CIMENTACIONES_Procedimientos constructivos

Cimentaciones
Centro de Ciencias de Diseño y Construcción.
Ingeniería Civil.
3° Semestre.
Revisado por:
Ing. Héctor González Díaz.
Aguascalientes, Aguascalientes.
Lunes, 17 de septiembre del 2024.
Procedimientos constructivos

Definición
Son las bases que sirven de sustentación;
se calculan y proyectan según sean
factores como la composición y resistencia
del terreno, las cargas propias del edificio y
otras cargas que inciden, como el viento.

objetivo
Su fin es transmitir las cargas de la
construcción o elementos al suelo
distribuyéndolas de forma que no superen su
presión admisible ni produzcan cargas
zonales.
Debido a que la resistencia del suelo es,
generalmente, menor que la de los pilares o
muros que soportará, el área de contacto
entre el suelo y la cimentación será
proporcionalmente más grande que los
elementos soportados.

propósitos
Ser suficientemente fuertes para no romper por cortante (para soportar las cargas
aplicadas).
Resistir esfuerzos de flexión que produce el terreno, para lo cual se dispondrán
armaduras en su cara inferior. (capacidad de un material para soportar fuerzas que
se aplican de manera perpendicular a su eje longitudinal)
Adaptar a posibles movimientos del terreno.
Resistir las agresiones del terreno y del agua y su presión, si las hay. (minerales
reactividad química, acidez, corrosividad, reacciona y afecta al cemento, polímeros,
etc.)

Para saber qué tipo de cimentación conviene en el proyecto que se esté elaborando,
deberá considerar dos puntos importantes:
Estudio de cargas
Se analizan y cuantifican todas las cargas que actuarán sobre la estructura, como el peso
propio, acabados e instalaciones.
Análisis del terreno
Se realizan investigaciones geotécnicas para conocer las características del suelo, como
su capacidad de carga, compresibilidad, cohesión y permeabilidad.

Criterios que influyen en el
dimensionamiento de cimientos
Condiciones que impone el terreno:
Profundidad a la que se encuentra el estrato resistente.
Capacidad de asentamiento del estrato de apoyo.
Variaciones del nivel freático. (Cimentaciones profundas. La presencia de agua
disminuye propiedades y las características resistentes en suelos saturados y
también provoca una presión adicional sobre el frente de la excavación).
Cota de socavaciones debidas a corrientes subterráneas.
Heladicidad y variaciones de humedad en las capas superficiales.
Condiciones que impone la estructura: Valor de cargas transmitidas.
Capacidad de asiento diferencial (capacidad de desplazamiento vertical relativo de
un pilar antes de provocar la rotura por flexión) Influencia de estructuras próximas.

TIPOS DE CIMENTACIÓN:
SUPERFICIALES
Aquellas en la que la profundidad
de desplante no supera los 4
metros.

CIMENTACIÓN SUPERFICIAL:
ZAPATAS
Elementos horizontales de concreto
con una gran superficie de contacto
que distribuyen las cargas verticales
de columnas o muros para reducir la
presión ejercida sobre el suelo.

zapatas
El espesor efectivo por encima
del refuerzo inferior no debe ser
menor a 15 cm.
El espesor por debajo de esta
no debe ser menor a 7 cm para
zapatas sobre el suelo natural.
Si la zapata está apoyada sobre
suelo de relleno, entonces el
espesor inferior es mínimo 5 cm.
A mayor espesor, más uniforme será la
distribución de carga y menor será la
probabilidad de asentamiento diferencial.

zapatas aislada
Distribuyen la carga de una única columna.
Dependiendo de la ubicación de la columna sobre la zapata pueden ser
concéntricas, excéntricas (también conocidas como medianeras) o esquineras.

zapatas aislada concéntrica
La columna se coloca sobre el
centro geométrico de la zapata, que
generalmente es de sección
cuadrada o rectangular. Tiene la
menor probabilidad de desarrollar
una excentricidad, ya que por
diseño la resultante de la presión
del suelo coincide con la línea de
acción de la carga ejercida por la
columna.
Excentricidad: desplazamiento del centro de masa de la carga
vertical con respecto al centro de la base de la zapata.

zapatas aislada concéntrica
Es posible que una carga lateral (por
sismo), actúe sobre la columna y
genere un momento en la zapata;
este momento creará una
excentricidad. Para resistir se usa
viga de amarre. Idealmente, las
zapatas se deben diseñar para que
la excentricidad se mantenga
dentro de su tercio central.

zapatas aislada excéntricas y esquineras
Se utilizan cuando los linderos del
terreno limitan su extensión. Su
diseño trae consigo una
excentricidad con un momento; si
es demasiado grande, puede ser
contrarrestado con vigas de amarre
y contrapeso; estas vigas se deben
amarrar a otra columna o a un peso
muerto de concreto.

zapatas combinadas
Cuando dos columnas se
encuentran muy cercanas; se
unen las zapatas sobre las que se
apoyan.
El centro geométrico de la zapata
debe coincidir con el centro de
aplicación de cargas; sino, hay una
excentricidad.
Estas situaciones se presentan
cuando las columnas transmiten
cargas distintas entre sí.

zapatas corrida
Se implementa para cimentar
muros estructurales.

VIGAS
elementos estructurales horizontales
que distribuyen las cargas de los
elementos verticales, como columnas
y muros, hacia la cimentación.

importancia
Ayudan a evitar asentamientos
desiguales en el terreno y
proporcionan estabilidad adicional a
la estructura. En construcciones
sismo-resistentes, son fundamentales
para garantizar que las cargas se
distribuyan uniformemente.

características
Resisten a flexión causada por las
cargas desiguales que llegan desde las
columnas o muros.
Reforzadas con acero que ayuda a
resistir los esfuerzos de tracción.
También evitan que los cimientos se
muevan o se asienten de manera
desigual.

tipos de vigas
Se colocan bajo una
serie de columnas o
muros.
Cuando las columnas están
muy separadas entre sí y el
suelo tiene una capacidad
portante baja.
Unen zapatas aisladas,
mejorando la estabilidad y la
distribución de las cargas, y
funcionan como refuerzo para
resistir movimientos sísmicos.
De cimentación
continua:
De cimentación
aislada:
De amarre:

resistencia del concreto
debe tener una resistencia adecuada para soportar las cargas de la estructura.
En México, se suele utilizar concreto con una resistencia mínima de 250 kg/cm²,
aunque en grandes proyectos, como edificios altos, se puede usar concreto de
300 o 400 kg/cm².

medidas establecidas
Varían según las necesidades del
proyecto, pero en general, se
recomiendan medidas mínimas
como:
• Ancho: 30 cm
• Altura: 40 cm

LOSA DE CIMENTACIÓN
Placa de concreto apoyada sobre el
terreno la cual reparte las cargas del
edificio sobre toda la superficie de
apoyo.

El tiempo de construcción es muy
rápido por la profundidad de la
excavación que es mínima y el
poco cimbrado.
Concreto (f´c=250kg/m2)
características

Tiene muy buen comportamiento
en terrenos poco homogéneos o
con muy poca capacidad portante.
características

Adecuado para proyectos sencillos
como las casas de un solo nivel.
características

Preparación del terreno.
1.
Excavación. (Zanjeo para contratrabes,
20-40 cm de profundidad)
2.
Aislamiento de la losa. (Película de
polietileno de alta densidad, plantilla
de concreto pobre impermeabilizada)
3.
Colocación de instalaciones.
4.
Armado de acero.
5.
Colocación de cimbras en perímetro
de la losa y guías dentro del perímetro
que indicarán el nivel de piso
terminado.
6.
Colado de la losa.
7.
Curado de la losa.
8.
método constructivo

CICLÓPEA
Se utiliza en construcciones de baja
altura, uno o dos pisos, dependiendo
del caso y del tipo de suelo en el que
se va a construir.

descripción
Compuesta por concreto simple cuya
masa se incorporan grandes piedras o
bloques que no contiene armadura.
La proporción máxima del agregado
ciclópeo será en 60% de concreto
simple y 40% de rocas desplazadas de
tamaño máximo, de 10”.

¿Cuándo usar una cimentación ciclópea?
se utiliza en terrenos muy blandos en
los que no se logra llegar a suelo
firme. Si el terreno es muy blando, se
deberá colocar una capa de grava
como relleno previo, para luego poder
apoyar sobre ella el cimiento ciclópeo.

Especificaciones
La altura del cimiento ciclópeo no debe ser inferior a los 30 cm.
Proporción de 60% de concreto y un 40% de piedra.
Coloque 10 cm de concreto simple sobre la capa de material selecto y después
coloque las piedras.
Deje 10 cm entre las piedras y la pared de la zanja para dejarle una capa de
recubrimiento de concreto.
Funda por capas poco a poco, piedras y concreto, dejando espacios para vaciar
el concreto adecuadamente. Usar un vibrador o una varilla de 1 m para vacíos.

TIPOS DE CIMENTACIÓN:
PROFUNDAS
Aquellas en la que la profundidad
de desplante supera los 4 metros.

CIMENTACIÓN PROFUNDA:
PILOTES
Elementos estructurales esbeltos,
similares a las columnas, transmiten
las cargas al suelo.

tipos:
Transmiten su carga al terreno por
rozamiento lateral a través del fuste.
Se emplean en terrenos sin un nivel
más resistente.
Según la forma de trabajo de los pilotes, el Código Técnico los clasifica en:
A cierta profundidad, un estrato más
resistente, las cargas del pilotaje se
transmitirán fundamentalmente por
punta. Se denominan pilotes rígidos
de primer orden.
Pilotes por fuste (o pilotes flotantes) Pilotes por punta (o pilotes columna)
Los Pilotes semirrígidos son aquellos
cuya punta llega hasta el firme, pero
es tan profundo o poco firme, que el
pilote resiste simultáneamente por
punta y por adherencia.

De madera: (sin tratar, tratada)
Se podrá utilizar para pilotar zonas blandas
amplias, como apoyo de estructuras con losa
o terraplenes.
De concreto: (pre colado, colado en lugar)
Se ejecutarán mediante excavación previa,
aunque también podrán realizarse mediante
desplazamiento del terreno o con técnicas
mixtas. Un pilote de extracción se realiza
extrayendo el terreno, mientras que el de
desplazamiento se ejecuta compactándolo.
clasificación: por material

De acero: perfiles laminados,
secciones tubulares.
Mixtos: como los pilotes de acero
tubular rodeados y rellenos de
mortero.

Micropilotes: diámetro < 200 mm
Pilotes convencionales: diámetro entre 300 y 600 mm
Pilotes de gran diámetro: diámetro > 800 mm
clasificación: según su diámetro

Pilotes prefabricados hincados:
El pilote se introduce en el terreno sin hacer
excavaciones previas. Son hincados en el
terreno a golpe de maza con martillos
neumáticos y están constituidos en toda su
longitud por tramos ensamblables.
Pilotes in situ:
Se ejecutan en excavaciones previas
realizadas en el terreno.

ENRASE
Proceso de rellenar los cimientos para
que se alcance el nivel de construcción
deseado. Garantiza que todas las
estructuras se construyen sobre una
superficie nivelada.

Nivelación: Asegura que todos los puntos
de la cimentación estén a la misma altura,
evitando irregularidades que podrían
afectar la estabilidad de la estructura.
Base sólida para muros: Sirve como base
inicial para la colocación de los primeros
bloques o ladrillos, garantizando un
arranque adecuado de los muros.
Funciones principales:

Construcción de muros: Antes de levantar
los muros, para asegurarse de que la base
esté completamente nivelada.
1.
En cualquier tipo de terreno: Especialmente
en terrenos irregulares, donde se necesita
compensar diferencias de altura.
2.
Cuándo se usan:

Precisión en la construcción:
Asegura un nivel adecuado desde el
inicio, esencial para la estabilidad y el
aspecto final del edificio.
Reducción de errores: Evita
problemas estructurales o estéticos
que podrían aparecer por una
cimentación desnivelada.
Ventajas respecto a otros sistemas:

CADENAS DE
DESPLANTE
Elemento estructural horizontal para
proporcionar estabilidad y distribuir las
cargas de manera uniforme. Se colocan
sobre de la cimentación principal como:
zapatas, losas, etc. y debajo de los muros.

Distribuir de manera uniforme el peso de
la estructura hacia los elementos de
cimentación.
Brindan rigidez a la base de los muros y
evitan asentamientos diferenciales,
mejorando la estabilidad.
Conectan las zapatas y otros elementos de
cimentación, garantizando que trabajen
de manera conjunta.
Funciones principales:

Edificaciones con muros de carga: Se
usan comúnmente en construcciones con
muros de carga, donde se necesita una
distribución de cargas lineal.
1.
Zonas sísmicas: En áreas propensas a
sismos, las cadenas de desplante ayudan a
resistir los esfuerzos horizontales,
mejorando el comportamiento sísmico de
la estructura.
2.
Cuándo se usan:

Resistencia a movimientos: Ayudan a
absorber y distribuir esfuerzos
laterales causados por el ambiente,
como sismos o viento.
Mejoran la vida útil de la estructura:
Al distribuir las cargas de manera
uniforme, reducen el riesgo de grietas
y asentamientos.
Adaptabilidad: Se pueden usar en
diferentes tipos de cimentaciones,
como zapatas corridas o aisladas.
Ventajas respecto a otros sistemas:

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