Zapata (fonamentació)

Zapata (fonamentació)

Dibuix esquemàtic de fonamentació en zapatas.

Una zapata és un tipo de fonamentació superficial, que pot ser amprada en terrenys raonablement homogéneus i de resistències a comprensió miges o altes. Consistixen en un ample prisma de formigó (concret) situat baix els pilarés de l'estructura. La seua funció és transmetre al terreny les tensions a que està somesa el restant de l'estructura i ancorar-la.

Quan no és possible amprar zapatas deu recórrer-se a fonamentació per pilotage o lloses de fonamentació.

Tipos de zapatas

Existixen varis tipos de zapatas en funció de si serviran de respal a un o varis pilars o be siguen a murs. Per a pilars singulars s'usen zapatas aïllades, per a dos pilars propencs zapatas combinades, per a rencs de pilars o murs zapatas corregudes.

Zapatas aïllades

Empleades per a pilarés aïllats en terrenys de bona calitat, quan l'excentricitat de la càrrega del pilar és menuda o moderada. Esta última condició es complix molt millor en els pilars no perimetrals d'un edifici. Les zapatas aïllades segons la seua relació entre la vora i el vol o llarc màxim lliure poden classificar-se en:

Archiu:Construcción de una cimentación por zapata aislada.ogv

Construcció d'una fonamentació en zapata asilada

• Zapatas rígides o poc deformables.
• Zapatas flexibles o deformables.

I segons l'esforç vertical estiga en el centre geomètric de la zapata es distinguix entre:

• Zapatas centrades.
• Zapatas excèntriques.
• Zapatas irregulars.
• Zapatas confrontants

El correcte dimensionado de les zapatas aïllades requerix la comprovació de la capacitat portante d'afonament, la comprovació de l'estat d'equilibri (esmonyida, bolque), com la comprovació resistent de la mateixa i el seu assentament diferencial en relació en les zapatas contigües.

Per a construir una zapata aïllada deuen independisar-se els fonaments i les estructures dels edificis ubicats en terrenys de naturalea heterogénea, o en discontinuidades, per a que les diferents parts de l'edifici tinguen fonamentacions estables. Constructivamente, convé que les instalacions de l'edifici estiguen sobre el pla dels fonaments, sense intersecar zapatas o riostras.

La profunditat del pla de respal es fixa basant-se en el informe geotécnico, sense alterar el comportament del terreny baix el fonament, a causa de les variacions del nivell freàtic o per possibles riscs deguts a les gelades. És convenient aplegar a una profunditat mínima per baix de la cota superficial de 50 o 80 cm en aquelles zones afectades per estes variables. L'informe geotécnico proporciona informació sobre la resistència a compressió dels diferents estrats, per lo que a partir d'ell és possible decidir l'estrat més adequat tenint en conte l'heterogeneïtat del terreny i el cost de construcció dels diversos tipos de fonamentació.

En el cas de que l'edifici tinga una junta estructural en soport duplicat (dos pilars), s'efectua una sola zapata per als dos soports. Sobre el formigó, la major part d'instruccions de formigó recomanen baix condicions usuals, usar formigó de consistència plàstica, en àrits de tamany al voltant de 40 mm. En l'eixecució, i abans de tirar el formigó, dispondre en el fondo una capa de formigó pobre d'aproximadament 5 cm de gruixa, abans de colocar les armadures. Per a tot tipo de zapata, el pla de respal de la mateixa deu quedar empotrat 10 cm. en l'estrat del terreny.

Zapatas combinades

A voltes, quan un pilar no pot recolzar-se en el centre de la zapata, sino excéntricamente sobre la mateixa o quan es tracta d'un pilar perimetral en grans moments flectores la pressió del terreny pot ser insuficient per a previndre el bolque de la fonamentació. Una forma comuna de resoldre-ho és unint o combinant la zapata de fonamentació d'este pilar en la més pròxima, o per mig de voltons centradoras, de tal manera que es puga evitar el gir de la fonamentació.

Un cas freqüent d'us de zapatas combinades són les zapatas de medianería o zapatas de lindero, que per llimitacions d'espai solen ser zapatas excèntriques. Per la seua pròpia forma estes zapatas requerixen per a un correcte equilibri un voltó centradora. Dita voltó centradora junt en atres dos zapatas, constituïx un cas de zapatas combinades.

Zapatas armada o contínues

Archiu:Base floor.png

Dibuix esquemàtic de zapata contínua.

S'ampra normalment este tipo de fonamentació per a sustentar murs de càrrega, o pilars alineats relativament pròxims, en terrenys de resistència baixa, mija o alta. Les zapatas de lindero conformen la fonamentació perimetral, soportant els pilars o murs excéntricamente; la secció del conjunt mur-zapata té forma de "L" per a no invadir la propietat del veí. Les zapatas interiors sustenten murs i pilars segons el seu eix i la secció mur-zapata té forma de T invertida; posseïxen la ventaja de distribuir millor el pes del conjunt.

Càlcul de zapatas

El càlcul de zapatas requerix comprovar que no se sobrepassen diversos estats llímit (ELU) últims entre ells:

• ELU d'estabilitat: es produïx quan existix risc de bolque o esmonyida, es produïx quan el moment flector del pilar en una zapata aïllada és excessiu (bolque) o la força rasante és excessiva (esmonyida), es corrig canviant la forma de la zapata o aumentant l'àrea de la mateixa per a aumentar la superfície de respal.
• ELU d'afonament en el terreny, es produïx perque el terreny de respal no té la capacitat portante necessària, es corrig o aumentant la superfície de respal per a repartir més els esforços o canviant la tipologia de la fonamentació, per eixemple afegint pilotage.
• ELU d'agotament per flexión mecànica deguda a una gran compressió del pilar, es produïx per un moment flector excessiu i es corrig aumentant l'altura o vora útil de la zapata o ben disponent una armadura d'acer adequada en la planta inferior de la zapata.
• ELU de punzonamiento, possibilitat de fisuración i eventual desconexió de la part directament comprimida pel pilar i el restant de la zapata. Es produïx per un esforç tallant excessiu i es corrig aumentat l'altura o vora útil de la zapata o disponent una armadura extra per a transmetre esforços del pilar al restant de la zapata de manera més eficient.