funda

1. CIMENTACIONES SUPERFICIALES
Definición
Son aquellas en las cuales la relación profundidad/ancho (Df/B) es menor o igual a
cinco (5)
Son cimentaciones superficiales:
Las zapatas aisladas
Zapata concéntrica
Zapata excéntrica

2. Zapatas conectadas
Zapatas combinadas

3. Cimentaciones continuas
Plateas de cimentación

4. Profundidad de cimentación
CIMENTACION SOBRE RELLENOS
Por su naturaleza
a) Materiales Seleccionados: todo tipo de suelo compactable, con partículas no
mayores a 7,5 cm (3”), con 30% o menos de material retenido en la malla ¾” y
sin elementos distintos de los suelos naturales.
b) Materiales no seleccionados: todo aquel que no cumpla con lo anterior.
Por las condiciones bajo las que son colocados
a) Controlados
b) No controlados

5. Rellenos Controlados o de ingeniería
Los rellenos controlados son aquellos que se construyen con material seleccionado.
El material seleccionado con el que se debe construir el relleno controlado deberá ser
compactado de la siguiente manera.
a) Si tiene más del 12% de finos, deberá compactarse a una densidad mayor o
igual del 90% de la máxima densidad seca del método de ensayo Proctor
Modificado, NTP 339.141 (ASTM d 1557), en todo su espesor.
b) Si tiene menos del 12% de finos, deberá compactarse con una densidad no
menor del 95% de la máxima densidad seca del método de ensayo Proctor
Modificado.
Cuando se requiera verificar la compactación de un relleno controlado, deberá
realizarse con cualquiera de estos métodos:
a) Un ensayo de Penetración Estándar
b) Un ensayo con Cono de Arena o por medio de métodos nucleares por cada
0.50m de espesor
Rellenos no Controlados
Los rellenos no controlados son los que no cumplen con lo estipulado para rellenos
controlados. Las cimentaciones superficiales no se podrán construir sobre estos
rellenos, los cuales deberán ser reemplazados en su totalidad por materiales
seleccionados debidamente compactados.
CARGAS EXCENTRICAS
En el caso de cimentaciones superficiales que transmitan al terreno una carga vertical
Q y dos momentos Mx y My, el sistema formado por estas tres solicitaciones será
estáticamente equivalente a una carga vertical Q, ubicada en el punto (ex,ey) siendo:
ex=Mx/Q ey=My/Q
Para cimentaciones rectangulares de ancho (B) y largo (L) se corrige por excentricidad
reduciéndolo en dos veces la excentricidad para ubicar la carga en el centro de
gravedad del área efectiva B’L’
B’=B- 2ex L’=L-2ey

6. CARGAS INCLINADAS
La carga inclinada modifica la configuración de la superficie de falla, por lo que la
ecuación de capacidad de carga debe ser tomando en cuenta su efecto
CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN TALUDES
En el caso de cimientos ubicados en terrenos próximos a taludes o sobre taludes o en
terreno inclinado, la ecuación de capacidad de carga debe ser calculada teniendo en
cuenta la inclinación de la superficie y la inclinación de la base de la cimentación, si la
hubiera.
Adicionalmente debe verificarse la estabilidad del talud, considerando la presencia de
la estructura. El factor de seguridad mínimo del talud en consideraciones estáticas
debe ser 1.5 y en consideraciones sísmicas 1.25

7. ZAPATAS AISLADAS
1. GENERALIDADES
La cimentación constituye el elemento intermedio que permite transmitir las cargas que
soporte una estructura al suelo subyacente, de modo que no rebase la capacidad
portante del suelo, y que las deformaciones producidas en éste sean admisibles para
la estructura.
Por tanto, para realizar una correcta cimentación habrá que tener en cuenta las
características geotécnicas del suelo y además dimensionar el propio cimiento como
elemento de hormigón, de modo que sea suficientemente resistente.
2. REQUISITOS DE UNABUENACIMENTACION.
Deberá cumplir tres requisitos fundamentales:
a) El nivel de la cimentación deberá estar a una profundidad tal que se encuentre
libre del peligro de heladas, cambios de volumen del suelo, capa freática,
excavaciones posteriores, etc.
b) Tendrá unas dimensiones tales que no superen la estabilidad o capacidad
portante del suelo.
c) No deberá producir un asiento en el terreno que no sea absorbible por la
estructura. Muchos suelos, fundamentalmente los que tienen arcillas
expansivas, varían mucho de volumen según su contenido de humedad.
Dichos suelos deberán evitarse o recurrir a unas cimentaciones más profundas
que apoyen en terrenos más estables.
Otras veces, sin llegar al caso anterior, las alternancias de estaciones secas y
húmedas o la proximidad de árboles caducifolios con riego o la rotura de conducciones
de agua generan hinchamiento del suelo que puede producir el fallo de la estructura.
Por ello conviene alejar la cimentación de todas las causas citadas como medida de
precaución.
También es importante la existencia de cimentaciones colindantes. Deberán estar, si
es posible, a la misma profundidad. En el caso de tener que profundizar más deberán
tomarse las precauciones necesarias y tener el mínimo tiempo posible descubierto la
excavación para producir la menor variación en el contenido de humedad del suelo.
Siempre es preferible alejar lo más posible las cimentaciones de construcciones
contiguas.
3. EXPLORACION DEL TERRENO.
La exploración del terreno es necesaria para proporcionar al ingeniero proyectista
datos sobre:
a) La profundidad de la capa freática.
b) Las diferentes capas del terreno conociendo su inclinación, espesor y
características mecánicas (compresión simple, ensayo triaxial, etc.) y químicas
(sulfatos, carbonatos, etc.).

8. c) Muestras del suelo para conocer otras características mecánicas y la
capacidad de asientos sobre suelos inalterados.
Sobre el número y profundidad de las tomas a realizar, bien mediante excavaciones o
mucho más frecuente mediante sondeos mecánicos. El Ministerio de
Fomento, a través de su Norma Tecnológica NTE-CEG Estudios Geotécnicos, los
especifica detalladamente en función de las características del edificio a construir.
4. CAPACIDAD DE CARGA DE LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES.
La capacidad de carga es de difícil evaluación, pues depende de diferentes factores
como son:
a) De las características geotécnicas del terreno y dentro de ellas, principalmente
del ángulo de rozamiento interno y de la cohesión del terreno.
b) De la estratificación de las diferentes capas de suelo y la profundidad del nivel
freático.
c) Del nivel de cimentación.
d) De las dimensiones del cimiento.
e) Del tipo de carga (dirección, excentricidad, periodicidad, etc).
No obstante, cuando el proyectista no tenga datos más reales proporcionados por los
estudios geotécnicos u otro tipo de exploraciones, puede utilizar bajo su
responsabilidad el cuadro de presiones admisibles en el terreno de cimentación
proporcionado por la NBE-AE-88 Acciones en la edificación. Las presiones admisibles
resultan de dividir la carga de hundimiento del terreno por un coeficiente de seguridad
que normalmente es 3.

9. 5. ASIENTOS ADMISIBLES.
Los asientos admisibles son los asientos totales y diferenciales que puede soportar la
estructura con sus forjados y tabiques, sin que se produzcan daños incompatibles con
el servicio de la misma o en caso extremo su rotura.
Los asientos diferenciales se miden en función de la distorsión angular que se produce
por la diferencia de asientos totales entre dos cimentaciones separadas una distancia
determinada.
Como indicación en la tabla adjunta se señalan los asientos diferenciales admisibles
para diferentes elementos constructivos y estructuras.

10. Para evitar los asientos diferenciales debe procurarse que la tensión del terreno bajo
las diferentes cimentaciones sea la misma. No obstante, como el terreno no es
homogéneo ni las dimensiones de las cimentaciones son constantes, siempre se
producirán inevitablemente asientos diferenciales.
Como en la práctica los asientos diferenciales son función de los asientos totales, es
por lo que se suele limitar el valor de éstos. Los asientos diferenciales según diversos
autores oscilan entre los 2/3 y 3/4 del asiento máximo total.
La Norma NBE-AE-88 Acciones en la edificación limita los asientos totales según el
tipo de estructura de acuerdo con la tabla 3.
El cálculo de los asientos totales, inmediatos y diferidos, se realiza mediante las
teorías de Boussinesq, Newmark, Meynhof, etc, que pueden estudiarse en la literatura
especializada y que escapa al contenido de este tema.
CASOS A CONSIDERAR EN LAS ZAPATAS AISLADAS
a) Qué pasa si hay momento
Se deberá considerar la carga p y el momento m, actuantes en la base de la columna
y por tanto tendremos una redistribución trapezoidal de las presiones

11. b) Que peralte necesita una zapata
Debo calcular un peralte o altura h de tal manera que mi zapata no falle por ningún de
los casos mencionados
Pasando mis cargas a rotura

12. ZAPATAS AISLADAS.

14. ZAPATAS COMBINADAS
Las zapatas combinadas son otro tipo de cimentación superficial que resultan
adecuadas en las siguientes condiciones:
1. La zapata exterior (normalmente en colindancia) en dimensiones impracticables en
obra si se diseña en forma aislada.
2. En una columna muy cercana a otra y por tanto su diseño en forma aislada
ocasionaría problemas de interferencia de bulbo de presiones con la zapata
adyacente.
El criterio de diseño se basa en buscar la coincidencia geométrica entre la resultante
de las cargas axiales y momentos que transmita en las columnas con el centroide de
la zapata combinada, de modo que las presiones que se transmiten al suelo sean
aproximadamente uniformes.
La forma en planta de la zapata seria aquella que satisfaga en mejor forma los
requerimientos del diseño, en el grafico siguiente se muestran las formas utilizadas en
zapatas combinadas.
Es de destacar además que la Norma recomienda que los volados no sean excesivos
y que en ningún caso superen a los 2 metros.

15. ZAPATAS CONECTADAS
Una zapata conectada está constituida por una zapata excéntrica y una zapata
interior unida por una viga de conexión rígida, que permite controlar la rotación
de la zapata excéntrica correspondiente a la columna perimetral.
Estructuralmente se tienen dos zapatas aisladas, siendo una de ellas excéntrica,
la que está en el límite de propiedad y diseñada bajo la condición de presión
uniforme del terreno; el momento de flexión debido a que la carga de la columna
y la resultante de las presiones del terreno no coinciden, es resistido por una viga
de conexión rígida que unen las dos columnas que conforman la zapata
conectada. La viga de conexión debe ser muy rígida para que sea compatible
con el modelo estructural supuesto. La única complicación es la interacción entre
el suelo y el fondo de la viga. Algunos autores recomiendan que la viga no se
apoye en el terreno, o que se apoye de manera que solo resista su peso propio.
CRITERIOS DE APLICACIÓN
 Se usan cuando la distancia entre las columnas exterior e interior es
mayor o igual a 5 metros, porque es más dinámico y económico q las
zapatas combinadas
 Es utilizada cuando la columna está ubicada en el límite de propiedad o
muy cerca de él, de modo que si se usara una zapata aislada esta
resultaría con excentricidad excesiva.
 Se utiliza cuando hay excentricidad que no podemos disminuir o eliminar;

16. FUNCIONES DE LA VIGA DE CONEXIÓN.
 La viga de conexión sirve para absorber los momentos producidos por la
excentricidad.
 La viga de conexión es muy rígida de manera que ella absorbe el íntegro
del momento existente en las columnas.
 No se considera la carga debido al peso de la viga.
 La viga de cimentación se idealiza como un volado.
 Absorbe los asentamientos diferenciales que se presentan en los
terrenos malos.
 Se usa cuando el asentamiento diferencial entre zapata exterior e interior
es mayor a 1 pulgada o 2.5 centímetros.
CRITERIOS DE ESTRUCTURACION
Para el diseño de una zapata conectada se realiza el siguiente procedimiento.
 DIMENSIONAMIENTO
 El dimensionamiento de las zapatas conectadas es equivalente al
de dos zapatas aisladas, que tienen las siguientes particularidades.
 La zapata excéntrica se dimensionará con voladizos diferentes de
manera que en la dirección de la viga su dimensión sea menor que
en la dirección transversal, para disminuir la excentricidad.
 Es recomendable que la viga tenga un ancho igual o mayor al
ancho de la columna y un peralte que le permita tener buena
rigidez.
 El fondo de la viga debe estar a 10 o 20 cm. por encima del fondo
de la zapata con la finalidad de que no tome presiones del terreno.
 El diseño se realiza en forma similar al de zapata aisladas y la viga
de conexión similar a una viga simple sometida a esfuerzos de
flexión y cortante.
 DIMENSIONAMIENTO DE LA ZAPATA EXTERIOR
Primero hallamos el esfuerzo neto del suelo
Definimos las dimensiones de la zapata
σ𝑛 = σ𝑡 − ɣ𝑚 ∗ ℎ𝑓 − 𝑆/𝐶
𝐴. 𝑧𝑎𝑝. 𝑒𝑥𝑡. =
1.2 ∗ 𝑃1
σ𝑛
𝐴. 𝑧𝑎𝑝. 𝑒𝑥𝑡. = 𝑆 ∗ 𝑇 = 2 ∗ 𝑆^2

17. La zapata exterior transfiere su carga a la viga de conexión,
actuando la zapata como una losa en voladizo e ambos lados de la
viga de conexión. Se recomienda dimensionarla en planta
considerando una dimensión transversal igual a 1.5 a 2.0 veces la
dimensión en la dirección de la excentricidad.
 DIMENSIONAMIENTO DE LA ZAPATA INTERIOR
Se diseña como una zapata aislada. Puede considerarse la
reacción de la viga de conexión. En el diseño de cortante por
punzonamiento se considera la influencia de la viga de conexión
en la determinación de la zona crítica
 DIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA DE CONEXIÓN
Se debe aplicar la siguiente formula:
𝑏 =
𝑃𝑠𝑒𝑟𝑣𝑖𝑐𝑖𝑜
31 ∗ 𝐿𝑣
ℎ =
𝐿𝑣
7
y que:
𝑏 ≥
ℎ
2

18. PLATEA DE CIMENTACION
Cimentación constituida por una losa sobre la cual se apoyan varias columnas y
cuya área se aproxima sensiblemente al área total de la estructura soportada.
Las plateas de cimentación son ventajosas cuando el área de zapatas necesaria
es mayor que la mitad del área de cimentación. Las plateas se utilizan cuando la
capacidad portante del terreno es pequeña o el suelo es compresible, debido a
que el esfuerzo unitario en la platea es menor que en las zapatas individuales.
Las plateas actúan como planos rígidos y tienen la propiedad de repartir
uniformemente las cargas sobre el terreno.
Se utiliza plateas de cimentación cuando:
 El terreno es malo, y la capacidad portante del suelo es muy bajo menos
a 0.8 kg/cm2
 Cuando el área del cimiento requerido es mayor o igual al 50 % del área
del terreno de la edificación.
 Cuando el peso de la edificación que transmiten a las zapatas son muy
grandes.
Por lo general, el costo de las plateas es mayor a otros sistemas, pero las
ventajas son también mayores.

19. CLASIFICACIÓN DE LAS LOSAS DE CIMENTACIÓN
Losa de cimentación con espesor uniforme. - se caracteriza por solo tener los
refuerzos de acero y el espesor sin ninguna alteración.
Losa de cimentación aligerada.- este tipo de losa se caracteriza por disminuir
el volumen de concreto a utilizar, debido a que solo emplea el espesor
determinado en las secciones criticas determinadas en el diseño, el resto
disminuirá hasta donde permita el esfuerzo cortante en el diseño.

20. NORMA E050 (CAPITULO 4 ARTICULO 16)
Las plateas de cimentación deben ser losas rígidas de concreto armado, con
acero en dos direcciones y deberán llevar una viga perimetral de concreto
armado cimentado a una profundidad mínima de 0,40 m, medida desde la
superficie del terreno o desde el piso terminado, la que sea menor. El espesor
de la losa y el peralte de la viga perimetral serán determinados por el Profesional
Responsable de las estructuras, para garantizar la rigidez de la cimentación.
Clasificación de las losas de cimentación
NORMA E060 (CAPITULO 21 ARTICULO 21.10.3)
Para el diseño de la cimentación superficial
(a) Cuando se decida emplear plateas superficiales de cimentación sobre
rellenos controlados, se deberá especificar en los planos del proyecto la
capacidad portante del relleno en la superficie de contacto con la platea, así
como sus características (Material a utilizar, densidad mínima, profundidad,
espesor).
(b) En los bordes de las plateas se deberán colocar vigas (uñas o dientes) con
una profundidad mínima por debajo de la losa o del nivel exterior, el que sea más
bajo, de 600 mm o dos veces el espesor de la losa, el que sea mayor.
(c) Las vigas (uñas o dientes) interiores de las plateas deberán tener una
profundidad mínima por debajo de la losa de dos veces el espesor de la losa.
(d) El ancho de las vigas, tanto las de borde como as interiores, no deberá ser
menor que el espesor de la losa ni de 250 mm

21. Las plateas actúan como planos rígidos y tienen la propiedad de repartir
uniformemente las cargas sobre el terreno, que se ve menos solicitado ante
cargas puntuales de columnas, cuando el terreno es malo, rellenos, arcillas,
evitando asientos diferenciales, que se producirían con otro tipo de fundación,
ante pérdidas de agua.
Por lo general, el costo de las plateas es mayor a otros sistemas, pero las
ventajas son también mayores.
ASENTAMIENTO DE PLATEAS DE CIMENTACION
El asentamiento para plateas es la mitad del asentamiento que se esperaría si la
misma estructura estuviese en zapatas.
LA PLATEA Y EL PUNZONADO
Cuando sobre las plateas sin vigas de repartición descargan columnas de mucha
carga o cuando las cargas de las mismas son elevadas y por ende reacción del
terreno sobre la platea, se provoca un punzonado, un esfuerzo cortante en la
zona que rodea las columnas sobre la platea. Esto se contrarresta aumentando
el espesor de la platea en la zona de las columnas y reforzando la armadura.
Se calcula el espesor de platea “t”, Se determina la superficie crítica por
punzonamiento se calcula el espesor de la losa igualando el esfuerzo cortante
por punzonamiento actuante, y el esfuerzo cortante resistente.
Análisis de la rigidez o flexibilidad de la platea
Se tiene que analizar la rigidez o flexibilidad de la losa de cimentación y según
eso la distribución de las presiones.
 Si hacemos losas y vigas rígidas (con un buen peralte), podremos suponer
presiones uniformes.
 Si hacemos losas de cimentación flexibles podremos tener presiones
variables.