2014
Procedimiento constructivo
ITSOEH REVISÓ: ARQ. CLAUDIA CAMACHO SÁNCHEZ ELANORÓ: EDUARDO HERNANDEZ GRANADOS
TALLE TA LLER R DE DE CONS CONSTRU TRUCCI CCI N | 4to 4to.. b
ARQUITECTURA
Índice 1. Actividades preliminares …………………………………………………………………………….2
1.1 ubicación del terreno…………………………………………………………………………….......... 2 1.2 Limpieza del terreo..……………………………………………………………………………………3 1.2.1 Limpieza de terreno manual ………………………………………………………………………3 1.2.2 Limpieza de terreno mecánica ……………………………………………………………………5 1.3 Trazo y nivelación ………………………………………………………………………………………7 1.3.1 Nivelación……………………………………………………………………………………………7 1.3.2 Trazo…………………………………………………………………………………………………9 2. Movimiento de tierra …………………………………………………………………………………13
2.1 Excavaciones …………………………………………………………………………………………..17 2.1.1 Características Característ icas de los suelos en función de la dificultad ……………………………..………18 3. Tipos de cimentaciones …………………………………………………………………………….20
3.1 Zapata corrida …………………………………………………………………………………………. 20 3.2 Zapata aislada …………………………………………………………………………………………. 3.3 Losa de cimentación cimentación ................................................................................................................. 3 4. Cimentaciones profundas ........................................................................................................ 5. Anexos
5.1 Anexo 1 Herramientas menores para la construcción 5.2 Equipo para excavación y movimiento de tierra
1
Índice 1. Actividades preliminares …………………………………………………………………………….2
1.1 ubicación del terreno…………………………………………………………………………….......... 2 1.2 Limpieza del terreo..……………………………………………………………………………………3 1.2.1 Limpieza de terreno manual ………………………………………………………………………3 1.2.2 Limpieza de terreno mecánica ……………………………………………………………………5 1.3 Trazo y nivelación ………………………………………………………………………………………7 1.3.1 Nivelación……………………………………………………………………………………………7 1.3.2 Trazo…………………………………………………………………………………………………9 2. Movimiento de tierra …………………………………………………………………………………13
2.1 Excavaciones …………………………………………………………………………………………..17 2.1.1 Características Característ icas de los suelos en función de la dificultad ……………………………..………18 3. Tipos de cimentaciones …………………………………………………………………………….20
3.1 Zapata corrida …………………………………………………………………………………………. 20 3.2 Zapata aislada …………………………………………………………………………………………. 3.3 Losa de cimentación cimentación ................................................................................................................. 3 4. Cimentaciones profundas ........................................................................................................ 5. Anexos
5.1 Anexo 1 Herramientas menores para la construcción 5.2 Equipo para excavación y movimiento de tierra
1
1.1 Ubicación del terreno Consiste en determinar los linderos del mismo y puede estar:
En medio de dos construcciones:
Cuando está en medio de dos construcciones, basta con colocar un hilo en el frente tomando como guía las construcciones vecinas; este hilo nos da la línea de paramento (ver Imagen 1.1).
Imagen 1.1; Fuente: Universidad Nacional de Colombia, Construcción de Casas Sismo Resistentes de Uno y Dos Pisos á . 9
En urbanización nueva:
Si el lote está en urbanización nueva donde hay muchos lotes, tenemos que contar con puntos de referencia, los cuales son dados por las oficinas de planeación o curadurías para tener la línea de paramento que es la que me indica donde comienza mi lote (ver imagen 1.2).
Imagen 1.2; Fuente: http://www.geosolucion.com/geofoto/gps.php
1.2 Limpieza del terreno En esta fase se deben retirar los materiales no apropiados para soporte de la edificación como son escombros, material vegetal, suelo suelto, etc. Igualmente se deben realizar los drenajes interiores y laterales necesarios y se deben determinar los niveles necesarios de tuberías y de la malla de cimentación. Si fuere necesario, se deben ejecutar las plataformas de suelo mejorado, compactado en capas no mayores de 150 mm ni menores de 100 mm. 2
Antes de iniciar el descapote, y limpieza deberá ejecutarse la localización aproximada aproximada para limitar el descapote a las áreas requeridas para la construcción de la vivienda.
Si existen árboles, se
determinará cuáles deben ser trasladados, podados o trasplantados, ya que no siempre es necesario cortarlos todos; si se pueden dejar algunos siempre y cuando no dañen la construcción futura con la raíz nos servirán de adorno y de sombra para climas cálidos.
1.2.1 Limpieza de terreno manual Para este tipo de trabajo se requieren peones y cabos dependiendo del tamaño de la obra.
Materiales:
Puntillas o clavos de 21/2 ”, 2”,11/2
Madera rolliza para caballetes
Tablillas
Alambre Nro. 18
Herramienta:
Nivel de manguera, Nivel de burbuja
Maceta o porra
Barra o barretón
Machete
Martillo de una
Pico
Pala
Azadón Plomada de centro punto
Cinta métrica
Flexómetro 3
Lápiz de color
Hilo
Escuadra de albañil
Serrucho o sierra
Equipo:
Carretilla
Parihuela
Proceso:
Se elabora un plan de limpieza en base a un recorrido previo.
Si el terreno es muy grande se atacarán las obras más importantes como: el área de construcción y circulaciones.
Se desaloja basura dentro de la zona
Se quitará la vegetación dependiendo del tamaño de esta.
Proceso de ejecución detallado:
Cortar los árboles, arbustos y maleza
Seleccionar
la madera aprovechable
redonda o para aserrar.
Levantar la grama aprovechable. Es factible almacenarla 60 días, si se prevé su reutilización en el sitio de la obra.
Retirar la capa vegetal o tierra negra y raíces. La tierra negra puede ser aprovechada para zonas de jardines 4
proyectados y, en tal caso, puede almacenarse en un lugar apropiado y debidamente protegido.
Cargar y botar el material sobrante (ver imagen 1.3).
Imagen 1.3; Fuente: Universidad Nacional de Colombia, Construcción de Casas Sismos Resistentes de Uno y Dos Pisos, pág. 12
1.2.2 Limpieza de terreno mecánica Para este tipo de trabajo se requiere de operadores, choferes, peones y cabos, la unidad de cobro para este trabajo es por metro cuadrado, por lote, etc.
Equipo:
Retroexcavadora
Motoniveladora
Camiones para acarreo
Proceso (ver imagen 1.4):
Elaborar un plan de limpieza en base a un recorrido previo
Si la vegetación es pequeña se utilizará únicamente moto conformadora
En casos extremos de árboles o topografía accidentada se recomienda el uso de retro excavadora 5
Después para el empuje de la maleza y tierra se puede realizar con buldócer
Nivelar con moto conformadora
Imagen 1.4; Fuente: http://maquinarialerma.com/galeria
1.3 Trazo y nivelación
1.3.1 Nivelación 6
Consiste en dejar a nivel de acuerdo a los requerimientos de la obra que puede ser a un solo nivel o a varios niveles.
Herramienta:
Manguera de nivel
Lápiz bicolor
Cinta métrica
Estacas
Maso
Hilo de albañil
Como base o punto de referencia se puede tomar la calle o una casa vecina; en este caso debemos dejar el andén unos 15 centímetros más alto que la calle y 10 cm más para el piso acabado, evitando que cuando llueva se entre el agua a la casa.
Procedimiento:
Determinar el nivel de referencia que puede ser 15 cm por encima de la calle o sea lo que forma la altura del andén y coloque una estaca de madera; en esta estaca marque con un lápiz de color 10 cm más para determinar el nivel de piso acabado (ver imagen 1.5).
Pasar niveles con la manguera: Este proceso se realiza con una manguera transparente de 3/8 o ½ pulgada y de unos 10 o 15 metros de longitud; se llena con
Imagen 1.5; Fuente: Universidad Nacional de Colombia, Construcción de Casas Sismos Resistentes de Uno y Dos Pisos, pág. 13.
agua limpia y se revisa que la manguera no tenga escapes ni quebraduras.
Se comienza a pasar el nivel a partir de la estaca que
colocó de referencia en el andén; para que no tenga que 7
agacharse, coloque un palo largo a un lado de la estaca y suba el nivel 1 metro (ver imagen 1.6).
A partir de este punto comience a pasar los niveles a las esquinas del lote y marque el nuevo nivel con un lápiz de color sobre los palos que ha colocado para pasar los niveles (ver imagen 1.7).
Imagen 1.7; Fuente: Universidad Nacional Imagen 1.6; Fuente: Universidad de Colombia, Construcción de Casas Nacional de Colombia, Construcción Sismos Resistentes de Uno y Dos Pisos, de Casas Sismos Resistentes de Uno pág. 13. y Dos Pisos, pág. 13.
Para
determinar el nivel de corte de tierra, mida 1.20; esto significa 1 m. que vuelvo a bajar más 20 cm que tengo que tener en cuenta para los pisos repartidos, así: 15 cm entresuelo y 5 cm de acabado de piso, total los 1.20. Si al medir me da menos de 1.20, significa que tengo que banquear y si me da más de los 1.20 tengo que llenar Imagen 1.8; Fuente: Universidad Nacional de Colombia, Construcción de Casas Sismos Resistentes de Uno y Dos Pisos, pág. 13.
(ver imagen 1.8).
1.3.2 Trazo
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Consiste prácticamente en marcar la posición de las paredes en el terreno que servirá para hacer las zanjas, los cimientos y las paredes. Para esto se requiere un plano de cimentación donde vienen especificadas todas las medidas necesarias para el trazo además de la ubicación y posicionamiento de la construcción dentro del terreno.
Herramienta:
Estacas
Tablas
Hilo de albañil
Escuadra
Serrucho
Flexómetro
Clavos
Martillo
Maceta
Lápiz
Plomada
El replanteo se hará tendiendo los hilos guía que indiquen la ubicación exacta de cada pared. Para poder ajustar la posición de los hilos sin inconvenientes y hacer los trabajos posteriores con comodidad, los ataremos a caballetes bien fijados al suelo.
Siempre el replanteo se ajusta probando y corriendo los hilos una y otra vez y las medidas son demasiado grandes así que siempre será mejor hacerlo con ayuda.
Caballetes: se necesitarán un par de caballetes por cada pared a marcar. Se armarán clavando una tabla sobre dos estacas. Conviene que esa tabla sea bastante lisa y de unos 60 cm de ancho, para poder correr los hilos con facilidad. Para que no se muevan al hacer la zanja, colocaremos los caballetes alejados unos 60 cm del extremo de la pared para la que vamos a poner lo hilos. Todods 9
los caballetes deben estar a la misma altura: unos 30 cm sobre el nivel del terreno (ver Imagen 1.9 y 1.10)
Imagen 1.9; Fuente:Imagen Universidad 1.10; Fuente: Manual Práctico de Nacional de Colombia, Construcción construcción, de Para Obras Nuevas y Arreglos, Casas Sismos Resistentes de Uno y Dos Ar uitecto Jaime Nisnovich á . 58 Pisos, pág. 19
Escuadras: Se traza una escuadra sobre los lados de un triángulo 3, 4 y 5 veces una misma medida que resulte cómoda, puede ser 10 cm, 50 cm, 100 cm, etc. Usando este sistema 3-4-5 se puede trazar o verificar ángulos rectos, se marca en una cuerda tramos de 3m de 4m y de 5m, y se unen los extremos para formar el triángulo en el lugar, si se fijan uno o dos puntos se puede trabajar de a dos o solos (ver imagen 1.11).
Imagen 1.11; Fuente: Manual Práctico de construcción, Para Obras Nuevas y Arreglos, Arquitecto Jaime Nisnovich, pág. 59
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Procedimiento:
Delimitar la forma precisa del terreno.
Para tener desde donde medir con exactitud se comenzará el replanteo con fijando dos hilos de referencia a escuadra entre sí.
Se irán midiendo con respecto a esos hilos de referencia trazando las paredes paralelas a ellos (ver imagen 1.12).
Al presentar cada hilo se atará bien tirante pero con un nudo fácil de desatar, luego se irán corriendo y desatando hasta llegar a la ubicación exacta, entonces se marca con el lápiz, con clavos o con ranuras sobre el caballete ejes, espesores de muros y zanjas (ver imagen 1.13).
Para subir niveles al caballete (ver imagen 1.14): o
Determinar la posición del caballete
o
Fijar el caballete
o
Fijar el punto de referencia con plomada
Imagen 1.12; Fuente: Universidad Nacional de Colombia, Construcción de Casas Sismos Resistentes de Uno Dos Pisos á . 20
11
Imagen 1.14; Fuente: Universidad Nacional de Colombia, Imagen 1.13; Fuente: Universidad Construcción Nacional de de Colombia, Construcción de Casas Casas Sismos Sismos Resistentes de Uno Dos Pisos Resistentes á . 20 de Uno y Dos Pisos, pág. 20
o
Pasar los hilos de alineamiento y plomada
o
Asegurar el hilo en los caballetes
o
Repetir operación en el extremo y verificar
Del eje marcado en el caballete se miden del ancho del cimiento la mitad más 10 cm para cada lado esto para representar la zanja de excavación (ver imagen 1.15).
Una vez echas las marcas en los caballetes, se colocan los hilos. Se bajan algunos puntos con la plomada (ver imagen 1.16) y se hace el trazado tensando y soltando un hilo que se pasó antes por cal (ver imagen 1.17).
Imagen 1.15; Fuente: Manual Práctico de construcción, Para Obras Nuevas y Arreglos, Arquitecto Jaime Nisnovich, pág. 67
Imagen 1.16; Imagen Fuente: 1.17; Manual Fuente: Manual Práctico de Práctico construcción, de construcción, Para Para Obras Nuevas Obras y Nuevas Arreglos,y Arreglos, Arquitecto Arquitecto Jaime Nisnovich, Jaime Nisnovich, pág. 67 pág. 67
1. Actividades preliminares Son las actividades con las cuales se inicia el proceso de construcción de la vivienda y tienen como fin preparar el terreno donde se va a levantar la edificación y trasladar al terreno la ubicación o
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localización exacta donde se levantará la edificación para las cuales se requieren herramientas (ver anexo 1).
2. Movimiento de tierra Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de aportar materiales útiles en obras públicas, minería o industria. Las operaciones de movimientos de tierras en los casos más generales son:
Excavación
Carga
Acarreo
Descarga
Extendido
Humectación
Compactación
Servicios auxiliares (refinos, saneo, etc.)
Nivelación: se tiene por objeto determinar la altura de distintos puntos del terreno referidos a un plano cualquiera convencional, llamado plano de comparación.
Una vez conocida la altura de estos puntos es fácil saber en qué sitio es necesario agregar o quitar tierra a fin de lograr el nivel deseado. Tratándose de construcciones cuyo frente da a una calle pavimentada, en los planos que se presentan a la municipalidad se fija el nivel del umbral de entrada del edificio sobre la vereda.
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Si la calle carece aún de pavimento, no se conoce el nivel que tendrá la futura vivienda; por consiguiente, se solicita a la oficina municipal respectiva que fije el del umbral con respecto a una cota determinada.
Clasificaciones de terrenos:
Existen dos clasificaciones básicas: o
Terrenos incompresibles: materiales como rocas, piedras, terrenos arcillosos secos, arena, grava, arcilla compactada, etc.
o
Terrenos compresibles: Constituidos por rocas disgregadas, tierras vegetales, cieno, turba, etc.
Clases de terrenos según su constitución: o
Terreno arcilloso: Predomina la arcilla (tierra colorada).
o
Terreno arenoso: Predomina la arena.
o
Terreno calcáreo: Predomina la cal.
o
Terreno vegetal: Predominan los restos orgánicos.
o
Terreno fangoso: Terreno saturado de agua.
o
Tosca: Terreno formado por la mezcla de arcilla y caliza.
o
Grava: Formado por conjuntos de piedras pequeñas.
o
Greda: Formado por mezcla de arcilla y arena.
o
Marga: Formado por arcilla con un 20% de greda.
Explanaciones: Se llama explanación a los movimientos de tierra en desmonte o terraplén que tienen por objeto modificar la configuración del terreno.
Desmonte: Los desmontes consisten en quitar la tierra sobrante para lograr el nivel necesario.
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La tierra al ser arrancada aumenta de volumen:
Para la arena: 5% de su volumen.
Para la tierra suelta: 10% de su volumen.
Para la tierra regularmente compacta: 20% de su volumen.
Para la tierra compacta: 50% de su volumen.
Para las rocas: 60% de su volumen.
Terraplén: es la operación que consiste en agregar tierra a los huecos y las depresiones existentes, natural o accidentalmente, en el terreno.
El terraplén se va formando mediante capas sucesivas de 20 cm de espesor aproximadamente, cada una de las cuales son apisonadas o comprimidas con un rodillo y se riega bien antes de añadir la siguiente, de esta manera se continúa hasta obtener el nivel definitivo.
Maquinaria para movimientos de tierra (ver anexo 2)
En las siguientes imágenes se observa una clara explanación de terreno en Capancián Jaca, para ejecución posterior de un Hipermercado Eroski, con un presupuesto de 1 461 024. 00 euros; Cliente: Eurosmer Ibérica, S.A. (Ver imágenes 1.18, 1.19, 1.20, 1.21)
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Imagen 1.18; Fuente: http://www.muchocafe.com/inobare/explanacionterrenos-en-jaca/
Imagen 1.20; Fuente: http://www.muchocafe.com/inobare/explanacionterrenos-en-jaca/
Imagen 1.19; Fuente: http://www.muchocafe.com/inobare/explanacionterrenos-en-jaca/
Imagen 1.21; Fuente: http://www.muchocafe.com/inobare/explanacionterrenos-en-jaca/
Existe también el movimiento de tierra denominado por conformación que consiste en un movimiento mínimo de tierra para adaptar el terreno para la construcción, básicamente no existen grandes alteraciones del terreno. 16
2.1 Excavaciones Es una actividad necesaria para remover y extraer materiales del suelo o terreno ya sea para alcanzar:
El nivel de desplante de una cimentación.
La rasante en la construcción de un camino.
El fondo de una cepa para alojar una tubería.
El procedimiento para la excavación está en función de: Las características del terreno o bien los materiales por extraer o remover.
Clasificación:
Excavación por medios manuales.
Excavación por medios mecánicos.
Excavación por explosivos.
De acuerdo a la dificultad de la excavación:
De 0.00 a 2.00 m. de profundidad.
De 2.01 a 4.00 m. de profundidad.
De 4.01 a 6.00 m. de profundidad.
La presencia de agua durante la excavación representa una condición importante para valorar a actividad.
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Excavación en seco: Esta se considera cuando el material no presenta un contenido de humedad considerable.
Excavación en material saturado: Se considera cuando en su estado natural o antes de la excavación ha estado permanente expuesto al agua, aun cuando el nivel freático se abata durante el proceso de excavación o construcción de la cimentación.
Excavación en agua: Durante este proceso se tiene que abatir el nivel freático durante el proceso de construcción lo cual se logra mediante acciones de bombeo.
2.1.1 Características de los suelos en función de la dificultad Algunos de los aspectos a considerar durante la excavación son la dificultad del terreno y su clasificación en base a las características tales como granulometría, resistencia, deformidad y permeabilidad.
Clasificación:
Material tipo1: o
Atacable por medios manuales, utilizando únicamente pala sin usar pico (ver imagen 1.22).
o
Si se ataca por medios mecánicos no se requiere de aditamentos para arar el terreno.
o
Se refiere a suelos blandos no cementados.
o
Contiene una resistencia a la compresión de 2.5 y < o = a 2.5 ton/m 2.
Material tipo2: o
Si se ataca por medio manual ser requiere del uso de pala y pico.
o
Si el proceso es mecánico la dificultad exigirá el uso de cuchillas de inclinación.
o
La resistencia a la compresión será mayor de 2.5 y/o = a 40 ton/m 2.
Material tipo3: o
Si se ataca de manera manual solo podrá removerse el material con cuña y marro o bien con el uso de equipo menor como martillos neumáticos (ver imagen 1.23).
o
Si el proceso es mecánico se requiere el uso de martillos adaptados al equipo pesado.
o
Presenta una resistencia a la compresión mayor de 40 ton/m 2 y/o = a 400 ton/m 2.
o
Hay presencia de roca. 18
Imagen 1.22;; Fuente: Manual Práctico de construcción, Para Obras Nuevas y Arreglos, Arquitecto Jaime Nisnovich, pág. 65
Imagen 1.23; zanjadora; Fuente: Construcción de cimientos, Hidalgo Bahamontes, pág. 43.
Aspectos importantes a considerar para seleccionar el equipo básico para una excavación por medios mecánicos
Volumen del material a remover o excavar.
Tiempo máximo disponible para seleccionar el trabajo.
Tipo de material que se va a excavar.
Distancia de la zona de tiro.
Tipo de camión para el acarreo.
Dimensiones de las excavaciones, niveles y taludes los cuales deberán estar indicados en el proyecto.
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3. Tipos de cimentaciones 3.1 Zapata corrida: Las zapatas corridas pueden ser bajo muros, o bajo columnas, y se define como la que recibe cargas lineales, en general a través de un muro, que si es de concreto armado, puede transmitir un momento flector a la cimentación. Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas cuando:
se trata de cimentar un elemento continuo
queremos homogeneizar los asientos de una alineación de columnas y nos sirve para arriostra miento
queremos reducir el trabajo del terreno
para puentear defectos y heterogeneidades del terreno
por la proximidad de las zapatas aisladas, resulta más sencillo realizar una zapata corrida
Algunas consideraciones para zapata corrida de concreto armado para apoyos aislados.
Cuando la cimentación está diseñada para una estructura formada por apoyos aislados (Columnas) y la resistencia del terreno no tiene gran capacidad de soporte, serán más adecuadas las zapatas corridas para unir dos o más columnas. Dichas columnas podrán mandar a la zapata cargas simétricas, lo que dará como resultado una zapata de ancho uniforme.
Cuando las cargas son asimétricas, la zapata tendrá anchos distintos para transmitir al terreno una fatiga uniforme.
20
La zapata se soluciona dándole una forma trapezoidal, pero presenta dificultad en sus armados lo que hace que no resulte práctica desde el punto de vista constructivo. El cimiento se debe construir más fácilmente calculando la zapata como aislada, con su área correspondiente para cada apoyo, uniendo ambas zapatas con la contra trabe. Esta solución presenta la ventaja de tener únicamente dos medidas en su armado principal.
La contra trabe juega un papel importante en las zapatas corridas, pues de no emplearla sería necesario recurrir a un espesor muy grande en la placa o losa de la zapata para evitar la falla por flexión o por cortante producida por la reacción del terreno. Estas contra trabes le dan rigidez a la zapata y soportan, además, los esfuerzos de flexión producidos por la reacción del terreno.
Partes de una zapata corrida:
cadena
plantilla emparrillado
concreto
Imagen Imagen1.24; 1.25; Fuente: Fuente: http://4.bp.blogspot.com/http://www.elconstructorcivil.com/2013/12/zapat BpZRm8KvKXA/T8O2nohuuZI/AAAAAAAAEz0/qJ5KFWqfnoY/s as-corridas-zapata-de-cinta-y.html 1600/3.jpg
21
Detalle de zapata corrida:
22
Imagen 1.26; Fuente: http://documentos.arq.com.mx/Bloques_y_Detalles/Detalles
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3.2 Zapata aislada
Es aquella zapata en la que descansa o recae una sola columna. Encargada de transmitir a través de su superficie de cimentación las cargas al terreno.
La zapata no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en la estructura esto es normal además de aconsejable poner una junta cada 30 m. aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese una única columna.
Importante es saber que además del peso del edificio y las sobrecargas, hay que tener también en cuenta el peso de las tierras que descansan sobre sus bases (rellenos).
Zapata aislada cuadrada
La zapata aislada comúnmente se utiliza para transportar la carga concentrada de una columna, cuya función principal consiste en aumentar el área de apoyo en ambas direcciones.
En general, su construcción se aconseja cuando la carga de la columna es aproximadamente 75% más baja que la capacidad de carga admisible del suelo. Se recomienda que la zapata aislada deba emplearse cuando el suelo tenga una capacidad de carga admisible no menor de 10000 Kg./m2, con el fin de que sus lados no resulten exageradamente grandes. Él cálculo de estas zapatas se basa en los esfuerzos críticos a que se encuentran sometidas, pero su diseño lo determinan el esfuerzo cortante de penetración, la compresión de la columna sobre la zapata, el esfuerzo de flexión producido por la presión ascendente del suelo contra la propia zapata, los esfuerzos del concreto en el interior de la zapata, así como el deslizamiento o falta de adherencia del acero con el concreto.
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Zapata aislada rectangular
Las zapatas aisladas rectangulares son prácticamente iguales a las cuadradas; ambas trabajan y se
calculan en forma similar y se recomiendan en aquellos casos donde los ejes entre columnas se encuentran limitados o demasiado juntos.
Por su forma rectangular presenta dos secciones críticas distintas para calcular por flexión. En zapatas que soporten elementos de concreto, será el plomo vertical tangente a la cara de la columna o pedestal en ambos lados de la zapata.
En zapatas aisladas rectangulares en flexión en dos direcciones, el refuerzo paralelo al lado mayor se distribuirá uniformemente.
Zapata aislada descentradas.
Las zapatas aisladas descentradas tienen la particularidad de que las cargas que sobre ellas recaen, lo hacen en forma descentrada, por lo que se producen unos momentos de volteo que habrá de contrarrestar. Pueden ser de colindancia y de esquina.
Las formas de trabajo se solucionan y realizan como la zapata aislada con la salvedad de la problemática que supone el que se produzcan momentos de volteo, debido a la excentricidad de las cargas. Algunas de las soluciones para evitar el momento de volteo sería utilizando una contra trabe de liga o bien vigas o forjados en la planta baja. Utilizando la contra trabe de liga, a través de su trabajo a flexión, tiene la misión de absorber el momento de volteo de la zapata descentrada. Deberá tener gran inercia y estar fuertemente armada.
Con vigas o forjados en la planta baja, para centrar la carga podemos recurrir a esta opción. La viga o forjado deberá dimensionarse o calcularse para la combinación de la flexión propia más la tracción a la que se ve sometida con el momento de volteo inducido por la zapata. 25
Zapatas aisladas:
Centradas
De lindero
De esquina
Detalle de zapata aislada
Imagen 1.26; Fuente: http://detallesconstructivos.cype.es/CYAADF7.bmp
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3.3 Losa de cimentación
Una losa de cimentación se define como una estructura que puede soportar varias columnas y muros al mismo tiempo. Se emplea cuando la capacidad de carga del suelo es muy baja y las zapatas aisladas resultan demasiado grandes y muy juntas para ser una opción viable.
Consiste en soportar todo el edificio sobre una losa de concreto armado, extendida a una superficie tal que tomando la carga total que transmite el edificio y dividiéndola por ella no solicite al suelo bajo un esfuerzo mayor que el de su capacidad portante admisible. Para edificios pequeños el espesor de losa esta entre 15 y 22.5 cm; y para e dificios mayores se usan espesores de 22.5 a 37.5 cm.
Cuando son insuficientes otros tipos de cimentación o se prevean asientos diferenciales en el terreno, aplicamos la cimentación por losas. En general, cuando la superficie de cimentación mediante zapatas aisladas o corridas es superior al 50% de la superficie total del solar, es conveniente el estudio de cimentación por placas o losas. También es frecuente su utilización cuando la tensión admisible del terreno es menor de 0.8 kg/cm2.
Una losa de cimentación es entonces un elemento estructural de concreto armado cuyas dimensiones en planta son muy elevadas; define un plano normal a la dirección de soportes.
Existen tres clasificaciones principales:
Losa de cimentación con espesor uniforme
27
Se caracteriza por sólo tener los refuerzos de acero y el espesor determinado por los cálculos sin ningún tipo de alteración.
Imagen 1.27, 1.28; Fuente: Documento de la universidad de las américas de puebla, capitulo VII Losas de cimentación.
Losa de cimentación aligerada
Este tipo de losa se caracteriza por disminuir el volumen de concreto a utilizar, debido a que sólo se emplea el espesor determinado en las secciones críticas determinadas en el diseño; el resto se disminuirá hasta donde permita el esfuerzo cortante involucrado en el diseño.
Imagen 1.29, 1.30; Fuente: Documento de la universidad de las américas de puebla, capitulo VII Losas de cimentación.
Losa de cimentación nerviada 28
A diferencia de la losa aligerada aquí sólo se emplean vigas, las cuales corren sobre los ejes eje X e Y generando así cajones entre columnas. Con esta forma se disminuye mucho más el volumen de concreto a utilizar. Detalle
de
losa
de
cimentación
Imagen 1.31, 1.32; Fuente: Documento de la universidad de las américas de puebla, capitulo VII Losas de cimentación.
29 Imagen 1.31, 1.32; Fuente: http://documentos.arq.com.mx/cgi-bin/page.cgi?link=118201&page=descarga
4. Cimentaciones profundas Las cimentaciones profundas se encargan de transmitir las cargas que reciben de una construcción a mantos resistentes más profundos; son profundas aquellas que transmiten la carga al suelo por
presión bajo su base, pero pueden contar, además, con rozamiento en el fuste; las clasificamos en:
Cajones.
Flotación
Pilas
Pilotes.
Básicamente esta cimentación es material extra excavación en el terreno y en el proporcional de la construcción se debe conocer el tipo de estado coincidencial el peso volumétrico de cada una de las capas que se construyen en el terreno a excavar, para que el peso sea perfecto, se deben nivelar con el de la construcción perfectamente conocida. La importancia de las cimentaciones por sustitución de pesos o compensadas, radica principalmente en disminuir los asentamientos generales a valores de tolerancia en suelos blandos (terrenos tipo II y III).
En el caso de la Ciudad de México, la presencia de aguas freáticas complica, y por lo tanto, limita la construcción de este tipo de cimentaciones, también los vecinos en colindancia con las excavaciones pueden ser una limitante de este tipo de construcciones.
Este tipo de cimentación se utiliza cuando se tienen circunstancias especiales: 30
Cuando el estrato superior del suelo es altamente compresible y demasiado débil para soportar la carga transmitida por la superestructura, se usan pilotes para transmitir la carga al lecho de roca subyacente a un estrato de suelo más fuerte.
Cuando no se encuentra un lecho de roca a una profundidad razonable debajo de la superficie del terreno, se usan pilotes para transmitir gradualmente la carga estructural al suelo. La resistencia a la carga estructural aplicada se deriva principalmente de la resistencia por fricción desarrollada en la interfase suelopilote.
Cuando están sometidas a fuerzas horizontales, las cimentaciones con pilotes resisten por flexión mientras soportan aun la carga vertical transmitida por la superestructura. Esta situación se encuentra generalmente en el diseño y construcción de estructuras de retención de tierra y en las cimentaciones de estructuras altas que están sometidas a fuerzas severas por viento y/o sismo.
En muchos casos, los suelos en el sitio de una estructura propuesta pueden ser expansivos y colapsables. Esos suelos se pueden extender hasta una gran profundidad debajo de las superficies del terreno. Los suelos expansivos se expanden y contraen conforme el contenido de agua aumenta y disminuye, y la presión de expansión de tales suelos es considerable. Si se usan cimentaciones superficiales la estructura puede sufrir daños considerables. Sin embargo las cimentaciones con pilotes se consideran como una alternativa cuando los pilotes se extienden más allá de la zona activa, que se expande y contrae. Suelos como el loes son colapsables. Cuando el contenido de agua de esos suelos aumenta, sus estructuras se rompen. En decremento repentino en la relación de vacíos del suelo induce grandes asentamientos de estructuras soportadas por cimentaciones superficiales. En tales casos, se usan las cimentaciones con pilotes en las que éstos se extienden hasta estratos del suelo estable, más allá de la zona de cambios posibles de contenido de agua.
Las cimentaciones de algunas estructuras, como torres de transmisión, plataformas fuera de la costa y losas de sótanos debajo del nivel freático, son sometidas a fuerzas de levantamiento. Los pilotes se usan a veces para esas cimentaciones y así resistir la fuerza de levantamiento.
Los estribos y pilas de puentes son construidos usualmente sobre cimentaciones con pilotes para evitar la posible pérdida de capacidad de carga que una cimentación superficial podría padecer debido a la erosión del suelo en la superficie del terreno.
Una obra con una carga demasiada grande no pudiendo utilizar ningún sistema de cimentación especial. 31
Cuando no resulta técnica o económicamente alcanzar un estrato con resistencia adecuada se diseñan los trabajos para sus pilotes por fuste, en cuyo caso se denominan flotantes, y transmiten la carga al terreno por rozamiento. Si existe la posibilidad de llegar a una zona de mayor resistencia se considera que el pilote trabaja por punta, con distribución o no del fuste.
Imagen 1.31, 1.32; Fuente: http://www.mapfre.com/ccm/content/documentos/mapfrere/fichero/es/ProntuarioSuelos-Cimentaciones. df
Pilotes hincados prefabricad os: consiste 32
en clavar literalmente el pilote en el terreno como no se extrae el terreno este se compacta para clavarse a el pilote, son en general caros y puede no alcanzar la profundidad de calculo si se encuentra una capa competente de terreno en su camino. El material utilizado es generalmente hormigón prefabricado pero tambien puede ser de madera o acero Vr imagen .
Imagen 1.32, 1.33; Fuente: http://www.terratest.es/docs/doc4ed5f12d132516.08695682.pdf
Pilotes hormigonados in situ: consiste en hincar una tubería a golpe de maza para alcanzar la profundidad de cálculo, alcanzada esta se introduce la estructura y se procede al hormigonado. Se hinca con una entubación con un azuche que tenga una punta cónica o plana en su extremo inferior, la entubación puede ser metálica o de hormigón, con golpes de maza o martillo se hinca desde la parte superior y se encaja hasta la profundidad que se requiere para el pilotaje, la entubación que es cerrada en el fondo se deja perdida, si el cerramiento inferior es una pieza prefabricada. Si e cierre iferior es un tapón de grava u hormigón, la entubación se puede recuperar, siempre después del armado y el hormigonado.
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Imagen 1.34; Fuente: Documento de la escuela Politécnica Superior de Avila, Tema 4 cimentaciones, Pág 136
Detalle constructivo de pilote
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5. Anexos Anexo 1 Herramientas menores para la construcción
Imagen 1.35; Fuente: http://documentos.arq.com.mx/
Cuchara de albañil
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Cincel
Maceta
Plomo
flexómetro
Hilo de albañil
Cinta métrica
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escuadra
nivel
llana
carretilla
martillo
guantes
palas
casco
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serrucho
lápiz
pinzas
pico
rastrillo
azadón
grifa
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diablo
andamio
bailarina
pisón
barreta
revolvedora
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Manguera de nivel
Anexo 2 Equipo para excavación y movimiento de tierra
Tractor con escarificador (ripper)
Para fragmentar rocas y preparar terreno para arranque mediante hoja empujadora.
motoniveladora
Provista de larga que extender nivelación excavación y canales.
Pala cargadora
Cargar materiales de suelo y transportarlos a distancias mínimas, descargar sobre tolvas de poca altura.
Retroexcavadora
Trabaja acercándose a la máquina, se aplica en excavaciones por debajo de la línea de apoyo de la máquina (cimientos, zanjas de tubería, refino de taludes).
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las el su la
una cuchilla sirve para materiales, de suelo, de cuentas
Excavadora de empuje frontal
Trabaja alejándose de la máquina, se utiliza para excavar bancos de altura o cargar un frente de una cantera.
Bialva
Está formada por dos mordazas que se abren y cierran alrededor de un eje horizontal. Suspendida del brazo de la maquina se deja caer abierta sobre el material a excavar. Se emplea especialmente en excavaciones bajo el agua y en materiales apilados.
Retrocargadora o retropala
Maquina sobre ruedas dispuesta de un equipo de carga frontal y otro de retroexcavación. En apertura de zanja se abre con la retro y se rellena con la pala.
Dragalina
Máquina excavadora de grandes dimensiones utilizadas en minería y en ingeniería civil para mover grandes cantidades de material.
Mototrailas
Son máquinas que sirven para el arranque, carga, transporte, descarga y nivelación de suelos como arena, arcilla, tierra, etc.
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Camión Dumper
Camión que sirve para transportar grandes volúmenes de tierra o roca. consta de tres ejes, puede cargar un peso de 13 ton. Aproximadamente.
Semirremolque basculante o bañera
Consta de un cabeza tractora y un remolque que puede transportar hasta 24 toneladas.
Consta de una caja que tiene en el frente forma de
Dumper extravial rigido
“V”
para
bajar
gravedad y evitar el vuelco. Puede transportar aproximadamente 75 toneladas.
Se utiliza en obras de mucha producción. Puede transportar de 22- 36 toneladas.
Dumper extravial articulado (lagarto)
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Autovolquete o motovolquete propulsado (dumper)
Sirve para transportar materiales ligeros con una capacidad de 1 a 3 toneladas.
Rodillo liso
Sirve para compactar suelos y el peso del rodillo varia ya que depende del terreno a compactar. Entre 4 y 12 toneladas
Todillo tadem
Siver para compactar suelos
Rodillo pata de cabra (pies tamping)
En la superficie del rodillo hay una serie de pequeños troncos en forma de pirámide que se hincan en el terreno y así lo compactan
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