Cimentaciones profundas y Estructuras de contención



Cimentaciones profundas. Estructuras de contención.

Las estructuras de contención son aquellas que tienen como función soportar las presiones ejercidas por el suelo y las cargas localizadas detrás de la misma, con el fin de producir una situación de equilibrio.

Las estructuras de contención pueden ser divididas en dos grandes grupos:

  • Estructuras Rígidas.
  • Estructuras Flexibles

PILAS Y CAISSONS.

Las pilas y caissons son elementos estructurales que presentan una sección transversal considerable (comparada con los pilotes) y que se encargan de transmitir la carga de una sola columna a un estrato que sea capaz de soportarla. La relación entre la profundidad de la cimentación y el ancho de la pila es generalmente mayor que cuatro.

PROCESO CONSTRUCTIVO.

Para la construcción de pilas se presentan tres procesos constructivos. El primero consiste en excavar hasta el nivel de cimentación y luego construir una pila dentro de dicha excavación.

Cuando la excavación se realiza bajo el agua, el forro de la excavación se denomina ataguía.


Los pasos a seguir son los siguientes:

  • Hincado de tablestacas.
  • Apuntalamiento interior de las caras que se encuentran en seco.
  • Descenso del nivel de agua y apuntalamiento de la zona.
  • figurada del hierro y vaciado del concreto.

El segundo método consiste en hincar cajones, cajas o cilindros hasta la profundidad deseada y luego el material interior es extraído por excavación o dragado.

El procedimiento es el siguiente:

  • Construcción del cajón
  • El hincamiento se lleva a cabo sacando material del interior de ellos, lo que produce que el cajón comience a penetrar en el suelo gracias a su propio peso.
  • Una vez alcanzada la profundidad final, se introduce el refuerzo y el fondo de la excavación se llena con concreto por medio de un tubo trompa de elefante.

El último método consiste en excavar las pilas con máquinas perforadoras provistas con barrenos. Estas excavan hasta lugares donde el suelo lo permita sin derrumbarse.

Una vez se llega a suelos de esta clase se utilizan lodos bentónicos para llenar la excavación y permitir continuar con la misma.

Cuando se alcanza la profundidad necesaria o se llega a un estrato cohesivo, se detiene la excavación y se inserta un tubo llamado camisa (o ademe).

Este tubo permite seguir excavando y evitar que el suelo se derrumbe dentro de la excavación. Por śltimo se introduce el refuerzo y se funde el concreto recordando retirar la camisa.

PILOTES

Los pilotes son elementos estructurales mįs esbeltos que las pilas, los cuales pueden alcanzar grandes profundidades. Son construidos de diferentes formas, tamańos y materiales (madera, concreto y acero).

Se clasifican dependiendo de su forma de trabajo en:

  • Pilotes de Punta.
  • Pilotes de Fricción.

Los pilotes de punta son aquellos que obtienen la capacidad de carga del estrato que se encuentra en la punta del mismo. Es decir transmiten la carga directamente al estrato donde se apoyan.

Los pilotes que trabajan por fricción obtienen la capacidad de carga del material que rodea toda su superficie. Es decir, debido a la resistencia al corte entre el suelo y el pilote propiamente dicho.

Complementos sobre la cimentación.

CIMENTACIONES SUPERFICIALES

Las cimentaciones superficiales son aquellas que, como su nombre lo indica, no tienen una profundidad de cimentación demasiado elevada. Dentro de esta clase de cimentaciones se encuetran dos grandes grupos:

  • a) Zapatas
  • b) Losas de cimentación

Introducción

Como primer paso en la construcción de cimentaciones, se encuentra la excavación del suelo o roca que yace bajo la superficie y por encima del nivel de dicha cimentación. Por lo tanto las excavaciones tienen como función preparar el terreno para la futura construcción del sistema de cimentación propuesto.

Generalmente el proceso constructivo y método de excavación son elegidos por el Ingeniero Contratista, aunque en algunos casos se recomienda directamente por el diseñador.

Excavaciones sin Apuntalar

Estas excavaciones son de poca profundidad y en lugar de sostener el material circundante con elementos externos, se sostiene por medio de taludes diseñados en la misma excavación.

Los taludes deben ser diseñados con todas las normas que rigen la estabilidad de taludes.

La excavación se realiza generalmente con máquina, puesto que es común encontrar anchos considerables y grandes volumenes de material a mover.

Cada uno de los tipos de excavación (Profundas y Poco Profundas) tiene un método de apuntalamiento, por esta razón se considera que un buen método es aquel que reduce al máximo las deformaciones y protege lo mejor posible las construcciones y estructuras vecinas a la excavación e inclusive el interior de la misma excavación.

Son consideradas excavaciones Poco Profundas, aquellas que se encuentran entre 1 y 5 m, por lo tanto las Profundas son aquellas mayores de 5 m.

El apuntalamiento consiste en sostener el material adyacente a la excavación con el fin de reducir al máximo los efectos inevitables que una intervención de este tipo conlleva. Estos efectos se producen debido al cambio de esfuerzo en el suelo y comúnmente se presentan en forma de hundimientos y deformaciones.

Excavación Apuntalada con Anillos de Cemento Excavación Apuntalada con Vigas Metálicas Puntales desarmados
Dentro de las funciones del Ingeniero se encuentra la de estar completamente familiarizado con los métodos y procesos utilizados en las excavaciones y apuntalamientos con el fin de evitar errores que pueden ser desastrosos. Una de las recomendaciones que se hace comúnmente en cuanto al apuntalamiento es la de preesforzar cada puntal durante su colocación.

ANIMACIÓN DE PREESFUERZO.

El método de preesforzar los puntales consiste en colocar con anterioridad al puntal definitivo dos puntales auxiliares equipados con gatos hidráulicos encargados de separar los largueros, para luego insertar y acuñar el puntal definitivo. Una vez colocado este, se retiran los gatos y puntales auxiliares transmitiendole esfuerzos de varias toneladas al puntal definitivo.

EXCAVACIONES APUNTALADAS PROCESO CONSTRUCTIVO EXCAVACIONES POCO PROFUNDAS

Debido a condiciones de linderos y reducción en las áreas de trabajo para las construcciones, es común encontrar frentes de excavaciones verticales en los cuales es recomendable apuntalar.

En el caso de excavaciones poco profundas se utilizan tablones alrededor de la excavación unidos por medio de vigas perimetrales denominadas largueros soportadas entre ellas por los puntales.

Estos puntales pueden ser metálicos, en madera o inclusive si la excavación es muy ancha se utilizan cerchas..

EXCAVACIONES APUNTALADAS PROCESO CONSTRUCTIVO EXCAVACIONES PROFUNDAS.

Para este caso, es común la utilizaciòn de las tablestacas, pilotes metálicos en forma de “H” e inclusive muros pantalla en concreto.

El proceso más común en estos casos es el de hincar las tablestacas y trabarlas para luego retirar el material del interior. A medida que se va profundizando, se van colocando los largueros y puntales.

En el caso de utilizar pilotes, el procedimiento es el mismo y la diferencia radica en que una vez retirado el material del área de los pilotes se colocan tablas acuñadas entre ellos para luego ubicar los largueros y puntales.

En el caso de los muros pantalla, el procediemiento a seguir consiste en la excavación y lleno con bentonita, donde luego se va vaciando el concreto (TREMIE) por medio de un tubo en la parte inferior de la excavación. Cuando el concreto comienza a entrar, la bentonita comienza a salir y puede ser captada nuevamente o reutilizada en una excavación siguiente.

Los drenajes hacen parte de uno de los aspectos mis importantes en las cimentaciones, puesto que durante la construcción son los encargados de abatir el nivel freático en el área de trabajo y algunos de ellos siguen cumpliendo con esta función durante la vida de la cimentación. La construcción o no de drenajes, depende principalmente del coeficiente de permeabilidad del suelo.

GIF ANIAMDO DE DRENAJES.

Por regla general se dice que la construcción de drenajes se hace indispensable en los suelos con coeficientes de permeabilidad mayores de 10 cm/s y que presenten niveles freįticos cercanos.

Para terrenos con valores entre 10 a 10 cm/s es posible que se requiera, todo depende de un estudio de suelos detallado. Por śltimo para valores menores a 10 cm/s generalmente no es necesario.

ZANJAS Y CARCAMOS

Las zanjas son utilizadas comśnmente para realizar un manejo de las aguas en las excavaciones. Son conductos abiertos que terminan su recorrido en un cįrcamo. Los cįrcamos son fosas de mayor tamańo y mįs bajas que las zanjas, en las que las zanjas terminan su recorrido.

POZOS DE PUNTA

El pozo de punta consiste en un tubo recubierto de una tela que impide la entrada de partķculas finas, y se introduce en el terreno unido con un tubo vertical de diįmetro similar (38mm) que llega a la superficie de donde se bombea.

Esta clase de pozos son utilizados en filas de succión. Cuando se realizan excavaciones de 4m por debajo del nivel freįtico, es posible necesitar una segunda fila de succión.

POZOS PROFUNDOS

En excavaciones muy profundas no es recomendable instalar varios niveles de pozos de punta puesto que se pueden presentar problemas hidrįulicos que ponen en peligro la seguridad de la excavación. En estos casos se realizan perforaciones de diįmetros hasta de 60 cm provistas de bombas de turbina sumergibles capaces de descargar elevados caudales a grandes profundidades.

DRENES EN ARENA GIF ANIMADO DRENES DE ARENA

Esta clase de drenajes se utiliza en los casos en que se busca drenar un suelo fino con rapidez a la vez que se aplica una carga con el įnimo de aumentar su resistencia al esfuerzo cortante.

Consisten en columnas de arena de diįmetros variables , sobre las cuales se coloca una capa de material permeable y se aplica sobre este una presión (generalmente se utilizan terraplenes de gran magnitud) cuyo peso hace que el agua brote a la superficie donde se maneja por medio de cunetas.

ESTRUCTURAS DE CONTENCION

Las estructuras de contención son aquellas que tienen como función soportar las presiones ejercidas por el suelo y las cargas localizadas detrás de la misma, con el fin de producir una situación de equilibrio.

Las estructuras de contención pueden ser divididas en dos grandes grupos:

  • a) Estructuras Rígidas
  • b) Estructuras Flexibles

ESTRUCTURAS DE CONTENCION

Las estructuras de contención son aquellas que tienen como función soportar las presiones ejercidas por el suelo y las cargas localizadas detrás de la misma, con el fin de producir una situación de equilibrio.

Las estructuras de contención pueden ser divididas en dos grandes grupos:

  • a) Estructuras Rígidas
  • b) Estructuras Flexibles.
Para citar este articulo en formato APA: Revista ARQHYS. 2012, 12. Cimentaciones profundas y Estructuras de contención. Equipo de colaboradores y profesionales de la revista ARQHYS.com. Obtenido , de https://www.arqhys.com/construccion/cimentaciones-profundas.html.





Canales.


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Un comentario

  1. Nelson Rodriguez Garcia says:

    SeñoresBuen día, quisiera solicitar su valiosa colaboración para definir la longitud de excavación a cobrar en una propuesta que debo presentar y tengo el dilema sobre ese tema así:1.- La excavación se debe hacer sobre planchón con lámina de agua de 10 metros y con profundidad total de 44 metros desde el planchón.2.- Debo considerar para cobro de longitud de excavación los 10 metros de la lámina de agua? o solamente debo cobrar 34 metros?Agradezco en grado sumo su respuesta a la brevedad del tiempo.Atentamente,NELSON RODRIGUEZ GARCIA