Cimientos de losa de hormigón en NC: Lo que cada propietario debe saber antes de construir

Toda su casa descansa sobre este único vertido

La cimentación de losa de hormigón es el tipo de cimentación más común para la construcción residencial en el este de Carolina del Norte, y con buena razón. El terreno relativamente plano de la región, los altos niveles freáticos en algunas áreas y las condiciones del suelo de arenoso a arcilloso hacen que la losa sobre terreno (slab-on-grade) sea la opción de cimentación más práctica y rentable para la mayoría de las casas personalizadas en las áreas de Fayetteville, Fort Bragg y sus alrededores.

Pero "más común" no significa "sencillo". Una cimentación de losa de hormigón requiere preparación del suelo, control de la humedad, refuerzo, un diseño adecuado de la mezcla de hormigón y un acabado cuidadoso; todo ello coordinado en un único vertido continuo que no se puede deshacer una vez que se endurece. En South Eastern General Contractors, hemos vertido cientos de cimentaciones de losa en los condados de Cumberland, Hoke y Robeson durante los últimos 21 años o más. Esto es lo que los propietarios de viviendas deben entender sobre lo que se está colocando debajo de su hogar.

Tipos de cimentación de losa utilizados en Carolina del Norte

Losa monolítica (borde engrosado)

El tipo más común en nuestra área. La losa y la zapata perimetral se vierten como un único vertido continuo. El borde perimetral se engrosa (normalmente de 12 a 18 pulgadas de profundidad y 12 pulgadas de ancho) para servir como zapata, mientras que la losa interior suele tener 4 pulgadas de grosor. Esto es más rápido y económico que una cimentación de muro de contención porque elimina el vertido de zapata separado y la construcción de muros de bloques.

Cimentación de muro de contención con losa

Un enfoque tradicional de dos fases: primero, se vierte una zapata continua, luego se colocan muros de contención de bloques de hormigón (CMU) sobre la zapata hasta la altura del suelo deseada, y luego se vierte la losa dentro de los muros de contención. Este método se utiliza cuando el cambio de nivel requiere que la altura del suelo se eleve por encima del nivel circundante (común en lotes inclinados o en zonas de inundación). Es más costoso que el monolítico, pero proporciona más flexibilidad para los cambios de nivel y permite zapatas más profundas en suelos difíciles.

Losa postensada

Un diseño de losa especializado donde se introducen cables de acero de alta resistencia (tendones) en el hormigón y se tensan después de que el hormigón fragua. Esto crea una losa pretensada que resiste las grietas y puede cubrir condiciones de suelo variables sin necesidad de zapatas adicionales. Las losas postensadas son menos comunes en nuestra área, pero se utilizan en grandes proyectos comerciales y en lotes residenciales con suelos arcillosos expansivos.

Preparación del terreno: Qué sucede antes del vertido

La cimentación es tan buena como el suelo sobre el que se apoya. La preparación del terreno para una cimentación de losa en el área de Fayetteville suele incluir:

Estudio de suelo

Un ingeniero geotécnico realiza perforaciones de suelo en el lugar de construcción para determinar la capacidad de carga del suelo (cuánto peso puede soportar) e identificar cualquier problema: capas orgánicas, niveles freáticos altos, arcilla expansiva o material de relleno. El informe geotécnico determina el diseño de la cimentación: profundidad de la zapata, espesor de la losa, requisitos de refuerzo y si se necesita alguna mejora del suelo (compactación, excavación excesiva y reemplazo).

Nivelación preliminar y compactación

La plataforma de construcción se limpia, se despoja de la capa superior del suelo y se nivela a la elevación de diseño. Si se necesita material de relleno para llevar la plataforma al nivel requerido, se coloca en capas (normalmente capas de 8 a 12 pulgadas) y se compacta mecánicamente al 95 % de la densidad Proctor Estándar. Una prueba de compactación verifica que el relleno cumpla con la densidad requerida. El relleno compactado incorrectamente es la causa número uno del asentamiento y agrietamiento de la losa; si el suelo debajo de la losa se comprime de manera desigual con el tiempo, la losa se mueve con él.

Instalación de tuberías preliminares (bajo la losa)

Antes de verter la losa, se deben instalar, inspeccionar y probar a presión todas las tuberías bajo la losa: líneas de drenaje, líneas de suministro de agua (en algunos casos) y cualquier tubería de calefacción radiante. Una vez que se coloca el hormigón sobre ellas, estas líneas quedan encerradas e inaccesibles sin el uso de un martillo neumático. Es por eso que los cambios de planos en las distribuciones de la cocina y el baño después de verter la losa son tan costosos: se está cortando la cimentación para reubicar las tuberías.

Barrera de vapor

Se coloca una barrera de vapor de polietileno (mínimo de 10 milésimas de pulgada, aunque 15 milésimas es cada vez más estándar) sobre la subrasante compactada, debajo de la losa. Esto evita que la humedad del suelo migre hacia arriba a través del hormigón hacia el espacio habitable. En el clima húmedo del área de Fayetteville, con niveles freáticos relativamente altos en algunos vecindarios, una barrera de vapor adecuada es esencial para el rendimiento a largo plazo del acabado del suelo, especialmente para suelos de madera noble, LVP y alfombras que pueden dañarse por el vapor de agua.

La barrera de vapor debe solaparse en las uniones (solape mínimo de 6 pulgadas) y sellarse con cinta para barrera de vapor. También debe extenderse por los lados de los encofrados de las zapatas para crear una barrera de humedad continua en la parte inferior y los bordes de la losa.

Refuerzo

El hormigón es fuerte en compresión (soporta bien el peso) pero débil en tracción (se agrieta cuando se estira). El refuerzo (barras de acero de refuerzo y/o malla de alambre soldado) proporciona la resistencia a la tracción que le falta al hormigón.

Una losa residencial típica en nuestra área utiliza:

• Varilla de refuerzo N.º 4 (1/2" de diámetro) a 18-24" de centro a centro, en ambas direcciones, formando una cuadrícula en la losa

• Varilla de refuerzo N.º 4 o N.º 5 en la zapata de borde engrosado, normalmente de 2 a 3 barras que corren continuamente alrededor del perímetro, con espigas verticales si se construirá un muro de contención en la parte superior

• Soportes para varillas (espaciadores): soportes de plástico o metal que sostienen la cuadrícula de varillas a la altura correcta dentro del espesor de la losa (normalmente centrados en una losa de 4 pulgadas, es decir, a 2 pulgadas de la parte inferior)

El refuerzo debe estar a la altura adecuada; las varillas de refuerzo apoyadas directamente en el suelo no sirven para nada. Deben elevarse dentro de la sección transversal del hormigón para poder resistir las fuerzas de tracción que causan las grietas. Los inspectores verifican la altura de colocación de las varillas de diseño durante la inspección previa al vertido.

El vertido: Qué sucede el día del vertido

El día del vertido es uno de los hitos más importantes en cualquier construcción, y uno de los que más depende del tiempo. El hormigón tiene un tiempo de trabajabilidad limitado (normalmente de 60 a 90 minutos, dependiendo de la temperatura, el diseño de la mezcla y los aditivos), y toda la losa debe colocarse, consolidarse, nivelarse y terminarse antes de que comience a fraguar.

Diseño de mezcla de hormigón

Los planos estructurales especifican la mezcla de hormigón: normalmente una resistencia a la compresión de 3,000 a 4,000 PSI, con un asentamiento de 4 a 5 pulgadas (una medida de la trabajabilidad). En el área de Fayetteville, la mayoría de los proveedores de hormigón premezclado entregan una mezcla residencial estándar de 3,500 PSI. A veces se especifica el refuerzo con fibras (microfibras sintéticas mezcladas en el hormigón) además de la varilla para reducir el agrietamiento por contracción plástica durante el curado.

Colocación y consolidación

El hormigón se entrega en camiones hormigonera y se vierte directamente en los encofrados (para vertidos más pequeños) o se bombea a través de una bomba de pluma o una bomba de línea (para vertidos más grandes o sitios donde el acceso de camiones es limitado). A medida que se coloca el hormigón, los trabajadores utilizan vibradores para consolidarlo, eliminando las bolsas de aire y asegurando que el hormigón rodee por completo las varillas de refuerzo y llene los encofrados sin dejar vacíos.

Acabado

Después de que el hormigón se nivela (con una regla de nivelación) y se pasa el alisador de mango largo o flotador (alisado con una herramienta plana grande), pasa por varias etapas de acabado:

• Flotador grande o Fresno: pasada de alisado inicial, cierra la superficie y empuja el agregado grueso debajo de la pasta de cemento

• Esperar a que se evapore el agua de exudación: esto es fundamental. El acabado sobre el agua de exudación atrapa la humedad debajo de la superficie y crea una capa superficial débil y polvorienta

• Allanadora mecánica o paleta de mano: pasadas de acabado final que comprimen y alisan la superficie hasta obtener la textura deseada

• Acabado escobillado (si se especifica): una textura que se arrastra sobre la superficie para proporcionar tracción en losas de garaje, porches y pasillos

Curado: El paso más ignorado

El hormigón no se "seca", se cura. La reacción química (hidratación) entre el cemento y el agua que le da al hormigón su resistencia necesita humedad y tiempo. Una losa que se seca demasiado rápido será más débil, más propensa a agrietarse y tendrá una superficie más blanda que una que se cura adecuadamente.

Un curado adecuado en el clima de Fayetteville significa:

• Compuesto de curado aplicado dentro de los 30 minutos posteriores al acabado: una membrana rociada que sella la humedad dentro de la losa

• Sin tráfico durante al menos 24 horas: se debe evitar el tráfico peatonal durante un día completo, y el tráfico de vehículos por un mínimo de 7 días

• Curado de 28 días para fuerza total: el hormigón alcanza su resistencia a la compresión especificada (3,500 PSI) a los 28 días. El levantamiento de la estructura (framing) normalmente puede comenzar a los 7 días (cuando la losa alcanza aproximadamente el 65-75 % de su resistencia de diseño)

Problemas comunes de la losa y cómo prevenirlos

• Agrietamiento: cierto agrietamiento en el hormigón es normal y esperado. Las juntas de control (ranuras hechas con sierra o herramientas) se colocan para controlar dónde se forman las grietas; crean planos débiles que fomentan el agrietamiento a lo largo de la línea de la junta en lugar de hacerlo de manera aleatoria a través de la losa. Una losa de 4 pulgadas debe tener juntas de control a intervalos máximos de 10 a 12 pies en ambas direcciones.

• Asentamiento: causado por un relleno mal compactado o material orgánico que quedó debajo de la losa. Prevención: preparación adecuada del terreno, pruebas de compactación y eliminación de todo material orgánico.

• Vapor de humedad: causado por una barrera de vapor faltante o dañada. Prevención: barrera de vapor de 15 milésimas de pulgada, debidamente solapada y sellada, inspeccionada antes del vertido.

• Defectos superficiales: formación de polvo, descascaramiento o desprendimiento causados por el acabado sobre el agua de exudación, la adición de agua a la superficie durante el acabado o la exposición a ciclos de congelación y descongelación antes de que se complete el curado. Prevención: acabadores experimentados, compuesto de curado adecuado y monitoreo del clima.

Qué deben preguntar los propietarios a su constructor

• ¿Qué mezcla de hormigón en PSI está especificando para la losa? (Mínimo de 3,500 PSI para uso residencial)

• ¿Qué espesor y marca de barrera de vapor está utilizando? (Se recomiendan 15 milésimas de pulgada)

• ¿Qué refuerzo de varillas de acero lleva la losa? (Solicite el plano estructural)

• ¿Utiliza espaciadores de varillas para elevar el refuerzo? (El "sí" es la única respuesta aceptable)

• ¿Cómo maneja el curado? (Compuesto de curado como mínimo; el curado húmedo es aún mejor)

• ¿Se realizará una prueba geotécnica del suelo? (Requisito para cualquier constructor responsable)

Construya sobre una cimentación sólida con SEGC

En South Eastern General Contractors, la cimentación es donde comienza la responsabilidad. Cada losa que vertemos comienza con pruebas de sitio adecuadas, refuerzo de ingeniería y un equipo que comprende lo que separa una cimentación duradera de una que no lo es. Con más de 21 años de construcción de viviendas personalizadas en Fayetteville y las comunidades circundantes de Carolina del Norte, y como empresa de propiedad nativa americana, certificada 8(a) y HUBZone, no recortamos gastos en aquello de lo que depende toda su casa.

¿Listo para construir sobre tierra firme? Comuníquese con SEGC al (910) 565-4719 o visite southeasterngc.com.