Monografia de cimentaciones armadas
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- 1. 0 Ao del Centenario de Machu Picchu para el Mundo MODALIDAD
DE TITULACION TEMA : CIMENTACIONES ARMADAS CARRERA : TECNICO EN
EDIFICACIONES ALUMNO: - ALARCON SILVA.FRANKLIN JONATHAN LIMA PER
NOVIEMBRE - 2013
- 2. 1 -A Dios Por la sabidura e inteligencia que me da da a da.
-A mis queridos padres Por su apoyo incondicional y el esfuerzo
diario que realizan por brindarme una buena educacin.
- 3. 2 AGRADECIMIENTO A todas aquellas personas con sed de
conocimiento y deseos de superacin, que leen hoy estas pginas y
premian el esfuerzo de este trabajo. Agradecemos en primer lugar,
al ser Supremo, nico dueo de todo saber y verdad, por iluminarnos
durante este trabajo y por permitirnos finalizarlo con xito; y en
segundo lugar, pero no menos importante, a nuestros queridos
padres, por su apoyo incondicional y el esfuerzo diario que
realizanpor brindarnos una buena educacin. Los esfuerzos mayores,
por ms individuales que parezcan, siempre estn acompaados de apoyos
imprescindibles para lograr concretarlos. En sta oportunidad,
nuestro reconocimiento y agradecimiento a mis profesores; por su
oportuna, precisa e instruida orientacin para el logro del presente
trabajo.
- 4. 3 NDICE CARATULA. 0
DEDICATORIA..................................................................................................................
................................. 1
AGRADECIMIENTO..........................................................................................................................................
2
INDICE.......................................................................................................................
......................................... 3 INTRODUCCIN....5 1.
CIMENTACIONES ARMADAS..... 6 1.1. TIPOS PRINCIPALES DE
SUELOS.............................................................................................................
7 1.2. TCNICAS PARA LA INVESTIGACIN EN EL
SUBSUELO......................................................................
8 1.3. TIPO DE CIMENTACIONES Y MODO
DECONSTRUCCIN....................................................................
8 2.
NORMATIVA................................................................................................................
................................. 8 3. TIPOS DE CIMENTACIONES
ARMADAS..................................................................................................
9 3.1 CIMENTACIONES
SUPERFICIALES...........................................................................................................
9 3.1.1 VIGA DE
CIMENTACION..............................................................................................................................10
3.1.2 VIGA
FLOTANTE...........................................................................................................................................
20
3.1.3EMPARRILLADO............................................................................................................................................
26 3.1.4
ZAPATAS........................................................................................................................
............................... 29 3.1.4.1 Zapata aislada
cuadrada..................................................................................................................
30 3.1.4.2 Zapata
corrida.....................................................................................................
..................................... 39 3.1.4.3 Zapata
medianeria....................................................................................................................................
42 3.1.4.4 Zapata de
combianda................................................................................................................................
44 3.1.4.5 Zapata
contina......................................................................................................
.................................. 3.1.4.6 Zapata
esalonada.....................................................................................................
................................. 3.1.6 LOSAS DE
CIMENTACIN...........................................................................................................................
48 3.2 CIMENTACIONES
SEMIPROFUNDAS........................................................................................................
55 3.2.1. Pozos de
cimentacion..................................................................................................................................
55 3.3 CIMENTACIONES
PROFUNDAS.................................................................................................................
59 3.3.1
PILOTES.......................................................................................................................................................
59
- 5. 4 3.3.1.1 Funcin de los
pilotes..............................................................................................................................
59 3.3.1.2 Tipos de
pilotes......................................................................................................................
................... 60 3.3.1.2.1
Clasificacin..........................................................................................................................................
60 3.3.1.2.1.1 Pilotes de
hormign..............................................................................................
............................. 60 3.3.1.2.1.2 Pilotes de
acero..........................................................................................................
........................ 62 3.3.1.3 Instalacin de
pilotes...............................................................................................................................
65 3.3.1.3.1 Equipo para el hincado de
pilotes.................................................................................
........................ 65 3.3.1.4Martillos de
impacto.......................................................................................................................
......... 66 3.3.1.5Comportamiento de los pilotes con cargas
verticales..............................................................................
67 3.3.1.5.1 Pruebas de carga en los
pilotes....................................................................................
........................ 68 3.3.1.5.2 Grupos de
pilotes..................................................................................................................................
68 3.3.1.6 Eleccin del tipo de
pilote..........................................................................................
.............................. 68 3.3.1.7
Fabricacin..........................................................................................................
.................................... 69 3.3.1.8
Hinca........................................................................................................................
................................ 69 3.3.1.9
Juntas.......................................................................................................................................................
69 3.3.1.10
Control.............................................................................................................
...................................... 70 3.3.1.10.1 Control en
fbrica..................................................................................................
............................. 70 3.3.1.10.2 Control en
obra...................................................................................................................................
70 3.3.1.2 Obra
singulares..............................................................................................................
.......................... 71 3.3.1.3Caractersticas
tcnicas............................................................................................................................
71
3.3.2ENCEPADOS.................................................................................................................................................
72 3.3.3 MUROS DE
CONTENCIN...........................................................................................................................
79 3.3.3.1. Muro
melusa...........................................................................................................................................
80 3.3.3.2. Muros de
contrafuertes...........................................................................................................................
86 3.3.3.3. Muro de
sotano.......................................................................................................................................
90 3.3.3.4. Muro
pantalla.........................................................................................................................................
94 3.3.3.5. Muro por
pilotes......................................................................................................................................
97
CONCLUSIONES.................................................................................................................
.............................. 98
BIBLIOGRAFA.........................................................................................................................................
........ 99
- 6. 5 INTRODUCCIN La cimentacin de la edificaciones, puede ser
superficial y profundas (1) , y a la vez armadas y sin armadura.
Dentro de las cimentaciones simples ( sin armadura) por ejemplo
podemos nombrar a las cimentaciones de concreto ciclpeo, como son
los cimientos corridos. Las cimentaciones armadas, son aquellas que
por condicin de diseo, nenecitab de concreto armado. Los cimientos
en toda vivienda constituyen la parte ms importante de la
construccin, ya que sern los encargados de recibir las cargas de
los muros y transmitirlas en forma eficienteal terreno. Pero cuando
la edificacin debe ser capaz de resistir los movimientos ssmicos
sin deteriorarse, la cimentacin debe estar capacitada para resistir
adems, cargas horizontales y cargas del tipo de las que producen
los asentamientos diferenciales tpicos en terrenos bajo accin de
sismos. Para realizar los cimientos debemos tener en cuenta el tipo
de terreno en el cual se va a apoyar la estructura de la vivienda,
para que sta no vaya a quedar sobre rellenos o terrenos no aptos
para construir y que en el futuro puedan presentar asentamientos
diferenciales los cuales son difciles de corregir. En esta gua,
encontrar las recomendaciones mnimas para la construccin de los
cimientos y desages, lo mismo que la forma de colocar el acero y
los estribos de acuerdo a las recomendaciones de la Norma
Colombiana de Diseo y Construccin Sismo resistente NSR- 98. En esa
norma encontramos las dimensiones de ancho y altura mnima que debe
tener una viga de cimentacin para las viviendas de uno o dos pisos,
y que son de carcter obligatorio en todo el territorio nacional. La
gua va dirigida a personas con alguna experiencia en construccin,
ya que en ella solo tenemos en cuenta los procesos de ejecucin
de
- 7. 6 cimientos para las viviendas de uno y dos pisos; no se
tratar el tema de fundaciones ni de desages para otro tipo de
edificaciones. (1) De acuerdo al RNE Norma E-050 1. Cimentaciones
Armadas Las cimentaciones armadas ( de concreto armado) El cimiento
armada es aquella parte de la estructura encargada de transmitir
las cargas al terreno. Debido a que la resistencia y rigidez del
terreno suelen ser inferiores a las de la estructura, la cimentacin
posee un rea en planta muy superior a la suma de las reas de todos
los pilares y muros portantes (Estructura vertical). Los cimientos
por tanto sern por lo general piezas de volumen considerable con
respecto al volumen de las piezas de la estructura. Se construyen
en hormign armado y en general se emplear Hormign de calidad
relativamente baja ya que no resulta econmicamente interesante el
empleo de Hormigones de resistencias mayores. Para poder realizar
una buena cimentacin es necesario un conocimiento previo del
terreno en el que se va a construir la estructura. Aqu vamos a
realizar una pequea introduccin sobre el suelo y la Roca. Los
trminos roca y suelo, tal como se usan en la ingeniera civil,
implican una clara distincin entre dos clases de materiales de
cimentacin. Se dice que roca es un agregado natural de granos
minerales unidos por grandes y permanentes fuerzas de cohesin. Por
otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos
minerales, con o sin componentes orgnicos, que pueden separarse por
medios mecnicos comunes, tales como la agitacin en el agua. El
ingeniero para preparar un proyecto debe saber cules son los
materiales que estn presentes y qu propiedades poseen, este
conocimiento se adquiere, parcialmente, consultando libros, pero
sobre todo, extrayendo, examinando y tal vez probando muestras que
considere representativas de los materiales. En la ingeniera de las
cimentaciones, la experiencia es un factor inapreciable. La
correcta clasificacin de los materiales del subsuelo es un paso
importante para cualquier trabajo de cimentacin, porque proporciona
los primeros datos sobre las experiencias que puedan anticiparse
durante y despus de la construccin. El detalle con el que se
describen, prueban y valoran las muestras, depende del tipo de
estructura que se va a construir, de consideraciones econmicas, de
la naturaleza de
- 8. 7 los suelos, y en cierto grado del mtodo con el que se hace
el muestreo. Las muestras deben describirse primero sobre la base
de una inspeccin ocular, y de ciertas pruebas sencillas que pueden
ejecutarse fcilmente tanto en el campo como en el laboratorio
clasificando el material en uno de los grupos principales. Las
estructuras de cimentacin son, con frecuencia, elementos
tridimensionales, en ocasiones elementos lineales, por ejemplo las
vigas de cimentacin. 1.1. Tipos principales de suelos Los trminos
principales que usan los ingenieros civiles para describir suelos
son: grava, arena, limo y arcilla. La mayor parte de los suelos
naturales se componen por la mezcla de dos o ms de estos elementos,
y pueden contener por aadidura material orgnico parcial o
completamente descompuesto. A las gravas y las arenas se les llama
suelos de grano grueso, y a los limos y a las arcillas suelos de
grano fino. La distincin radica en que puedan diferenciarse las
partculas a simple vista. Laspartculas que tienen un tamao mayor
que aproximadamente 5 mm se clasifican como grava. Sinembargo, si
el dimetro excede de aproximadamente 200 mm, se aplica usualmente
el nombre de boleo. Si los granos son visibles a simple vista pero
menores a 5 mm el suelo se describen como arena, esta puede ser
gruesa, mediana y fina. La resistencia en estado seco proporciona
una base para distinguirlos. Se moldea un pequeo prisma de suelo
que se deja secar al aire. Luego se rompe y tomando un fragmento de
aproximadamente 3 mm se aprieta con el pulgar y el ndice. El
esfuerzo necesario para romper el fragmento proporciona una base
para describir su resistencia como muy baja, baja, media y alta o
muy alta. Un fragmento de arcilla puede romperse solamente con un
gran esfuerzo, mientras que uno de limo se rompe fcilmente.
Ejecutando las pruebas pertinentes de clasificacin y determinando
las propiedades ndice correspondiente, el ingeniero adquiere medios
para describir con precisin un suelo dado sin usar descripciones
verbales que estn sujetas a malas interpretaciones debido a la
vaguedad de la terminologa. Las propiedades del suelo en conjunto,
dependen de la estructura y disposicin de las partculas en la masa
del suelo. Aunque comnmente se usan las propiedades de los granos
para fines de identificacin, el ingeniero debe saber que las
propiedades del terreno en conjunto tienen una mayor influencia en
el comportamiento desde el punto de vista tcnico del suelo. El
ingeniero especialista en cimentaciones tambin debe conocer las
propiedades hidrulicas de los suelos. Si, por ejemplo, en la
construccin de una cimentacin se requiere abatir el nivel de agua
fretica,
- 9. 8 el ingeniero deber estar informado con respecto a las
propiedades hidrulicas y las caractersticas de drenaje de los
materiales del subsuelo. Se dice que un material es permeable,
cuando contiene huecos o intersticios continuos. Todos los suelos y
todas las rocas satisfacen esta condicin habiendo grandes
diferencias en el grado de permeabilidad de los diferentes
materiales trreos. En general el coeficiente de permeabilidad se
incrementa al aumentar el tamao de los intersticios, que a su vez
crece al aumentar el tamao de los granos. El nivel que toma el agua
en los pozos de observacin hechos en los depsitos de suelos se
conoce con el nombre de nivel del agua subterrnea, superficie libre
del agua, o bien nivel fretico. Las caractersticas de
esfuerzo-deformacin de un suelo o de una roca, determinan el
asiento que una estructura dada puede experimentar. Los
asentamientos de las estructuras construidas sobre mantos de
arcilla blanda, que algunas veces estn enterrados profundamente
debajo de materiales ms resistentes y menos compresibles, pueden
producirse lentamente y alcanzar grandes magnitudes. La relacin
entre la presin vertical, el asentamiento y el tiempo, se
investigan en el laboratorio por medio de una prueba de compresin
confinada. 1.2. Tcnicas para la investigacin en el subsuelo Para
que el ingeniero pueda proyectar una cimentacin inteligente, debe
tener un conocimiento razonable de las propiedades fsicas y
disposicin de los materiales del subsuelo. A las operaciones de
campo y de laboratorio necesarias para obtener esta informacin
esencial se les llama exploracin del suelo o programa de
exploracin. El mtodo que ms se adapta a una variedad de condiciones
consiste en hacer sondeos en el terreno y extraer muestras para su
identificacin y, en algunos casos, para hacerles pruebas. Despus de
que se han conocido mediante sondeos preliminares las
caractersticas generales de los materiales del subsuelo, puede ser
adecuado un programa ms extenso de sondeo y muestreo. O puede
resultar ms efectivo investigar la consistencia o la compacidad
relativa de las partes ms dbiles del deposito, por medio de pruebas
de penetracin u otros mtodos directos que no requieren muestreo.
1.3. Tipo de cimentaciones y modo de construccin Las cimentaciones
de la mayor parte de las estructuras se desplantan debajo de la
superficie del terreno. Por lo tanto, no pueden construirse hasta
que se ha excavado el suelo o roca que est por encima del nivel de
las cimentaciones. Ordinariamente el ingeniero especialista en
cimentaciones no se encarga de elegir el equipo de excavacin en un
lugar dado, ni de disear el apuntalamiento, si se necesita. Sin
embargo, generalmente es obligacin del ingeniero aprobar o recusar
el procedimiento de construccin propuesto por el constructor y
revisar el proyecto del apuntalamiento.
- 10. 9 En los suelos permeables para hacer excavaciones por
debajo del agua fretica, usualmente se requiere desaguar el lugar
antes o durante la construccin. 2. Normativa Respecto al dibujo de
construccin no existe una normativa clara y aplicable siendo
recomendable el uso de la NTE, en este caso la especfica de
cimentaciones incluyendo stas aparte de los parmetros de clculo de
las mismas, tambin detalles para su representacin en plano. Para
detalles especficos lo ms usual es acudir a libros especficos sobre
construccin en los que estarn representados detalles generales como
los que se incluyen en este trabajo. 3. TIPOS DE CIMENTACIONES
ARMADAS
- 11. 10 3.1 Cimentaciones superficiales: Cuando a nivel de la
zona inferior de la estructura, el terreno presenta caractersticas
adecuadas desde los puntos de vista tcnico y econmico para cimentar
sobre l, la cimentacin se denominar superficial o directa. Las
cimentaciones superficiales estarn constituidas por zapatas, vigas
y placas, o por combinaciones de estos elementos. Estas
caractersticas del terreno son fundamentales a la hora de la
eleccin de la cimentacin. La influencia del tipo de edificio a
ejecutar tambin es importante en la seleccin de la cimentacin. Las
caractersticas ms importantes de los edificios a la hora de la
cimentacin pueden ser: a) Existencia de stanos a) Edificios ligeros
de poca altura: se usar cimentacin superficial b) Edificios de poca
altura: losas, pilotaje c) Edificios de gran altura: Cimentaciones
profundas o losas de cimentacin Antes de la seleccin de la
cimentacin, y como parte previa a la redaccin del proyecto, debe
realizarse un estudio geotcnico del terreno que en sus conclusiones
debe recomendar los tipos de cimentaciones ms adecuados. Como
caractersticas principales una zapata debe cumplir: a) Conduccin de
las cargas al terreno a travs de los elementos estructurales. b)
Reparto uniforme de las cargas para que no se superen las tensiones
superficiales del terreno. c) Deben limitarse los asientos de la
estructura a los mximos admisibles por sta, y evitar asimismo los
asientos diferenciales. d) Las cimentaciones deben quedar ocultas.
En el caso de edificios industriales el modo de seleccin de las
cimentaciones no difiere del resto de las edificaciones, siendo
incluso en muchos casos un factor decisivo a la hora de decidir el
emplazamiento de la industria, pues un coste muy elevado por las
malas caractersticas del terreno encarecera demasiado el proyecto.
El tipo de cimentacin ms usado en proyectos industriales es la
zapata en sus diversas variantes. No se desestimar en caso
necesario el uso de losas e incluso, en casos muy desfavorables del
terreno, cimentaciones profundas como pilotes. 3.1.1 Viga de
cimentaciones: INTRODUCCION: Son utilizadas en suelos con capacidad
portante baja o pocos resistentes, sirve para integrar linealmente
la cimentacin de varias columnas formando mallas si son en ambas
direcciones (x,y). Se entiende por viga de cimentacin aquella sobre
la que apoyan tres o ms pilares. De nuevo aqu la seccin transversal
puede ser rectangular o bien adoptar la forma de T invertida con
economa de hormign y hacer, pero con un mayor coste de encofrados y
mano de obra. La tendencia actual es hacia
- 12. 11 secciones rectangulares, salvo en grandes cimentaciones,
en la que la formas ms complicadas pueden compensar desde un punto
de vista econmico. COMPORTAMIENTO DE LA ESTRUCTURA El principio
fundamental de la viga de cimentacion es uniformizar la rigidez del
suelo con la de la estructura con la finalidad de soportar las
cargas de la estructura sobre las VC. El uso de las VC disminuyen
los asentamientos diferenciales en el suelo. Es muy utilizado el
diseo de estructuras con muros de ductilidad limitada. .= ( CASOS
DE ESFUERZOS ESFUERZO UNIFORME qt )
- 13. 12 ESFUERZO NO UNIFORME qt Se debe asumir la flexibilidad
del suelo para realizar el diseo. Mtodos de solucin: Barra de
Winckler Elementos finitos Matriciales CONSTRUCCION DE VIGA DE
CIMENTACION INTERPRETAR PLANOS ESTRUCTURALES En ellos puede ver
dimensiones, localizacin, armadura con sus dimetros, distancias y
flejes. Tambin figuran. Los anclajes entre viga y viga y
columnetas. SELECCIONAR HERRAMIENTAS, EQUIPOS Y MATERIALES
NECESARIOS: manguera de agua - tubo doblador o llave - palas-
maceta - grifo - bichiroque - nivel de manguera - nivel de burbuja
- hilos - lpiz - flexmetro - serrucho - mango sierra - escuadra -
chuzo de vibrar -maceta de caucho - Llana de madera. Los equipos
necesarios son: Caneca de55 galones - carretilla - baldes -
concentradora -banco de corte y doblado de hierro. Los materiales
que requiere son:
- 14. 13 Madera aserrada (tablas de formaleta y listonera) -
hierro en varilla (dimetros especificados segn planos) liso o
corrugado - alambre dulce No. 18 - puntilla 2" 2 1/2" y 3" - arena
- gravilla -cemento - agua aceite quemado. Recuerde las
precauciones de seguridad con el manejo de herramientas de corte -
Cuide sus ojos Un sitio de trabajo limpio es un lugar seguro
PREPARAR SITIO DE TRABAJO Debe tener muy en cuenta la herramienta
que necesitar y el estado en el que se encuentra. Tambin la calidad
ptima de los materiales de ro, el cemento, el hierro y el agua.
Estos deben estar en condiciones ptimas como los vio en la cartilla
de mezclas. Por ltimo limpie y ordene el sitio de trabajo dejando
todo listo para comenzar la tarea. MEDIR, CORTAR Y FIGURAR HIERRO
Con base en las especificaciones que dan los planos estructurales
proceda a medir y cortar el hierro principal y de flejes de las
vigas. Figure los flejes con el tubo doblador. La Armadura est dada
por el peso de la edificacin, la firmeza del suelo y por la zona de
riesgo ssmico Ejemplo: Si va a sobrecimentar en concreto reforzado
un cuarto que tiene 6 x 6 metros largo y .15 x .20 metros de
dimensin encontrar lo siguiente
- 15. 14 Estos dos detalles indican la forma en que estn
organizados, su distribucin, dimetro, distanciamiento, altura,
ancho, y por lo tanto el recubrimiento de hierro. Luego consulte el
cuadro de despiece donde se indica la forma, longitud, dimetro y
cantidad No. de varillas Longitud Forma de la Varilla 8 " 5,90 8
3/8" 5,90 Para flejes: El largo ser igual a la resta de la altura y
ancho de la viga menos 2.5 cms a cada lado de cada una de ellas.
Esto es el revestimiento. O sea, la altura: .20 .05=.15 mts x 2=.30
y el ancho +>.50+.16 de ganchos .15 - .05-.10 mts x 2=.20
Sumamos: 0.30 m +0.20 m+0.16 m (gancho)=0.66 mts de largo. O sea
que 0.66 metros es la medida de varilla a cortar para los flejes.
Tiene 4 vigas de 5,90 m cada una. Su longitud total es 5,90m X
4=23,60 m.
- 16. 15 Divide este resultado por 0,20 cm. y sabe el nmero de
flejes: 23,60/ 0,20 =118 flejes. Cada fleje tiene 0,66m de longitud
0,66 m X 118 flejes r=66,88m Divida sta cifra por la longitud de la
varilla 66,8m = que aproxima a 12 6m Esta es la cantidad de varilla
1/4' que necesita para hacer los estribos. A medida que se forma el
gancho se va sacando el tubo para facilitar su forma y su trabajo
FIGURADO DE HIERRO Adems de utilizar el tubo como herramienta para
figurar varillas, existen otros medios como es la llave o grita,
mquina elctrica, etc. ARMAR CANASTAS DE VIGAS Y COLUMNETAS Parta el
alambre dulce No. 18, y con el bichiroque o gancho de amarrar, arme
a canasta. Use una gua de 20 cm. para localizar los flejes.
- 17. 16 Se debe tener a precaucin de dejar el gancho del fleje
alternando entre uno y otro hierro principal, y amarrar con alambre
en todos los puntos de contacto. TRASLADAR Y EMPLAZAR LA ESTRUCTURA
Lleve la armadura al sitio. Colquela sobre el cimiento ciclpeo. Con
base en el eje marcado sobre ste realice los empalmes entre vigas,
en "L' o en "T". CONTROL No. 2 Se debe tener en cuenta la
localizacin de las columnetas. Estas deben quedar ancladas a la
viga en todos los sitios donde los muros necesiten ser confinados.
ANCLAR COLUMNETAS
- 18. 17 Las columnetas van ancladas o amarradas a la viga de
cimentacin Este anclaje se debe hacer en el momento de colocar la
canasta de cimentacin en los sitios que indica el plano. Tenga en
cuenta que el hierro debe: . Estar limpio . Quedar embebido
completamente en el concreto . Tener suficiente longitud de anclaje
en las uniones de vigas entre s y en las uniones de vigas con
columnas. . Tener longitudes de traslapo adecuadas . Las varillas
de refuerzo verticales de las columnas terminar en un gancho de 90
grados (en escuadra) MEDIR Y CORTAR MADERA La viga se conforma con
madera seca y recta. Es conveniente impregnar con aceite quemado la
cara que da con el concreto, de tal manera que no se adhiera y
suelte fcilmente. Para ello utilice la brocha. Mida las distancias
dejando los anchos libres de viga en la tabla. Trace con lpiz y
escuadra Al realizar determinada labor recuerde emplear el equipo y
las herramientas apropiadas I. TRASLADE Y LOCALICE FORMALETA
- 19. 18 Localice la formaleta teniendo como gua el eje de la
viga. Luego clave trozos de listn por la parte superior de la
formaleta para que el ancho de la viga se mantenga uniforme. CLAVAR
Y ARRIOSTRAR CONJUNTO Clave y asegure el conjunto de la formaleta
de tal manera que resista el empuje lateral del concreto en el
vaciado. Para clavar coloque riostras y elementos diagonales
asegurados a la base del cimiento ciclpeo o al suelo. No olvide
verificar la localizacin con respecto al eje, el plomado de los
tableros o listeros y el nivel requerido. VERIFICAR CONJUNTO DE
ESTRUCTURA Y ENCOFRADO Antes del paso siguiente, es importante que
verifique lo realizado hasta el momento. Con respecto a la
estructura. El hierro debe ser el indicado en los planos Estar
completamente amarrado en los anclajes entre vigas (esquinas o en
"T"), vigas con columnetas, traslapos y en los puntos de contacto
de los flejes o estribos. Los traslapos deben ser suficientes. Si
no los tiene, coloque bastones. Las vigas y columnetas deben estar
localizadas con respecto a los ejes. Coloque vientos o amarras con
alambre desde la canasta de la columneta al piso. Asegrelos con
estacas hasta que queden verticales.
- 20. 19 Levante las canastas del piso con piedras para que
queden embebidas completamente en el concreto. Unos minutos de
revisin evitan complicaciones posteriores Encofrar es organizar,
nunca improvisar Con relacin al encofrado: Debe estar localizado
con respecto a los ejes Los tableros o testeros deben estar a plomo
Verifique el nivel de todo el conjunto Revise su rigidez. Si
presenta movimiento, coloque ms riostras. Asegrese que no haya
sitios de fuga o escapes del concreto. Si los hay tpelos con trozos
de madera o papel. ENCOFRAR ES ORGANIZAR, NUNCA IMPROVISAR Como los
encofrados tienen una funcin temporal debe existir la posibilidad
de quitarlos fcilmente sin causar daos a la construccin
recientemente fundida o al material del encofrado. Un uso exagerado
de puntilla para asegurar los elementos entre s es muy perjudicial
para la resistencia del encofrado y su utilizacin posterior. La
puntilla no debe clavarse por completo para poder extraerla
fcilmente en el momento de desencofrar PREPARAR, TRANSPORTAR Y
VACIAR CONCRETO Para vigas de cimentacin debe utilizar concreto en
proporcin 1:2:3. Si tiene dudas, revise la unidad de mezclas. Se
recomienda la utilizacin de impermeabilizacin integral, con
aditivos cuya dosificacin la dan los fabricantes del producto. Esta
impermeabilizacin se utiliza cuando la viga cumple la funcin
adicional de sobrecimiento. VIBRAR Y COMPACTAR CONCRETO Con la
ayuda del chuzo o varilla de 0 1/2" 0 5/8" y de palustre pequeo
vibre el concreto para que penetre por toda la armadura y ocupe
todos los espacio del encofrado o formaleta. Con martillo de caucho
o mazo de madera, golpee los tableros para ayudar al vibrado. Los
golpes deben ser sucesivos pero no en exceso.
- 21. 20 NIVELAR CORONA DE VIGA Con el palustre nivele el
concreto en la viga, de tal manera que quede a ras del encofrado
para obtener el nivel requerido. DESENCOFRAR Y CURAR HORMIGON.
Cuando el concreto haya endurecido ms o menos 24 horas dependiendo
de la humedad del medio, puede desencofrar sin daar el concreto.
Luego roce con agua para mantener hmeda la viga durante los 5 das
siguientes 3.1.3 Viga flotante:
- 22. 21 DEFINICION: La viga flotante es un elemento de
cimentacin longitudinal y de seccin rectangular que se utiliza para
cimentar soportes verticales en los casos en que se encuentran muy
cercanos los unos de los otros, y resulte ms cmodo y econmico
ejecutar una cimentacin comn para todos ello LIMITACIONES DE LAS
VIGAS FLOTANTES: De las cargas: Las cargas de dos soportes
contiguos cualesquiera no diferirn entre s ms del 20 % de la mayor.
De las luces: A efectos de esta NTE no se consideran vigas de un
solo vano. Las luces de dos vanos adyacentes cualesquiera no
diferirn entre s ms del 20 % de la mayor. Del suelo: Se exigir una
profundidad del plano de apoyo de cimentacin no inferior a 80 cm
.Se precisa un estudio especial cuando el informe geotcnico indique
la existencia de capas del terreno de consistencia ms blanda que
las superficiales, a profundidad inferior a 2A (siendo A el ancho
de la viga) por debajo del plano de apoyo de la viga. FORMA DE
TRABAJO DE LA VIGA FLOTANTE
- 23. 22 ARMADURAS ARMADURA TRANVERSAL:
- 24. 23 ARMADO EN TRAMO EXTREMO DE VIGA: ARMADO EN TRAMO
INTERMEDIO DE VIGA:
- 25. 24 ENCUENTRO DE VIGA FLOTANTE CON PILAR: HORMIGONADO DE LA
VIGA:
- 26. 25 EJEMPLO DE CIMENTACION POR VIGA FLOTANTE. (ARMADO
CARACTERISTICO DE LA VIGA EN DOS PORTICOS):
- 27. 26 3.1.3Emparrillado: GENERALIDADES Denominaremos
emparrillados a las estructuras formadas por dos o ms familias de
nervios de alma llena o calada interconectados en sus puntos de
cruce de modo garantizar en dichos puntos la igualdad de
desplazamientos de todos los nervios concurrentes. En el caso de
estructuras para entrepisos, los emparrillados rematan
superiormente en una superficie destinada a recibir las cargas de
utilizacin. Como veremos enseguida, esta superficie puede tener
funciones estructurales que van mucho all de crear una superficie
transitable entre nervios.
- 28. 27 En forma arbitraria, en el caso de estructuras de
hormign estructural dejaremos de hablar de estructuras aligeradas
(p.e. losas casetonadas) para hablar de emparrillados cuando los
nervios presenten armaduras de alma (corte y torsin). Si bien gran
parte de lo que se dir en los prrafos siguientes es de validez
general, estas notas estn orientadas principalmente a estructuras
de hormign armado in situ. Mientras no se aclare lo contrario los
razonamientos que siguen estarn referidos a cargas uniformemente
distribuidas sobre el entrepiso. TRAMAS O MALLAS Los nervios de los
emparrillados pueden presentar diferentes disposiciones de acuerdo
fundamentalmente a la forma de la planta a cubrir y a las
condiciones de apoyo. A efectos de poder referirnos a ellas ms
adelante, y de contar con un panorama de tramas, en la Figura 6.1
se muestran algunas de las disposiciones ms usuales. En la figura
anterior faltara alguna referencia a nervios que siguieran en forma
aproximada las trayectorias de los momentos principales (Figura
5.2). Como veremos ms adelante, estas disposiciones presentan
ventajas estructurales muy interesantes pero en trminos econmicos
estas ventajas no alcanzan a compensar los mayores costos
originados en la ejecucin de geometras complejas.
- 29. 28 DISPOSICIONES DE NERVIOS DE ACUERDO A LA FORMA DE LA
PLANTA Y A LAS CONDICIONES DE APOYO Plantas Cuadradas o Casi
Cuadradas con Apoyos Simples en los Cuatro Bordes Si pensamos a los
emparrillados como estructuras generadas a partir del aligeramiento
de elementos macizos, se hace evidente la conveniencia de analizar
y comprender el comportamiento de las losas llenas como paso previo
al anlisis y la comprensin del comportamiento de los emparrillados.
En este sentido toma inters el dedicar algn espacio al anlisis de
la losa llena cuadrada y al comportamiento de los emparrillados que
de ella se derivan a travs de un proceso de aligeramiento. En la
Figura 6.2 se muestran diagramas de momentos y reacciones
correspondientes a una losa istropa cuadrada. De su observacin
surge que: - En el centro los momentos flectores son positivos
independientemente de la direccin que se analice - Los momentos
flectores segn direcciones paralelas a los lados presentan siempre
valores positivos - Los momentos flectores segn las diagonales
presentan valores negativos al acercarse a las esquinas - Los
momentos flectores sobre las diagonales en direcciones normales a
ellas son siempre posivos con valores importantes en las cercanas
de los vrtices (del orden o superiores a los del centro del tramo
dependiendo del coeficiente de Poisson). Figura 6.4 En la Figura
6.4 se han representado dos emparrillados de planta cuadrada,
simplemente apoyados en su contorno que tienen aproximadamente
igual longitud total de nervios sometidos a la accin de una carga
uniforme de valor p. El caso a) corresponde a una trama paralela a
los lados mientras que el b) representa una trama oblicua o
diagonal. Ambos emparrillados han sido calculados suponiendo
rigidez torsional nula. Comparando los diagramas de momentos
flectores con los correspondientes a una placa llena (Figura 6.2)
se observa que: - En el emparrillado con trama diagonal los
momentos podran obtenerse en forma aproximada multiplicando los
momentos por metro de ancho que se producen en la placa por la
separacin entre nervios. Indirectamente esto indica que al haberse
adoptado una disposicin de nervios que sigue
- 30. 29 aproximadamente las direcciones de los momentos
principales el emparrillado, an sin presentar torsiones, manifiesta
un comportamiento asimilable al de la placa llena. - En el
emparrillado con malla paralela a los lados los momentos son
significativamente mayores (del orden del doble) que los que se
obtendran aplicando un procedimiento como el indicado en el prrafo
anterior. Esto pone de manifiesto que, al apartarse la trama de la
trayectoria de los momentos principales y al no presentar los
nervios una rigidez torsional significativa, el comportamiento del
emparrillado se aleja del de la placa llena istropa. En la etapa de
predimensionado y tambin para controlar clculos ms ajustados
resulta til el poder estimar solicitaciones en emparrillados a
partir de tablas o bacos disponibles en la bibliografa para el
clculo de placas5. Comparando los resultados del clculo de
emparrillados de planta rectagular con trama paralela (rectangular
o cuadrada) de nervios con los obtenidos en clculos aproximados
realizados mediante el uso de tablas para losas orttropas sin
rigidez torsional6 se concluye que este procedimiento conduce a
valores altamente satisfactorios. En particular, para el caso de la
Figura 6.4.a, el clculo por analoga con una losa orttropa sin
rigidez torsional conduce a un resultado para el momento en el
punto medio del nervio central de: 0.076 pa2 1, es decir,
coincidente con el clculo exacto del emparrillado. Cualquiera sea
el material de los nervios (hormign o acero de alma llena o
calada), la superficie de trnsito suele estar constituida por una
losa de hormign armado (in situ o parcialmente premoldeada) por lo
que, para momentos flectores positivos los nervios se comportan
siempre como vigas T resultando por lo tanto altamente eficientes.
No ocurre lo mismo al actuar momentos negativos7 por lo que los
nervios suelen requerir algn tipo de refuerzo inferior en estos
sectores. Los momentos flectores negativos son muy comunes en
emparrillados que presentan lados continuos y en tramas oblicuas en
las que, como ya se ha visto, estos momentos aparecen an cuando el
contorno se encuentre simplemente apoyado. Para no sobredimensionar
los nervios se recurre en estos casos a refuerzos locales en las
zonas de momentos negativos. En estructuras de hormign armado estos
refuerzos pueden consistir en ensanchamientos localizados del alma
(Figura 6.5) o bien en macizamientos de los casetones ubicados en
las zonas de momentos negativos (Figura 6.6). Constructivamente el
macizamiento resulta la solucin ms sencilla y esta facilidad
constructiva suele compensar el mayor volumen necesario en su
ejecucin. Desde el punto de vista estructural la trama diagonal
resulta ms eficiente pues, a igualdad de longitud total de nervios,
en ella se desarollan menores momentos mximos. Sihubiramos hecho un
anlisis similar en trminos de rigideces veramos que, a igualdad de
longitudes totales de nervios y de momentos de inercia de los
mismos, la trama diagonal conduce a menores deformaciones lo que,
conjuntamente con la menor magnitud de los momentos flectores,
permite utilizar menores secciones resistentes.
- 31. 30 Figura 6.5 Figura 6.6 3.1.4Zapata: Se trata de la
solucin ms usada, debido a que es la ms econmica, de ms fcil
ejecucin y adaptarse bien a terrenos resistentes. Es adems una
solucin interesante para luces importantes. Una zapata es una
ampliacin de la base de una columna o muro que tiene por objeto
transmitir la carga al subsuelo a una presin adecuada a las
propiedades del suelo. A las zapatas que soportan una sola columna
se llaman individuales o zapatas aisladas. La zapata que se
construye debajo de un muro se llama zapata corrida o zapata
continua. Si una zapata soporta varias columnas se llama zapata
combinada. Una forma especial de zapata combinada que se usa
normalmente en el caso que una de las columnas soporte un muro
exterior es la zapata en voladizo o cantilever. En las zonas fras,
las zapatas se desplantan a una profundidad no menor que la
penetracin normal de la congelacin. En los climas ms calientes, y
especialmente en las regiones semiridas, la profundidad mnima de
las zapatas puede depender de la mayor profundidad a que los
cambios estacinales de humedad produzcan una contraccin y expansin
apreciable del suelo. La elevacin a la que se desplanta una zapata
depende del carcter del subsuelo, de la carga que debe soportar y
del coste del cimiento. Generalmente la zapata se colocara a la
altura mxima en que pueda encontrarse un material que tenga de
forma estable la capacidad de carga adecuada. La excavacin de una
zapata para hormign armado debe mantenerse seca, para poder colocar
el refuerzo y sostenerlo en su posicin correcta mientras seca el
hormign. Para hacer esto en los suelos que contienen agua debe ser
necesario bombear o instalar previamente un sistema de drenaje. La
clasificacin de zapatas es muy amplia. Segn su forma de trabajo se
puede clasificar como: aislada, combinada, corrida o continua y
arriostrada o atada. Segn su forma en planta su clasificacin ser:
rectangular, cuadrada, circular, anular o poligonal.
- 32. 31 3.1.4.1 Zapata aislada cuadrada En este tipo de zapatas
el elemento estructural que transmite los esfuerzos ser un pilar,
pudiendo ser ste de hormign o metlico. El pilar arrancar siempre
desde el centro geomtrico de la base de la zapata. En el caso de
pilares de hormign armado se deber dejar una armadura vertical
saliente de la zapata como armadura de espera para unin con la
armadura del pilar, para que se produzca la transferencia de
esfuerzos del pilar a la zapata. En el caso de pilares metlicos no
se dispondr esta armadura de espera. Fig. 1 Armadura de una zapata
Fig. 2 Esperas de la zapata
- 33. 32 Fig. 3 Zapata Fig. 4 Zapata para pilar de hierro Fig. 5
Zapata para pilar de hierro
- 34. 33 Fig. 7 Zapata aislada cuadrada
- 35. 34 En la Fig. 8 se incluyen algunos comentarios a la
representacin de la Fig. 7
- 36. 35 Fig. 8 Zapata aislada cuadrada
- 37. 36 El hormign de limpieza sern 10 cm. Los radios de doblado
de las armaduras se determinarn segn norma de hormign (EHE). La
armadura inferior o emparrillado debe distribuirse uniformemente en
todo el ancho. La zapata se organiza en forma idntica si es
rectangular, aunque en este caso el emparrillado deja de ser
simtrico.
- 38. 37 Fig. 10 3.1.4.1 Zapata aislada circular: Este tipo de
zapatas no es de uso frecuente excepto en caso de edificaciones
singulares o solucionesprefabricadas, pues el coste de la armadura
sera elevado por la dificultad de su disposicin. El uso de zapatas
circulares exige la necesidad de usar una geometra especial con
canto variable y por tanto la necesidad de encofrado para su
ejecucin in situ. Por estas causas su uso no es recomendable
econmicamente excepto en los casos anteriormente mencionados.
Dentro de las zapatas circulares encontraremos dos disposiciones
distintas de armado: Zapata circular con armado circunferencial
Zapata circular con armado con emparrillado El ngulo a 25 para
mantener el hormign con su talud natural al vibrar.
- 39. 38 Fig. 11 Zapata aislada circular
- 40. 39 Fig. 12 Zapata aislada circular con armadura
circunferencial
- 41. 40 3.1.4.2 Zapata corrida: La zapata corrida es una zapata
continua que servir como cimentacin generalmente a un muro de
hormign armado. El elemento estructural que transmitir los
esfuerzos a la cimentacin ser por tanto un muro. El muro transmitir
una carga lineal a la zapata. Esta solucin es muy apta tanto para
edificios residenciales como industriales con stanos que requieran
de muros de contencin. Fig. 13 Zapata corrida soportando un muro de
hormign armado
- 42. 41 En los detalles a, b, c se puede observar la necesidad
de acotar r1 como el recubrimiento lateral, R como doblado de la
armadura para comenzar el anclaje y L3 la longitud de anclaje de
esta armadura. El espesor del hormign de limpieza ser 10 cm. Segn
la NTE (Norma Tcnica de la Edificacin) para una buena definicin en
plano de una zapata continua deben darse las vistas necesarias para
determinar todas las distancias y armaduras necesarias para un
correcto montaje. En este ejemplo de acotacin de una zapata
continua se han necesitado una seccin transversal para definir el
canto h, el vuelo v, y las longitudes de anclaje L1, L2 y L4, el
recubrimiento r2, el ancho del muro as como las distintas
armaduras. La planta para definir el ancho a de la zapata no
habiendo sido necesario definir el dimetro 6 de la armadura
longitudinal del muro pues ste ya quedara definido en la seccin
transversal. As mismo se realizarn todos los detalles necesarios en
la forma indicada para cualquier aclaracin. Destacar que la
longitud de la zapata quedar determinada por la longitud del muro
viniendo esta especificada en sus planos correspondientes.
- 43. 42 Fig. 14 Zapata corrida soportando un muro de hormign
armado
- 44. 43 3.1.4.3 Zapata de medianera: Se encontrar este tipo de
zapatas en aquellos terrenos con medianera, y ante la imposibilidad
de cimentar en el terreno colindante se tiene que descentrar el
pilar colocndolo en un lado de la zapata. Debido a la excentricidad
producida este tipo de zapatas, suele centrarse mediante una viga
centradora con una zapata prxima, as se consiguen unas tensiones ms
uniformes en su reaccin con el terreno. A continuacin se incluye un
ejemplo de una zapata centrada con otra zapata aislada:
- 45. 44 En este dibujo la zapata 1 corresponde a la zapata
medianera, mientras que la 2 es una zapatacuadrada centrada cuya
armadura se dispondr como en el ejemplo de la zapata aislada
descrito anteriormente. Aqu se observa que se vuelven a dar dos
vistas como son la planta y el alzado, as como una seccin
transversal que corresponder a la seccin B-B, adems de una seccin
transversal de la viga centradora para definir la disposicin de su
armadura. Se deben dar los detalles necesarios. Las barras 1 apoyan
directamente en la cara superior de la zapata, sin patilla. En la
seccin A-A tambin deben indicarse los recubrimientos laterales
superior e inferior de la viga (rl, r3, r2 respectivamente). Deber
dejarse una distancia de desde la cara de la zapata hasta el primer
estribo o cerco de la viga debiendo anotarse tambin en los planos.
En este ejemplo esa distancia ser de 5cm. El hormign de limpieza
sern 10cm. La viga centradora habra que definirla como cualquier
otra viga, cosa que aqu no se ha realizado pues no se ha indicado
la separacin entre estribos aunque s la dimensin de stos.
- 46. 45 3.1.4.4 Zapata combinada: Este tipo de zapatas tiene la
principal caracterstica de que llegan dos o ms pilares a la zapata:
Fig. 16 Zapata combinada
- 47. 46 Fig. 17 Zapata combinada
- 48. 47 En este tipo de zapatas es imprescindible dar dos vista
de planta, una incluyendo la armadura inferior y otra con la
armadura superior, pues con una slo no quedara bien definida o no
sera del todo aclaratorio. La armadura superior tiene como funcin
evitar el punzonamiento de los pilares sobre la zapata, debido a la
cercana de dos cargas puntuales y el consiguiente aumento del
riesgo de Punzonamiento. En el alzado o en las vistas laterales
habr que incluir la distancia desde el plano de la zapata al primer
estribo del pilar: aqu 5 cm. En este caso tambin se incluir la
distancia desde la armadura superior al plano superior de la
zapata. El espesor del hormign de limpieza ser 10 cm. Hasta aqu
seran los tipos ms significativos de dibujos en planos de zapatas.
Si ahora se comparase con las mnimas dimensiones y anotaciones que
exige la NTE se ver que no slo se cumplen esos mnimos sino que se
intenta aclarar todo lo posible mediante detalles, secciones y
aclaraciones escritas.
- 49. 48
- 50. 49 Consideraciones generales: En las zonas fras, las
zapatas se desplantan comnmente a una profundidad no menor que la
penetracin normal de la congelacin. En los climas ms calientes, y
especialmente en las regiones semiridas, la profundidad mnima de
las zapatas puede depender de la mayor profundidad a que los
cambios estacionales de humedad produzcan una contraccin y expansin
apreciable del suelo. La elevacin a la que se desplanta una zapata,
depende del carcter del subsuelo, de la carga que debe soportar, y
del costo del cimiento. Ordinariamente, la zapata se desplanta a la
altura mxima en que pueda encontrarse en material que tenga la
capacidad de carga adecuada. La excavacin para una zapata de
concreto reforzado debe mantenerse seca, para poder colocar el
refuerzo y sostenerlo en su posicin correcta mientras se cuela el
concreto. Para hacer esto en los suelos que contienen agua puede
ser necesario bombear, ya sea de crcamos o de un sistema de drenes
instalado previamente. 3.1.6 Losas de cimentacin: Las losas de
cimentacin son zapatas de gran tamao encargadas de repartir lo ms
uniformemente posible las cargas al terreno. Sus principales
caractersticas pueden ser: espesor reducido en funcin de sus otras
dimensiones. Son tiles cuando la suma de las superficies de la
zapata > 50% de la superficie de la edificacin. Se trata de una
solucin cara por lo que su uso ser en terrenos con baja resistencia
pues en terrenos heterogneos reducen asientos diferenciales. El
ejemplo ms claro de losa de cimentacin ser:
- 51. 50
- 52. 51 No obstante ser necesario dar las vistas por dos
secciones transversales A-A y B-B: Secciones transversales A-A y
B-B
- 53. 52 Fig. 21 Losa o placa de cimentacin
- 54. 53
- 55. 54 LOSAS
- 56. 55 Consideraciones generales - Desventajas Cabe mencionar
que entre ms grande sea la losa ms costosos resultan los
procedimientos constructivos, en estos casos pudiera ser preferente
una cimentacin a base de pilas o pilotes. El costo de construccin
no es la nica desventaja de este tipo de cimientos, al estar en
contacto con el suelo una gran rea de la losa, es necesario
protegerla contra la accin de la humedad, la accin de los lcalis y
la lixiviacin entre otros fenmenos indeseables para el buen
funcionamiento de la cimentacin. - Drenaje, impermeabilizacin y
proteccin contra la humedad Es casi inevitable que ocurran
filtraciones de agua en los stanos de los edificios, ya que es
precisamente esta parte de la construccin la que est en contacto
directo con el suelo, ms an si consideramos los posibles defectos
de la construccin. Tambin es importante el considerar las
condiciones de aguas freticas del suelo al proyectar la profundidad
de la excavacin necesaria para desplantar la losa o cajn de
cimentacin. Si debe desplantarse por debajo del nivel fretico,
deben tomarse precauciones especiales para evitar filtraciones
importantes dentro de la estructura. En general se utilizan dos
mtodos: la utilizacin de drenajes y la impermeabilizacin.
- 57. 56 Drenajes: Los drenajes son bastante tiles cuando las
filtraciones son pequeas ya que es fcil evacuar el agua acumulada a
bajo costo, frecuentemente por gravedad, por medio de albaales o
zanjas. Entre los drenes ms comunes estn los en zapatas y los de
piso, los drenes en zapata se fabrican con tramos cortos de PVC con
pequeas perforaciones que se tienden en zanjas cavadas a un lado de
la base de la zapata para ser rellenadas posteriormente con
material de filtro; los ltimos 30 cm de relleno se hacen con
material menos permeable para evitar que se filtre el agua de la
superficie. Los drenes de piso no son muy comunes sin embargo, es
posible que hayan flujos de agua por debajo de la losa por lo que
se aconseja el uso de drenaje. Estos drenes no debern conectarse a
tubos de bajadas pluviales ni a drenes superficiales.
Impermeabilizacin: Si la cantidad de agua que se colecta en los
drenes es muy grande, es recomendable el uso de impermeabilizantes
en el stano y permitir que la losa quede sujeta a la presin del
agua fretica. Uno de los mtodos ms eficientes es el de membrana,
que consiste en colocar una membrana de material asfltico cerca del
exterior del edificio. El material asfltico se aplica en caliente y
es bastante flexible y lo suficientemente dctil como para mantener
su integridad en caso de que se presenten pequeos agrietamientos en
la estructura. Para que la membrana sea totalmente efectiva debe
cubrir en su totalidad la superficie de la estructura que est en
contacto con el agua, para ello se requiere la construccin de un
sub-piso sobre el cual se coloca la membrana antes de construir la
losa como tal. Los muros y pisos que quedan dentro de la membrana
estn sometidos a la accin de la presin del agua, por lo que deben
disearse para soportar dichas acciones. Actualmente pueden
utilizarse otros tipos de impermeabilizantes especiales o bien
pueden usarse aditivos para disminuir la permeabilidad del concreto
como el humo de slice y/o escorias de silicio. oluciones
constructivas para la ejecucin d 3.2 Cimentaciones semiprofundas:
3.2.1 Pozo de cimentacin: Los pozos de cimentacin se plantean como
solucin entre las cimentaciones superficiales (zapatas, losas etc.)
y las cimentaciones profundas. La eleccin de pozos de cimentacin de
un edificio cuando el firme se encuentra a una profundidad de 4 a 6
mts. Como se pozos de cimentaciones podemos indicar:
- 58. 57 Estas soluciones con pozos rectangulares o circulares
estn condicionadas por los medios manuales de excavacin, pudiendo
alcanzar profundidades de 30 mts con medios mecnicos. Se puede
observar cierta analoga, como se verms adelante, con los pilotes de
gran dimetro. Las formas geomtricas adoptadas, segn la capacidad
portante del terreno y sus situaciones respecto a la edificacin
puede ser. Los pozos circulares suelen variar desde los 0.60m
(dimensinmnima para permitir el acceso de un operario) hasta los 2m
de dimetro. Generalmente, al producirse la accin lateral de las
tierras sobre el pozo, impide el pandeo de este por lo se calcula
como un soporte corto. Segn las solicitaciones, los pozos se pueden
ejecutar de hormign armado, o de hormign en masa. De forma anloga a
las zapatas, se deben disponer vigas de atado entre los pozos, para
arriostra miento de los mismos, siendo criterio del proyectista
como y cuando deben disponerse.
- 59. 58
- 60. 59 Otras cimentaciones semiprofundas: Micro pilotes Son una
variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente
constituyen una cimentacin semiprofunda.
- 61. 60 3.3Cimentaciones profundas: Se basan en el esfuerzo
cortante entre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas
aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la
cimentacin y el terreno. Por eso deben ser ms profundas, para poder
proveer sobre una gran rea sobre la que distribuir un esfuerzo
suficientemente grande para soportar la carga. Este tipo de
cimentacin se utiliza cuando se tienen circunstancias especiales:
-Una construccin determinada extensa en el rea de austentar-. Una
obra con una carga demasiada grande no pudiendo utilizar ningn
sistema de cimentacin especial. -Que terreno al ocupar no tenga
resistencia o caractersticas necesarias para soportar
construcciones muy extensas o pesadas. Algunos mtodos utilizados en
cimentaciones profundas son: 3.3.1 Pilotes Un pilote es un elemento
de cimentacin de gran longitud comparada con su seccin transversal,
que enterrado consigue una cierta capacidad de carga, suma de su
resistencia por rozamiento con el terreno y su apoyo en punta.
3.3.1.1 Funcin de los pilotes Cuando el suelo situado al nivel en
que se desplantara normalmente una zapata o una losa de cimentacin,
es demasiado dbil o compresible para proporcionar un soporte
adecuado, las cargas se transmiten al material ms adecuado a mayor
profundidad por medio de pilotes. Los pilotes son elementos
estructurales con un rea de seccin transversal pequea, comparada
con su longitud, y usualmente se instalan usando una piloteadora
que tiene un martinete o un vibrador. A menudo se hincan en grupos
o en filas, conteniendo cada uno suficientes pilotes para soportar
la carga de una sola columna o muro. Las columnas con poca carga,
pueden en algunos casos, necesitar un solo pilote. Sin embargo, ya
que en las condiciones del trabajo de campo, la posicin real de un
pilote puede quedar a varios centmetros de la posicin proyectada,
difcilmente pueden evitarse las cargas excntricas. En consecuencia
las cabezas de los pilotes aislados usualmente se arriostran en dos
direcciones por medio de contratrabes. Si solo se necesitan dos
pilotes las cabezas se unen con un cabezal de hormign, siendo
arriostradas solamente en una direccin, perpendicular a la lnea que
une los dos pilotes. Los grupos que contienen tres o ms pilotes
estn provistos de cabezales de hormign reforzado y se consideran
estables sin apoyarlos con contratrabes. Tambin pueden usarse
pilotes verticales para resistir cargas laterales; por ejemplo,
debajo de una chimenea alta sometida al viento. Comparada con la
capacidad axial, la capacidad lateral es usualmente pequea. Cuando
es necesario soportar grandes cargas laterales, pueden usarse
pilotes inclinados. Las inclinaciones de 1 horizontal por 3
vertical representan aproximadamente la mayor inclinacin que
puede
- 62. 61 obtenerse con el equipo ordinario para el hincado. La
economa favorece usualmente las menores inclinaciones, aunque tenga
que usarse un mayor nmero de pilotes. Su utilizacin ser requerida
cuando: a) Las cargas no pueden transmitirse al terreno con una
cimentacin superficial b) Asientos imprevisibles pero existiendo
terreno profundo resistente c) Cuando el terreno de cimentacin
puede sufrir grandes variaciones (retraccin...) d) Estructuras
sobre agua e) Cargas inclinadas f) Recalce de cimentaciones
existentes La ejecucin de los pilotes ser de dos maneras: por hinca
o por hormigonado in situ. Actualmente los pilotes alcanzan
profundidades de 50 m o superiores y dimetros de 2 a 4 m, con
cargas por encima de las 200 t. Si el estrato firme est muy
profundo (>25 m) debern estudiarse otras alternativas (mejora y
consolidacin del terreno, cimentaciones compensadas. Lo mismo
cuando se trata de reas extensas poco cargadas (naves,
almacenes...) 3.3.1.2 Tipos de pilotes 3.3.1.2.1Clasificacin Los
pilotes se construyen en una gran variedad de tamaos, formas, y
materiales para adaptarse a muchos requisitos especiales,
incluyendo la competencia econmica. 3.3.1.2.1.1Pilotes de hormign o
concreto Poco despus de 1900 se idearon varios tipos de pilotes de
hormign. Desde entonces han aparecido numerosas variantes, y en la
actualidad se dispone de una gran variedad de pilotes entre los
cuales el ingeniero puede elegir el que mejor se adapte a una obra
determinada. Los pilotes de hormign pueden dividirse en dos
categoras principales, coladas en el lugar y precolado. Los colados
en el lugar pueden subdividirse en pilotes con y sin ademe. El
hormign de un pilote con ademe se cuela dentro de un molde,
- 63. 62 que usualmente consiste en un forro de metal o tubo
delgado que se deja en el terreno. El forro puede ser tan delgado
que su resistencia se desprecia al evaluar la capacidad estructural
del pilote, pero, sin embargo, debe tener la resistencia suficiente
para que no sufra colapso bajo la presin del terreno que lo rodea
antes de que se llene con hormign. Los forros muy delgados y los
tubos no pueden hincarse sin estar soportados en el interior por un
mandril, que en si es una fuente de gastos y a veces origina
dificultades de construccin. La supresin del ademe o forro reduce
el costo de los materiales que se utilizan en el pilote; por lo
tanto hay incentivos econmicos en el desarrollo de pilotes sin
ademe. Varios de los primeros tipos se formaron hincando un tubo
abierto en el terreno, limpindolo, y llenando la perforacin de
hormign al ir sacando el tubo. Por ejemplo, al formar el pilote sin
ademe tipo Franki, se deja caer directamente un martinete de
gravedad en una masa de concreto en la parte inferior del tubo de
hincado; el rozamiento entre el hormign y el tubo, hinca el tubo en
el terreno. Cuando se ha alcanzado la profundidad necesaria, se
levanta ligeramente el tubo de hincado y se sostiene para que no
penetre ms al seguir echando hormign, en tanto que el martillo
sigue golpeando para que el hormign penetre en el suelo y forme un
pedestal. Luego se retira el tubo progresivamente mientras se
inyectan cantidades adicionales de hormign, compactndolo para ir
formando el fuste del pilote, que presenta una superficie exterior
spera donde queda en contacto con el suelo. La variante con ademe
se forma de la misma manera hasta que se crea el pedestal, luego,
se inserta un forro de acero corrugado en el tubo para hincar, se
coloca un tapn de hormign en el fondo del forro, sobre el pedestal,
y se hinca para que arrastre al forro dentro de la parte superior
del pedestal aun sin fraguar. Se saca el tubo para hincar y el
resto se llena de hormign. Los pilotes precolados de hormign se
fabrican de muchas formas. Un tipo muy usado comnmente para los
caballetes de los puentes, y ocasionalmente en los edificios, es de
seccin cuadrada, armado en su interior y acabado en punta, para
facilitar as su hincado. Estos pilotes deben reforzarse para
soportar su manejo hasta que estn listos para hincarse, y los
esfuerzos de hincado. Si se ha subestimado la longitud necesaria,
resulta muy difcil prolongarlos, cortarlos es caro por lo que los
fabricantes los realizan de muchas medidas diferentes. Los pilotes
precolados pueden ser tambin preesforzados. Con el preesforzado se
trata de reducir las grietas por tensin durante su manejo e hincado
y de proporcionar resistencia a los esfuerzos de flexin. Como la
mayor parte de los pilotes de hormign pueden hincarse hasta
alcanzar una alta resistencia sin dao, usualmente es posible
asignarles mayores cargas admisibles que a los pilotes de madera.
Bajo condiciones ordinarias no estn sujetos a deterioro y pueden
usarse arriba del nivel del agua fretica. Las sales del agua de mar
y la humedad marina, atacan el refuerzo en los pilotes a travs de
las grietas en el hormign; al formarse el xido el hormign se
desconcha. La mejor proteccin es usar un hormign denso y de alta
calidad. El deterioro de los pilotes preesforzados no es tan rpido
porque las grietas de tensin se reducen al mnimo.
- 64. 63 3.3.1.2.1.2Pilotes de acero Se utilizan mucho como
pilotes los tubos de acero, que usualmente se llenan de hormign
despus de hincados, y los perfiles de acero en H cuando las
condiciones requieren un hincado violento, longitudes desusadamente
grandes o elevadas cargas de trabajo por pilote. Los pilotes de
perfiles de acero en H penetran en el terreno ms fcilmente que
otros tipos, en parte porque desalojan relativamente poco material.
En consecuencia se usan frecuentemente para alcanzar un estrato de
gran capacidad de carga a gran profundidad. Si el hincado es difcil
y especialmente si el material superior obstrucciones o gravas
gruesas, es posible que los patines se daen y los pilotes se
tuerzan o se doblen. Pueden producirse pocos defectos serios y
pueden notarse los sntomas durante el hincado. Cuando las
condiciones sugieran la posibilidad de estos daos, las puntas de
los pilotes deben reforzarse. Los pilotes de acero estn sujetos a
la corrosin. El deterioro es usualmente insignificante, si todo el
pilote est enterrado en una formacin natural, pero puede ser
intenso en algunos rellenos debido al oxigeno atrapado. Si los
pilotes se prolongan hasta el nivel del terreno, o ms arriba del
mismo, las zonas inmediatas arriba y abajo del nivel del suelo, son
especialmente vulnerables. Una buena defensa Para el acero es
recubrir las zonas vulnerables con hormign.
- 65. 64 Fig. 22 Modelo virtual de un pilote
- 66. 65 Aqu se han presentado dos opciones para la ejecucin de
un pilote, segn la disposicin de la armadura transversal: La
solucin A con los cercos tradicionales separados una distancia S
segn norma y la solucin B mediante una armadura transversal
helicoidal. La armadura transversal ir atada o soldada en todos los
cruces con la principal. Para su correcta definicin se tendr que
representar al menos una vista y una seccin: ,ser la armadura
principal y transversal respectivamente El nmero de barras de
armadura longitudinal debe ser 6 como mnimo L1 es la longitud de
solape de 2 b L es la longitud de anclaje de las barras 2 La
armadura debe sobresalir por la cara superior de hormigonado del
pilote. La longitud de salida X debe ser tal que aparezcan dos
estribos o dos espiras de armadura transversal. Esta prescripcin
tiene por objeto asegurarse de que la maza no golpea la armadura
transversal durante el descabezado del pilote. La longitud X se
corta antes de hormigonear el encepado. En la seccin transversal se
indicar el dimetro del pilote: D El hormign de limpieza sern 15 cm
El pilote debe introducirse un mnimo de 5 cm en el encepado
debiendo referirse esta medida en el plano. Segn la NTE la
representacin del pilote sera igual que la descrita con la nica
diferencia de que aqu se representa nicamente una vista acotando el
dimetro del pilote en el alzado. Al no representarse la seccin en
algn lugar del plano debera indicarse cul es el nmero de barras
longitudinales usadas. Se podra indicar mediante 1 1 n .
- 67. 66 Fig. 24 Pilote segn NTE 3.3.1.3Instalacin de pilotes
3.3.1.3.1 Equipo para el hincado de pilotes Los pilotes se hincan
comnmente por medio de un martinete, y ocasionalmente mediante un
generador de fuerzas vibratorias. El martinete funciona en medio de
un par de guas paralelas o correderas suspendidas de una gra
elevadora estndar. En la parte inferior las guas se conectan a la
gra por medio de un miembro horizontal, conocido como marcador. El
marcador puede alargarse o acortarse para permitir el hincado de
pilotes inclinados y tambin para poner a plomo las guas en el sitio
de un pilote vertical. Al martinete lo guan axialmente rieles
incorporados en las guas.
- 68. 67 3.3.1.4Martillos de impacto Originalmente las
piloteadoras estaban equipadas con martillos que caan desde el
extremo superior de las guas a la cabeza del pilote. Ocasionalmente
se usan todava aparatos de este tipo, martillos de gravedad o de
cada libre, pero la mayor parte de los martillos de impacto son del
tipo de vapor o diesel. Los martinetes de vapor tienen un martillo
que es levantado por la presin de ste y se deja caer por gravedad,
con o sin la ayuda de la presin del vapor. Si la cada se debe solo
a la accin de la gravedad, el martinete se llama de accin sencilla.
Si la presin del vapor se suma a la energa hacia abajo, el
martinete se llama de doble accin o diferencial. El martillo de los
martinetes suele tener un amortiguador reduciendo los esfuerzos de
impacto. La clasificacin de los martinetes se basa en la energa
total del golpe. Los martinetes diesel disponen de una cmara entre
el extremo inferior del martillo y el bloque del yunque donde se
produce una explosin de combustible haciendo la compresin de los
gases que se levante el martillo. El martillo cae por gravedad.
Piloteadoras vibratorias Los pilotes tambin se hincan valindose de
generadores de fuerza que consisten en un peso esttico y un par de
pesos excntricos que giran en sentido contrario, dispuestos de
manera que las componentes horizontales de la fuerza centrfuga se
anulen entre s, mientras que las componentes verticales son
aditivas. La parte vibratoria de la maquina se une positivamente a
la cabeza del pilote que se va a hincar, pero el resto de la mquina
se asla del vibrador por medio de muelles, de manera que no
participe en los movimientos vibratorios. La fuerza pulsante
facilita la penetracin del pilote bajo la influencia del peso que
acta constantemente hacia abajo, Resistencia al hincado Los pilotes
que se hincan por medio de martinetes de impacto, ordinariamente se
clavan hasta obtener una resistencia que se mide por el numero de
golpes necesarios para la penetracin en los ltimos dos o tres
centmetros. Chiflones, barrenas y pulsetas Si los pilotes deben
atravesar estratos compactos de arena o grava, con objeto de pasar
a depsitos inferiores suaves, puede aflojarse la arena o la grava
por medio de chiflones. En este procedimiento se descarga un chorro
de agua cerca de la punta que afloja la arena y la hace movediza de
manera que el pilote puede fcilmente atravesarla. Las barrenas
permiten penetrar en suelos duros o cohesivos a profundidad
considerable.
- 69. 68 Los estratos relativamente delgados de arcillas firmes o
de roca blanda a poca profundidad, pueden atravesarse algunas veces
con pulsetas, es decir, puntas duras de metal que se clavan en el
terreno y se sacan antes de producir los pilotes.
3.3.1.5Comportamiento de los pilotes con cargas verticales Pilotes
individuales Los pilotes se clasifican comnmente en pilotes de
punta o de friccin. Los pilotes de punta obtienen toda su capacidad
de carga de la roca o suelo que esta cerca de la punta, y muy poca
del suelo que rodea su fuste. Por otra parte, un pilote de friccin
adquiere su capacidad de carga principalmente del suelo que lo
rodea, por la resistencia al corte que se desarrolla entre el suelo
y el pilote. El suelo que esta cerca del extremo inferior del
pilote soporta un porcentaje muy pequeo de carga. Una de las
decisiones tcnicas ms importantes en conexin con cualquier trabajo
en el que vayan a usarse pilotes es la eleccin del tipo mas
apropiado para las circunstancias particulares de cada caso. Poseer
un concepto claro de la manera en que los pilotes de las diferentes
caractersticas transmiten su carga al suelo bajo condiciones de
trabajo puede servir de base para el desarrollo de un buen criterio
a medida que el ingeniero acumula experiencia. A los pilotes de
punta rodeados de suelo, algunas veces se les considera errneamente
como columnas libremente apoyadas sin que el suelo que las rodea
les d apoyo lateral. Sin embargo, tanto la experiencia como la
teora han demostrado ampliamente que no existe peligro de flexin
transversal en un pilote de punta, de las dimensiones
convencionales, cargado axialmente por soporte lateral inadecuado,
aunque est rodeado por los suelos ms blandos. Por lo tanto, los
esfuerzos en estos pilotes, bajo las cargas de trabajo, pueden
tomarse como la de los materiales que estn hechos cuando se sujetan
a compresin directa. Para tener la seguridad de obtener la
resistencia necesaria en el hormign de los pilotes colados en el
lugar, debe controlarse el revenimiento entre los limites de 7.5 y
15 cm o ms. Para los tubos lisos hincados verticalmente es
conveniente un revenimiento de 9 cm; por otra parte, en un pilote
inclinado, o en un pilote vertical con forro corrugado o con
refuerzo, el revenimiento debe ser de 15 cm o menos. Si el estrato
de apoyo no es excepcionalmente firme habra que colocar un pilote
con una punta muy grande. La punta puede ser una placa o de hormign
precolado, o bien puede tener forma de una ampliacin o pedestal,
hecho inyectado hormign fresco en el suelo blando que quede
directamente arriba del estrato de apoyo. La capacidad de tal
pilote no puede aumentarse por ningn efecto de cua, porque la
penetracin del pilote en el estrato resistente, est gobernada
enteramente por la capacidad y compresibilidad del suelo sobre el
cual se apoya el propio pilote. El trmino de pilote de friccin es
algo incorrecto, ya que implica que las fuerzas de corte entre el
pilote y el suelo, provienen necesariamente del rozamiento; pueden
provenir tambin de la adherencia. En cualquier caso la capacidad de
los pilotes de friccin depende de las caractersticas del material
que rodea al pilote.
- 70. 69 3.3.1.5.1Pruebas de carga en los pilotes Las diversas
variables que influyen en el comportamiento de un pilote bajo carga
y la naturaleza compleja de los fenmenos envueltos, han llevado a
la tcnica a efectuar pruebas de carga en uno o ms pilotes en el
lugar de las obras importantes. La carga se aplica usualmente por
incrementos por medio de un gato hidrulico apoyado contra un peso
muerto o contra un yugo sujetado contra un par de pilotes de
anclaje. A cada incremento se observa el hundimiento de la cabeza
del pilote en funcin del tiempo, hasta que la rapidez del
hundimiento sea muy pequea. Se aplica luego otro incremento. Al
aproximarse a la capacidad de carga, el tamao de los incrementos se
disminuye, con objeto de poder apreciar mas precisamente cuando se
llega a la capacidad de carga del pilote. Se mide la altura de la
cabeza del pilote cuando se quita la carga. Una prueba de carga
puede proporcionar datos con respecto a las caractersticas de
carga, asentamiento y capacidad de un pilote, solamente en el
tiempo y bajo las condiciones de la prueba. 3.3.1.5.2Grupos de
pilotes En el desarrollo anterior solo se ha tratado el
comportamiento de los pilotes individuales. Sin embargo, los
pilotes casi nunca se usan as, sino combinados, formando grupos o
conjuntos. El comportamiento de un grupo de pilotes puede no estar
relacionado directamente al de los pilotes aislados, sujetos a la
misma carga por pilote en el mismo depsito. Cuando se carga un slo
pilote, como en una prueba de carga, una gran parte de su apoyo
puede deberlo al suelo que est a lo largo de su fuste, por friccin
lateral, aunque el suelo sea relativamente dbil y compresible. Si
el mismo pilote tiene muchos vecinos, a los que el suelo que lo
rodea proporciona apoyo, el esfuerzo acumulado en todo el bloque de
suelo en que est encajado el grupo puede tender gradualmente a
comprimir el terreno y, por tanto, permitir que los pilotes se
hundan, cuando menos ligeramente, con lo que una porcin mayor de la
carga se transmite directamente de los pilotes al estrato firme. En
los grupos grandes, la mayor parte de la carga puede, tarde o
temprano, quedar apoyada en la punta, cualquiera que sea la
magnitud de la friccin lateral, que haya podido desarrollarse a
elevaciones mayores alrededor de un solo pilote en una prueba de
carga. 3.3.1.6 Eleccin del tipo de pilote La eleccin final del tipo
de pilote para una obra la dictan las condiciones del subsuelo, las
caractersticas de hincado de los pilotes, y el probable
comportamiento de la cimentacin, y la economa. Las comparaciones
econmicas deben basarse en el costo de toda la cimentacin y no
nicamente en el costo de los pilotes. Por ejemplo, el costo de doce
pilotes de madera con 18 toneladas de capacidad cada uno, puede ser
menor que el de cuatro pilotes de hormign de 54 toneladas, pero el
mayor tamao del cabezal necesario para transmitir la carga de la
columna a los pilotes de madera, puede aumentar el costo de la
cimentacin con stos, hasta ser mayor que el de la cimentacin con
pilotes de hormign.
- 71. 70 3.3.1.7 Fabricacin El procedimiento tcnico de
fabricacin, permite garantizar el suministro de pilotes de muy alta
tecnologa (hormign de 450 kg/cm), gran capacidad de resistencia
frente a los agentes qumicos, tanto sulfatos como agua marina (al
fabricarse con cemento SR/MR), y gran compacidad (por los
automatismos de puesta en molde y vibrado del hormign). 3.3.1.8
Hinca La hinca de los pilotes se hacen con los modernos equipos de
cada libre, donde una maza de peso variable entre 4 y 6 toneladas
es elevada por un sistema simple de cable, o bien mediante los mas
avanzados mtodos de accionamiento hidrulico, de elevado rendimiento
y control. Estos equipos son totalmente autnomos, por lo que no
necesitan prestaciones auxiliares, y de fcil movimiento al ir
montados sobre gras de oruga. Previamente se efecta la planificacin
de la obra, en donde se analiza la secuencia de hinca de los
pilotes de prueba, las zonas de apilado, etc. Los pilotes de prueba
(pilotes penetrmetros) servirn de referencia para definir las
profundidades ptimas de los pilotes, como confirmacin de lo
previsto en el estudio geolgico del terreno realizado con
anterioridad a la hora de la redaccin del proyecto. Este estudio
como se explic con anterioridad lo llevaran a cabo expertos que nos
mandaran un informe detallado del terreno existente en la zona de
cimentacin (Explanada de Espaa, Alicante). 3.3.1.9 Juntas Las
juntas es el elemento que permite la unin de diferentes tramos de
pilotes para alcanzar la profundidad necesaria. Las juntas con
materiales de alta calidad. Estn calculadas para resistir mayores
esfuerzos incluso que la propia seccin tipo del pilote, como han
demostrado los distintos ensayos a flexin, compresin y traccin
realizados a las mismas. Todos los elementos que la componen quedan
totalmente recubiertos por hormign y protegidos del genero
circundante a excepcin de la chapa exterior que carece de funcin
estructural una vez hormigonado el pilote. Adems todos los
elementos de conexin se encuentran embebidos en una grasa
protectora contra la corrosin (certificada por el Instituto de
Tcnica Aeroespacial), y ajustadas las piezas que la componen, de
forma que una vez unidos los diferentes elementos, se genera una
pretensin que asegura una perfecta transmisin de esfuerzos. Las
cualidades anteriores junto con su fcil puesta en obra y la
posibilidad de inspeccin visual de la junta, hacen de este elemento
constructivo una garanta de calidad en consonancia con la del
propio pilote, como demuestra en la practica su uso continuado
desde hace 50 aos.
- 72. 71 Todas las empresas tienen un elevado control de calidad
para sus productos pudiendo ofrecer a sus clientes la mxima garanta
de sus productos a la vez de un precio econmico haciendo que la
empresa sea competitiva en el mercado. 3.3.1.10Control 3.3.1.10.1
Control en fbrica Los pilotes prefabricados se controlan
sistemticamente tanto durante su fabricacin en factora como durante
su instalacin en obra. Se efectan los siguientes controles: a) De
recepcin de los materiales: Agua, cemento, ridos, armaduras y
aditivos, realizndose los ensayos que prescribe la norma EH-91
Instruccin para el Proyecto y la Ejecucin de Obras de Hormign en
masa o armado. b) De resistencia y geometra: De los pilotes,
azuches, collares y juntas. c) De fabricacin: Preparacin de los
moldes, adecuada instalacin de las armaduras, correcta dosificacin
y colocacin del hormign, vibrado, manejo, curado. d) De la
resistencia y consistencia del hormign: Los ensayos se realizan a
las 24 horas, 7 das y 28 das con resistencias mnimas de 175, 375 y
450 kg/cm respectivamente. 3.3.1.10.2 Control en obra a) -Medida de
rechazo: Sobre todos y cada uno de los pilotes se mide el rechazo,
que es la penetracin del pilote en una serie de 10 golpes dados con
la maza del equipo de hinca. A travs de la medida del mismo se
controla que se ha alcanzado la capacidad de carga que debe
soportar el pilote. b) -Pruebas estticas de carga: En este tipo de
ensayos y con la ayuda de otros pilotes o anclajes como reaccin, se
somete al pilote a cargas superiores a la mxima de servicio,
observndose su comportamiento y obtenindose la curva carga-asiento.
c) - Analizador hinca de pilotes: Usado cada vez con mayor
frecuencia, por su bajo coste y elevada rapidez. Este ensayo
avalado por una gran experiencia a nivel mundial, permite de una
forma rpida y no destructiva analizar tanto las condiciones del
terreno como el desarrollo de la hinca, controlando la integridad
del pilote y su capacidad de carga. Se consigue en muchos casos
mejorar el diseo de la cimentacin, con la optimizacin de los
coeficientes de seguridad. d) -Analizador de integridad de pilotes:
Se emplea para controlar especficamente la integridad de los
pilotes. Est basado en la teora de propagacin de onda de choque a
travs de los mismos. De una forma sencilla, y con un equipo de
mano, es posible chequear un gran numero de pilotes en una sola
jornada. e) -Control de vibraciones: Cuando el entorno en que esta
situada la obra lo requiera, es posible controlar la transmisin de
vibraciones y onda area que provoca la instalacin de los pilotes.
Su cuantificacin permite confirmar los criterios de hinca y
adecuarlos al entorno.
- 73. 72 3.3.1.2Obras singulares La topologa de los pilotes, el
elevado rendimiento y la autonoma de los equipos de los equipos de
hinca, as como el cuidado del medio ambiente del sistema, permiten
la realizacin de obras de caractersticas muy especiales: a) Obras
martimas (pantanales, muelles, etc.) b) Estructuras que requieren
pilotes inclinados, como viaductos. c) Grandes superficies
(depuradoras, centros comerciales, etc.) 3.3.1.3Caractersticas
tcnicas Los pilotes prefabricados estn capacitados para absorber
esfuerzos verticales de compresin en el entorno de los 125 Kp/cm,
al tratarse de pilotes de categora I, prefabricados con todos los
controles en instalaciones fijas segn la norma Tecnolgica NTE-CPP
78. Se fabrican en todos los casos con hormigones de resistencia
caracterstica 450 Kp/cm,(H-450 segn norma EHE-99) Asimismo se
emplea cemento CEM I 42,5-SR (RC-97), que hace que los pilotes sean
resistentes a los sulfatos y al agua de mar. Van armados en toda su
longitud, y en sus esquinas, con cuatro u ocho barras de acero
corrugado y calidad mnima AEH-400 (lmite elstico 4100 Kp/cm).
Zunchados tambin a lo largo de toda su longitud mediante una
armadura transversal en acero AE215l (lisa, de lmite elstico 2200
Kp/cm), de 6 mm de dimetro. El paso es de 16 cm, reducindose a 8 cm
en los 0,8m prximos a los extremos y en la zona de los ganchos de
izado. Para concluir, hay que comentar que este tipo de
cimentaciones se estn imponiendo en todas las obras de gran
envergadura, donde el terreno en el que se va a construir no cumple
con las caractersticas necesarias de resistencia necesarias para el
aguante de las cargas producidas por la obra.
- 74. 73 3.3.2 Encepados Los encepados son bloques prismticos que
unen las cabezas de varios pilotes para que trabajen conjuntamente
y sirven de base al pilar o elemento estructural. Cuando se procede
a la hinca del pilote y ste ha llegado al rechazo, el pilote
sobresaldr del terreno procedindose al descabezado del pilote para
realizar posteriormente el encepado. El encepado ir desde un solo
pilote hasta un grupo de pilotes. Fig. 25 Representacin virtual de
un encepado Figura 34. Diversos tipos de encepados.
- 75. 74 CRITERIOS GENERALES DE DISEO La forma y dimensiones en
planta de los encepados dependen del nmero de los pilotes, de las
dimensiones de stos y de su separacin. La separacin mnima entre
ejes de pilotes debe ser dos veces el dimetro de los mismos y no
menor de 75 cm. Esta separacin debe mantenerse a lo largo de todo
el pilote. A veces, si no se consigue que la resultante de las
cargas pase por el centro de gravedad del pilotaje, combiene
aumentar la separacin de