Cimentaciones - Zapatas.

Antes de ver lo que es un cimiento, se debe de conocer los detalles de las cargas dentro de una obra, y para eso se nos mostrará una tabla. Esto con la finalidad de que a la hora de hacer un cimiento, ya se tenga en mente las cargas que se van a soportar; ya sean ligeras, medianas o pesadas:

Zapata se deriva de zapato, tiene una superficie para equilibrar la estructura. Hay que tener en cuenta que una zapata o cimiento van en función del comportamiento mecánico del suelo.

Existen varios tipos de cimientos:

Cimientos:

·         Corridas: elemento de carga.

·         Aislada: elemento puntual.

1.    Mampostéricas.

2.    Ciclopeas.

3.    Concreto Armado.

4.    Losa de Cimentación.

5.    Pilotes.

6.    Cimentación por Compensación.

7.    Zapatas.

a.    Invertida.

b.    Corridas.

I.             Concreto Compuesto.

II.            Concreto Armado.

c.    Aislada.

1.    Mampostéricas. En caso de que se requiera utilizar un cimiento mampostérico, se necesita hacer una zanja en la zona marcada dentro de los ejes, para de ahí proceder en acomodar las piedras con ayuda de un recubrimiento de concreto, empezando desde abajo recubriendo toda la parte baja de la zanja, y conforme se va subiendo se acomodan las piedras unas arriba de otras hacia el centro, hasta formar una pequeña columna de tal forma en que queden de esta forma:

1.    Ciclopea. Para elaborar una zapata ciclópea, es necesario que se realice la zanja dentro del eje, y se coloquen piedras dentro de la zanja, junto con una mezcla de concreto, sin importar el orden o el acomodo, de tal forma que la zanja se llene de piedras recubiertas de concreto.

1.    Concreto Armado. Consta de una mezcla de concreto y acero, como lo son el cemento, agregados finos y gruesos, y agua, además de incluir varillas de acero de refuerzo. Esta zapata de contener resistencia hacia las fuerzas mecánicas, que son:

·         Compresión: presiona o empuja las cargas.

·         Tensión: alarga o estira las cargas.

2.    Losa de Cimentación. Es un sistema de soporte estructural para transmitir una carga. Esta puede depender del tamaño y la altura para determinar el grosor de la losa.

1.    Pilotes. Es un elemento vertical de soporte, siendo de los más eficientes y estables, ya que la gran mayoría de los edificios están basados en pilotes. Se caracterizan porque en su parte inferior el suelo ejerce presión hacia el pilote. Se utilizaban objetos de la naturaleza (como troncos) para su elaboración anteriormente. Pueden ser de concreto armado, de acero o de madera.

1.    Cimentación por compensación. Proviene de la palabra compensar, que significa sustituir, es un cimiento tipo barco en la que el peso del material extraído será igual al peso de la construcción según las características del terreno y el edificio por construir.

1.    Zapatas. Una zapata se compone de la siguiente manera:

El rodapié tiene como función equilibrar la carga, mientras que el pie sirve para transmitir la carga. Para su cálculo, es necesario conocer las siguientes definiciones:

·         He: altura del edificio.

·         Hs: altura del suelo.

·         Hcv: altura de la capa vegetal.

·         Hd: altura del diseño.

·         Ad: ancho del diseño.

·         Hz: altura de la zapata.

·         Ar: ancho del rodapié.

Para sacar estas medidas, se requiere conocer las fórmulas que se muestran a continuación:

·         Hd: He(10%) + Hs + Hcv

·         Ad: Tipo de carga // Tipo de suelo

·         Hz: Tipo de suelo

·         Ar: Grosor de muros de carga (Ancho de material)

Hay que tener en cuenta que si existe capa vegetal, no existe calidad de soporte, por lo tanto, la altura de la capa se añadirá a la altura de la cimentación, e incrementará. La capa vegetal está compuesta de raíces, animalitos y otras sustancias que ablandan el suelo. Es posible removerla, aunque sería más costoso.

A continuación se mostrará una tabla con los tipos de suelo dentro de su clasificación:

Normatividad dentro de la elaboración de estructuras que conlleven acero y concreto armado:

1°. Todo elemento sujeto a la elaboración de acero transversal, estribos, etc., debe de contener un recubrimiento mínimo de concreto de por lo menos 0.025 m (2.5 cm).

2°. Todo elemento sujeto a tensión deberá de tener un gancho a su extremo, ya sea en “c” o en “L”.

En todos los cimientos se lleva a cabo un proceso de cimbrado, el cual sirve como molde para verter el concreto. Comúnmente se hace a base de tablas y estacas, y tiene dos distintos usos:

·         1 uso: elementos de concreto expuesto/aparente.

·         3 usos: elementos de concreto recubierto/oculto (bajo tierra).

Para este proceso, se debe de determinar la colocación de las tablas en los extremos del pie del cimiento. Una vez hecho, se encaja una estaca enseguida de la tabla recién colocada. Si lo que se piensa hacer es una Zapata Corrida de Concreto Compuesto, se deben de colocar una tabla y una estaca respectivamente (de preferencia igual o mayor que el ancho), en cada lado de la dala, para después poner un clavo. Después se coloca otra estaca en la parte superior de las recién puestas y se clava.

Para evitar el movimiento, se pone alambre recocido (torsal) y se amarra en los puntos específicos. A lo largo del cimiento, se debe de colocar cada estaca a cada 2’ (61cm). Las estacas pueden ser de metal (varilla) o de madera (clavos).

Es recomendable verter el concreto de forma monolítica (de una sola vez).

a.    Invertida. Es una mezcla de tres cimentaciones diferentes: una zapata, una losa de cimentación y un pilote. Suele ser propicio para un edifico alto o para masas muy pesadas. Al igual que el pilote, recibe mucha presión por parte del suelo, pero esta vez hacia la parte horizontal.

a.    Corrida. Aunque existan dos tipos de zapatas corridas, ambas manejan la misma temática, ya que éstas utilizan acero transversal, acero longitudinal, estribos o anillos y total de amarres.

Un anillo o estribo dentro de la obra, tiene como función impedir el movimiento de las varillas, así como absorber los esfuerzos por temperatura.

Prosiguen un mismo procedimiento; salvo que en la de Concreto Compuesto se utilizan bloques como apoyos y en la de Concreto Armado, en lugar de utilizar bloques, se usa un estribo a lo largo de la parte vertical de la zapata. Estos procedimientos se explicarán a detalle a continuación.

I.             Concreto Compuesto. Está en forma de T invertida, y es comúnmente utilizada en las casas debido a su fácil manejo comercial. Para sacar los datos de sus elementos, es necesario conocer las siguientes fórmulas:

Acero Transversal: Ad – 2rm + 2lg (“c” o “L”)

                Acero Longitudinal (pie): 

Bloque de Concreto: Dependerá de la altura del diseño de la zapata, con la condición de que tiene que haber espacio suficiente para la Dala de Desplante de al menos 20 – 25cm.

Estribo: 2 (lado – 2rm) + 2 (lado – 2rm) + 2lg. En la parte inferior siempre contará con una capa de por lo menos 1cm de mortero.

                Acero longitudinal (dala): 

I.             Concreto Armado. Idéntico al cimiento anterior, salvo a que éste cuenta con un anillo a lo largo del rodapié, y con cierta cantidad de estribos a lo largo de él. Utiliza las mismas fórmulas de la ZCCC (Zapata Corrida de Concreto Compuesto), a excepción de los bloques de concreto, y en lugar de utilizar el estribo y las varillas en la Dala de Desplante, se hace el mismo método pero en el rodapié. Otra razón por la cual se diferencia de la ZCCC es que dentro de su estribo vertical se sostiene mediante otros estribos, para así evitar su movimiento y mantenerla firme. Este cimiento siempre tendrá un recubrimiento de concreto.

a.    Aislada. Las zapatas aisladas se componen de la siguiente manera:

Se utilizan comúnmente en muros que están separados de las zapatas corridas al perímetro de la estructura, como en muros aislados. Se caracterizan por tener su rodapié en el centro del cimiento, lo cual les da resistencia.