RECONOCIMIENTO DEL TERRENO.
Para determinar la clase y profundidad de una cimentación es condición indispensable el conocimiento y composición del terreno que hay que cimentar.
A tal fin es una buena norma efectuar antes de decidir el proyecto de la obra un estudio del terreno. No hay que olvidar que cuando las circunstancias para cimentar son desfavorable, el coste de la obra aumenta considerablemente.
Sólo si se conocen bien las condiciones que presenta el terreno de la zona, o bien si se trata de construcciones ligeras, puede prescindirse de un estudio del mismo.
Entre los distintos medios que se utilizan para el reconocimiento del terreno, reseñaremos dos, las calas y los sondeos.
-Calas.- Las calas son excavaciones más o menos profundas que hacen posible el conocer la composición del terreno, así como a la profundidad en que se encuentra el terreno más firme.
-Sondeos.- Constituye otro método de reconocimiento del subsuelo, utilizado cuando por circunstancias anormales del terreno hay que llegar a una notable profundidad. Permite una extracción de muestras de las distintas capas y por consiguiente, un detallado conocimiento de la composición del terreno.
ENSAYOS DE TERRENO PARA OBRAS SENCILLAS.
En casos de obras sencillas el estudio del terreno en el que hay que cimentar se efectúa abriendo zanjas en varios puntos, cuyo número depende de la extensión del solar.
Una vez abiertas las zanjas y reconocidas a buena vista, conviene hacer un ensayo para advertir la consistencia de las capas de tierra no expuestas a la vista y si existen o no huecos que podrían originar el asentamiento de la construcción.
Un sistema bastante práctico consiste en colocar un cubo de agua en el fondo de la zanja y dar con un pisón sucesivos golpes bruscos y secos alrededor del cubo. Si el terreno es compacto y duro permanecerá inalterable y el agua del cubo no se moverá. Por el contrario si el terreno es poco consistente se producirán profundas huellas y el cubo se agitará.
Otro método es concentrar en una pequeña superficie de la zanja una carga que va aumentando, puede servir para este ensayo una simple silla en posición normal, disponiéndose en el asiento sacos de cemento, observándose a partir de que carga las patas empiezan a hundirse.
Pero lo mejor de todo cuando el terreno no se conoce y a simple vista se observa alguna anomalía es encargar un ensayo del terreno a una firma especializada y así sabremos la consistencia del mismo. Una buena resistencia es alrededor de 2 kg./cm².
Los mejores terrenos y que menor cimentación necesitan son los rocosos y arenosos.
APERTURA DE CIMIENTOS.
Estudiaremos el plano de cimentación en la (fig. 26 A) y trasladaremos a la superficie las medidas reales, señalaremos con yeso en polvo las líneas para su excavación, si la apertura se realiza mediante maquinaria lo único que tenemos que hacer es limpiar la tierra suelta de la zanja, si por el contrario la abrimos a mano tenemos que procurar que las paredes salgan verticales, incluso aplomándolas, si fuese necesario pues es muy normal estrecharse conforme vamos excavando.
La terminación de la excavación en el fondo de la zanja se realizará inmediatamente antes de hormigonar. En caso contrario se dejará la cota provisional del fondo 15 centímetros por encima de la definitiva para la cimentación, hasta el momento en que se vaya a hormigonar.
EQUIPO NECESARIO.
-Plano de cimentación
-Cuerda de atirantar
-Pico
-Pala
-metro
-Lápiz
-Cinta métrica
-Estacas
-Camillas
-Reglas
-Redondos Ø 12 de 60 u 80 cm.
-Puntillas
-Machota
-Escuadra
-Plomada
-Nivel de burbuja
-yeso
ZAPATAS CORRIDAS.
Son cimientos construidos con zanjas continuas rellenas de hormigón. Este tipo de cimentación se hace cuando los muros son de carga. Al ser la cimentación corrida en todo el perímetro, nos permite colocarle un zuncho de atado con el fin de que la obra quede amarrada.
Para su cálculo se averiguará la carga que soporta el muro, el peso propio del mismo e incluso el del cimiento.
El peso del cimiento, como desconocemos aún sus dimensiones lo consideraremos un diez por ciento de la carga.
El cálculo se hace por un metro lineal de cimiento y la profundidad debe ser tal que asegure la transmisión de toda la carga a la base del cimiento.
Ejemplo: Un terreno tiene una resistencia de 2'5 kg./cm². y a de soportar un cimiento para un muro de 45 cm. de espesor con una carga de 20.000 kg./metro.
-Carga del muro por m. 20.000 kg.
-Peso propio de cimiento 10% 2.000 kg.
——————
-Carga total 22.000 kg.
Como cada centímetro cuadrado de terreno resiste 2'5 kg. serán necesarios para los 22.000 kg:
22.000 Kg. muro ÷ 2'5 Kg/cm² terreno = 8.800 cm².
Y como es por un metro lineal de cimiento la carga supondrá una anchura de:
8.800 cm² ÷ 100 cm. = 88 cm. de anchura.
Conocido el ancho solo nos queda hallar su profundidad, sabiendo que es igual o mayor que la diferencia entre el ancho del cimiento y la del muro que sostiene, o sea.
88 cm. anchura del cimiento, menos 45 cm. del espesor del muro = 43 cm. de profundidad.
Profundidad del cimiento 88 – 45 = 43 cm.
En cualquier caso, la profundidad no será menor de 50 cm., ni de 80 cm. en el caso de terrenos sometidos a fuertes heladas.
Es conveniente prevenir las salidas del saneamiento e instalaciones auxiliares antes de hormigonar las zanjas.
DIMENSIONES DEL CIMIENTO.
Una práctica general es dimensionar la superficie del terreno, basándose en el llamado coeficiente de trabajo por medio de la formula:
P
S = ————
Q
P: Peso (Kg)
Q: Coeficiente de trabajo (kg/cm²)
S: Superficie (cm²)
Como ejemplo, trataremos de determinar las dimensiones de la zapata cuadrada de cimentación de un soporte cargado con 40 Tm. admitiendo para el terreno un coeficiente de trabajo de 2'5kg./cm².
-Carga 40.000 kg.
-Peso aprox. del cimiento (10% de 40.000Kg.) 4.000 kg.
———————
-Peso total 44.000 kg.
44.000 ÷ 2'5 = 17.600 cm² de superficie.
√ de 17.600 = 132’66 cm.
Es decir un cuadrado de 135 cm. x 135 cm.
DENSIDAD DE ALGUNOS MATERIALES
MATERIALES Kg./m³ Kg./m³ PORCENTAJE FACTOR
EN BANCO SUELTO EXPANSIÓN VOLUMÉTRICO
-Arcilla en el banco o seca 1.750 1.280 36'7% 0'731
-Arcilla mojada 2.560 1.840 39'1% 0'719
-Arcilla y grava seca 1.600 1.155 39.5% 0.722
-Arcilla y grava húmeda 1.840 1.330 38'3% 0'723
-Arena húmeda 1.960 1.730 13'3% 0'883
-Arena mojada de río 2.140 1.900 12'6% 0'889
-Arena seca suelta 1.612 1.440 12'0% 0'893
-Arena y grava seca 1.940 1.730 12'1% 0'892
-Arena y grava mojada 2.260 2.000 13'0% 0'885
-Caliche 1.445 1.240 16'5% 0'860
-Caolín 1.664 1.283 29'7% 0'771
-Carbón bituminoso (mineral) 1.350 1.000 35'0% 0'741
-Cascajo seco 1.930 1.720 12'2% 0'891
-Cascajo húmedo 2.150 1.900 13'2% 0'894
-Cenizas 870 600 45'0% 0'690
-Escoria 2.180 1.760 23'9% 0'807
-Roca blanda 1.780 1.340 32'8% 0'752
-Grava 6 a 50 mm. mojada 2.250 2.000 12'5% 0'890
-Grava 6 a 50 mm. seca 1.840 1.660 10'8% 0'902
-Grava de mina arenosa 2.150 1.920 12'0% 0'893
-Piedra caliza 2.610 1.560 67'3% 0'598
-Roca dura 2.370 1.600 48'1% 0'675
-Roca volcánica 2.890 1.750 65'1% 0'605
-Tierra seca 1.665 1.330 25'1% 0'798
-Tierra húmeda 2.000 1.605 24'6% 0'802
-Tierra vegetal 1.200 960 25'0% 0'800
NOTA.
1º Esta tabla es una lista parcial de la densidad en kg./m³, expansión y factor volumétrico de los materiales más usuales.
2º El peso y factor de conversión de un material están en función del tamaño de sus partículas, componentes, contenido de humedad, grado de compactación, etc.
3º Para obtener el volumen en banco, se multiplicará el volumen suelto por el factor volumétrico.
4º Para obtener el volumen suelto, se le agregará al volumen en banco el porcentaje de expansión.
Ejemplo: Material necesario que habrá que extraer del banco para cargar un camión de 8 m³ sabiendo que:
-Densidad 1.750 kg./m³
-Expansión 36'7%
-Factor volumétrico 0'73
8 m³ x 0’73 = 5'84 m³ en banco.
8 m³ - 5’84 m³ = 2'16 m³ de expansión.
5'84 m³ x 36’7% = 2'14 m³
5'84 m³ en banco + 2'14 m³ = 7'98 m³ suelto.
Ejercicio: Cálculo de cimentación de una casa:
Ejercicio: Cálculo de cimentación de una casa:
