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1 CAPÍTULO 2. LA INFRAESTRUCTURA O SISTEMA DE FUNDACIONES. La función básica de un sistema de fundaciones consiste en transmitir las cargas de la superestructura al suelo que le sirve de apoyo. Estas cargas o reacciones llegan a las fundaciones a través de las columnas o las pantallas según sea el tipo de estructura. El problema principal a resolver lo plantea la baja resistencia de los suelos en relación a los materiales que constituyen las estructuras. La capacidad resistente de los suelos usuales a nivel de los estratos superficiales oscila entre 1 k/cm2 y 5 k/cm2, valor muy inferior a una capacidad resistente del orden de 100 k/cm2 para cualquier columna o pan- talla de concreto armado, o de 1000 k/cm2 para columnas de acero. Normalmente esta disparidad, en lo que se refiere a resistencia de los materiales implica- dos en la interacción suelo-estructura, se resuelve proporcionando áreas muy extendidas a las zapatas que sirven de apoyo a las columnas o pantallas; véase la Figura 2.1. Cierto tipos de suelos no logran ofrecer suficiente capacidad resistente en sus estratos superiores, o sucede que las cargas provenientes de la estructura son muy elevadas; este tipo de problemas no se puede resolver con zapatas apoyadas directamente sino que se plantea la alternativa de distribuir la carga mediante pilotes llevados a estratos profundos más firmes, o lograr un área de contacto suficientemente grande para disipar la carga por fricci6n. En La Figura 2.2 pueden diferenciarse claramente la transmisión de cargas por resistencia en la punta y por fricción en el fuste. De acuerdo a los conceptos básicos anteriores las fundaciones pueden clasificarse genéricamente en dos grandes grupos: a) FUNDACIONES DIRECTAS. Son las que transmiten la carga directamente al estrato de apoyo mediante el contacto directo, dando origen a. losas o zapatas muy extendidas bajo las columnas o pantallas. b) FUNDACIONES INDIRECTAS. Son las que utilizan elementos adicionales a la fundación propiamente dicha, generalmente pilotes, para llevar las cargas a estratos firmes o con suficiente longitud como para disipar la carga por fricción.

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CAPÍTULO 2.

LA INFRAESTRUCTURA O SISTEMA DE FUNDACIONES.

La función básica de un sistema de fundaciones consiste en transmitir las cargas de la

superestructura al suelo que le sirve de apoyo. Estas cargas o reacciones llegan a las

fundaciones a través de las columnas o las pantallas según sea el tipo de estructura. El

problema principal a resolver lo plantea la baja resistencia de los suelos en relación a los

materiales que constituyen las estructuras. La capacidad resistente de los suelos usuales a nivel

de los estratos superficiales oscila entre 1 k/cm2 y 5 k/cm2, valor muy inferior a una capacidad

resistente del orden de 100 k/cm2 para cualquier columna o pan- talla de concreto armado, o de

1000 k/cm2 para columnas de acero. Normalmente esta disparidad, en lo que se refiere a

resistencia de los materiales implica- dos en la interacción suelo-estructura, se resuelve

proporcionando áreas muy extendidas a las zapatas que sirven de apoyo a las columnas o

pantallas; véase la Figura 2.1.

Cierto tipos de suelos no logran ofrecer suficiente capacidad resistente en sus estratos

superiores, o sucede que las cargas provenientes de la estructura son muy elevadas; este tipo de

problemas no se puede resolver con zapatas apoyadas directamente sino que se plantea la

alternativa de distribuir la carga mediante pilotes llevados a estratos profundos más firmes, o

lograr un área de contacto suficientemente grande para disipar la carga por fricci6n. En La

Figura 2.2 pueden diferenciarse claramente la transmisión de cargas por resistencia en la punta

y por fricción en el fuste.

De acuerdo a los conceptos básicos anteriores las fundaciones pueden clasificarse

genéricamente en dos grandes grupos:

a) FUNDACIONES DIRECTAS.

Son las que transmiten la carga directamente al estrato de apoyo mediante el contacto

directo, dando origen a. losas o zapatas muy extendidas bajo las columnas o pantallas.

b) FUNDACIONES INDIRECTAS.

Son las que utilizan elementos adicionales a la fundación propiamente dicha, generalmente

pilotes, para llevar las cargas a estratos firmes o con suficiente longitud como para disipar la

carga por fricción.

2

A continuación analizaremos brevemente los principales aspectos concernientes a los tipos

de fundación agrupados bajo la clasificación mencionada.

3

2.1 LAS FUNDACIONES DIRECTAS.

El parámetro fundamental que controla el tipo y las dimensiones de estas fundaciones es la

presión admisible, o capacidad de soporte o capacidad resistente del suelo, que denominaremos

σadm. Esta magnitud se calcula en base a los estudios de suelos realizados en el campo y en el

laboratorio, tomando en consideración los factores de seguridad adecuados que eviten una falla

del suelo o asentamientos perjudiciales a la estructura o a los elementos no estructurales; véase

la Figura 2.3. En general los factores de seguridad seleccionados son muy elevados, en el

rango de 2 a 10, ya que el conocimiento de las características de un suelo y de su

comportamiento nunca llega a ser suficientemente preciso por la cantidad de variables

involucrados en el problema y por el grado de confiabilidad de las tomas de muestras, los

ensayos, etc.

Los valores de σadm puede ser tan bajos como 0.50 kgf/cm2 (5000 kgf/m2) y tan altos

como 10 kgf/cm2 (100000 kgf/m2); aun más, si el suelo es una roca en buen estado no tendría

nada de extraño valores en el orden de los 50 k/cm2 (500000 kgf/m2). Sin embargo, es muy

importante resaltar en relación a la estructuraci6n de una fundación directa, que esta no es mas

que una viga o placa sometida a cargas mas o menos uniformes provenientes de la reacción del

suelo, como se indica en la Figura 2.4.

Cuando se analizaron las losas típicas de los entrepisos se llegó a la generalización de un

orden de cargas uniformes promedio entre 800 kgf/m2 y 1200 kgf/m2, véase la Tabla 1.5 de la

Parte 1.

En el caso de losas o zapatas típicas para fundaciones estamos discutiendo en relación a

cargas muy superiores, con un rango entre 5000 kgf/m2 y 100000 kgf/m2. Es obvio que ningún

tipo de losa puede alcanzar capacidades resistentes tan elevadas; no hay cifras precisas, pero de

acuerdo a la experiencia en estos problemas podemos estimar una presión máxima adecuada

para el diseño de fundaciones directas en el orden de 2 kgf/cm² (20000 kgf/m²). Los rangos

tolerables para un diseño económico de la estructura de la fundación son aproximadamente:

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5

6

7

Entre 0.5 kgf/cm2 y 1.0 kgf/cm2 Para zapatas muy extendidas, grandes luces entre

columnas, placas o losas de fundación, etc.

Entre 0.5 kgf/cm2 y 2.0 k/cm2 Para zapatas aisladas o combinadas poco extendidas,

luces entre columnas pequeñas, etc.

En resumen, por muy buena que sea la calidad del suelo disponible para apoyar una

fundación directa, desde el punto de vista de un diseño estructural económico y eficiente

constructivamente no se puede aprovechar la capacidad del suelo más allá de los 2 kgf/cm2

(20000 kgf/m2). Solamente en casos donde no hay alternativas posibles puede pensarse en

presiones comprendidas entre 3 k/cm2 y 5 k/cm2, pensando ..desde un primer momento que la

estructura de las fundaciones implicará elevados costos y problemas constructivos importantes.

Aparte del problema discutido en relación a las presiones, debemos enfocar la estabilidad

general de la superestructura. A primera vista pareciese que podríamos fundar frecuentemente a

nivel del terreno sin necesidad de “empotar” la estructura en el suelo, lo cual traería como

consecuencia efectos indeseables o daños inconvenientes ante el efecto de sismos arm

relativamente menores; verse la Figure 2.5. Por tal motivo se acostumbra emplazar las

zapatas de fundaciones entre 1 y 2 m como mínimo por debajo del nivel de terreno defini-

tivo.

Solamente cuando se trata de estructuras livianas de una o dos plantas, tal como en el

caso de viviendas, edificaciones escolares, pequeños comercios o industrias menores,

apoyadas sobre un suelo suficientemente estable y con una capacidad de soporte igual o

superior a 1 k/cm2 aproximadamente, se puede fundar directamente en la superficie. Se

supone que las fuerzas sísmicas son relativamente pequeñas y no inducen a vibraciones o

movimientos dañinos de la estructura, siendo suficiente con el peso total de la edificación

pare garantizar la estabilidad; véase la Figure 2.6.

2.1.1 LAS FUNDACIONES AISLADAS.

Este es la solución más sencilla y usual dentro de las fundaciones directas. En la Figura

2.7 se indican los elementos típicos que conforman estas fundaciones. Las zapatas mínimas

recomendables son de 1.0 m x 1.0 m con un espesor mayor o igual a 0.30 m. Cuando la

carga as relativamente elevada pueden aumentarse las dimensiones de la columna creando

pedestales, no mas de 20 cm a cada lado, para disminuir un poco el espesor de la zapata.

La Tabla 2.1 es muy útil para estimar dimensiones de las fundaciones directas.

8

9

Los valores se obtuvieron aproximadamente con las fórmulas siguientes:

B≤admσ

P

d ≥ P/1700

En esas formulas B y d en cms, P en kgs. y σadm en K/cm2. Al valor calculado para la altura

útil d se le agrega un recubrimiento promedio de 5 cms para obtener el espesor total e de la

zapata.

Por razones de comportamiento estructural no se recomiendan zapatas aisladas mayores de 3.0

mx 3.0 m aproximadamente. Cuando se presenta esta alternativa de fundación resulta más

económico analizar las zapatas combinadas y conectadas o las placas de fundación, soluciones

que se discuten en las Secciones siguientes.

2.1.2 LAS FUNDACIONES COMBINADAS Y CONECTADAS.

Con mucha frecuencia hay que diseñar fundaciones aisladas en los límites de linderos, en los

bordes de fosos de ascensores, estanques subterráneos, etc., resultando fundaciones excéntricas

con una distribución muy desigual de presiones bajo la zapata; véase la Figura 2.8. La

desigualdad de presiones tiene efectos muy desfavorable en los suelos y provoca inclinaciones

en las columnas dañando los elementos estructurales y no estructurales. Por tal motivo no es

deseable, salvo en columnas muy secundarias con cargas bastante pequeñas, diseñar estas

fundaciones aisladas excéntricas.

Otras veces, debido a la baja resistencia del suelo, a la presencia de cargas elevadas o a la

poca separación entre columnas, resultan fundaciones aisladas muy cercanas entre sí, tal como

se plantea en la Figura 2.9.

La solución a los problemas mencionados consiste en unir dos o más fundaciones

adyacentes logrando un mejor comportamiento estructural y solventando los inconvenientes

señalados. En las Figuras 2.10 y 2.11 se puede observar el efecto favorable obtenido al

combinar fundaciones adyacentes.

En el caso particular de fundaciones excéntricas, una mejor alternativa al uso de fundaciones

combinadas consiste en mantener la idea original de fundaciones aisladas, pero restringiendo la

10

11

12

13

posibilidad de girar que se presenta en la fundación excéntrica. La restricción se logra

mediante una viga de conexión muy rígida uniendo a las fundaciones. Esta viga es similar a las

vigas de riostra pero con una altura mucho mayor para obtener la rigidez deseada; véase la

Figura 2.12.

TAB

LA

2.1

DIM

ENS

ION

ES

MÍN

IMA

S

EST

IMA

DAS

DE

LAS

FUN

DAC

ION

ES

AIS

LAD

AS

PAR

A UNA CALIDAD DEL CONCRETO DE 200 kgf/cm2 (B x B y e)

14

* Para estas cargas resulta muy pequeña una capacidad de soporte de 0.50 kgf/cm2..

2.1.3 LAS LOSAS O PLACAS DE FUNDACIÓN.

Presión admisible en kgf/cm2

CARGA

AXIAL

En tons.

0.50

1.00

1.50

2.00

10

1.40 x 1.40

0,30

1.00 x 1.00

0,30

1.00 x 1.00

0.30

1.00 x 1.00

0.30

25

2,20 x 2,20

0.30

1.60 x 1.60

0,30

1.30 x 1.30

0.30

1.20 x 1.20

0.30

50

3.20 x 2.20

0.35

2.20 x 2.20

0,35

1.80 x 1.80

0.35

1.60 x 1.60

0.35

75

*

2.70 x 2.70

0.50

1.80 x 1.80

0.50

2.00 x 2.00

0.50

100

*

3.20 x 3.20

0.60

2.70 x 2.70

0.60

2.20 x 2.20

0.60

15

Son numerosas las causas que dan origen a las placas de fundación, presentándose

situaciones muy diversas, ventajas económicas o constructivas, etc.

Aunque no se pueden generalizar las placas de fundación trataremos de agruparlas de acuerdo a

las características de la losa, ejemplificando mediante figuras las distintas aplicaciones

prácticas.

a) LOSAS SUPERFICIALES INTEGRADAS CON EL PAVIMENTO.

En el Artículo 2.1 ya se comentó este tipo de solución, con ilustraciones mediante

las Figuras 2.5 y 2.6, insistiendo limitar su use a estructuras ligeras de una o dos plantas

para viviendas, edificaciones escolares, pequeños comercios o industrias menores.

Dentro de este sine de losas la más simple de construir es la losa plana con un espesor

mínimo mitre 20 y 30 cms. En la Figura 2.13 se ilustran las aplicaciones de esta losa. Dada

la gran extensi6n que suelen tener estas losas, puede resultar antiecon6mico el espesor

constante. Se logra una mayor solución estructural, aparte de una gran economía,

ensanchando la losa solamente bajo los ejes de pantallas o columnas; véase la Figura 2.14.

Con estas cuñas se le proporciona a la placa una rigidez conveniente y se logra un mejor

entrabamiento con el suelo a los efectos sísmicos. Las zonas comprendidas entre los

ensanches se cubre con una típica losa de pavimento, integrado todo al sistema en una placa

conjunta. 9^r las ventajas constructivas y económicas inherentes a este Cipo de placas se

recomienda considerarla como solución eo una gran mayoría de los casos usuales que se

presentan en el diseño de construcciones livianas de una o dos plantas.

b) LOSAS PLANAS.

Cuando hay necesidad de empotrar la losa dentro del suelo, la forma roas simple de

construir es la losa plana. Actualmente el tipo de excavación necesario para estas losas

requiere de poco tiempo y resultan relativamente económico; sin embargo, rellenar de

nuevo y luego compactar tiene un costo adicional innecesario que puede incidir

negativamente en el costo total da la losa. Véase la Figura 2.15. Se plantea en estos casos

la alternativa de aprovechar el espacio con un sótano, sirviendo de piso o pavimento el tope

superior de la losa de fundación; véase la Figura 2.16. Adicionalmente hay una ventaja en

relación a la capacidad del suelo, ya que el volumen de tierra extraído que no se colocará de

nuevo significa un peso o una carga que se le ha liberado al terreno original. Este peso

liberado significa una carga extra que puede soportar la estructura.

16

17

18

19

Veamos un ejemplo sencillo:

Supongamos una estructura de 6 plantas para viviendas con losas nervadas de 30 cm y un área

por planta de 500 m2.

a) Caso de losa plana con relleno posterior.

La carga uniforme promedio para estas Losas de acuerdo a la Tabla 1.5 es de 905 kgf/m2.

La carga total a nivel de fundaciones as 6 x 905 kgf/m2 =

5430 kgf/m2 (0.54 K/cm2)

b) Caso de losa plana con sótano. La carga total a nivel de fundaciones es 7 x 905 kgf/m2 – 6330 kgf/m2

El peso de tierra por descontar suponiendo una profundidad de 3 m. es :

3 x 1800 kgf/m2 = 5400 kgf/m2

La carga total a nivel de fundaciones es 6330 kgf/m2 - 5400 kgf/m2 =

930 kgf/m2 (0.09 k/cm2)

En resumen, cuando por alguna circunstancia se recomiende el uso de placas de fundación se

sugiere estudiar la pasibilidad de usar s6tanos ya que así se aprovecha un espacio útil, se

disminuyen las presiones sobre el suelo y se logran estructuras de fundación rápidas de

construir y relativamente económicas.

Para una estimación del espesor también puede utilizarse la formula expresada en la Sección 2.1.1:

d ≥ P/1700

siendo P la mayor de las cargas actuantes entre todas las columnas que se apoyan en la placa.

Para cargas máximas cercanas a las 100 toneladas resultan espesores de placa entre 50 y 60

cms, los cuales por su volumen de concreto y su peso en acero pueden resultar costosos. Por

ello conviene estudiar la posibilidad de placas rigidizadas, solución que se analiza en el punto

siguiente.

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c) LOSAS RIGIDIZADAS.

Esta solución conduce al uso de sistemas similares a las losas macizas de entrepiso apoyadas

sobre vigas. En este caso la losa maciza resultante puede tener espesores entre 20 y 30 cms. En

la Figura 2.17 se observa este tipo de placas. Respecto a las placas completamente planas se

21

presenta la desventaja en el procedimiento constructivo ya que se necesita encofrar y armar

vigas; sin embargo, este problema se compensa por el ahorro significativo en acero y concreto.

Cuando se quiere aprovechar la placa como sótano, se debe vaciar un tope superior utilizando

para ello encofrado perdido, arena, escombros, anime etc. Tal como se indica en la figura 2.17

2.1.4 SOLUCIONES TÍPICAS DE FUNDACIONES DIRECTAS PARA LAS ESTRUCTURAS APANTALLADAS.

En el caso de estructuras apantalladas no se puede utilizar cualquier tipo de fundación

directa ya que el comportamiento de conjunto de una estructura apantallada exige que su

infraestructura sea una sola unidad en lo que se refiere a su manera de distribuir las cargas a la

fundación, permitiendo una interacción coherente con la superestructura. Debido a esta

exigencia las fundaciones para estructuras apantalladas no puede ser de los tipos aislada,

combinada o conectada discutidos anteriormente. El sistema de fundación directa ideal que

garantiza una óptima relación entre infraestructura y superestructura es el de las placas de

fundación y en menor grado el de las tiras continuas bajo las pantallas. En los puntos que

siguen se plantean estos dos sistemas.

a) PLACAS DE FUNDACIÓN.

En la Figura 2.18 se esquematiza un sistema típico de placa de fundación. Obsérvese

que la placa queda encerrada entre las prolongaciones de las pantallas o de sus pedestales

.Debido a que las pantallas son generalmente de poco espesor, es conveniente estructuralmente

aumentarle el espesor mediante pedestales. Adicionalmente se mejora el comportamiento de la

placa si en sus bordes extremos se coloca un pedestal continuo de cierre, logrando una placa

muy rigidizada con un comportamiento muy apropiado a los efectos de garantizar que

la superestructura responda en forma conjunta.

Al igual que lo planteado en la Sección 2.1.3, también sería muy favorable desde todo punto de

vista aprovechar los espacios para Sótanos, como se puede observar en la Figura 2.19.

b) TIRAS DE FUNDACIÓN.

Para estructuras apantalladas de poca altura, entre 3 y 5 pisos, en algunos casos podría resultar

excesivamente costosa toda una infraestructura con placa de fundación y pedestales. En estos

casos puede pensarse en una alternativa más modesta, la cual consiste en "tiras" continuas que

se forman directamente bajo las pantallas; véase la Figura 2.20. Este tipo de fundación, a pesar

22

de ser más simple que la placa total, no siempre resulta conveniente por los problemas que

implica la excavación manual y la construcción de las vigas de riostra.

23

24

25

26

2.2 LAS FUNDACIONES INDIRECTAS Nos referimos en este caso exclusivamente al uso de pilotes o pilas como medios de transmitir

las cargas de la superestructura al suelo. Dentro del sistema de fundaciones se incluyen las

estructuras intermedias que distribuyen las cargas a los pilotes, sirviendo de transición entre la

superestructura y la infraestructura. Estas estructuras se denominan en general cabezales. y sus

dimensiones dependen fundamentalmente del numero de pilotes utilizado para cada columna.

En relación a los pilotes conviene plantear alguna tipificación apropiada que nos permita

clasificarlos. La clasificación mas usual se relaciona con la forma de construcción o ejecución

del pilote:

a) PILOTES HINCADOS. Son pilotes introducidos de alguna forma en el suelo sin

excavar previamente, generándose un desplazamiento de la masa del suelo que hace

que esta se comprima en los alrededores del pilote, densificándola parcialmente.

Debido al procedimiento constructivo no es práctico el manejo de diámetros grandes,

limitándose en la práctica al rango entre 40 y 70 cms. Por su forma de construcción

trabajan o resisten las cargas fundamentalmente por fricción, aunque generalmente

llevan un bulbo en su parte inferior proporcionándole capacidad suficiente para resistir

de punta.

En la Figura 2.21 se muestran dos de los sistemas más usuales que se pueden clasificar dentro

del grupo de los pilotes hincados.

b) PILOTES EXCAVADOS. Son pilotes cuya forma es excavada previamente "lidiante

perforadoras rotativas, extrayéndose la masa del suelo durante el proceso. Al contrario de

los pilotes hincados, no hay suelo desplazado sino extraído. Actualmente grandes

máquinas rotativas permiten construir diámetros relativamente grandes, aunque el rango

usual oscila entre 60 y 120 cms. Su forma de construcci6n los hace aptos

fundamentalmente para resistir la carga por punta. Véase en la Figura 2.22 un esquema de

la construcci6n de un pilote excavado. Debe señalarse como problema fundamental en el

aspecto constructivo, .iobre todo a medida que el diámetro es mayor, a la propensión que

tiene el suelo de disgregarse o derrumbarse dentro del pilote. Este problema se soluciona

llenando el pozo excavado con un material especial denominado LODO

BENTONITICO, el cual presiona lateralmente las paredes evitando su derrumbe. Como

este material no se mezcla con el concreto, sino que es desplazado por este, luego del

vaciado del concreto puede recuperarse.

27

28

TABLA 2.2

CAPACIDAD APROXIMADA DE PILOTES Y PILAS PARA LOS CASOS USUALES

TIPO DIÁMETRO (cm) ÁREA (cm2) CARGA ADM.

(Ton)

A) PILOTES HINCADOS ...... 30* ----------------- 0.053 .................. .........80

40* ....................... 0.094 .................. .......130

42 ......................... 0.139 .................. .........75

52 ......................... 0.212 .................. .......116

57 ......................... 0.255 .................. .......140

60 ......................... 0.283 .................. .......165

70 ......................... 0.385 .................. .......200

b) PILOTES EXCAVADOS.. 55. ----------------- 0.236 .................. ........118

CON ... “ROTATIVAS” 65........................ 0.331 .................. .......166

80 ......................... 0.502 .................. ........250

100........................ 0.785 .................. .......392

120........................ 1.131 .................. .......566

150........................ 1.767 .................. .......884

C) PILOTES EXCAVADOS.. 0.53 x 1.85-------- 0.920 .................. ........460

CON ... “ALMEJAS” 1.03 x 1.85-------- 1.678 .................. .......839

0.63 x 2.25-------- 1.332 .................. ........666

0.83 x 2.25-------- 1.719 .................. .......859

1.80 x 2.00-------- 3.543 .................. ......1773

2.20 x 3.30-------- 7.563 .................. ......3781

* Estos Pilotes son prefabricados, con un control de calidad de planta, pudiéndose suponer presiones admisibles del orden de 140 kgf/cm2.

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c) PILAS COLADAS. En realidad son también pilotes del tipo excavado, solo que las

máquinas rotativas son sustituidas por cucharones en forma de almeja que al dejarse

caer al suelo sacan bloques de suelo de forma más o

2.2.1 LOS CABEZALES TÍPICOS PARA LAS ESTRUCTURAS APORTICADAS.

Como ya se estableció anteriormente, los cabezales permiten la transición entre la

superestructura y la infraestructura, distribuyendo convenientemente las cargas a los

pilotes. Desde hace varios años, la aparición de maquinas de gran capacidad ha

generalizado el uso de monopilotes ya que pueden resistir cargas muy elevadas como se

puede observar en la Tabla 2.2. Gradualmente han ido desapareciendo los cabezales con

numerosos pilotes, siendo casos muy aislados cabezales con más de cuatro pilotes.

a) CABEZALES PARA UN SOLO PILOTE.

En la Figura 2.24 se observan las características de un cabezal de este tipo.

La carga axial tiende a expandir el concreto lateralmente en la parte inferior al nivel del

pilote. Para ello se coloca una capa de acero estimada por la siguiente formula:

A = P x φ / (1680d) (cm2)

en donde P está en kgf, el diámetro φ en cms, y la altura útil d del cabezal en cms.

Es muy importante señalar que en la parte superior del cabezal ha de calcularse un

30%, aproximadamente del área As calculada con la formula anterior.

Esto se hace para proteger el tope del cabezal ante la posibilidad de agrietamiento debido a

la aplicación directa de la carga.

Se mejora mucho el comportamiento y la resistencia del cabezal si é ste es zunchado a

nivel inferior, tal como se indica en la Figura 2.24. La razón es evitar la expansión lateral

de la masa de concreto.

b) CABEZALES SOBRE UNA PILA.

Las ideas para el caso de un solo pilote son similares, con la única diferencia del calculo del

acero. Se estiman dos áreas de acero diferentes, aunque en la práctica se acostumbra

igualarlas, de acuerdo con las formulas siguientes:

30

31

32

33

As = Px L / (16800 x d) (cm2) DIRECCIÓN ALARGADA

As = P x B / (16800 x d) (cm2) DIRECCIÓN CORTA

Véase la Figura 2.25.

c) CABEZALES SOBRE DOS O MAS PILOTES.

En estos casos es muy importante precisar cual es la separación S entre pilotes. Por

razones constructivas y por eficiencia del suelo en resistir la carga, conviene que los pilotes

estén lo más alejado posible. Al contrario, por razones estructurales, a menor separación se

requiere menos área de acero. Esto puede observarse en las formulas expresadas en las

Figuras 2.26, 2.27 y 2,28. Obsérvese que siempre se disponen dos tipos de acero

adicionales al calculado con las fórmulas: un acero superior del orden del 30% As y un

acero lateral en forma de zunchos, el cual para ser efectivo debe colocarse bien prensado

contra los aceros inferior y superior, formando una especie de cesta.

2.2.2 SOLUCIONES TÍPICAS PARA PILOTES EXCÉNTRICOS EN RELACIÓN A

LAS COLUMNAS.

Con mucha frecuencia en los linderos de los terrenos, bien sea por razones legales o

constructivas, no es posible disponer los pilotes bajo las columnas como se indica en la

Figura 2.29. Otras veces, como por ejemplo en los bordes de los fosos de ascensores, no

conviene disponer pilotes y cabezales a niveles diferentes resultando pilotes excéntricos;

véase la Figura 2.29. En estos casos y otros similares, la excentricidad de la columna

respecto a los pilotes produce momentos de flexión bastante importantes. La solución a1

problema es muy sencilla y consiste en unir estos cabezales a los adyacentes mediante

vigas, de conexión muy rígidas, logrando una acción de conjunto y evitando el giro del

cabezal excéntrico; véase la Figura 2.29. Generalmente estas vigas de conexión suelen

ser de una altura cercana a la del cabezal.

2.2.3 LOS CABEZALES TÍPICOS PARA LAS ESTRUCTURAS APANTALLADAS.

En este caso particular se insiste en que las estructuras apantalladas, contrariamente a los

pórticos, tienen un comportamiento de conjunto como si fuesen un bloque rígido. Esto

obliga a ser coherente en el diseño de k la infraestructura, es decir, las fundaciones

deben ser conjuntas. Se logra un buen diseño y un comportamiento de conjunto

34

35

36

37

38

Adecuado si todas las pantallas apoyan en forma continua sobre vigas de fundación

dispuestas sobre varios pilotes. En general cada eje de pantallas , debe tener como

mínimo tres pilotes, uno cercano a cada extremo y un tercero aproximadamente en el

centro. Es muy importante colocar pilotes en las intersecciones de las pantallas. Véase

la Figura 2.30, y obsérvese que no todos los pilotes deben quedar bajo la pantalla ya

que la función de la viga de fundación, es precisamente distribuir adecuadamente la

carga a los pilotes.

39

40