CIMENTACIONES PROFUNDAS Las Cimentaciones Profundas son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisión de cargas
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CIMENTACIONES PROFUNDAS Las Cimentaciones Profundas son un tipo de Cimentaciones que solucionan la trasmisión de cargas a los estratos aptos y resistentes del suelo. Entre estas cimentaciones se destacan: Muros Pantalla son muros verticales profundos de hormigón. Pilotes son elementos similares a los pilares, hincados a profundidad en el suelo. Micro pilotes. ¿EN QUÉ CASOS SE UTILIZAN LAS CIMENTACIONES PROFUNDAS? 1.- Se opta por cimentaciones profundas cuando los esfuerzos transmitidos por el edificio no pueden ser distribuidos suficientemente a través de una cimentación superficial, y en la solución probable se sobrepasa la capacidad portante del suelo. 2.- Cuando el terreno tiende a sufrir grandes variaciones estacionales: por hinchamientos y retracciones. 3.- Cuando los estratos próximos al cimiento pueden provocar asientos imprevisibles y a cierta profundidad, caso que ocurre en terrenos de relleno o de baja calidad. 4.- En edificios sobre el agua. 5.- Cuando los cimientos están solicitados a tracción; tal como ocurre en edificios altos sometidos a esfuerzos por vientos, o en estructuras que necesitan elementos sometidos a tracción para lograr estabilidad, como estructuras de cables o cualquier estructura anclada al suelo. TIPOS DE CIMENTACIONES PROFUNDAS: Las cimentaciones profundas son: • Sustitución o cajón de cimentación. • Pilotes: punta, fricción o control. • Pilas. • Flotación.
1. PILOTES Elementos esbeltos con diámetro no mayor a 75 cm. Transmiten la carga al subsuelo por una combinación de presión en la punta y por esfuerzos de fricción a lo largo del fuste del pilote. Un pilote es un soporte, normalmente de hormigón armado, de una gran longitud en relación a su sección transversal, que puede hincarse o construirse “in situ” en una cavidad abierta en el terreno. Los pilotes son columnas esbeltas con capacidad para soportar y transmitir cargas a estratos más resistentes o de roca, o por rozamiento en el fuste. Por lo general, su diámetro o lado no es mayor de 60 cms. Todos ellos pueden hincarse desde una profundidad de 3 a 40 m; en caso de requerirse una profundidad mayor, se pueden formar con tramos de 1 m o de mayor longitud que al soldarse quedan como pilotes de una sola pieza .
CASOS EN QUE SE USAN PILOTES Cuando las cargas transmitidas por el edificio no se pueden distribuir adecuadamente en una cimentación superficial excediendo la capacidad portante del suelo. Puede darse que los estratos inmediatos a los cimientos produzcan asientos imprevistos y que el suelo resistente esté a cierta profundidad; es el caso de edificios que apoyan en terrenos de baja calidad. Cuando el terreno está sometido a grandes variaciones de temperatura por hinchamientos y retracciones producidos con arcillas expansivas. Cuando la edificación está situada sobre agua o con la capa freática muy cerca del nivel de suelo. Cuando los cimientos están sometidos a esfuerzos de tracción. a) Las cargas no pueden transmitirse al terreno con una cimentación superficial. b) Asientos imprevisibles pero existiendo terreno profundo resistente. c) Cuando el terreno de cimentación puede sufrir grandes variaciones (retracción...) d) Estructuras sobre agua. e) Cargas inclinadas. f) Recalce de cimentaciones existentes. LOS PILOTES TIENEN TRES FORMAS DE TRABAJAR: Cimentación Rígida de Primer Orden. El pilote trabaja por punta, clavado a granprofundidad. Las puntas de los pilotes se clavan en terreno firme; de manera que se confía en el apoyo en ese estrato, aún si hubiere una pequeña descarga por rozamiento del fuste al atravesar estratos menos resistentes. Las fuerzas de sustentación actúan sobre la punta del pilote, y en menor medida mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote. Cimentación Flotante. Cuando el terreno donde se construye posee el estrato a gran profundidad; en este caso los pilotes están sumergidos en una capa blanda y no apoyan en ningún estrato de terreno firme, por lo que la carga que transmite al terreno lo hace únicamente por efecto de rozamiento del fuste del pilote.
TIPOS DE PILOTES: De acuerdo al material de construcción o
Pilotes de acero
o
Pilotes de concreto reforzado o preesforzado
o
Pilotes de madera
o
Pilotes compuestos
Generalmente son tubos (con extremos abiertos o cerrados) O perfiles H laminados En condiciones difíciles de hincado (gravas o rocas suaves), se usan puntas o zapatas de hincado.
PILOTES PRECOLADOS (concreto reforzado)
Características o
Longitud usual: 10 a 15 m
o
Carga usual: 30 a 300 ton
PILOTES PRECOLADOS (concreto preesforzado)
Características o
Se usan cables de acero de preesfuerzo de alta resistencia (18 000 kgcm 2), longitud 10 a 45 m, máx de 60 m y carga máx de 750 a 850 ton.
COLADOS IN SITU o
Se construyen haciendo perforación en el terreno y llenándola con concreto.
Pilotes de madera
o
Los pilotes de madera son troncos de árboles, cuyas ramas y corteza fueron recortadas
o
La madera debe ser recta, sana y sin defectos
o
La longitud máxima usual está entre 10 y 20 metros.
o
No resisten altos esfuerzos al hincarse, por lo que su capacidad es limitada.
o
Se usan zapatas de acero para evitar daños en la punta del pilote
o
En la parte superior del pilote se usan capuchones o cabezales para evitar daños durante el hincado.
CARACTERÍSTICAS Longitud usual: 5 a 15 m Longitud máx: 30 a 40 m Carga usual: 30 a 50 ton 2. MUROS PANTALLA Los Muros Pantalla constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costos y mayor desarrollo en superficies. Es el tipo de Cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótanos en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras.. El muro pantalla es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno. Estos elementos estructurales subterráneos se emplean también en forma temporal para la contención y retención de paredes. En las grandes ciudades, para obtener más espacios de uso en edificios, se proyectan sótanos o subsuelos que muchas veces llegan hasta 20 metros de profundidad. Son éstas las soluciones ante los elevados costos de terrenos y la necesidad de obtener mayor superficie. A estos efectos, se trata de conseguir muros de contención del menor espesor posible conservando una buena calidad y que ofrezcan seguridad y buen diseño. Constituyen un tipo de Cimentación Profunda muy usada en edificios de altura, que actúa como un muro de contención y brinda muchas ventajas por ahorro de costes y mayor desarrollo en superficies.
Es un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmite los esfuerzos al terreno.
3.- CIMENTACIÓN POR SUSTITUCIÓN Esta cimentación se realiza mediante la excavación del terreno, donde el peso del material excavado y extraído será igual o proporcional al peso de la construcción a realizar; conociendo cada una de las capas que componen dicho suelo (características del terreno) y según las características de la estructura que sustentará y las cargas que actúen sobre la misma. Se realiza la excavación hasta llegar a terreno competente y se sustituye el existente por un terreno mejorado y compactado. Esta constituye una solución válida en casos de espesores y cargas uniformes y pequeñas.
Procedimiento
Se realiza la excavación hasta llegar a terreno competente y se sustituye el existente por un terreno mejorado y compactado. Esta constituye una solución válida en casos de espesores y cargas uniformes y pequeñas. Técnicamente, solo se definirán bien las características del material usado en el relleno y terraplenado, la densidad y humedad máximas (Ensayo Proctor) y espesores de material aportado. Debe realizarse un control con medidas de humedad (in situ) y densidad, y los ensayos correspondientes de placa de carga para evaluar posibles asientos y deformaciones.