3.1 CIMENTACIONES CONSTRUCCIÓN 4 1C2022

MGTR. ARQ. LUIS FERNANDO RUANO PAZ

CIMENTACIONES

CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

TEMAS 1. ESTUDIO DE SUELOS 2. CIMENTACIONES 3. OBRAS DE PROTECCIÓN EN EXCAVACIONES 4. MUROS DE CONTENCIÓN ESTRUCTURALES 5. PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN 6. PREDIMENSIONAMIENTOS

CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

1 ESTUDIO DE SUELOS

CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

ESTUDIO DE SUELOS

El cimiento es un elemento estructural que sirve para soportar las cargas de una edificación, transmitiéndolas al suelo.

Su ubicación será por debajo del nivel de piso, sobre un terreno firme, estable y bien consolidado.

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ESTUDIO DE SUELOS

Cimentación: El propósito principal de la cimentación es distribuir las cargas de modo que no exceda la capacidad de carga permisible del terreno; ya que en todo terreno existe una cierta cantidad de asentamiento, con excepción de la roca.

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ESTUDIO DE SUELOS

Es condición previa e indispensable, para determinar la clase y profundidad de una cimentación; el exacto conocimiento de la naturaleza del terreno en que hay que cimentar.

Estudio de exploración: PROSPECCIÓN

POZOS

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NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL PARA GUATEMALA AGIES NSE 2.1

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NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL PARA GUATEMALA AGIES NSE 2.1

CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL PARA GUATEMALA AGIES NSE 2.1

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VALOR SOPORTE DEL SUELO EN GUATEMALA

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VALOR SOPORTE DEL SUELO EN GUATEMALA

• Ciudad capital 12 – 15 ton / m2 • Petén 6 ton / m2 • Para subir el valor soporte, ideal cortar 1 metro abajo de la cota de cimentación, y compactar con material selecto (suelo cemento) en capas de entre 20 a 30 cms. Para mejorar las condiciones del suelo.

• Preferiblemente siempre hacer estudio geotécnico, para no sub o sobre diseñar.

TON TON

TON

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FACTORES DEL SUELO QUE INFLUYEN EN LOS CIMIENTOS

• Profundidad a la que se encuentra el estrato resistente.

• Capacidad de asentamiento del estrato de apoyo.

• Variaciones del nivel freático.

• Cotas de socavaciones debidas a corrientes subterráneas.

• Heladicidad y variaciones de humedad en las capas superficiales.

• Valor de las cargas transmitidas.

• Influencia de estructuras próximas. (desintegración)

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TIPOS DE SUELOS COMÚNMENTE ENCONTRADOS EN LA CIUDAD DE GUATEMALA

• Roca fracturada dura (café gris obscuro) • Talpetate (limo arenoso con poca arcilla, café) • Arena pómez (arena media y arena gruesa amarilla o blanca) • Ceniza volcánica cementada (arena fina, café gris) • Polvillo (arena media, rosado y blanco beige) ideal para compactar.

• Selecto (arena media, gris) ideal para compactar.

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TIPOS DE SUELOS COMÚNMENTE ENCONTRADOS EN LA CIUDAD DE GUATEMALA

• Relleno (suelos rellenados con cascajo de la ciudad) son suelos artificiales.

Terrenos aptos para una buena cimentación: Talpetate, roca, grava, arena pómez consolidada.

Terrenos no aptos para una cimentación: Rellenos, suelos arcillosos expansivos, suelo vegetal, barro, pantanos.

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IMPORTANCIA DEL ANÁLISIS DEL TIPO DE SUELO

MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN PARA EL ESTUDIO DE SUELOS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Perforación por rotación

• Perforación por lavado

MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN PARA EL ESTUDIO DE SUELOS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Perforación por barrenas

• Perforación por percusión

MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN PARA EL ESTUDIO DE SUELOS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Perforación pozos a mano

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2 CIMENTACIONES

CLASES DE CIMENTACIÓN CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Cimentación superficial

• Cimentación profunda

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CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

Es aquella que descansa directamente sobre terreno firme.

Se utiliza cuando el terreno resistente se encuentra a pocos metros: cota mínima cimentación 1.50 m (hasta aprox. 4.0 m) y puede soportar con la carga de la estructura, aunque en algunas ocasiones necesite complementarse con otro tipo de cimentaciones.

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Cimiento corrido

Recto

Trapezoidal

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Losa de cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Losa de cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Losa de cimentación Silletas

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Losa de cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Losa de cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Losa de cimentación

TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

• Zapatas

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TIPOS DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

• Zapatas

Columnas combinadas

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FUNCIONAMIENTO DE LA CIMENTACIÓN SUPERFICIAL

Esfuerzos

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BULBOS DE PRESIÓN

La transmisión de cargas al terreno, no se hace en forma directa, sino siguiendo la forma denominada

bulbos de presión.

A

A+B

B+C

A+B+C

C+D B+C+D

Sobreposición de los bulbos de presión y sus consecuencias al haber áreas, varias veces cargadas.

D

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ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

Gráfica uniforme de hundimientos

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ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

Zapatas aisladas

Asentamientos de terreno

Losa de cimentación

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LOSA DE CIMENTACIÓN

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ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

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ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

PLANTA EDIFICIO SIN VOLADIZOS Las columnas perimetrales cargan menos que las Áreas tributarias centrales de carga

PLANTA EDIFICIO CON VOLADIZOS Todas las columnas cargan igual

Voladizos

ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

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De zapata a losa corrida

ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

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De zapata a losa corrida

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ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS

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NEVADURAS EN LOSAS DE CIMENTACIÓN LOSAS PERIMETRALES Es mucho mejor fraccionarlas por medio de nervaduras (vigas de cimentación), según se indica en las figuras, para obtener losas apoyadas en un sentido.

A) Para obtener losas perimetrales

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NEVADURAS EN LOSAS DE CIMENTACIÓN LOSAS PERIMETRALES B) Para obtener losas apoyadas en un solo sentido

C) Triangulando la cimentación la hace más rígida pero presenta problemas de ejecución

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NEVADURAS EN LOSAS DE CIMENTACIÓN

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

Evitan el volteo de zapatas

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

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VIGAS DE CIMENTACIÓN

CIMENTACIONES PROFUNDAS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

PILOTES

Pilote excavado

Utilizados cuando el terreno tiene poca capacidad soporte o es un terreno fangoso. suelo débil El pilote debe transmitir la carga que soporta a través de suelos de poca resistencia, a suelos suelo fuerte de capacidad de o roca carga apropiada.

Pilote de fricción

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CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES PREFABRICADOS

Trabajan por fricción ya que son hincados a golpe por un martinete o hincados a presión por medio de una prensa hidráulica, sin necesidad de llegar a la capa resistente.

Se hacen en tramos de 8 a 10 mts. de longitud y de 20 a 60 cms. de diámetro.

Se entierran de 5 a 30 m. de profundidad.

Capacidad de carga de 0 a 120 toneladas c/u.

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CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES PREFABRICADOS

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CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES PREFABRICADOS

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CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES FUNDIDOS IN –SITU

Se hacen de 20 a 90 cms. de diámetro.

Se entierran hasta 30 m. de profundidad.

Capacidad de carga de 40 a 300 toneladas c/u.

CIMENTACIONES PROFUNDAS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

PILOTES FUNDIDOS IN –SITU.

CIMENTACIONES PROFUNDAS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

PILOTES FUNDIDOS IN –SITU.

CIMENTACIONES PROFUNDAS CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

PILOTES FUNDIDOS IN –SITU.

MESNAGER

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CIMENTACIONES PROFUNDAS POZOS INDIOS

Se utilizan cuando es imposible hincar pilotes debido a la dificultad natural del terreno o bien cuando el nivel de aguas freáticas está sumamente abatido.

Capacidad de carga de 300 a 400 toneladas c/u.

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CIMENTACIONES PROFUNDAS POZOS INDIOS

Pilote prefabricado

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CIMENTACIONES PROFUNDAS POZOS INDIOS

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MÁQUINAS UTILIZADAS PARA EL HINCADO DE PILOTES

Impacto de martillo

Perforadora

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ZAPATA Y LOSA CIMENTACIÓN COMBINADA CON PILOTES

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ZAPATA CON PILOTES

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ZAPATAS CON PILOTES

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3 OBRAS DE PROTECCIÓN EN EXCAVACIONES

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OBRAS DE PROTECCIÓN EN EXCAVACIONES

• Disminuir al máximo el grado de posibilidad de derrumbes • Deterioro de edificaciones colindantes • Atraso en las obras • Protección a los trabajadores

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SISTEMAS MÁS UTILIZADOS PARA LA PROTECCIÓN DE EXCAVACIONES

• • • • •

Ensabietado de taludes Protección con tela de polietileno / geomalla Corte de taludes con inclinación y escalonado Corte de taludes por secciones Sistemas estructurales de contención: o Sistema soil nailing: colocación de electromalla, tirantes y concreto lanzado. o Pantalla de pilotes

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ENSABIETADO PAREDES

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PROTECCIÓN CON TELA DE POLIETILENO / GEOMALLA

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CORTES EN TALUD (BERMAS)

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CORTES EN TALUD (BERMAS)

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CORTES EN TALUD ESCALONADO

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4 SISTEMAS DE CONTENCIÓN ESTRUCTURALES

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SISTEMA SOIL NAILING

Técnica de contención y refuerzo del suelo.

Se realiza a medida que avanza la excavación, de arriba hacia abajo.

Utiliza elementos inyectados de acero resistentes a la tensión (bulones) para reforzar suelos in situ y crear un muro de contención por gravedad con el objeto de soportar una excavación.

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA SOIL NAILING

Espaciamiento +/- @ 1.50 - 2.00 m

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA SOIL NAILING

Platinas de anclaje + electromalla 6x6 - 4.5/4.5

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SISTEMA SOIL NAILING

Espaciamiento +/- @ 1.50 - 2.00 m

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SISTEMA SOIL NAILING

Concreto lanzado (grout)

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA SOIL NAILING

Platinas de anclaje

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SISTEMA SOIL NAILING

Colocación de electromalla 6x6 - 4.5/4.5

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SISTEMA SOIL NAILING

Separación tirantes +/2 m. horizontal x 1 m. vertical

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SISTEMA SOIL NAILING

Agujeros Ø 0.30 m.

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SISTEMA SOIL NAILING

Tirantes: varillas de hierro de Ø 5/8” / 3/4" x 3, 6, 9 m.

Fundidas con grout (concreto fluido)

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA SOIL NAILING

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES

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5 PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN

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PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN

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PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN

CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO

PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN

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PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN

Muro de corte

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6 PRE DIMENSIONAMIENTOS

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PREDIMENSIONAMIENTOS COLUMNAS

• Sección Columnas: >> (No. de niveles x 5) + 30 Ej: (10 niveles x 5) + 30 = 80 cms. x 80 cms. >> 7 a 10 cms. por cada nivel Ej: 8 niveles x 10 cms. = 80 cms. x 80 cms.

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PREDIMENSIONAMIENTOS COLUMNAS

0.96 0.75 0.54

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PREDIMENSIONAMIENTOS ZAPATAS

• Sección Zapatas: >> Base = 5 veces lado mayor de columna Ej: columna de 0.80 x 0.80 m. = 0.80 x 5 = 4.00 m. x 4.00 m. >> Peralte = 1/5 - 1/7 de la base, o 12% de la base Ej: 4.00 / 5 = 0.80 m.

4.00 / 7 = 0.57 m.

0.62 m 4.00 x 12% = 0.48 m.