ESTUDIO PATOLOGICO DEL ANTIGUO EDIFICIO …

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ESTUDIO PATOLOGICO DEL ANTIGUO EDIFICIO

ADMINISTRATIVO CENTRALES ELECTRICAS DEL NORTE DE

SANTANDER E.S.P S.A EPM

“ESPECIALIZACION PATOLOGIA DE LA CONSTRUCCION”

PRESENTADO POR:

ING. LEONARDO BAUTISTA

ARQ. JAVIER BUSTAMANTE

ING. DIEGO RODRIGUEZ

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS

CÚCUTA - 2017

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ESTUDIO PATOLOGICO DEL ANTIGUO EDIFICIO

ADMINISTRATIVO CENTRALES ELECTRICAS DEL NORTE DE

SANTANDER E.S.P S.A EPM

“ESPECIALIZACION PATOLOGIA DE LA CONSTRUCCION”

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS

CÚCUTA – 2017

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INDICE

LISTA DE FOTOGRAFÍAS ...................................................................................... 7

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... 9

LISTA DE TABLAS ................................................................................................ 10

LISTA DE ESQUEMAS ......................................................................................... 12

INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 13

JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 14

OBJETIVOS .......................................................................................................... 15

OBJETIVO GENERAL .................................................................................... 15

OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................... 15

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................ 16

ALCANCE ............................................................................................................. 17

1. HISTORIA CLINICA ................................................................................. 18

1.1 DATOS ESPECÍFICOS DEL ESTUDIO ................................................ 18

1.1.1 Nombre gestores del estudio ............................................................. 18

1.1.2 Fecha de elaboración ........................................................................ 18

1.1.3 Profesionales responsables ............................................................... 18

1.2 DATOS GENERALES DEL PACIENTE ................................................ 18

1.2.1 Nombre .............................................................................................. 18

1.2.2 Fecha de construcción ....................................................................... 18

1.2.3 Localización ....................................................................................... 19

1.2.4 Información previa ............................................................................. 20

1.2.5 Sistema constructivo .......................................................................... 20

1.2.6 Uso .................................................................................................... 21

5

1.3 ESTADO INICIAL DE LA EDIFICACIÓN .............................................. 21

1.3.1 Planos obtenidos ............................................................................... 21

1.3.2 Áreas ................................................................................................. 23

1.3.3 Identificación de lesiones ................................................................... 23

1.4 ESTRUCTURA ..................................................................................... 27

1.4.1 Tipología estructural .......................................................................... 27

2. DIAGNÓSTICO ........................................................................................ 29

2.1 FICHAS DE DIAGNÓSTICO ................................................................. 29

2.2 ESTUDIO DE SUELOS......................................................................... 45

2.3 ENSAYOS REALIZADOS ..................................................................... 55

2.3.1 Extracción y ensayo a la compresión de núcleos de concreto .......... 55

2.3.2 Análisis esclerométrico ...................................................................... 59

2.3.3 Carbonatación en el concreto ............................................................ 64

2.3.4 Verificación del acero de refuerzo ..................................................... 66

2.4 REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL.................................................... 80

2.4.1 Información general ........................................................................... 80

2.4.2 Evaluación de la estructura existente ................................................ 80

2.4.3 Intervención del sistema estructural .................................................. 80

2.4.4 Cálculos memorias y planos .............................................................. 81

2.4.5 Vulnerabilidad sísmica en la zona ..................................................... 81

Efectos inducidos por efecto de los Sismos .................................................... 83

3. PROPUESTA DE LA INTERVENCIÓN .................................................... 85

3.1 ANÁLISIS DE LAS ALTERNATIVAS PROPUESTAS ........................... 85

3.1.1 Reparación de la edificación .............................................................. 85

3.1.2 Demolición y reconstrucción de la edificación ................................... 88

3.2 ALTERNATIVA SELECCIONADA ........................................................ 90

3.2.1 Reforzamiento estructural .................................................................. 90

6

3.2.1.1 Zapatas y vigas de amarre ............................................................. 90

3.2.1.2 Columnas de la edificación ............................................................. 91

3.2.1.3 Reparación de dilataciones ............................................................ 93

3.2.1.4 Limpieza de suciedades ................................................................. 93

3.2.1.5 Reparación de acabados de piso en el Hall del primer nivel .......... 93

3.2.1.6 Reconstrucción del piso en granito pulido ...................................... 94

3.2.1.7 Reconstrucción de vigas de cubierta .............................................. 94

3.2.1.8 Reparación de elementos de recubrimiento de muros ................... 94

3.2.1.9 Reparación del mortero fisurado .................................................... 95

3.2.1.10 Retiro de elementos metálicos que presentan oxidación ............... 95

4. PRESUPUESTO OFICIAL ....................................................................... 96

5. CONCLUSIONES..................................................................................... 97

6. RECOMENDACIONES ........................................................................... 99

7. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................... 100

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LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía No.1 Localización del paciente en https://www.google.es/maps/place/CENS Fotografía No.2 Placa de cubierta y bóvedas – Segundo nivel Fotografía No.3 Fisura sobre el piso en granito Fotografía No.4 Desprendimiento de elementos de recubrimiento externo en muros de la fachada Fotografía No.5 Elemento metálicos con frentes de oxidación e indicios de corrosión Fotografía No.6 Desprendimiento de concreto en las vigas de la cubierta Fotografía No.7 Fisura en unión de elementos prefabricados Fotografía No.8 Fisura y manchas en cubierta de la edificación Fotografía No.9 Evidencia del sistema estructural de la edificación Fotografía No.10 Apique exploratorio Fotografía No.11 Registro de toma de núcleos Fotografía No.12 Registro de toma de núcleos ajustados Fotografía No.13 Registro de ensayo de esclerometría Fotografía No.14 Registro de ensayo de la sonda electromagnética Fotografía No.15 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna B-2 Fotografía No.16 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna G-3 Fotografía No.17 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna E-2 Fotografía No.18 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna H-3 Fotografía No.19 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 2-3 Fotografía No.20 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 1-2 Fotografía No.21 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 1-2 CS Fotografía No.22 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 2-3 CS Fotografía No.23 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 2-3 CS Fotografía No.24 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 3-4 CS

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Fotografía No.25 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga 3 C-D Fotografía No.26 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga 2 C-D Fotografía No.27 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga 2 C-D Fotografía No.28 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna C-2

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LISTA DE FIGURAS

Figura No.1 Esquema geológico de la zona de estudio la zona corresponde a

depósitos cuaternarios del valle aluvial del río Pamplonita y de sus quebradas

afluentes que drenan desde los cerros occidentales.

Figura No.2 Leyenda estratigráfica cuadrángulo geológico G13 (Cúcuta). La

unidad geológica predominante en el sector corresponde a suelos cuaternarios y

unidades de rocas de la formación Guayabo

Figura No.3 Registro de Sismos Históricos de Magnitud mayor o igual a 4.0 (Estudio

General de Amenaza Sísmica para Colombia).

Figura No.4 Mapa de amenaza sísmica para Colombia según el estudio general

de Amenaza sísmica.

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LISTA DE TABLAS

Tabla No.1 Resultados de exploración geotécnica

Tabla No.2 Potencial de expansión del suelo

Tabla No.3 Correlación del ensayo de penetración estándar (SPT) con respecto

a la densidad relativa del suelo

Tabla No.4 Correlación de los parámetros de resistencia al corte y densidad

Tabla No.5 Valores de consistencia y compresión inconfinada, correlacionados

con el número de golpes (N) del ensayo de penetración estándar

Tabla No.6 Módulo elástico y coeficiente de Poisson

Tabla No.7 Módulos de reacción del suelo

Tabla No.8 Relación de muestras de núcleos extraídos

Tabla No.9 Descripción del concreto de las muestras de núcleos extraídos

Tabla No.10 Resultados de cilindros extraídos de las columnas

Tabla No.11 Resultados de cilindros extraídos de las vigas

Tabla No.12 Número de rebote en columnas

Tabla No.13 Número de rebote en vigas



Tabla No.16 Resultados de correlación con análisis esclerométrico




Tabla No.20 Resultados del frente de carbonatación en la planta baja

Tabla No.21 Resultados del frente de carbonatación en el segundo nivel



Tabla No.24 Resultados de ensayo de sonda electromagnética en la planta baja

Tabla No.25 Resultados de distribución del acero longitudinal y transversal



Tabla No.28 Recubrimiento identificado durante el ensayo

Tabla No.29 Sección de los elementos estructurales analizados

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Tabla No.30 Prepuesto de la Reparación de la Edificación

Tabla No.31 Prepuesto de Demolición y Reconstrucción de la Edificación

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LISTA DE ESQUEMAS

Esquema No.1 Plano general de CENS

Esquema No.2 Planta del primer nivel

Esquema No.3 Planta del segundo nivel

Esquema No.4 Perfil de la cimentación de la edificación

Esquema No.5 Perfil de la cimentación de la edificación, teniendo en cuenta el

reforzamiento

Esquema No.6 Ubicación en planta de columnas y pantallas en concreto

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INTRODUCCIÓN

Centrales Eléctricas del Norte de Santander S.A. E.S.P., tomo la decisión de mejorar su planta física mediante el diseño de espacios vanguardistas utilizando conceptos como conexión, oficina abierta, optimización de espacios residuales, entre otros, utilizados en actividades administrativas y que se encontraban en evidente deterioro por el tiempo de uso. Como resultado de dichos procesos y teniendo en cuenta aspectos como la segregación de los equipos de trabajo en la planta física, los desplazamientos largos que disponen de tiempos largos de interrelación e integración urbana en la implantación de los inmuebles, se buscó un espacio en donde una plaza sea articuladora con las demás dependencias administrativas y no segregue sino integre los equipos de trabajos logrando una ubicación espacial que se articule y sea consecuente con los procesos los cuales ayudaría que fueran más cortos en tiempo, un elemento que pueda ser permeable en diferentes alturas en la comunicación de circulaciones desde las edificaciones viejas a las nuevas.(Dentro de la parte administrativa). Como consecuencia de esta remodelación en donde se propone hacer un espacio totalmente abierto de interacción entre los equipos de trabajo, las demoliciones de muros internos y enchapes deteriorados evidenciaron lesiones existentes en la estructura y placas del antiguo edificio administrativo. Por esta razón se le hará un estudio patológico, identificando estas lesiones, sus causas, y metodología de la intervención, con el fin de prolongar la vida útil de la edificación en su nuevo uso como oficinas administrativas. . . En términos generales, el propósito es identificar cada una de las afectaciones de las cuales ha sido víctima la edificación, por causas físicas, químicas y mecánicas entre otras, evaluarlas y definir un proceso de intervención, el cual garantizará que el área o elemento afectado preservará su vida útil y estará en condiciones óptimas para su uso, depositando toda la atención en la estructura principal del edificio, principalmente a causa de su antigüedad.

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JUSTIFICACIÓN

Al momento en que el grupo EPM (Empresas Públicas de Medellín) adquiere CENS (Centrales Eléctricas de Norte de Santander), empiezan un plan de actualización de la planta física en Sevilla, modificando el conjunto de edificios existentes y construyendo dos nuevos para la ubicación de los puestos de trabajo adicionales para su funcionamiento. Se toma la decisión de intervenir el antiguo edificio administrativo ya que solicitan espacios cómodos y acordes a las nuevas políticas de la empresa. El edificio que fue construido en el año de 1972, que presto servicio a CENS por largo tiempo y que al momento de ser construido cumplió todas las normas de sismo resistencia de la época hace que sea viable la reutilización de la estructura. Ahora, en vista de que se evidencian una serie de lesiones en las instalaciones de la edificación, entre las cuales se destacan, fisuras, desprendimientos y eflorescencias, entre otros, se hace necesario determinar las causales de cada una de estas afectaciones, con el fin de determinar el proceso con el que se intervendrá cada una de ellas. Todo con el fin de preservar la estabilidad del edificio, salvaguardando la integridad física del personal operativo del edificio y del personal visitante, incitando a que la edificación cumpla con la normatividad vigente, entre la cual destacamos la NORMA SISMO RESISTENTE DEL 2010, de ahora en adelante NSR-10, la cual establece el estado de vulnerabilidad sísmica de la edificación o su cumplimiento a cabalidad. Por lo anterior, se lleva a cabo este ESTUDIO PATOLÓGICO, el cual determinará el estado real de la edificación y su disposición para su uso respectivo.

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar la metodología de la intervención con su respectivo costeo, en

pro de la reutilización de la estructura existente, con base en el Estudio

Patológico.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Actualizarla estructura existente del edificio al reglamento colombiano de

construcción sismo resistente NSR-10.

- Establecer las afectaciones causadas por el medio que hayan puesto en

riesgo la durabilidad de los elementos estructurales de la edificación.

- Identificar las causas de las fisuras presentes en la estructura causados por

los asentamientos diferenciales presentes en el terreno en el cual se

construyó el edificio.

- Establecer la vida útil a la cual se potencializará la estructura y los posibles

mantenimientos durante la vida de servicio después de la intervención.

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OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Debilitamiento estructural por demolición de los muros internos del edificio.

- Fisuras presentes en los elementos estructurales, generados por factores

externos o de uso.

- Reforzamiento de las estructuras por las nuevas cargas vivas adicionales.

- Modernización de la edificación complementándola con los nuevos edificios

construidos en los alrededores del conjunto total de la empresa.

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ALCANCE

Con base en el presente Estudio Patológico, se busca determinar el estado actual de la Edificación en referencia a las lesiones presentadas, identificándolas, determinando las causas de su aparición y estableciendo una serie de procedimientos que darán paso a la reparación de la misma, acorde a los lineamientos establecidos en la normatividad vigente. Dado lo encontrado en el recorrido dentro de la edificación, nos permitimos listar a continuación las áreas de influencia y sobre las cuales se hará el presente estudio:

- Hall de la entrada principal.

- Canal de agua lluvia.

- Bóvedas que conforman la cubierta del área de circulación en el primer nivel.

- Muros en mampostería.

- Acabados instalados sobre los muros.

- Acabado instalados en pisos.

- Placa de entrepiso.

- Placa de cubierta.

- Elementos estructurales en su totalidad.

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1. HISTORIA CLÍNICA

1.1 DATOS ESPECÍFICOS DEL ESTUDIO

1.1.1 Nombre gestores del estudio

Especialización de Patología de la Construcción 2.013 – 2.014, USTA, Cúcuta;

Ing. LEONARDO BAUTISTA

Arq. JAVIER BUSTAMANTE

Ing. DIEGO RODRÍGUEZ

1.1.2 Fecha de elaboración

Semestre 02 de 2.013

1.1.3 Profesionales responsables

Arq. JAVIER BUSTAMANTE

Ing. DIEGO RODRÍGUEZ

Ing. LEONARDO BAUTISTA

1.2 DATOS GENERALES DEL PACIENTE

1.2.1 Nombre Antiguo edificio administrativo de Centrales Eléctricas de Norte de Santander (CENS).

1.2.2 Fecha de construcción La edificación fue construida en el año de 1972

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1.2.3 Localización Ubicado en la Avenida Aeropuerto 5N- 220, Barrio Sevilla, Cúcuta, Norte de

Santander.

CONJUNTO DE EDIFICIOS CENS

Fotografía No.1 Localización del paciente en https://www.google.es/maps/place/CENS

CENS

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1.2.4 Información previa

Esta edificación fue diseñada por la firma Jorge Gonzales Zuleta de Bogotá y está conformada por un sistema aporticado con una cubierta que la conforman una serie de bóvedas trabajadas en concreto. Posee dos pisos cuya área construida son 905 m2 (455m2 piso 1 y 450m2 del piso 2).

1.2.5 Sistema constructivo El sistema constructivo está conformado por un sistema aporticado, con una placa de entrepiso en concreto reforzado y aligerada con casetones de madera. La cubierta consta de una serie de bóvedas en concreto reforzado, que van soportadas sobre unas vigas principales en concreto reforzado y sobre una placa aligerada.

Fotografía No.2 Placa de cubierta y bóvedas – Segundo nivel

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1.2.6 Uso La edificación estaba destinada exclusivamente para el funcionamiento de oficinas, entre las cuales se destinan áreas que solían usarse como almacenamiento de documentos o archivo. El propósito actual, es realizar una mejor distribución de los espacios, bajo un concepto vanguardista y que se encuentre acorde a la necesidad de los usuarios y funcionarios.

1.3 ESTADO INICIAL DE LA EDIFICACIÓN

1.3.1 Planos obtenidos Acorde al registro de planos suministrados por parte del INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI (IGAC) y solicitados por parte de los profesionales gestores y responsables de este estudio, se lograron ubicar las siguientes plantas, bajo las siguientes distribuciones:

- Plano general

Esquema No.1 Plano general de CENS

Módulo

1 Módulo

2

Módulo

3

Módulo 4

Administrativo

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Esquema No.2 Planta del primer nivel

Esquema No.3 Planta del segundo nivel

En el esquema No.1 Plano general de CENS, se demarca el área de intervención la cual está bajo la denominación módulo 4. Administrativo; objeto del presente

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estudio. En los siguientes dos esquemas se muestran las plantas de los dos niveles de la edificación.

1.3.2 Áreas NIVEL TAMAÑO

Primer Nivel 852.37m2

Segundo Nivel 762.79m2

Tercer Nivel 762.79m2

1.3.3 Identificación de lesiones

- Pisos: En el piso del primer nivel de la edificación, específicamente en el

área de circulación lateral, se identificó una falta de elementos en gres sobre

el antepiso. También se evidencio una fisura demarcada sobre el piso en

granito en el acceso principal de la edificación.

Fotografía No.3 Fisura sobre el piso en granito

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- Muros: Se evidencian fisuras y suciedades por lavado diferencial, en áreas

específicas de algunos muros tanto en el primer nivel como en el segundo.

También se ubicaron la falta de elementos de acabado superficial

(fachaletas) en ciertas áreas de los muros exteriores de la edificación,

generados muy probablemente por erosión mecánica.

Fotografía No.4 Desprendimiento de elementos de recubrimiento externo en muros de la

fachada

- Carpintería metálica: Se encontraron elementos metálicos con frentes de

oxidación definidos, específicamente en la escalera metálica de la salida de

emergencia del segundo hacia el primer nivel de la edificación.

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Fotografía No.5 Elemento metálicos con frentes de oxidación e indicios de corrosión

- Estructura: Se presentan unos desprendimientos de concreto, en las vigas

de soporte de las bóvedas que conforman la cubierta de la edificación.

Debido a esto, se observa la exposición total del acero de refuerzo en su

capa inferior del elemento.

Fotografía No.6 Desprendimiento de concreto en las vigas de la cubierta

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- Cubierta: En la cubierta del área de circulación del primer nivel, se

identificaron unas fisuras en las uniones de los elementos prefabricados en

forma de bóveda, que conforman la cubierta. Adicionalmente, dichos

elementos poseen suciedad por lavado diferencial, a causa de la falta de

funcionamiento del bajante de agua lluvia existente. En la placa de la

cubierta, se presenta una fisura longitudinal, acompañada de una serie de

manchas originadas por el ingreso de agua a través de dicha lesión.

Fotografía No.7 Fisura en unión de elementos prefabricados

Fotografía No.8 Fisura y manchas en cubierta de la edificación

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1.4 ESTRUCTURA

1.4.1 Tipología estructural - Cimentación: La cimentación de la cimentación consta de lo siguiente:

Zapata: 1.90m x 1.90 m x 0.70m

Pedestal: 0.50m x 0.50m

Vigas de cimentación: 0.30m x 0.50m

Longitud de columna en el terreno: 1.70m

Esquema No.4 Perfil de la cimentación de la edificación

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- Sistema estructural: La edificación consta de un sistema aporticado,

conformado específicamente por columnas y vigas, las cuales son las

encargadas de transmitir la carga directamente al suelo de fundación.

Fotografía No.9 Evidencia del sistema estructural de la edificación

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2. DIAGNÓSTICO

2.1 FICHAS DE DIAGNÓSTICO

A continuación se enseñaran para el presente estudio, las fichas técnicas que

contienen la información más relevante e identificada en obra, la cual describe de

forma explícita el tipo de lesión, origen y ubicación de la afectación, entre otros.

La finalidad de las mismas, es describir y explica de la forma más clara, el listado

de lesiones identificadas durante los recorridos realizados en obra y los

auscultamientos ejecutados con los elementos y equipos de apoyo.

El propósito es clasificar el tipo de lesión, con el fin de establecer los diferentes

procedimientos que se deberán llevar a cabo, para reparar la edificación y preservar

la vida útil de la misma.

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2.2 ESTUDIO DE SUELOS

ASPECTOS GEOLÓGICOS

A continuación se presenta una descripción de los aspectos geológicos generales

que son muy importantes para el desarrollo del estudio geotécnico dentro del área

de estudio.

DESCRIPCIÓN DE LAS UNIDADES GEOLÓGICAS PRESENTES EN EL ÁREA

La región de Cúcuta está localizada al NE del País, cerca de la frontera con

Venezuela, en la confluencia de los ríos Pamplonita y Táchira. Su clima es

predominantemente seco, con temperatura media de 28 grados centígrados y una

precipitación media anual alrededor de los 750 mm.

Geológicamente la región está ubicada en el extremo SW de la cuenca del Lago

Maracaibo y limita al occidente con el Macizo de Santander y al Sur con la Cordillera

de Mérida. En la región de la ciudad de Cúcuta afloran rocas del Cenozoico

originadas en un complejo deltaíco. Se trata de las formaciones Mirador, Carbonera,

León y el grupo Guayabo, este último de divide en dos conjuntos litológicos: uno

arcilloso y otro arenoso. El grupo Guayabo de edad Mioceno Medio –Plioceno, se

depositó contemporáneamente con el emplazamiento del Macizo Santander;

posteriormente la región fue sometida a esfuerzos que producen plegamientos y

fallecimientos orientados principalmente en dirección Norte-Noreste.

En el área se presentan dos unidades geológicas bien definidas y correspondientes

en primer lugar a los depósitos de suelos transportados areno arcillosos, y las

arcillolitas de la formación León y areniscas de la formación guayabo miembro

arenoso. A continuación se describen las diferentes formaciones geológicas

presentes en el área.

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Figura No.1 Esquema geológico de la zona de estudio la zona corresponde a depósitos cuaternarios

del valle aluvial del río Pamplonita y de sus quebradas afluentes que drenan desde los cerros

occidentales.

Figura No.2 Leyenda estratigráfica cuadrángulo geológico G13 (Cúcuta). La unidad geológica

predominante en el sector corresponde a suelos cuaternarios y unidades de rocas de la formación

Guayabo.

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Depósitos Cuaternarios

Los depósitos cuaternarios presentes en la zona de estudio corresponden a suelos

arcillosos depositados por los caños que drenan hacia el valle aluvial del río Táchira.

Formaciones del Terciario (Corresponde a las formaciones geológicas de los

cerros occidentales)

A continuación se realizará una descripción de las diferentes unidades geológicas

del periodo terciario presentes en la zona de estudio; se nombraran de las más

antiguas a las más recientes.

Formación Guayabo Miembro Arcilloso (Tmg1)

Esta formación se observa en el mapa, ubicada en los costados SE, SW, NW de la

zona de estudio, formando una franja de dirección aproximada SW-NE,

incrementando su expresión en superficie también en dirección suroeste.

Se caracteriza por una secuencia de arcillas con un bajo porcentaje de areniscas.

La unidad no tiene ningún interés para el almacenamiento de aguas subterráneas,

teniendo en cuenta la porosidad primaria y secundaria que presenta, ya que por su

composición no permite la retención y almacenamiento de las aguas de escorrentía

que logran infiltrar. Esta unidad se puede interpretar con un Acuícludo.

Formación Guayabo Miembro Arenoso (Tmg2)

La dirección de aparición en superficie es una franja aproximadamente paralela al

Guayabo Arcilloso con características de posición muy similares a este Guayabo

arcilloso.

Secuencia compuesta principalmente por areniscas de grano fino, regularmente

seleccionadas, friables, con matriz arcillosa, dispuestas en capas delgadas.

La unidad es de interés para el almacenamiento de aguas subterráneas, teniendo

en cuenta la porosidad primaria y secundaria que presenta, lográndose tener

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acuíferos del tipo confinado y semi confinado. Este miembro presenta un cambio

lateral de facies hacia la región del Río Zulia encontrándose allí (Sector Zulia) menor

proporción de areniscas y con mayor contenido de matriz arcillosa.

Descansa sobre la Formación Guayabo Arcilloso de manera concordante,

presentando un espesor mayor de 120 m. En algunos pozos exploratorios de

petróleo se ha alcanzado a medir espesores de hasta 1000 metros para la

Formación Guayabo incluyendo el Miembro Arcilloso.

GEOMORFOLOGÍA

La unidad geomorfológica presente en la zona de estudio corresponde a zonas

planas de valle aluvial, que generan zona mal drenada de empozamiento de aguas

lluvias, generando una condición saturada del terreno a nivel superficial.

Amenaza Sísmica de la Zona

En el diseño de un proyecto es importante determinar el nivel de amenaza sísmica

para el sector donde se realizará la construcción; esto es conocer la máxima

cantidad de movimiento sísmico que se espera durante la vida útil del proyecto. Para

determinar se utilizan varios procedimientos basados en datos de eventos

históricos, conocimiento de las fuentes sismo-génicas y aplicación de modelos

probabilísticos para evaluación de la amenaza sísmica.

Para el caso del presente proyecto se determinan los resultados del Estudio General

de Amenaza Sísmica de Colombia, donde se presentan los siguientes parámetros

para la zona de estudio:

Amenaza Sísmica: Alta (Ver figura No.1)

Aceleración Pico Efectiva (Aa): 0.30

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Para efectos del presente proyecto y teniendo en cuenta un nivel de riesgo

aceptable y teniendo en cuenta las aceleraciones obtenidas de sismos recientes en

el país, se puede trabajar con una aceleración pico efectiva de 0.15 ya que una

aceleración de 0.30 corresponde a un evento catastrófico no solo para las

estructuras diseñadas sino para la estabilidad misma del corredor.

EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA

El trabajo de exploración de campo se realizó mediante un apique a cielo abierto el

cual se llevó a los 3m de profundidad.

Por lo anterior, a continuación se relacionan los resultados de tal procedimiento:

Tabla No.1 Resultados de exploración geotécnica

PERFIL DE SUELOS

En general el perfil de suelos está conformado por arcilla arenosa de consistencia

media a dura.

NIVEL DE AGUAS FREÁTICAS

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Durante la exploración del terreno no se encontró nivel de aguas freáticas; sin

embargo se detectó saturación por infiltración de aguas lluvias hasta los 1.50m de

profundidad.

ENSAYOS DE CAMPO

Se efectuaron ensayos de penetración estándar (ASTM D1586) y penetrómetro en

los suelos arcillosos. Los valores de compresión simple en los estratos arcillosos

superficiales, medidos con el penetrómetro de bolsillo, arrojaron valores entre 1.50

a 3.0 kg/cm2.

En general los valores de N (SPT) arrojan una consistencia media a blanda hasta

los 1.50m de profundidad; a partir de esta profundidad se presenta un incremento

importante en el nivel de consistencia del terreno.

Fotografía No.10 Apique exploratorio

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ENSAYOS DE LABORATORIO

Una vez realizado el trabajo de exploración, se procedió a ejecutar el muestreo de suelos para su caracterización mediante ensayos de laboratorio; dentro del programa de laboratorio se realizaron los siguientes ensayos: Humedad natural Granulometría Límites de consistencia Expansión Comprensión inconfinada CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS SUELOS

En base a los resultados de la exploración de campo y ensayos de laboratorio, se tienen la siguiente caracterización de los suelos presentes en la zona de estudio. Los suelos presentes en la zona corresponden a arcillas arenosas de media plasticidad, clasificadas como CL según el sistema de clasificación unificada de los suelos y como A-6 según el sistema de clasificación de la AASTHO. Los contenidos de humedad del suelo a nivel superficial son superiores o cercanos al límite plástico, con una consistencia blanda, la humedad disminuye con la profundidad y aumenta la consistencia del suelo. En general los resultados de plasticidad y expansión arrojan que los suelos en la zona presentan un potencial de cambio volumétrico medio a bajo y esa característica influye en el tipo de cimentación, construcción y drenaje de la edificación. La estructura predominante arcillosa del suelo es impermeable; sin embargo su fisuramiento le confiere una permeabilidad secundaria, lo cual incrementa la percolación de agua, favoreciendo la infiltración del agua al suelo. Los ensayos de compresión simple realizada sobre las muestras de arcilla, presenta resultados alrededor de los 2.0 kg/cm2, con resistencia al corte no drenado de 0.6250 kg/cm2.

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Tabla No.2 Potencial de expansión del suelo

Tabla No.3 Correlación del ensayo de penetración estándar (SPT) con respecto a la densidad

relativa del suelo

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Tabla No.4 Correlación de los parámetros de resistencia al corte y densidad

Tabla No.5 Valores de consistencia y compresión inconfinada, correlacionados con el número

de golpes (N) del ensayo de penetración estándar

PARÁMETROS ELÁSTICOS Y DE COMPRESIBILIDAD DEL SUELO

Tabla No.6 Módulo elástico y coeficiente de Poisson

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Los módulos de reacción del suelo basados en los resultados de CBR, para el caso

del siguiente proyecto son:

Tabla No.7 Módulos de reacción del suelo

Parámetros para empujes de tierras

Coeficiente de empuje activo Ka= 0.61

Coeficiente de empuje reposo Ko= 1.64

Densidad= 2.00 Ton/m3

Presión por expansión del suelo= 0.50 Kg/cm2

RECOMENDACIONES DE CIMENTACIÓN

Se recomienda utilizar un sistema de cimentación tipo zapatas aisladas con viga de

amarre entre zapata y zapata; las zapatas se cimentarán a 2.8m de profundidad del

nivel del terreno sobre un solado en concreto pobre de 10 cm de espesor.

Por lo anterior y cotejando con la cimentación actual de la edificación, es perceptible

que la misma se encuentra acorde a la recomendación del estudio de suelos actual.

No obstante, queda pendiente el concepto del estructural, para verificar el estado

de la cimentación teniendo en cuenta el nuevo uso y la actualización a la

normatividad vigente (NSR-10).

55

2.3 ENSAYOS REALIZADOS

ANTECEDENTES

Centrales Eléctricas de Norte de Santander CENS S.S E.S.P, tiene el propósito de

adelantar la remodelación del edificio antiguo de la sede administrativa localizada

en la avenida 7 No. 5N-220 (Sevilla) de la ciudad de Cúcuta. Por lo tanto con el

designio de adelantar el Trabajo Profesional Integrado, optamos por realizar el

contenido del presente informe, involucrando toda la temática necesaria para

presentar una propuesta de la intervención, la cual garantizará el aumento en la vida

útil de la edificación así como su respectiva estabilidad.

ALCANCE

El alcance del presente estudio incluye algunos análisis físicos y químicos de

materiales y la detección de los aceros de refuerzo en algunos de los elementos

estructurales de la edificación, así:

1. Extracción y ensayo a la compresión de núcleos de concreto

2. Análisis esclerométrico

3. Análisis de carbonatación en el concreto

4. Detección y verificación de aceros de refuerzo

5. Análisis de adherencia

6. Levantamiento de fisuras

2.3.1 Extracción y ensayo a la compresión de núcleos de concreto

Identificación de las muestras de núcleos

La identificación y localización de las seis (6) muestras tomadas, fue realizada por

el personal del laboratorio encargado de la extracción de los núcleos, de acuerdo al

criterio de los diseñadores estructurales.

A continuación se relacionan los datos más relevantes de las muestras tomadas:

56

NUCLEO No.

LOCALIZACIÓN FECHA DE

TOMA DE MUESTRA

ENSAYO

1 Planta baja, columna B-2 tomado a 1.06m de altura

2013-06-24

2013-07-02

2 Planta baja, columna G-3 tomado a 1.30m de altura

2013-06-24

2013-07-02

3 Viga de losa de entrepiso, eje D, entre ejes 3 y 2, tomado a 0.20m del eje 3

2013-06-24

2013-07-02

4 Segundo piso, columna F-2, tomado a 1.08m de altura

2013-06-24

2013-07-02

5 Segundo piso, columna C-3, tomado a 1.04m de altura

2013-06-24

2013-07-02

6 Viga de losa de terraza, eje 2, entre ejes C y D tomado a 1.40 del eje D

2013-06-24

2013-07-02

Tabla No.8 Relación de muestras de núcleos extraídos

Tamaños de las muestras extraídas

Los núcleos fueron tomados en diámetro de 7.5cm.

Fotografía No.11 Registro de toma de núcleos

57

Resistencia nominal del concreto

La resistencia nominal para el concreto analizado no ha sido especificada.

Acondicionamiento de las muestras de concreto

Los núcleos fueron cortados hasta obtener una muestra sana y representativa del

concreto analizado.

Fotografía No.12 Registro de toma de núcleos ajustados

Los núcleos fueron analizados individualmente y posteriormente como

complemento fueron ensayados a la compresión con base en las recomendaciones

de la norma NTC-3658.

Descripción del concreto de las muestras de núcleos

Se realiza la descripción del concreto de las muestras tomadas teniendo en cuenta

aspectos como la textura superficial, la calidad de la distribución del agregado

grueso en la muestra, el origen del agregado grueso empleado en la preparación

58

del concreto, el tamaño del agregado grueso, la presencia de sobre tamaños en la

muestra, la porosidad presentada en la muestra y la evidencia de alguna condición

especial encontrada.

Tabla No.9 Descripción del concreto de las muestras de núcleos extraídos

Resultados del análisis a compresión en núcleos

La longitud de ensayo de cada núcleo dependió de las condiciones físicas

de cada unidad.

Todos los núcleos sometidos a prueba presentaron rotura normal en su

ensayo a la compresión.

La resistencia a la compresión obtenida para cada núcleo aparece en las

tablas 10 y 11 a continuación.

59

Tabla No.10 Resultados de cilindros extraídos de las columnas

Tabla No.11 Resultados de cilindros extraídos de las vigas

2.3.2 Análisis esclerométrico

Características

El análisis esclerométrico fue realizado con el fin de verificar el estado y la

resistencia probable a la compresión actual de los elementos estructurales en

prueba, ya que no se conocen resultados de cilindros normales par ensayo de

resistencia a la compresión tomados directamente del concreto de estos elementos.

60

Fotografía No.13 Registro de ensayo de esclerometría

Los elementos bajo prueba fueron evaluados en el área sana disponible, obteniendo

así un volumen de lecturas suficiente para realizar un análisis estadístico y hallar el

correspondiente rango probable de resistencia a la compresión del concreto de

estos elementos.

Número de rebote en el análisis esclerométrico

Planta baja

En columnas:

61


En vigas:


Segundo piso

En columnas:


En vigas:

62


Resultados de la correlación del número de rebote en el análisis

esclerométrico

. Tabla No.16 Resultados de correlación con análisis esclerométrico

63



64


2.3.3 Carbonatación en el concreto

Carbonatación en elementos estructurales

El presente ensayo fue realizado en el concreto de DOCE (12) elementos

estructurales de la edificación, encontrándose algún frente de carbonatación

únicamente en el concreto de las siguientes muestras:

Planta baja:

65

Tabla No.20 Resultados del frente de carbonatación en la planta baja

Segundo piso:


Carbonatación en núcleos de concreto

Como complemento al ensayo de resistencia a la compresión se realizó de

carbonatación a las SEIS (06) muestras de núcleos tomadas, encontrándose algún

frente de carbonatación únicamente en el concreto de las siguientes muestras:

66

Planta baja:


Segundo piso:


2.3.4 Verificación del acero de refuerzo

Características

Para el presente ensayo, fue utilizada sonda electromagnética para realizar la

detección del acero de refuerzo en algunos elementos de la edificación.

67

Fotografía No.14 Registro de ensayo de la sonda electromagnética

Resultados de la verificación de aceros de refuerzo

A continuación se describe la distribución del acero de refuerzo

encontrada en algunas columnas de la planta baja de la edificación:

.

Fotografía No.15 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna B-2

68

Fotografía No.16 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna G-3

Fotografía No.17 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna E-2

69

Fotografía No.18 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna H-3

Tabla No.24 Resultados de ensayo de sonda electromagnética en la planta baja


encontrada en la viga principal del eje C, entre ejes 1 y 4, de la losa de

entrepiso de la edificación:

70

Fotografía No.19 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 2-3

Fotografía No.20 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 1-2

71

Fotografía No.21 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga C 1-2 CS


72




encontrada en la viga del eje 3, entre ejes C y D, y en una de las viguetas

paralela a esta misma viga del eje 3, de la losa de entrepiso de la

edificación:

73

Fotografía No.25 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Viga 3 C-D



encontrada en algunas columnas del segundo piso de la edificación:

74

Fotografía No.26 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna C-3

Fotografía No.27 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna F-2

75

Fotografía No.28 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna C-2

Fotografía No.25 Resultados de ensayo de la sonda electromagnética. Columna E-2

76



encontrada en algunas vigas de la losa de la terraza en el segundo piso

de la edificación:


77



Recubrimiento en concreto de los aceros de refuerzo

El recubrimiento mínimo en concreto de los aceros de refuerzos detectado en

algunos de los elementos de la edificación y medido hasta el estribo es el siguiente:

78

Tabla No.28 Recubrimiento identificado durante el ensayo

Sección de los elementos estructurales analizados

Los elementos analizados presentaron una sección aparente y luego de realizada

la identificación de los aceros de refuerzo, se pudo verificar la sección real del

elemento estructural así:

79

Tabla No.29 Sección de los elementos estructurales analizados

80

2.4 REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL

2.4.1 Información general

Esta parte del estudio, está basada en la información contenida en el estudio de

suelos de acuerdo a los lineamientos establecidos en la NSR-10; normatividad

vigente. Se aclara en este contenido que no se contaron con planos estructurales

iniciales de la edificación.

El estado del sistema estructural se calificó con respecto a Ha; la calidad del diseño

de la estructura original y su sistema de construcción con 0.80. El estado de

conservación de 0.80.

2.4.2 Evaluación de la estructura existente

Se elaboró el modelo matemático de la estructura existente, teniendo en cuenta las

nuevas solicitaciones, tanto de las cargas actuales, como parámetros sísmicos de

diseño de acuerdo a la microzonificación sísmica de Cúcuta y al estudio de suelos.

Se afectaron las resistencias teniendo en cuenta los coeficientes de calificación de

la estructura.

Se determinaron los índices de sobreesfuerzo, así como los de flexibilidad, teniendo

en cuenta las deformaciones y derivas obtenidas.

2.4.3 Intervención del sistema estructural

La intervención estructural de la edificación obedece a la actualización a la nueva

norma NSR-10.

81

Se analizó la estructura teniendo en cuenta la construcción de pantallas o muros en

concreto, así como el recalce de columnas y vigas que contribuyen a resistir las

nuevas solicitaciones, tanto de esfuerzos como de deformaciones.

2.4.4 Cálculos memorias y planos

En el Anexo No.3, se presentan los cálculos y memorias, las cuales tienen en cuenta

los parámetros de diseño de acuerdo al estudio de suelos, la microzonificación de

Cúcuta y a los ensayos e inspecciones realizadas a la estructura,

Adicionalmente se anexan cuatro planos donde se muestran los despieces de los

elementos así como el procedimiento para su respectiva intervención.

2.4.5 Vulnerabilidad sísmica en la zona

Acorde a lo contenido en la figura No.4, observamos la inminente necesidad de

proceder al reforzamiento estructural de la edificación, en aras de dar cumplimiento

al Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 y de paso

salvaguardar la integridad de las personas que habitúan este sitio, ya que en el

estado actual del edificio, el mismo cruza por un estado de vulnerabilidad ante los

eventos sísmicos.

Por tanto, se procederá a la revisión de las cuantías de refuerzo y dimensiones de

los elementos estructurales, revisando en respectivo chequeo y posteriormente

proponiendo las nuevas dimensiones de las secciones transversales de los

elementos estructurales, conjuntamente con su reforzamiento en acero estructural.

82

Figura No.4 Mapa de amenaza sísmica para Colombia según el estudio general de Amenaza

sísmica.

83

Efectos inducidos por efecto de los Sismos

Entre los efectos que pueden generar los movimientos inducidos por un sismo al

terreno se tienen:

- Licuefacción de Suelos

- Deslizamientos y desprendimientos

- Rotura en superficie por fallas tectónicas

En la zona de estudio y dadas las condiciones geológicas y geotécnicas de los

suelos y rocas presentes en el área, los efectos símicos en el terreno influirán

principalmente en la generación de deslizamientos. Algunos de los factores a

considerar en la susceptibilidad frente a deslizamientos pos sismos son los

siguientes:

- Laderas inestables o en condiciones precarias de estabilidad

- Pendientes muy fuertes

- Suelos de baja resistencia, suelos licuables o colapsables

- Escarpes rocoso con riesgos de desprendimientos

84

Figura No.3 Registro de Sismos Históricos de Magnitud mayor o igual a 4.0 (Estudio General de

Amenaza Sísmica para Colombia).

Se observa que la mayor actividad sísmica en el área de influencia regional

corresponde a la falla frontal de la cordillera Oriental y al nido sísmico de

Bucaramanga.

Dada la ubicación del departamento Norte de Santander y por consiguiente de la

ciudad de Cúcuta, es de estricta necesidad dar cumplimiento a la NSR-10 para

evitar posibles catástrofes que se desatan durante el desarrollo de los eventos

sísmicos que ocurren con gran frecuencia en esta zona.

En la figura No.2, se evidencia que la mayor cantidad de los eventos sísmicos en

Colombia se concentran en las costas; caribe y pacífica y en la Región Andina.

Soporte de lo anterior, se adjunta el mapa de Colombia el cual se divide en sus

respectivas regiones de influencia y de mayor actividad sísmica.

85

3. PROPUESTA DE LA INTERVENCIÓN

A continuación se relacionan dos posibles propuestas de intervención, destinadas para la reparación de la edificación con base en las lesiones identificadas en el capítulo No.2 DIAGNÓSTICO.

3.1 ANÁLISIS DE LAS ALTERNATIVAS PROPUESTAS La primera propuesta, consta en atender las lesiones identificadas y descritas en las fichas del diagnóstico, llevando a cabo procedimientos que garanticen la mitigación de tales afectaciones allanadas durante el proceso de inspección y estudio. Adicionalmente y después de verificar el estado de la estructura, se logra corroborar que la misma se encuentra en estado de vulnerabilidad y por consiguiente se requiere llevar a cabo un reforzamiento estructural, como cumplimiento a la NSR-10. La segunda propuesta y que viene siendo la más onerosa, consta de la demolición total de la edificación en su estado actual y posteriormente proceder a la reconstrucción total de la misma, teniendo en cuenta las secciones y cuantías de refuerzo definidas para los elementos estructurales, en cumplimiento a la NSR-10.

3.1.1 Reparación de la edificación

Ventajas

Menor costo referente a la otra propuesta de la intervención.

La reparación no adoptará cambios drásticos a la edificación y al contorno.

El impacto ambiental es mucho menor, en comparación a la otra alternativa

la cual incluye una demolición.

86

Desventajas

Complejidad en los procedimientos a llevar a cabo, específicamente

demolición, formaleteo y fundición para el recalce de elementos

estructurales.

La edificación no deja de estar a exenta a que en un futuro no muy lejano, se

presenten otro tipo de lesiones diferentes a las presentadas en la actualidad.

PACIENTE: ANTIGUO EDIFICIO ADMINISTRATIVO CENTRALES ELECTRICAS DEL NORTE DE SANTANDER E.S.P S.A EPM

UBICACIÓN: AVENIDA AEROPUERTO 5N- 220 BARRIO SEVILLA, CÚCUTA, NORTE DE SANTANDER



ING. DIEGO RODRÍGUEZ

ITEM DESCRIPCIÓN UND CANT VALOR

UNITARIO VALOR TOTAL

1 PRELIMINARES

1.1 DEMOLICION DE ANTEPISO EN CONCRETO INCLUYE RETIRO DE ESCOMBROS M2 106,00 $ 10.787,00 $ 1.143.422,00

1.2

EXCAVACION PARA ZAPATAS, VIGAS DE CIMENTACION Y CONTRAPESO E INCLUYE

RETIRO DE SOBRANTES M3 141,76 $ 53.847,00 $ 7.633.350,72

1.3 RELLENO VIBROCOMPACTADO CON RECEBO AL 95% DEL PROCTOR MODIFICADO M3 15,00 $ 69.431,00 $ 1.041.465,00

1,4 DEMOLICON DE PLAQUETA Y TORTA DE PLACA DE ENTREPISO M2 168,16 $ 21.119,00 $ 3.551.371,04

1,5 DEMOLICION DE CONCRETO REFORZADO M3 3,80 $ 196.181,00 $ 745.487,80

1,6 DEMOLICION Y REINSTALACIÓN DE PISO EN TABLETA DE GRES M2 6,00 $ 66.868,00 $ 401.208,00

1,7 LAVADO DE MUROS CON HIDROLAVADORA M2 3,20 $ 29.489,00 $ 94.364,80

1,8 SELLO DE DILATACIONES ML 8,30 $ 6.523,00 $ 54.140,90

1,9 DEMOLICIÓN Y RECONSTRUCCIÓN DE PISO EN GRANITO M2 6,02 $ 303.724,00 $ 1.828.418,48

1,10 DEMOLICION Y REINSTALACIÓN DE FACHALETA DE GRES M2 16,00 $ 86.641,00 $ 1.386.256,00

2 CIMENTACIÓN

2.1 SOLADO DE 5 CM DE ESPESOR EN CONCRETO SIMPLE DE 14 MPA M2 29,00 $ 25.486,00 $ 739.094,00

2.2 ZAPATAS EN CONCRETO 21 MPA PREMEZCLADO TMAG 3/4" NO INCLUYE REFUERZO M3 15,64 $ 631.246,00 $ 9.872.687,44

2.3

CONTRAPESO EN CONCRETO 21 MPA PREMEZCLADO TMAG 3/4" NO INCLUYE

REFUERZO M3 8,09 $ 663.958,00 $ 5.371.420,22

2.4

PEDESTALES EN CONCRETO 21 MPA PREMEZCLADO TMAG 3/4" NO INCLUYE

REFUERZO M3 19,36 $ 889.942,00 $ 17.229.277,12

2.5

VIGAS DE ENLACE PARA CIMENTACION EN CONCRETO 21 MPA `PREMEZCLADO

TMAG 3/4" NOINCLUYE REFUERZO M3 6,80 $ 672.317,00 $ 4.571.755,60

ELABORADO POR:

ESTUDIO DE

PATOLOGÍA PRESUPUESTO DE INTERVENCIÓN

87

Tabla No.30 Prepuesto de la Reparación de la Edificación

3 ESTRUCTURA

3.1

PANTALLAS EN CONCRETO A LA VISTA 21 MPA PREMEZCLADO TMAG 3/4" NO

INCLUYE REFUERZO M3 15,84 $ 888.648,00 $ 14.076.184,32

3.2

COLUMNAS EN CONCRETO A LA VISTA 21 MPA PREMEZCLADO TMAG 3/4" NO


3.3

PERFORACION Y ANCLAJE DE REFUERZO CON EPOXICO SIKADUR ANCHORFIX-4

(PANTALLAS) UND 600,00 $ 25.195,00 $ 15.117.000,00

3.4 REFORZAMIENTOP DE COLUMNAS CON SIKAWRAP 300C M2 58,00 $ 346.425,00 $ 20.092.650,00

3.5

VIGAS AEREAS DE ENTREPISO Y CUBIERTA EN CONCRETO 21 MPA TMAG 3/4" NO


3.6

RECONSTRUCCION DE TORTA Y PLAQUETA DE PLACA DE ENTREPISO Y CUBIERTA EN

CONCRETO 21 MPA TMAG 3/4 NO ICLUYE REFUERZO M2 168,16 $ 102.714,00 $ 17.272.386,24

3,7 ENSANCHAMIENTO DE VIGA DE ENTREPISO DE 0.15x0.35 ML 125,00 $ 78.361,00 $ 9.795.125,00

4 ACEROS

4,1 SUMINISTRO COLOCACION Y AMARRE DE REFUERZO FIGURADO 420 MPA #3 A #8 KG 12.300,00 $ 3.398,00 $ 41.795.400,00

4,2SUMINISTRO E INSTALACION DE LÁMINA ALFAJOR 3/16" INCLUYE RETIRO DE LA

EXISTENTEM2 5,83 $ 110.272,00 $ 642.885,76

4,3SUMINISTRO E INSTALACION DE SOPORTE PARA ESCALERA INCLUYE RETIRO DEL

EXISTENTEKG 15,00 $ 18.457,00 $ 276.855,00

5 CUBIERTA

5,1 MORTERO DE NIVELACIÓN CON ESCORIA PARA CUBIERTA E IMPERMEABLIZACION

CON MANTO ASFALTICO Y TABLETA DE GRES M2 128,00 $ 88.671,00 $ 11.349.888,00

6 ACABADOS Y VARIOS $ -

6,1 PAÑETE SOBRE MUROS M2 10,00 $ 19.529,00 $ 195.290,00

6,2 SUMINISTRO Y APLICACION DE SIKATOP 122 KG 150,00 $ 14.869,80 $ 2.230.470,00

6,3 SUMIN E INST SIKACRETE 213F E=15MM M2 65,00 $ 105.972,00 $ 6.888.180,00

6,4 SUMIN E INST DE SIKAGUARD 720 EPOCEM KG 38,00 $ 27.715,00 $ 1.053.170,00

6,5 ANTEPISO EN CONCRETO E= 7 CM M2 12,20 $ 36.164,00 $ 441.200,80

6,6MORTERO DE NIVELACION PLACA E: 4CM E IMPERMEABILIZACIÓN CON MANTO 3.0

mmM2 168,16 $ 71.713,00

$ 12.059.258,08

6,7 ACONDICIONAMIENTO DEL BAJANTE DE AGUAS LLUVIAS UND 1,00 91.216 $ 91.216,00

$ 232.453.641,38

20% $ 46.490.728,28

3% $ 6.973.609,24

7% $ 16.271.754,90

$ 69.736.092,41

$ 302.189.733,79

19% $ 3.091.633,43

$ 305.281.367,22 VALOR TOTAL DE LA OFERTA (suma de Subtotal antes de IVA + IVA sobre la utilidad).

TOTAL COSTOS DIRECTOS

Administración

Imprevistos

Utilidad

TOTAL COSTOS INDIRECTOS (AIU)

SUBTOTAL ANTES DE IVA (Suma total costos directos + costos indirectos AIU)

IVA SOBRE LA UTILIDAD

88

3.1.2 Demolición y reconstrucción de la edificación

Ventajas

Construcción de la obra total, con la posibilidad de que la edificación quede

en mejores condiciones que la actual.

Extensión considerable de la vida útil de la edificación, con respecto a la

reparada.

Posibilidad de que la edificación no cuente con lesiones en corto o mediano

plazo, teniendo en cuenta que se deben llevar a cabo, unos excelentes

procesos constructivos durante la construcción.

Desventajas

Propuesta más onerosa.

Tiempo extenso durante la demolición y reconstrucción, teniendo en cuenta

el tiempo que demora la reparación de la edificación en las condiciones en

que se encuentra.

Impacto social y ambiental por la demolición y reconstrucción.

89

Tabla No.31 Prepuesto de Demolición y Reconstrucción de la Edificación






ITEM DESCRIPCIÓN UND CANT VALOR UNITARIO VALOR TOTAL

1 PRELIMINARES

1.1DEMOLICION MANUAL Y MECÁNICA DE TODA LA EDIFICACIÓN, INCLUYE RETIRO DE

ESCOMBROSM2 520,00 $ 248.579,00 $ 129.261.080,00

1,2 EXCAVACIÓN MANUAL EN MATERIAL COMÚN INCLUYE RETIRO M3 125,10 $ 33.415,00 $ 4.180.216,50

1,3 RELLENO CON MATERIAL TIPO SUBBASE M3 80,00 $ 76.401,00 $ 6.112.080,00

2 CIMENTACIÓN

2.1 SOLADO DE 5 CM DE ESPESOR EN CONCRETO SIMPLE DE 14 MPA M2 124,14 $ 25.486,00 $ 3.163.832,04


2.3


REFUERZO M3 8,09 $ 663.958,00 $ 5.371.420,22

2.4


REFUERZO M3 26,16 $ 889.942,00 $ 23.280.882,72

2.5


TMAG 3/4" NO INCLUYE REFUERZOM3 12,56 $ 672.317,00 $ 8.444.301,52

3 ESTRUCTURA

3.1


INCLUYE REFUERZOM3 15,84 $ 888.648,00 $ 14.076.184,32

3.2



3.3



3.4

CONSTRUCCION DE TORTA Y PLAQUETA DE PLACA DE ENTREPISO Y CUBIERTA EN

CONCRETO 21 MPA TMAG 3/4 NO ICLUYE REFUERZOM2 336,32 $ 102.714,00 $ 34.544.772,48

4 ACEROS



EXISTENTEM2 42,00 $ 110.272,00 $ 4.631.424,00


EXISTENTEKG 60,00 $ 18.457,00 $ 1.107.420,00

5 CUBIERTA

5,1MORTERO DE NIVELACIÓN CON ESCORIA PARA CUBIERTA E IMPERMEABLIZACION

CON MANTO ASFALTICO Y TABLETA DE GRESM2 128,00 $ 88.671,00 $ 11.349.888,00

5,2 BÓVEDAS PREFABRICADAS D=2,0M LONGITUD 10M UND 14,00 $ 7.512.969,00 $ 105.181.566,00

6 ACABADOS Y VARIOS

6,1 MURO EN LADRILLO MACIZO M2 815,00 $ 58.204,00 $ 47.436.260,00

6,2 PAÑETE SOBRE MUROS M2 1.630,00 $ 19.529,00 $ 31.832.270,00

6,3 ANTEPISO EN CONCRETO E= 7 CM M2 520,00 $ 36.164,00 $ 18.805.280,00


mmM2 168,16 $ 71.713,00 $ 12.059.258,08

6,5 BAJANTE DE AGUAS LLUVIAS UND 10,00 208.193 $ 2.081.930,00

6,6 CONSTRUCCIÓN DE PISO EN GRANITO M2 140,00 $ 283.112,00 $ 39.635.680,00

$ 665.573.024,02

20% $ 133.114.604,80

3% $ 19.967.190,72

7% $ 46.590.111,68

$ 199.671.907,21

$ 865.244.931,23

19% $ 8.852.121,22



Administración

Imprevistos

Utilidad




ELABORADO POR:

ESTUDIO DE


90

3.2 ALTERNATIVA SELECCIONADA

Después de realizar un análisis profundo de las dos alternativas citadas y teniendo

en cuenta la relación COSTO/BENEFICIO, optamos por seleccionar la alternativa

No.1; Reparación de la Edificación.

La reparación consta de las siguientes actividades y procedimientos que se

relacionan a continuación:

3.2.1 Reforzamiento estructural

La alternativa seleccionada, comprende un proceso de reforzamiento estructural el

cual se realiza con el firme propósito de darle cumplimiento a la normatividad

vigente; específicamente a lo contenido en la NSR-10.

Dada la vulnerabilidad sísmica identificada en la edificación, se hace necesario para

su uso el intervenirla, aumentando las secciones de los elementos que conforman

el sistema estructural, así como la adición de acero de refuerzo como complemento

a la cuantía de diseño.

Por lo tanto, se procederá a describir en términos generales de lo que consiste la

intervención, realizando el respectivo reforzamiento a continuación:

3.2.1.1 Zapatas y vigas de amarre

Acorde a la cimentación actual de la edificación, se hace necesario realizar un

aumento en las secciones de estos elementos, con el fin de aumentar su capacidad

de carga y sus propiedades físicas para mejorar sus condiciones de carga y

trasmisión de la misma.

91

Esquema No.5 Perfil de la cimentación de la edificación, teniendo en cuenta el reforzamiento

De acuerdo al esquema No.5, se evidencia que la zapata requiere una mayor área

aferente para poder transmitir la carga al suelo de cimentación, teniendo en cuenta

la demanda de la edificación en cada uno de sus puntos. Para este caso específico,

en los ejes B2, B3, E2 y E3.

3.2.1.2 Columnas de la edificación

Acorde al reforzamiento y a la evaluación de cargas realizado para verificar el

estado actual de la edificación, se evidencia la necesidad de aumentar la sección

de las columnas actuales y de construir adicionalmente y paralelo a ello, unas

pantallas en concreto reforzado que van a ir unidas a las zapatas, para la respectiva

transmisión de cargas.

El proceso de aumento de sección de las columnas existentes, es un proceso lento

y tedioso por la falta de espacio para poder llevar a cabo los procesos. Por tanto, se

debe considerar dentro del tiempo de ejecución de esta actividad una holgura

representativa, a fin de evitar atrasos considerables con respecto a la programación

de obra.

92

Esquema No.6 Ubicación en planta de columnas y pantallas en concreto

93

3.2.1.3 Reparación de dilataciones

Dada la dilatación que apareció en la unión de las bóvedas en concreto prefabricado

y que conforman la cubierta del hall del primer nivel, después de realizar una

limpieza de la superficie retirando cualquier tipo de impureza, que evite la

adherencia de materiales, se deberá instalar con el uso de llana metálica, el sella

juntas.

Este material posee unas características adecuadas para la reparación de esta

lesión, garantizando el sello de esta abertura y evitando el ingreso de agua lluvia

que cae en la superficie de la cubierta.

3.2.1.4 Limpieza de suciedades

Mediante el uso de hidro-lavadora y fregando la superficie con un cepillo de cerdas,

se removerá la totalidad de la suciedad generada por el lavado diferencial.

Posteriormente para evitar que vuelva a suceder esta misma afectación, se

acondicionará el bajante de agua lluvia que es el encargado de colectar el agua y

descargarla en la zona inferior de la edificación.

La finalidad del uso de la hidro-lavadora, es usar la presión que el equipo genera,

para que de los poros del pañete se desprenda cualquier impureza y logre la

tonalidad de las otras áreas.

3.2.1.5 Reparación de acabados de piso en el Hall del primer nivel

En vista de que varias tabletas de gres se encuentran afectadas muy posiblemente

por impactos generados por personas que frecuentan este sitio o que inclusive

trabajan acá, se procederá a la demolición de un área considerable, hasta donde se

evidencie que ya no existe lesión.

Posteriormente se procederá a la reinstalación del recubrimiento, teniendo en

cuenta los niveles de drenaje previstos y la distribución existente.

94

3.2.1.6 Reconstrucción del piso en granito pulido

Debido a que la fisura apareció contiguamente a la dilatación en bronce (elemento

utilizado para seccionar las áreas de pisos con este tipo de acabado), se procederá

a la demolición total del módulo de piso en granito. El límite de la demolición, está

delimitado por el elemento en bronce.

Posteriormente se procederá a la reconstrucción del mismo, bajo el mismo sistema

de acabado y color especifico.

3.2.1.7 Reconstrucción de vigas de cubierta

Dado que el concreto de algunas vigas de la cubierta se encuentran afectados

seriamente por un frente de carbonatación que le ha generado desprendimientos

del concreto de recubrimiento, así como indicios de des-laminación del acero de

refuerzo contenido en el elemento.

Ahora, con base en la propuesta de reforzamiento estructural se procederá a la

reconstrucción de estos elementos estructurales (ver planos de reforzamiento).

3.2.1.8 Reparación de elementos de recubrimiento de muros

Varias áreas de los muros de la fachada principal, presentan desprendimientos de

sus elementos de recubrimiento; específicamente fachaletas en material de gres.

Dado lo anterior, se propone la demolición de los elementos fracturados o

incompletos en su totalidad. Seguidamente se libera la superficie de impurezas que

impidan la adherencia de los nuevos elementos que reemplazarán los afectados.

95

3.2.1.9 Reparación del mortero fisurado

En el muro de cerramiento de la edificación, se evidencian una serie de fisuras sobre

el acabado (pañete) superficial. Por lo tanto, se requiere retirar ese revoque que

presenta fisuras muy posiblemente generadas por lo cambios abruptos de

temperatura. Seguidamente se reinstalará nuevamente el pañete sobre esta

superficie, teniendo la precaución de que no se pierda contenido de agua e

hidratando constantemente la mezcla instalada, para evitar nuevamente que se

generen las fisuras por retracción o contracción del mortero.

3.2.1.10 Retiro de elementos metálicos que presentan oxidación

La escalera de la salida de emergencia y que se encuentra a un lado de la

edificación, presenta una serie de elementos afectados por la oxidación propagada

por la exposición a la intemperie. Dichos elementos son la plataforma de descanso

de la escalera y uno de los soportes que rigidizan el elemento metálico a los muros

en mampuestos.

Acorde a estas lesiones, se propone el retiro total de estos elementos y la instalación

de unos nuevos con protección a la intemperie (anticorrosivo) y con unas mejores

condiciones físicas y químicas para evitar nuevamente la aparición de esta lesión

sobre estos elementos específicos.

96

4. PRESUPUESTO OFICIAL






ITEM DESCRIPCIÓN UND CANT VALOR

UNITARIO VALOR TOTAL

1 PRELIMINARES

1.1 DEMOLICION DE ANTEPISO EN CONCRETO INCLUYE RETIRO DE ESCOMBROS M2 106,00 $ 10.787,00 $ 1.143.422,00

1.2

EXCAVACION PARA ZAPATAS, VIGAS DE CIMENTACION Y CONTRAPESO E INCLUYE

RETIRO DE SOBRANTES M3 141,76 $ 53.847,00 $ 7.633.350,72

1.3 RELLENO VIBROCOMPACTADO CON RECEBO AL 95% DEL PROCTOR MODIFICADO M3 15,00 $ 69.431,00 $ 1.041.465,00

1,4 DEMOLICON DE PLAQUETA Y TORTA DE PLACA DE ENTREPISO M2 168,16 $ 21.119,00 $ 3.551.371,04

1,5 DEMOLICION DE CONCRETO REFORZADO M3 3,80 $ 196.181,00 $ 745.487,80

1,6 DEMOLICION Y REINSTALACIÓN DE PISO EN TABLETA DE GRES M2 6,00 $ 66.868,00 $ 401.208,00

1,7 LAVADO DE MUROS CON HIDROLAVADORA M2 3,20 $ 29.489,00 $ 94.364,80

1,8 SELLO DE DILATACIONES ML 8,30 $ 6.523,00 $ 54.140,90

1,9 DEMOLICIÓN Y RECONSTRUCCIÓN DE PISO EN GRANITO M2 6,02 $ 303.724,00 $ 1.828.418,48

1,10 DEMOLICION Y REINSTALACIÓN DE FACHALETA DE GRES M2 16,00 $ 86.641,00 $ 1.386.256,00

2 CIMENTACIÓN

2.1 SOLADO DE 5 CM DE ESPESOR EN CONCRETO SIMPLE DE 14 MPA M2 29,00 $ 25.486,00 $ 739.094,00


2.3


REFUERZO M3 8,09 $ 663.958,00 $ 5.371.420,22

2.4


REFUERZO M3 19,36 $ 889.942,00 $ 17.229.277,12

2.5


TMAG 3/4" NOINCLUYE REFUERZO M3 6,80 $ 672.317,00 $ 4.571.755,60

3 ESTRUCTURA

3.1



3.2



3.3

PERFORACION Y ANCLAJE DE REFUERZO CON EPOXICO SIKADUR ANCHORFIX-4

(PANTALLAS) UND 600,00 $ 25.195,00 $ 15.117.000,00

3.4 REFORZAMIENTOP DE COLUMNAS CON SIKAWRAP 300C M2 58,00 $ 346.425,00 $ 20.092.650,00

3.5



3.6

RECONSTRUCCION DE TORTA Y PLAQUETA DE PLACA DE ENTREPISO Y CUBIERTA EN

CONCRETO 21 MPA TMAG 3/4 NO ICLUYE REFUERZO M2 168,16 $ 102.714,00 $ 17.272.386,24

3,7 ENSANCHAMIENTO DE VIGA DE ENTREPISO DE 0.15x0.35 ML 125,00 $ 78.361,00 $ 9.795.125,00

4 ACEROS



EXISTENTEM2 5,83 $ 110.272,00 $ 642.885,76


EXISTENTEKG 15,00 $ 18.457,00 $ 276.855,00

5 CUBIERTA

5,1 MORTERO DE NIVELACIÓN CON ESCORIA PARA CUBIERTA E IMPERMEABLIZACION

CON MANTO ASFALTICO Y TABLETA DE GRES M2 128,00 $ 88.671,00 $ 11.349.888,00

6 ACABADOS Y VARIOS $ -

6,1 PAÑETE SOBRE MUROS M2 10,00 $ 19.529,00 $ 195.290,00

6,2 SUMINISTRO Y APLICACION DE SIKATOP 122 KG 150,00 $ 14.869,80 $ 2.230.470,00

6,3 SUMIN E INST SIKACRETE 213F E=15MM M2 65,00 $ 105.972,00 $ 6.888.180,00

6,4 SUMIN E INST DE SIKAGUARD 720 EPOCEM KG 38,00 $ 27.715,00 $ 1.053.170,00

6,5 ANTEPISO EN CONCRETO E= 7 CM M2 12,20 $ 36.164,00 $ 441.200,80


mmM2 168,16 $ 71.713,00

$ 12.059.258,08

6,7 ACONDICIONAMIENTO DEL BAJANTE DE AGUAS LLUVIAS UND 1,00 91.216 $ 91.216,00

$ 232.453.641,38

20% $ 46.490.728,28

3% $ 6.973.609,24

7% $ 16.271.754,90

$ 69.736.092,41

$ 302.189.733,79

19% $ 3.091.633,43



Administración

Imprevistos

Utilidad




ELABORADO POR:

ESTUDIO DE


97

5. CONCLUSIONES

Dado el presente Estudio Patológico, se lograron identificar las lesiones que

presenta la edificación actual, entre las cuales se destaca la vulnerabilidad

sísmica.

Se crearon dos alternativas para la intervención de la edificación; la

reparación de la estructura existente y la reconstrucción total del edificio

sobre el mismo lote actual. Esta última no se escogió en vista de su elevado

costo.

La alternativa escogida para intervenir la edificación, fue la que consiste en

su reparación. El costo de esta alternativa asciende a $305.281.367.22

ML/CTE.

Para la ejecución de la alternativa seleccionada, se requiere un plazo de

CUATRO (04) meses calendario; plazo contractual con el cual se elabora la

programación de obra.

Se establece una metodología para la intervención, que consta inicialmente

del reforzamiento estructural y seguidamente de la reparación de cada una

de las lesiones puntuales (ver fichas del diagnóstico y análisis de la

alternativa seleccionada).

Acorde con las falencias identificadas en el sistema estructural existente

(realizado con base en el uso y las demandas de carga actuales), se

realizaron los cálculos respectivos que arrojaron las nuevas dimensiones de

los elementos estructurales y las nuevas cuantías de refuerzo para toda la

edificación.

Se logró identificar que los asentamientos ocurridos en la edificación, fueron

generados por la falta de área aferente de las zapatas para transmitir la

98

totalidad de la carga generada en cada uno de los puntos de contacto suelo-

estructura. Prueba de ello, es el aumento en la sección de las zapatas que

arrojó el nuevo diseño y los contrapesos que adicionalmente se diseñaron.

Dada la reparación de la edificación, se espera que la vida útil del edificio, no

sea menor de 30 años desde la fecha de su intervención.

99

6. RECOMENDACIONES

La Entidad encargada del uso de la edificación, deberá programar

mantenimientos periódicos que eviten el deterioro del edificio. Esto es

fundamental para preservar la estabilidad de las obras y evitar la propagación

de otras lesiones que estén pendientes por surgir.

Una de las recomendaciones de peso, es evitar cambiar drásticamente el uso

de la edificación para la cual fue diseñada y por consiguiente construida. Esto

puede alterar la estabilidad de la edificación y su vida útil.

También se recomienda que todo el mobiliario que sea destinado para las

operaciones de la edificación, sea de material liviano para evitar sobrecargar

nuevamente la edificación.

100

7. BIBLIOGRAFÍA

Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10.

ACI 515. 1R-93 R (Reapproved 1998): Causes, evaluation and repair of

cracks in concrete structures.

Sika. Manual de Productos. Edición 2017.

MBT Colombia S.A. Catálogo de Productos, edición 2003.

Lesiones en el hormigón, Edvard B. Grunau, Editorial CEAC, Primera

Edición, Barcelona, 1992.

MANUAL DE DISEÑO SISMICO DE EDIFICIOS, Enrique Bazán Zurita,

Roberto Meli Piralla; Editorial LIMUSA, Primera Edición, México 1.985.

101

ANEXOS

Documents

ESTUDIO PATOLOGICO DEL ANTIGUO EDIFICIO …