Losas de cimentación

Una losa de cimentación (cimentación en losa) es una losa de cimentación combinada que cubre toda el área debajo de una estructura y soporta todas las paredes y columnas.

Este tipo de cimiento es más apropiado y adecuado cuando la presión del suelo permitida es baja, o la carga es pesada, y las zapatas extendidas cubrirían más de la mitad del área del plan.

Además, cuando el suelo contiene lentes de estratos compresibles que probablemente causen un asentamiento diferencial considerable, losa de cimentación es muy adecuada, ya que tendería a tender un puente sobre los puntos erráticos, en virtud de su rigidez.

En ocasiones, el principio de los cimientos flotantes puede aplicarse mejor en el caso de los cimientos de losa de cimentación, para minimizar los asentamientos.

Una losa de cimentación generalmente descansa directamente sobre el suelo o las rocas: sin embargo, también puede asentarse sobre pilotes, si el estrato duro no está disponible a una profundidad razonablemente pequeña.

Tipos de losas de cimentación

Los tipos comunes de losas de cimentación son:

1. Losas planas
2. Con refuerzo bajo las columnas
3. Bidireccional y plana
4. Plana con pedestales
5. Losa celular
6. Muros de basamento como marco rígido (en Cajón)

Las losas planas	Corresponde a una losa de hormigón plana de espesor uniforme en toda el área; este tipo es adecuado para columnas muy separadas, que transportan pequeñas cargas.
Con refuerzo bajo las columnas	Este tipo proporciona resistencia suficiente para cargas de columna relativamente grandes.
Bidireccional y plana	Es una losa con bandas engrosadas provistas a lo largo de las líneas de columna en ambas direcciones; este tipo proporciona resistencia suficiente, cuando el espacio entre columnas es grande y las cargas entre columnas son desiguales.
Con pedestales	Representa una losa en la que se adicionan pedestales debajo de cada columna; esta alternativa tiene el mismo propósito que las losas con refuerzo bajos las columnas.
Celular	Representa una estructura de rejilla bidireccional hecha de construcción celular y de construcción de acero estructural en intersección.
Muros de basamento con marco rígido (En cajón)	Representan una losa en el que las paredes o muros del basamento se han utilizado como nervaduras o vigas profundas.

Capacidad de carga de las losas de cimentación en arenas

Dado que la capacidad de carga de la arena aumenta con el tamaño de la losa y que las losas son generalmente de grandes dimensiones, prácticamente se descarta una falla de la capacidad de carga en arenas.

A medida que una losa cruza los sedimentos sueltos y elimina su influencia, los asentamientos diferenciales son mucho más pequeños que los de una zapata bajo la misma presión. Por lo tanto, se pueden usar presiones de suelo más altas permitidas para el diseño cimentación en losa en arenas.

Terzaghi y Peck (1948), como también Peck, Hanson y Thornborn (1974), recomiendan un aumento del 100% sobre el valor permitido para zapatas extendidas.

Los diagramas de diseño desarrollados para la capacidad de carga de los valores de N para zapatas en arenas pueden usarse para este propósito.

El efecto de la ubicación del nivel freático se trata como en el caso de zapatas.

Principio de funcionamiento

Para tener una mejor idea sobre cuándo usar una losa de cimentación, es importante comprender cómo funciona la base de la losa. Vamos a obtener una revisión rápida de su principio de funcionamiento.

Los cimientos de la losa transmiten la carga total del edificio a toda el área de la planta baja. 

El mecanismo de distribución del estrés de la base de la losa de cimentación es muy simple. 

El peso total de la estructura y el peso propio de la losa se calculan y se dividen por el área total de la base que cubre para calcular el estrés o esfuerzos en el suelo.

Como en el caso de los cimientos de la losa, el área de contacto del cimiento con el suelo es mucho mayor que cualquier otro tipo de cimiento, por lo que la carga se distribuye en un área más grande y, por lo tanto, la tensión en el suelo es menor y la posibilidad de falla por corte del suelo es menor.

¿Cuándo elegir la cimentación por losa?

Para el diseño de cimientos, uno de los aspectos más importantes es elegir el tipo correcto de cimiento. 

Se escoge una losa de cimentación cuando:

1. El suelo tiene una baja capacidad de carga.
2. La carga de la estructura debe distribuirse en un área grande.
3. El área de cimentación individual o de cualquier otro tipo cubriría aproximadamente el 50% del área total del terreno debajo de la estructura.
4. Las columnas o paredes se colocan tan cerca que las zapatas individuales se superpondrían.
5. Es necesario reducir el estrés en el suelo.
6. Existe la posibilidad de un acuerdo diferencial en caso de que se utilice una base individual.
7. Cuando los estratos del suelo son impredecibles y contienen capas de suelo compresibles.
8. Se debe construir el basamento o base.
9. Cualquier otro tipo de zapata no puede usarse ventajosamente.

Construcción de una loza de cimentación

Las losas de cimentación se construyen invariablemente de hormigón armado.

Se vierten en áreas pequeñas como 10 m × 10 m para evitar grietas por contracción excesiva.

Las juntas de construcción se ubican cuidadosamente en lugares de bajo esfuerzo cortante, como las líneas centrales entre las columnas.

Los refuerzos deben ser continuos a través de los puntos. Si se empalma una barra, se proporciona una vuelta adecuada.

Se pueden proporcionar llaves de corte a lo largo de las juntas para que la tensión de corte a través de la junta se transmita de manera segura. Si es necesario, la losa de cimentación se puede engrosar para proporcionar suficiente resistencia en las articulaciones.

Proceso de construcción

Los pasos clave de la construcción de la base de la balsa se indican a continuación.

1. Identifique la profundidad deseada a la que se proporcionará la base de la losa.
2. Excave el suelo hasta la profundidad requerida.
3. Compacta el suelo.
4. Proporcionar una membrana impermeabilizante.
5. Vierta 3 pulgadas de pasta de cemento y arena plana.
6. Coloque el refuerzo manteniendo el espacio requerido usando espaciadores.
7. Vierta el concreto a la profundidad deseada.
8. Fraguado.