Las zapatas de cimentación son elementos de la construcción muy comunes y que son de gran ayuda a la hora de cimentar diferentes tipos de estructuras, en este artículo te vamos a contar qué es una zapata, cómo es su proceso constructivo y los diferentes tipos de zapatas que existen.
¿Qué son las zapatas?
Las zapatas se caracterizan por ser cimentaciones superficiales que se usan frecuentemente en terrenos que cuentan con una resistencia alta o media a la compresión, en gran parte de los casos en los terrenos homogéneos. Su función consiste en anclar y transmitir las tensiones que produce una estructura hacia el terreno donde se encuentra construida. Las zapatas se encuentran ubicadas en la base de la construcción y en muchos de los casos se pueden encontrar como un prisma de concreto en la parte inferior de las columnas o pilares de la construcción.
¿Cómo se ejecutan las zapatas?
Las zapatas se utilizan cuando la estructura requiere de una cimentación superficial por lo general en terrenos con características arcillosas, conglomerados o rocosos, en los lugares donde se mantienen los taludes de las excavaciones verticales o que cuentan con una pendiente adecuada para que le brinde la estabilidad que esta necesita, a continuación te vamos a contar cómo es el proceso constructivo para las zapatas.
¿Qué debes hacer antes de construir una zapata?
Antes de comenzar con la construcción de tu cimentación superficial con zapatas, es muy importante que tengas en cuenta las tareas previas que se deben realizar para la construcción de estas, a continuación te contamos cuáles son estas tareas para que las realices en tus proyectos que utilizan este tipo de cimentación.
Realiza un estudio geotécnico o estudio de suelos
Procedimiento de estudio geotécnico
Uno de los primeros pasos para la construcción de las zapatas es la realización del estudio geotécnico o también conocido como estudio de suelo, por esta razón es muy importante que consideres los siguientes aspectos de este proceso.
- El corte estratigráfico y el nivel de la capa freática
- Saber cuál es el grado de agresividad con el que cuenta el suelo
- Conocer todas las características mecánicas del terreno
- Tener clara cuál es la estimación de la profundidad que debe tener la cimentación que vas a construir.
Prepara la superficie
Es de gran importancia, una vez hayas hecho el desmonte o vaciado, que prepares la superficie de tu terreno con una planeidad lo bastante suficiente para que sea posible la realización del replanteo de las zapatas.
Analiza y conoce el terreno donde vas a construir
El análisis y previo conocimiento del terreno, donde piensas construir una cimentación directa por zapatas, es muy importante para que puedas identificar las posibles cavernas o zonas blandas, estas son causantes de diferentes tipos de problemas a la hora de la ejecutar un proyecto, ten presente que conocer con anterioridad este o cualquier otro tipo de problema siempre va a ser una gran ventaja para no incurrir en la perdida de tiempo o en el aumento del costo del proyecto, otros de los aspectos que debes tener presentes son los siguientes.
Identifica la presencia de agua en el terreno
Otro de los aspectos importantes, previos a la construcción de una cimentación con zapatas, es la identificación de la presencia de agua o nivel freático del terreno, identificar este aspecto te permitirá realizar los achiques que sean necesarios.
Busca a tu alrededor factores que puedan perjudicar la tarea
También es de gran importancia que consideres y examines la existencia de otras cimentaciones que estén próximas y aquellos servicios que se encuentren afectados, estos factores con seguridad pueden alterar la ejecución de la tarea.
Ten cuidado con el hormigón que vas a utilizar
Hormigón para el procedimiento de zapatas
Antes de usar hormigón para la realización de las zapatas, es de gran importancia que analices y apruebes la planta que lo fabricará, las formulas de trabajo propuestas junto con los materiales y componentes que tendrá el hormigón; encárgate de verificar el resultado que tiene de rotura frente a la compresión, los equipos que se encargan de transportarlo, el vibrado y la colocación que se empleará en la obra.
Pon mucho cuidado a los apeos y a las cimbras
Otro aspecto importante es la comprobación de la documentación técnica y las dimensiones que resistirán el peso del hormigón, el peso con el que cuentan los encofrados, su propio peso y las sobrecargas accidentales que puedan ocurrir sobre estos. Ten presente que la cimbra se debe encargar de soportar una acción de carácter horizontal del 2% por ciento de orden de la carga vertical que esté actuando sobre ellas.
Para el caso de los encofrados
Encofrado para zapatas
Comprueba que tanto los elementos que componen los encofrados como sus respectivas uniones tengan la resistencia necesaria para evitar posibles deformaciones, un aspecto importante es verificar en todo momento las presiones con las que cuenta el hormigón y los efectos que se puedan presentar con el método de compactación.
Replanteo de las zapatas
Replanteo de las zapatas
Con la finalidad de que obtengas datos con una gran precisión se realiza el replanteo, este procedimiento está a cargo de un topógrafo que debe contar con la ayuda de una estación total.
¿Cómo se realiza el replanteo de las zapatas?
El replanteo es una tarea que se realiza por medio de la colocación de camillas o estacas que están hechas en madera en las esquinas de la excavación, esto se encarga de indicar cuál es la cota que tendrá que bajarse desde la cabeza de la estaca, por lo general la marcación de las dimensiones de la zapata se realiza con pintura o yeso.
¿Cómo hacer una zapata de hormigón?
El proceso constructivo de las zapatas cumple varios pasos entre estos están la excavación y hormigón de limpieza, la realización de las armaduras, la previsión de las juntas y el curado del hormigón. Cada uno de los pasos para hacer una zapata te la contaremos con más detalle a continuación.
Proceso de excavación
Proceso de excavación para zapatas
Luego de que se realice el replanteo de las zapatas, se debe proceder con la excavación del terreno, este trabajo por lo general se realiza con una retroexcavadora con cuchara, esto para el caso donde el terreno es de tránsito, para el caso donde el terreno se caracteriza por ser conglomerado o rocoso lo mejor es utilizar un martillo para esta operación. El material acopiado se puede reservar para después utilizarlo como relleno o en otros casos se transporta a diferentes vertederos. Teniendo en cuenta la profundidad que debe tener la excavación y el tipo de terreno con el que cuente el proyecto se hace uso de los taludes que se necesiten con el objetivo de brindar estabilidad.
Una vez se llegue al fondo de la excavación se debe nivelar y comprobar, teniendo en cuenta las condiciones de tensión admisible en el proyecto, si el terreno es previsto para realizar este tipo de cimentación. Es muy importante que las medidas con las que contarán las zapatas sigan al pie de la letra los planos del proyecto, con una tolerancia en (+ ó – 5 centimetros).
Uso del hormigón de limpieza
Hormigón de limpieza para zapatas
Antes de que se vierta el hormigón de limpieza, es importante limpiar el fondo de la excavación sacando cualquier tipo de material con el fin de obtener una plataforma horizontal. Es importante que la cota de hormigón de limpieza esté debidamente marcada y que coincida con la cota inferior de la zapata. Si es necesario se debe colocar de forma seguida el encofrado lateral para comprobar las dimensiones y los pendientes; luego de realizar este proceso se debe colocar el hormigón de limpieza con el objetivo de nivelar el fondo de la excavación y para que esté todo listo para situar la armadura.
Ubicación de las armaduras
Una vez se compruebe la colocación de la ferralla, se realiza el replanteo de la cota del hormigonado usando barras de acero o pintando a los lados. Luego se colocan cuerdas entre las marcas para nivelar la superficie del hormigón.
Antes de realizar el proceso de hormigonado, es importante limpiar la superficie de asiento de cualquier suciedad o materiales sueltos. La superficie se debe lavar y en el caso que queden charcos se debe eliminar los restos de agua para que quede seca y limpia.
Proceso de hormigonado
Proceso de hormigonado
El proceso de hormigonado se realiza con una grúa o bomba con cubilote, el hormigón se vierte de forma directa a una altura igual o menor a 1,5 metros teniendo mucho cuidado para que no segregue y considerando todos los factores climáticos todo esto teniendo en cuenta la norma EHE.
Cuando se hormigona, se debe tener cuidado para que no se produzca el desplazamiento de las armaduras o de los encofrados y debes tratar de que no se formen coqueras, juntas o planos de debilidad al interior de estas secciones. El hormigón se debe colocar de forma continua o en capas, teniendo pausas cortas con el fin de que al colocar la capa que sigue, la anterior esté en un estado plástico, se evite la formación de la junta fría.
Para compactar el hormigón se debe utilizar vibradores de aguja, considerando que la aguja se introduzca muy profundo en la masa vertical y se debe retirar lentamente y con una velocidad constante. También es importante que se compacte en tongadas que no sean mayores a 60 cm. Al momento de compactar por tongadas, la aguja del vibrador se debe introducir en la capa inferior entre los 10 y los 15 cm.
Previsión de las juntas
Es importante que tu proyecto prevea todas las juntas de hormigonado. En el caso de que se produzca alguna junta no prevista, esta tendrá que ser ejecutada de manera normal siguiendo la dirección de los esfuerzos máximos; en el caso que esto no se pueda realizar, debes formar con ella el mayor ángulo que puedas.
¿Qué sucede si se interrumpe el hormigonado?
Cuando el hormigonado se interrumpe, al momento que supera las 4 o 6 horas, se debe limpiar la junta con un chorro a presión de aire y agua o usando cualquier otro tipo de sistema que limpie de forma correcta la lechada superficial, los áridos sueltos, entre otros. Con la finalidad que el árido quede visto.
Proceso de curado del hormigón
Curado del hormigón
El proceso de curado del hormigón se realiza por medio de riego de agua o utilizando líquido especial de curado también conocido como filmógeno este proceso se debe realizar durante 7 días de forma continua.
Esta tarea se debe realizar en toda la superficie que se encuentra expuesta luego de que se realice el enrasado y vibrado de la superficie final, con el objetivo que no aparezcan fisuras de retracción plástica por la perdida de humedad. Si usas una película filmógena, debes tener mucho cuidado de que esta se extienda sobre toda la superficie humedecida y saturada, pero evita que se formen charcos.
Si decides realizar tu curado con agua, este proceso tendrá una duración mínima de 4 días; en el caso que la temperatura sea muy baja el proceso se extenderá hasta los 7 días. En el caso de que haya mucho calor o humedad en el ambiente o que el viento sea más fuerte de lo normal se debe intensificar el proceso de curado del hormigón.
Tipos de zapatas
Las zapatas se dividen en diferentes tipos dependiendo de la función que se requiera, los diferentes tipos de zapatas que se pueden utilizar en los proyectos son los que relacionaremos a continuación.
- La zapata aislada
- Zapata combinada
- La zapata corrida
- Zapata rígida
- La zapata maciza
- Zapata flexible
Zapatas aisladas
Zapata aislada proceso constructivo
Este tipo de zapata se utiliza para crear columnas singulares, por lo general se incorporan en estructuras que cuentan con una carga moderada, se aplican en edificaciones u proyectos que cuentan con juntas de dilatación y que recaen en una sola columna con el fin de transmitir las cargas sobre el terreno. Existen diferentes tipos de zapatas aisladas entre estas se pueden encontrar las zapatas flexibles, las zapatas deformables o rígidas, las zapatas excéntricas o de medianería, las zapatas centradas, las zapatas rectangulares, las zapatas circulares y las zapatas cuadradas.
Zapatas flexibles
La altura (canto) de este tipo de zapata es menor que su largo (vuelo) esto se puede evidenciar en las dos direcciones con la que cuenta la zapata. Esa zapata se encarga de soportar fuerzas de compresión y de tracción de la estructura.
Zapatas rígidas o deformables
En este tipo de zapata se puede apreciar que su canto es igual o menor en comparación con su vuelo máximo midiéndolo en ambas direcciones de la zapata.
A esto se suma que las zapatas que las zapatas están categorizadas teniendo en cuenta sus medidas. En el caso de las zapatas rígidas cuentan con una armadura que le permiten soportar una fuerza mayor de flexión, su armadura cuenta con un diámetro de 12 mm lo que impide los efectos de corrosión, las zapatas rígidas deben contar con un recubrimiento de concreto de 8 centímetros y entre 50 a 25 kg / m3 de hierro.
Zapatas de medianería o excéntricas
Estas zapatas se caracterizan por que la carga no está centrada en el cimiento, es un caso en donde la pared o el pilar de carga (medianera) que se apoya sobre una zapata, continua o aislada, se encuentra tocando el limite del predio, y por lo tanto la carga no se puede centrar en el cimiento, esto puede suceder por razones de propiedad del predio.
Zapatas centradas
Este tipo de zapata se caracteriza por mantenerse arriostrada o amarrada utilizando una riostra de hormigón u concreto que se arma de sección inferior a la zapata.
Zapatas rectangulares
Las zapatas rectangulares se caracterizan por que tienen lados desiguales.
Zapatas cuadradas
En este tipo de zapata se puede observar que posee todos sus lados iguales.
Zapatas circulares
Estas zapatas se caracterizan por tener todos sus lados iguales.
Zapatas combinadas
Construcción de zapatas combinadas
Las zapatas colindantes o combinadas, por lo general se utilizan como base para dos o más columnas que están cerca. Su principal objetivo es el de evitar cargas excéntricas en la zapata final, en las zapatas combinadas las columnas no están ubicadas en su centro, sino que se encuentran ubicadas de manera excéntrica, esto ocurre con mucha frecuencia en las columnas perimetrales.
Zapatas corridas o continuas
Zapata corrida o continua
Este tipo de zapata se encarga de sostener los muros de carga que se encuentran alineados muy cerca sobre un terreno de alta resistencia, media o baja. Con frecuencia se usan en hileras de muros y columnas para que sostengan las columnas alineadas o los muros de carga cuando se encuentran cerca.
Zapatas macizas
Las zapatas macizas, se utilizan en las cimentaciones continuas, estas se encargan de transferir las fuerzas de manera piramidal, lo que presenta una forma triangular, el muro de carga con el que cuenta puede ser centrado o excéntrico. Su esfuerzo es de compresión y pueden o no contar con una armadura en su interior.
Zapatas flexibles
Zapatas flexibles
Este tipo de zapata se caracteriza por que puede soportar fuerzas de compresión y de tracción, el ángulo con el que cuenta no asciende a los 45 grados en el triangulo de distribución de esfuerzos, para realizar su armazón se requiere entre 50 y 100 kg/m3 de hierro.
Esto es todo lo que debes saber acerca de los tipos de zapatas que existe y que se utilizan en diferentes proyectos, también ya conoces los procedimientos previos que debes realizar para que no tengas problema a la hora de hacer tu zapata, así que no dejes de lado estos consejos.
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