inferior de todo el edificio. En este caso, se está aprovechando al máximo la superficie de contacto bajo el edificio. Esta placa de cimiento puede considerarse una zapata muy grande, que soporta y transmite al terreno los esfuerzos del edificio. Una de las grandes ventajas que presenta este tipo de cimentación es la gran área de contacto para distribución de las cargas del edificio, minimizando los momentos y asentamientos puntuales. Además, dado su alto grado de rigidez, disminuye considerablemente los asentamientos diferenciales que pueden producirse por diferencias en la capacidad de carga del suelo, de una zona a otra, eliminando, en parte, riesgos de deformaciones y daños estructurales del edificio. Es por esto que este tipo de cimentación se utiliza frecuentemente en edificios sensibles a los asentamientos diferenciales.
Ilustración 6: Planta y alzado de una losa de cimentación con pilares. (Fuente: Diseño de estructuras de concreto, Nilson)
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5.- Factores de diseño de una zapata En la etapa de diseño de una zapata, se deben considerar una amplia gama de factores, algunos con más incidencia que otros, pero que al final determinan las dimensiones, materiales, y otras características de una zapata. El primer factor a considerar es el suelo. Para ello, el equipo de diseño deberá basarse en estudios geotécnicos del terreno sobre el que se desea construir la edificación. Esto afecta de la siguiente manera: para zapatas que descansan sobre suelos granulares gruesos, la presión es mayor en el centro de la zapata y disminuye hacia los costados. En contraste, en suelos arcillosos las presiones son mayores cerca del borde que en el centro de la zapata (Ilustración 7)
Ilustración 7: Presiones de contacto: (a) supuesta; (b) real para suelos granulares; (c) real para suelos cohesivos. (Fuente: Diseño de estructuras de concreto, Nilson) Una vez determinada la capacidad de carga del tipo de suelo correspondiente, viene el dimensionamiento de la zapata. Esto se basa en la cantidad de carga que deba soportar la zapata en sí. De esta manera, el área basal requerida para la zapata que se desea calcular queda expresada en términos de las cargas solicitantes, y además del tipo de suelo. Posteriormente, se debe agregar al cálculo de la zapata la influencia de fuerzas externas, como momentos y cortantes, además del diseño sismo resistente, y la acción de los vientos.
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6.- Principio físico del funcionamiento de una zapata. Una zapata, tiene su funcionamiento principalmente basado en la distribución de las cargas totales del edificio en una superficie amplia de terreno, permitiendo un buen asentamiento del edificio sobre el terreno. Para explicar mejor el fenómeno físico, partiremos con un ejemplo: imaginemos a dos personas, de peso similar, que van caminando sobre un suelo de tierra, una de ellas lleva zapatos anchos en su planta, y la otra, lleva zapatos con taco alto. ¿Cuál de las dos personas es más propensa a hundirse en el terreno? Rápidamente concluimos: la que lleva taco alto. Pero ¿por qué?... Bueno, lo que sucede es que las cargas de ambas personas (peso) se distribuyen en áreas diferentes. La que lleva zapatillas anchas distribuye su peso en el suelo, siendo que la que lleva taco, lo concentra, aumentando la presión específica sobre el suelo que la soporta, hundiéndose con mayor facilidad que la otra. Lo mismo sucede en el caso de las zapatas. La zapata, lo que hace es aumentar la superficie de contacto de los cimientos, para distribuir la carga total en presiones específicas menores, impidiendo el hundimiento del edificio. En este sentido, vemos cómo funciona la fórmula física:
Con P, presión sobre el suelo; F, solicitaciones totales del edificio; A, área de la cimentación (zapata). A medida que F aumenta, se hace necesaria mayor área para mantener la misma presión. Asimismo, si necesitamos menor presión deberemos aumentar el área. Esto es, básicamente el funcionamiento de las fuerzas verticales de una zapata. Si graficáramos P=F/A, con F constante, obtendríamos un grafico como el de la Ilustración 6, donde, P y A son inversamente proporcionales (Ilustración 8).
Ilustración 8: Grafico P=F/A, con F constante (Fuente: Microsoft Mathematics)
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Ahora, también sobre las zapatas actúan fuerzas horizontales y momentos. Veamos cómo afectan estas fuerzas sobre una zapata. Fuerzas Horizontales: Son aquellas que mantienen confinada la zapata en un sitio específico. Como señala el profesor Edgar Giovanni Díaz, de la carrera de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, especialista en el área de geotecnia, dentro del funcionamiento de una zapata es necesario mencionar el confinamiento de esta a un sitio específico. Ejemplifiquemos: supongamos que tenemos una zapata aislada, sobre un sitio liso, de gran resistencia a las cargas superficiales. En cuanto a fuerzas verticales no hay problemas, ya que el suelo resiste sin mayores inconvenientes las solicitaciones del edificio. Ahora bien, el problema se genera cuando se generan fuerzas horizontales. Supongamos, un sismo de onda longitudinal (hacia los lados). El edificio completo tenderá a “arrastrarse” de un lado a otro, dando pie a posibles daños estructurales. Es por ello que se debe “enterrar” la zapata en cierta medida, para que el mismo suelo realice estas fuerzas horizontales que contrarrestan fuerzas horizontales externas. Momentos: Sabemos que el momento es una fuerza de giro en cierto sentido (rotación). Bueno, en la zapata también se da este caso. Nuevamente nos ponemos en el caso antes nombrado. Si sobre la columna que está sobre nuestra zapata aislada actúa una fuerza horizontal en alguna zona alta, se generará un momento, que inducirá una rotación de la columna. Para evitar esta rotación, nuevamente se recurre al confinamiento de la zapata, generando fuerzas horizontales y otras verticales que van en contra del giro inducido por las fuerzas horizontales externas.
Ilustración 9: Fuerzas a considerar en el cálculo de una zapata. Fuente: (www.uhu.es/javier.pajón/) En la Ilustración 9, podemos ver las fuerzas que han de ser consideradas para el cálculo estructural de una zapata. En la imagen, N representa la fuerza que ejerce el pilar sobre la zapata, M, es un momento inducido por fuerzas externas, V es una fuerza horizontal en la base del pilar, P es el peso propio de la zapata, y “h” y “b” son las dimensiones de la zapata.
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7.- Construcción de una zapata Dentro del proceso de construcción de zapatas, como en todo proceso, podemos encontrar una serie de etapas a seguir para su correcta realización; sin embargo, antes de dar comienzo al inicio de su elaboración, hay que realizar una serie de tareas previas, entre las cuales podemos destacar: 1. Un estudio geotécnico; dentro de este, hay que considerar varios elementos, como el corte estratigráfico y el nivel de la capa freática, grado de agresividad del suelo, características mecánicas y una estimación de la profundidad de la cimentación. 2. Previo a la cimentación, preparar la superficie dejándola lo suficientemente plana para instalar las zapatas 3. Se deberá tener conocimiento de las posibles zonas blandas del terreno, cavernas, existencias de agua u otro fenómeno que altere la perfecta instalación de zapatas. 4. Previo a la cimentación, el hormigón deberá ser sometido a pruebas en la planta de fabricación para ver si cumple con los estándares mínimos para el buen funcionamiento de este en la obra. 5. Comprobar la documentación técnica y el dimensionado para resistir las cargas de su propio peso, el encofrado y otro más. 6. Se deberá comprobar que la estructura del encofrado y sus uniones sean lo suficientemente resistentes para que el hormigón no se deforme. Se deben además, como proceso de control de calidad, los replanteos posibles antes y durante la ejecución de la obra. A fin obtener los datos con la mayor precisión posible, el replanteo está a cargo de un topógrafo contando con la ayuda del maestro de obra y a la vez con ayuda de huincha y cordel. Estas tareas se realizan mediante la colocación de estacas o camillas de madera en las esquinas de la excavación, indicando la cota que deberá bajarse desde la cabeza de la estaca, marcando con pintura o yeso las dimensiones de la zapata. Luego de haber tenido en consideración todos los elementos correspondientes a la etapa de tareas previas, es cuando podemos enfocarnos en la realización sustancial de la construcción de zapatas. Dentro del proceso constructivo propiamente tal, se pueden distinguir tres grandes áreas de ésta, cada cual totalmente necesarias e interrelacionadas para el efectivo desarrollo y término de las zapatas. A continuación, procederemos a enumerar las etapas anteriormente mencionadas, y realizar una explicación de en qué consiste cada una:
7.1- Excavación y hormigón de limpieza Primero iniciamos con la excavación (Ilustración 10), que se realiza con una retroexcavadora en el caso de terreno de transito con cuchara y en el de terreno rocoso con martillo. Todo el material extraído se reserva en otro lugar para el posterior Ilustración 10: Excavación para una relleno o traslado a un vertedero. zapata (Fuente: www.arqhys.com) 12
Una vez llegamos al fondo de la excavación, se nivela y se comprueba si el terreno cumple con las condiciones requeridas. Luego, y antes de verter el hormigón de limpieza, se debe limpiar el fondo de la excavación quitando cualquier residuo que pudiese intervenir en la horizontalidad de la plataforma. Cabe mencionar que las dimensiones de las zapatas deben ser las de los planos, con un margen de error de cinco centímetros. En caso de que sea necesario se coloca en seguida el encofrado lateral y luego se vierte el hormigón de limpieza nivelando la base y preparándola para la colocación de la armadura.
7.2- Armaduras Una vez colocada la ferralla (armadura para hormigón), se efectúa un replanteo de la cota de hormigonado colocando barras de acero (Ilustración 11) o pintando las laterales para luego disponer cuerdas entre las marcas para la nivelación de la superficie del hormigón. Luego con una grúa con cubilote o bomba se comienza a hormigonear, se echa directamente el contenido de una altura menor o igual a 1,5 metros de altura tratando de que no se segregue. Al hormigonear se debe cuidar de que las armaduras ni los encofrados se desplacen, además de esto se debe prevenir que se formen juntas o planos de debilidad. Se aconseja que el hormigón se eche de forma continua aunque no hay problema que no lo sea siempre y cuando no se formen juntas ni coqueras. Luego de esto se debe compactar el hormigón con agujas vibradoras, considerando que al momento de retirarlas debe ser a velocidad constante y con lentitud. Ilustración 11: Colocación de armaduras de acero. (Fuente: 7.3- Juntas: www.panoplia.net) Todas las juntas del hormigón deben estar previamente visualizadas en el proyecto, de manera que se produjese alguna junta que no estaba prevista, se debe ejecutar con toda normalidad en dirección de los esfuerzos máximo, y cuando esto no se puede realizar se debe hacer la junta con el mayor Angulo posible. También hay que tener en cuenta que cuando para de hormigonear entre cuatro a seis horas se debe limpiar con chorros de agua a presión para evitar que queden escombros entre capas de hormigón.
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8.- Materiales En general para la construcción de zapatas se usan solo 2 materiales, los cuales son Hormigón y Acero Corrugado. 8.1 Hormigón
Toda zapata debe llevar por sí una cantidad lógica de hormigón, el cual debe ser calculado específicamente según la necesidad de cada zapata y la solicitación de la estructura. Como elementos básicos del hormigón se pueden diferenciar un aglomerante (en general utilizado cemento), arena, grava o piedra (áridos), y agua, además de algunos aditivos en determinadas proporciones. Cada hormigón puede ser fabricado de una manera especial, de tal forma que éste pueda cumplir con las solicitaciones necesarias. Éste forma de construcción dependerá de las proporciones utilizadas de los materiales antes mencionados, proporciones que se deben obtener según métodos específicos de cálculos y deben ser respetadas en todo momento en la construcción.
8.2 Acero Corrugado Además del hormigón las zapatas necesitan de una armadura de acero, el que en general es corrugado (Ilustración 12), es decir presenta resaltos en su superficie la cual aumenta su adherencia al hormigón. Al igual que el hormigón, para lograr una zapata de calidad se debe calcular precisamente la cantidad de acero a utilizar, especificando los diámetros necesarios, y las posiciones específicas de cada enfierradura, con el fin de que éstas trabajen como un solo cuerpo o como cuerpos independientes, según sea la necesitad de la zapata. En el Anexo 1 se detallan los distintos diámetros, pesos y características generales de los aceros utilizables.
Ilustración 12: Tiras de acero corrugado (Fuente: www.acerotek.com.mex)
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9.- Ventajas y desventajas Como se mencionó en la introducción de este informe, además de la cimentación con zapatas, también existen otras alternativas de cimentación. Todos estos otros métodos de cimentación, ya sea con pilotes u otros medios, son válidos, pero dependen casi en un 100% de los estudios geotécnicos del suelo, y de los estudios estructurales de la edificación. En este sentido, vamos a tener ventajas y desventajas al momento de utilizar la cimentación por zapatas en determinada obra civil, las que, al ponderarlas, nos van a determinar si realmente nos conviene utilizarlas como el sistema de cimentación que queremos ocupar en nuestro edificio.
9.1 Ventajas 1. Posee un bajo coste de construcción en cuanto a movimiento de tierra, ya que son necesarias excavaciones únicamente superficiales para verter el concreto. En este mismo ámbito, también se reduce significativamente la cantidad de polvo que levanta la construcción, y por consiguiente, la cantidad de agua necesaria para edificar sin causar molestias. 2. Es un sistema de cimentación que da grandes flexibilidades en cuanto a formas y tamaños de sus elementos, siendo posible utilizarlo en edificios cuyas paredes se encuentran muy cercanas al límite da la propiedad, incluso pegadas. Además, entrega una infinidad de opciones para cimentar una misma estructura. 3. El proceso constructivo es relativamente sencillo en comparación con otras excavaciones más profundas. 4. Es posible utilizar zapatas tanto en zonas sísmicas como en zonas no sísmicas, teniendo siempre un comportamiento adecuado.
9.2 Desventajas 1. No se pueden usar zapatas en suelos que no sean lo suficientemente compactos, tales como arenas o tierras esponjosas. Esto debido a la poca estabilidad del terreno, y la gran superficie de zapata que se debería construir. 2. Son propensas a efectos del clima, y del terreno, por lo que, de no ser construidas de manera adecuada, podrían tener una vida útil mucho más corta de lo presupuestado inicialmente.
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10.- Síntesis En este informe hemos visto en términos generales qué son las zapatas, principalmente enfocados en cuanto a definir los tipos que existen, cuál es su función estructural y cómo es que, mediante el estudio y cálculo de las mismas, cumplen esta función dentro de una edificación. Con todo, podemos concluir que este sistema de cimentación es uno de los más utilizados, y, dada nuestra indagación, esto se debe principalmente a su costo económico y su gran fiabilidad, siendo un método muy seguro de cimentación tanto para construcciones pequeñas como para edificios de varios pisos. En este sentido, quisiéramos destacar la importancia que tiene el sistema de cimentación por zapatas para la ingeniería civil por estos días, siendo fundamental el conocerlas y estudiarlas en el transcurso de una carrera en esta área, dada su gran gama de aplicaciones en cuanto a estructuras. Además, podemos darnos cuenta de su importancia, dada la gran cantidad de libros, algunos muy específicos, que tratan el tema a cabalidad. Para finalizar este informe, quisiéramos dar un informe final en cuanto a los objetivos propuestos, los que hemos cumplido a cabalidad, dado que entendemos y manejamos el concepto de zapata, los tipos, su principio físico, sus ventajas y desventajas en comparación con otros sistemas de cimentación, e incluso hemos indagado en otros aspectos que hemos considerado relevantes, como lo es el proceso constructivo. Además, sentimos que se han cumplido los objetivos del curso, ya que nos hemos interiorizado con un tema específico de la ingeniería civil, permitiéndonos conocer una pequeña parte de lo que veremos más adelante en la carrera.
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11.- Bibliografía A. García Valcarce, J. A. (2003). Manual de Edificación, Mecánica de los Terrenos y Cimientos (Vol. 3). Navarra, España: CIE Inversiones, Editoriales Dossat 2000. Construmática. (s.f.). Recuperado el Mayo de http://www.construmatica.com/construpedia/Cimentaciones_por_Zapatas
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Nilson, A. H. (1999). Diseño de Estructuras de Concreto. Bogotá: Mc Graw Hill. Pajon,
J. (s.f.). Apuntes de Zapatas. Recuperado http://www.uhu.es/javier.pajon/apuntes/zapatas.pdf
el
Mayo
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Rafael Ridell C., P. H. (2001). Fundamentos de Ingeniería Estructural. Santiago: Ediciones UC. Segura, P. E. (Abril de 2013). Ingeniero Civil, Universidad Nacional de Colombia. Magíster en Geotecnia, Universidad Nacional de Colombia. Doctorado en Ingeniería. Pontificia Universidad Católica de Chile.
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12.- Anexos 12.1 Anexo 1: Barras de acero. Barras para hormigón armado. Compañía Siderúrgica Huachipato. En la tabla siguiente (Tabla 1) se indican los diámetros de las barras que produce normalmente la CSH, sus secciones, perímetros, pesos y dimensiones de resaltes correspondientes. Tabla 1 Diámetro nominal (mm) 6 8 10 12 16 18 22 25 28 32 36
Sección Nominal (cm2) 0.283 0.503 0.785 1.131 2.011 2.545 3.801 4.909 6.158 8.043 10.179
Perímetro Nominal (cm) 1.89 2.51 3.14 3.77 5.03 5.66 6.91 7.85 8.80 10.50 11.31
Peso Nominal (kg/m) 0.222 0.395 0.617 0.888 1.578 1.998 2.984 3.853 4.834 6.313 7.990
Separ. máx. res. (mm) 5.6 7.0 8.4 11.2 12.6 15.4 17.5 19.6 22.4 25.2
Ancho base máx. res. (mm) 2.00 2.50 3.00 4.00 4.50 5.50 6.25 7.00 8.00 9.00
Altura min. res. (mm) 0.32 0.40 0.48 0.64 0.72 1.10 1.25 1.40 1.60 1.80
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