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.
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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.
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL PARA GUATEMALA AGIES NSE 2.1
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL PARA GUATEMALA AGIES NSE 2.1
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
NORMAS DE SEGURIDAD ESTRUCTURAL PARA GUATEMALA AGIES NSE 2.1
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
VALOR SOPORTE DEL SUELO EN GUATEMALA
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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.
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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.
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
De zapata a losa corrida
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ASENTAMIENTOS EN EDIFICIOS
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
VIGAS DE CIMENTACIÓN
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
VIGAS DE CIMENTACIÓN
Evitan el volteo de zapatas
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VIGAS DE CIMENTACIÓN
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VIGAS DE CIMENTACIÓN
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
VIGAS DE CIMENTACIÓN
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
CIMENTACIONES PROFUNDAS PILOTES PREFABRICADOS
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
ZAPATAS CON PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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)
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
CORTES EN TALUD (BERMAS)
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA SOIL NAILING
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA SOIL NAILING
Espaciamiento +/- @ 1.50 - 2.00 m
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SISTEMA SOIL NAILING
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SISTEMA SOIL NAILING
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA SOIL NAILING
Platinas de anclaje + electromalla 6x6 - 4.5/4.5
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA SOIL NAILING
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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
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SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
SISTEMA PANTALLA DE PILOTES
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
5 PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN
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PLANIMETRÍA CIMENTACIÓN
CIMENTACIÓN PARA UN EDIFICIO
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.