Losas de Cimentación

En el caso de columnas sometidas a cargas considerables, en particular si están soportadas por suelos relativamente blandos o poco uniformes, se recurre a la utilización de cimentaciones continuas. Éstas pueden ser zapatas continuas, que soportan todas las columnas en determinada fila, o dos conjuntos de estas zapatas en franjas que se intersectan formando ángulos rectos, de modo que conformen una cimentación reticular continua . Para cargas aún mayores o suelos más blandos, las franjas se traslapan obteniéndose una losa de cimentación.

Para el diseño de estas cimentaciones es necesario hacer suposiciones razonablemente realistas con respecto a la distribución de las presiones de contacto que actúan como cargas hacia arriba sobre la cimentación. Para suelos compresibles, es posible suponer como una primera aproximación que la deformación o asentamiento del suelo en determinado sitio y la presión de contacto en el mismo son proporcionales entre sí. Si las columnas se encuentran espaciadas a distancias moderadas y si la cimentación continua o reticular o la losa de cimentación es muy rígida, los asentamientos en todos los puntos de la cimentación serán esencialmente los mismos. Esto significa que la presión de contacto, también conocida como reacción de la subrasante, será la misma siempre y cuando el centroide de la cimentación coincida con la resultante de las cargas. Si esto no sucede, entonces en estas cimentaciones rígidas la reacción de la subrasante puede suponerse que varía linealmente y se determina mediante estática, de la misma manera que para zapatas individuales (ver la figura 16.3). En este caso se conocen todas las cargas, tanto las de columna hacia abajo como las presiones de contacto hacia arriba. En consecuencia, los momentos y las fuerzas cortantes en la cimentación pueden determinarse mediante estática. Una vez que se determinan estos valores, el diseño de la cimentación continua o reticular es similar al de las vigas continuas invertidas y el de la losa de cimentación equivale al de losas o placas planas invertidas.

De otra parte, si la cimentación es relativamente flexible y el espaciamiento entre columnas es considerable, los asentamientos no podrán considerarse uniformes o lineales. De un lado, las columnas sometidas a mayores cargas producirán asentamientos mayores y, por consiguiente, mayores reacciones de la subrasante que las columna con poca carga. Asimismo, puesto que la franja o losa continua se deflecta hacia arriba a medio camino entre columnas con respecto a las columnas más cercanas, esto significa que el asentamiento del suelo y, por tanto, la reacción de la subrasante, serán menores en la zona central entre columnas que directamente bajo éstas. Esto se presenta en forma esquemática en la figura 16.20. En este caso, la reacción de la subrasante ya no es uniforme. De manera similar, las losas de cimentación requieren métodos alternos de análisis, dependiendo de si pueden o no considerarse como rígidas para el cálculo de la reacción del suelo.

Se han establecido criterios para cuantificar la rigidez relativa de la estructura en comparación con la rigidez del suelo (ver las referencias 16.9 y 16.10). Si la rigidez relativa es baja, la cimentación debe diseñarse como un elemento flexible con una reacción no lineal hacia arriba del suelo. Para zapatas corridas, puede realizarse un análisis razonablemente preciso pero algo complejo, mediante la teoría de vigas sobre fundaciones elásticas (ver la referencia 16.11). Kramrisch (ver la referencia 16.7)

(Nilson 2001)

Debe preferirse una cimentación por losa a la solución de zapatas cuando el terreno tenga poca resistencia o sea relativamente heterogéneo, para repartir mejor la carga y reducir los asientos diferenciales; así como cuando existan subpresiones. La losa suele resultar más barata si la superficie total de las zapatas es más de la mitad de la superficie cubierta por el edificio.

 

TIPOS DE LOSAS

 

Los tipos de losas de cimentación más frecuentes son los siguientes (fig. 23-26):

 

A) Losa de espesor constante (fig. 23.26a), que tiene la ventaja de su gran sencillez de ejecución. Si las cargas y las luces no son importantes, el ahorro de encofrados puede compensar el mayor volumen de hormigón necesario.

 

B) Losa con capiteles, para aumentar el espesor bajo los pilares y mejorar la resistencia a flexión y cortante. Los capiteles pueden ser superiores (fig. 23.26b) o inferiores (fig. 23.2c), teniendo estos últimos la ventaja de realizarse sobre la excavación y dejar plana la superficie del sótano.

 

C) Losa nervadas, con nervios principales bajo los pilares y otros secundarios. Los nervios pueden ser superiores (fig. 23.26d) o inferiores (fig. 23.26e). En el caso de nervios superiores el encofrado es más complicado, y suele ser necesario el empleo de un relleno de aglomerado ligero y un solado independiente para dejar plana la superficie superior.' Los nervios inferiores pueden normalmente hacerse sobre la excavación.

 

D)Losa aligerada (fig. 23.26f), evolución de la anterior, utilizando piezas huecas de hormigón u otro material como encofrado interior perdido. Así se cuenta con mayor canto y con una losa superior.

 

E) Losa cajón (fig. 23.26g). Para conseguir una gran rigidez se puede formar una losa de varios pisos de altura, en la que colaboran los muros perimetrales e interiores del edificio.

(Pedro 2000)

Es una losa continua de concreto reforzado continua sobre una gran área que se usa para soportar muchas columnas y muros. Este tipo de cimentación se usa cuando la resistencia del suelo es baja o las carga de las columnas son grandes, pero no se usan pilotes o cajones de cimentación. En tales casos, las zapatas aisladas resultarían tan grandes que sería más económico usar una losa continua sobre toda el área. Si se diseñan zapatas individuales para cada columna y su área combinada es mayor que la mitad del área contenida dentro del perímetro del edificio, es normalmente más económico usar una sola losa continua. Este tipo de cimentación es particularmente útil para reducir los asentamientos diferenciales entre las columnas; esta reducción puede ser del 50% o mayor. En este tipo de cimentación las excavaciones suelen ser muy profundas. La meta es retirar una cantidad de tierra cuyo suelo sea aproximadamente igual al peso de edificio. Si se hace así, la presión neta del suelo después de ser construido el edificio será teóricamente igual a la existencia antes de efectuar la excavación. El edificio entonces flotara sobre la loza.

(McCormac 2008)

 

 

También conocidas como Cimentaciones por Placa o Plateas de Fundación, son aquellas Cimentaciones Superficiales que se disponen en plataforma, la cual tiene por objeto transmitir las cargas del edificio al terrenodistribuyendo los esfuerzos uniformemente.

Estas losas llevan una armadura principal en la parte superior para contrarrestar la contrapresión del terreno y el empuje del agua subterránea, y una armadura inferior, debajo de las paredes portantes y pilares, para excluir en lo posible la producción de flechas desiguales.

En casos de terrenos de poca resistencia para cimentación (inferior a 1 kg/cm2), puede ocurrir que las zapatas de los pilares aislados tiendan a juntarse.

La cimentación por losa es una buena solución cuando:

  • La construcción posee una superficie pequeña en relación al volumen (rascacielos, depósitos, silos).
  • La base de cimientos calculada resulta tal que la transmisión de carga a 45º representa una profundidad excesiva.
  • El terreno tiene estratificación desigual y son previsibles asientos irregulares
  • El terreno de asiento es flojo y de gran espesor y los pilotes a colocar serían exageradamente largos.

 

 

También se opta por ella cuando se quiere construir un sótano en seco en una obra asentada sobre una capa freática (excavación en forma de cubeta). Por lo tanto, conviene construir una losa general de apoyo de toda la estructura del edificio. Esta forma tiene la ventaja de que ofrece una buena disminución en el riesgo de asiento de la estructura. Esta alternativa se da a través de la disposición en plataforma o tablero de cimentación que transmite las cargas del edificio al terreno mediante una superficie igual o superior a la de la obra.

(wikipedia 2011)

Losa de cimetación
Losa de cimetación