Posted by Las losas de cimentación son usadas generalmente en suelos con poca capacidad de carga, cuando las zapatas convencionales requieran un mayor soporte. Las zapatas cuadradas y rectangulares en condiciones normales son más económicas para dar soporte a las columnas y muros.
En ocasiones se requiere utilizar zapatas combinadas, para brindar soporte a una hilera de dos o más columnas. Las zapatas combinadas pueden ser rectangulares, trapezoidal o de contraste.
Abordaremos los tipos más comunes de losas de cimentación, cuya funcionalidad hace posible la construcción de estructuras con necesidades específicas.
Tabla de contenidos
¿ Que son losas de cimentación ?
Es una losa de concreto que soporta más de una hilera de columnas, algunas veces llamada placa de cimentación. La losa de cimentación es una zapata combinada que puede cubrir el área entera bajo una estructura que soporta varias columnas y muros.
Las losas de cimentación generalmente se apoyan sobre el terreno, hacia donde transmiten las cargas y el esfuerzo generado desde la superficie de apoyo. Las losas de cimentación pueden ser más económicas, en caso de que las zapatas aisladas deban cubrir más de la mitad del área de construcción.
En caso de que el nivel freático sea elevado, se pueden construir losas de cimentación sobre pilotes, de esta manera se controla la flotación.
Zapatas combinadas
Como su nombre lo dice, las zapatas combinadas son un sistema de cimentación en el que se emplea más un tipo de zapata.
Zapatas combinadas rectangulares: una sola cimentación rectangular puede soportar dos o más columnas. Se usa cuando la carga que soporta una columna y la capacidad de carga del suelo son tales que el diseño estándar de una zapata aislada se prolonga más allá del lindero del predio.
Zapata trapezoidal combinada: se usa como una cimentación corrida aislada para columnas que soportan grandes cargas cuando el espacio es reducido. El tamaño de la cimentación que va a distribuir la presión uniformemente sobre el suelo puede obtenerse a través del empleo de fórmulas de diseño.
Zapata en voladizo: se pueden usar en vez de las anteriores, cuando la capacidad de carga admisible del suelo es alta y las distancias entre columnas son grandes. En este tipo de zapatas se usa un trabe de liga para conectar una cimentación de columna excéntricamente cargada con la cimentación de una columna interior.
Tipos comunes de losas de cimentación
Actualmente se emplean varios tipos de losas de cimentación, los tipos más comunes se muestran a continuación:
- Losa plana
Con un espesor uniforme de losa, son utilizadas en donde el suelo no presente condiciones de grandes asentamientos.
- Losa plana engrosada bajo las columnas
Engrosamientos puntuales de la losa en puntos ubicados directamente bajo cada una de las columnas.
- Losa emparrillada
En donde las vigas corren en ambos sentidos y las columnas están ubicadas en las intersecciones de vigas. Este tipo de cimentación es especialmente útil cuando el terreno presenta una capacidad portante escaza o elevada heterogeneidad, lo que puede derivar en asentamientos diferenciales importantes.
- Losa plana con pedestales
Los pedestales se ubican bajo cada una de las columnas.
- Losa con muretes integrados para sótano o cajón de cimentación
Los muretes trabajan como atiesadores de la losa.
Capacidad de carga de losas de cimentación
La capacidad de carga bruta última de una losa de cimentación se determina de manera similar a la que se usa en las cimentaciones superficiales.
Es importante considerar un factor de seguridad en los cálculos de capacidad de carga neta admisible. Para losas sobre arcilla, este factor no debe ser menor de 3 bajo carga muerta y carga viva máxima. En caso de que las condiciones sean más extremas debe considerarse un factor de seguridad entre 1.75 y 2. Para la mayoría de las condiciones de trabajo de losas sobre arena, el factor de seguridad contra falla por capacidad de carga es muy grande.
Cimentación compensada
El incremento de presión neta en el suelo bajo una losa de cimentación puede reducirse aumentando la profundidad de desplante. El diseño por compensación suele ser muy útil para estructuras que van a construirse sobre arcillas muy blandas.
Consiste en construir un sótano más profundo por debajo de la parte superior de la superestructura, de tal manera que el aumento de presión neta sea relativamente uniforme a cualquier profundidad.
Diseño estructural de losas de cimentación
Puede llevarse a cabo a través de dos métodos convencionales: el método rígido convencional y el método flexible aproximado. Además, pueden ser utilizados los métodos de diferencias finitas y de elemento finito.
En el método rígido convencional para diseño, la losa se supone infinitamente rígida, en donde la presión del suelo se distribuye linealmente. En el método flexible aproximado, el suelo se supone equivalente a un número infinito de resortes elásticos.
El método flexible aproximado de diseño se basa principalmente en la teoría de placas, mediante el cual se pueden evaluar los efectos de una carga concentrada de columna en el área circundante a evaluar.
