UPV



Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes


Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Maquinaria para sondeos y perforaciones, MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

El Pilote CPI-8 es un  pilote perforado con barrena continua tipo hélice hasta la profundidad solicitada (“Continuous Flight Auger“, CFA). Se trata de un pilote muy usado en España, siempre que tratemos con terrenos flojos, como arenas o arcillas. Se hormigona a través del núcleo de la barrena, mientras ésta se va extrayendo, para posteriormente colocar la armadura en hormigón fresco con el apoyo de un vibrador hidráulico (lo cual implica una consistencia blanda del hormigón). La punta de la barrena queda introducida varios diámetros dentro del hormigón durante su puesta en obra. Este procedimiento resulta muy interesante respecto a otras tipologías en cuanto al tiempo de ejecución. Los diámetros habituales son de 350 a 1200 mm.

Se recomienda una dosificación mínima de cemento de 380 Kg/m3 y un cono de 18 a 20 cm, con un árido máximo de 12 mm si es de cantera y 20 mm si es de gravera. Es muy importante garantizar una correcta bombealibidad del hormigón para introducirlo a través de la barrena.

El pilote CPI-8 presenta numerosas ventajas que hacen que sea una tipología muy empleada en cimentaciones profundas. Entre otras se pueden destacar las siguientes:

• No es necesario el uso de una entubación o de lodos tixotrópicos en terrenos inestables, pues la propia barrena permite la contención del terreno.
• Se puede controlar en todo momento la presión y volumen de hormigonado.
• Permiten realizar el empotramiento del pilote en estratos consistentes.
• Elevado rendimiento, lo que permite plazos de obra muy razonables.

En cuanto a las fases de ejecución, son las propias del pilotaje con barrena continua:

• Posicionamiento y aplome de la máquina para garantizar la verticalidad en la perforación.
• Perforación hasta la profundidad especificada.
• Bombeo del hormigón por el interior de la barrena y extracción simultánea de la barrena helicoidal, que lleva alojada en sus álabes el terreno perforado. El hormigón se encuentra en todo momento en contacto con la barrena helicoidal. Debe combinarse la velocidad de ascensión de la barrena, el caudal y la presión del hormigón para evitar cortes en el fuste del pilote o sobresecciones y excesos de hormigón innecesarios.
• Colocación de la armadura en el hormigón.

A continuación tenéis un Polimedia donde se explica la construcción de este tipo de pilotes.

Os dejo una colección de vídeos, algunos seleccionados por Juan José Rosas  en su blog que espero que os gusten.

Referencias:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

7 octubre, 2017
 

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Las obras hechas con grandes bloques de piedra son habituales en la construcción civil. Una primera clasificación atiende a su modo de ejecución. Así tenemos las vertidas (diques rompeolas), las compactadas (pedraplenes, presas, etc.) o las colocadas (muros). A este último caso nos referimos en este post.

Los muros de escollera son los formados por grandes bloques pétreos, obtenidos generalmente mediante voladura y de forma más o menos prismática y superficies rugosas.

El Ministerio de Fomento ha editado una guía  (descargar) para el proyecto y la ejecución de este tipo de muros. En dicho documento, se entienden por muros de escollera colocada, los constituidos por bloques de roca  irregulares, de forma poliédrica, sin labrar y de gran tamaño (masa comprendida entre 300 y 3000 kg), que se colocan uno a uno mediante maquinaria específica, con funciones de contención o sostenimiento.

Ejemplo de definición geométrica. http://construblogspain.wordpress.com/

Os paso a continuación algunos vídeos para que veáis el proceso constructivo de esta unidad de obra.

Referencias:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

 

27 septiembre, 2017
 
|   Etiquetas: ,  ,  |  

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - HISTORIA DE LA INGENIERÍA CIVIL, MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Métodos constructivos de puentes y estructuras singulares, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Disposición general de un cajón neumático (adaptado de Wilson y Sully, 1949)

Disposición general de un cajón neumático (adaptado de Wilson y Sully, 1949)

Un cajón es una estructura que hundida a través  del terreno o del agua permite colocar la cimentación a la profundidad de proyecto, y que posteriormente pasa a formar parte de la estructura definitiva. Estos cajones pueden ser de fondo abierto o de fondo cerrado (ver cajones flotantes). Nos centraremos en este post en los cajones de fondo abierto en las que existe una cámara de trabajo sometida a una presión superior a la atmosférica para impedir que el agua entre en la excavación. Se trata de las cimentaciones mediante cajones neumáticos o de aire comprimido.

Alguien puede preguntarse a qué viene un post sobre una técnica que tiene riesgos evidentes de ejecución y que ya en un artículo de Presa y Eraso (1970) nos avisaba que era una técnica en trance de desaparecer. Hoy día existen procedimientos (por ejemplo pilotes de gran diámetro) que son más sencillos de construir, suficientemente seguros, rápidos y económicos que permiten evitar riesgos innecesarios, especialmente los procesos de compresión y descompresión que requieren tiempos suficientes, tal y como ocurre en los trabajos realizados por los buzos o submarinistas. Pues bien, razones históricas y docentes nos llevan
a analizar brevemente este procedimiento constructivo y a dejar unas cuantas referencias al lector curioso que quiera ampliar información al respecto.

En 1830 el británico Thomas Cochrane ideó y patentó un sistema para cimentar en seco, mientras que en Francia, de forma paralela, el ingeniero de minas francés Jacques Triger ideó en el año 1839 un sistema para poder excavar en el interior de la mina de Chalonnes  -que dirigía- en la zona cubierta por el agua del cercano río Loira. Mediante una cámara llena de aire a presión conseguía evitar la entrada del agua y así poder trabajar cómodamente. Habían inventado el cajón de aire comprimido.

Figura. Puente de Saltash (Isambar K. Brunel, 1854-1859) . Wikipedia

El aire comprimido fue empleado por primera vez en cajones de puentes por John Wright en 1851 para los pilares de puente Rochester, y algunos años más tarde por Isambard K. Brunel en el puente Saltash. El primero que lo utilizó en cimentaciones de puentes muy grandes fue James B. Eads, en el puente St. Louis sobre el río Mississippi, comenzado en 1864. El capitán Eads conocía muy bien el Mississippi, por eso sabía que el lecho era muy socavable. En una ocasión había buceado con escafandra durante una de las crecidas del rió y pudo observar el movimiento de las arenas del fondo. Por eso no dudó en bajar las cimentaciones a gran profundidad por debajo del lecho del río. Los dos pilares situados en el río se hundieron por medio de aire comprimido hasta profundidades de 26 y 28 m bajo el nivel del agua, lo que constituyó un éxito notable ya que los efectos fisiológicos al trabajar bajo elevadas presiones de aire eran más o menos desconocidos por aquel tiempo. Los métodos de hundimiento ideados por Eads han variado hasta ahora únicamente en algunos detalles. Daniel E. Moran introdujo en 1936 un nuevo tipo de cajón conocido con el nombre de “cajón de flotación”, siendo empleado para el puente sobre la  bahía de San Francisco-Oakland.

Puente de St. Louis sobre el río Mississippi (James B. Eads, 1864-1874). Wikipedia

Puente de Brooklyn, Nueva York (John Augustus Roebling, 1867-1883)

En Estados Unidos el ejemplo más llamativo en el uso de cajones de aire comprimido es el puente de Brooklyn. Se trata de cajones de 52 por 31 m, en el lado de Nueva York, que se dividieron en seis habitaciones donde trabajaban entre 15 y 20 personas en cada una de ellas –hasta 180 personas en su interior- y lo bajaron cerca de 24 m bajo las aguas del Hudson. Hubo grandes problemas y accidentes con las descompresiones, donde la mitad de los trabajadores sufrieron graves secuelas, y donde el propio Washington Roebling,  ingeniero jefe tras la muerte de su padre John A. Roebling, diseñador del puente, sufrió también las secuelas tras una visita de obra.

Cajones de aire comprimido para la cimentación del puente de Brooklyn

El procedimiento constructivo consiste en la hinca de un cajón con su borde inferior biselado o con forma de cuchilla que se va construyendo a medida que progresa la excavación del material que va quedando encerrado en su interior. Cuando se alcanza el lecho de roca, la cámara de trabajo se llena de hormigón y se convierte en la base permanente para la cimentación.  Su uso se limita a terrenos muy permeables o flojos debido al posible sifonamiento, cuando no sea posible el uso de un método alternativo. Antes de iniciar el proceso constructivo se hunde como un cajón abierto, tan profundo como sea posible. Mediante la inyección de aire comprimido se evita el desmoronamiento de las paredes.

El cajón de aire comprimido suele tener un cilindro de acceso para los trabajadores,  y otro cilindro independiente para los cangilones donde se coloca el material excavado. Hay unas compuertas herméticas que permiten mantener constante la presión de la campana durante la entrada y la salida de trabajadores y materiales. La presión debe equilibrarse en ambos lados de la compuerta para poder abrirla.

Mediante este método se pueden llegar a estratos de hasta 35 m de profundidad bajo el nivel del agua (pues los hombres no pueden trabajar a presiones de aire superiores a los 3,5 kg/cm2), no es necesario el agotamiento, es posible el acceso directo al fondo para vencer ciertos obstáculos durante el proceso de hinca y el fondo, una vez alcanzado, se puede observar y limpiar directamente, por lo que se garantiza unas condiciones buenas de cimentación. Sin embargo, entre los inconvenientes de este tipo de técnica destacan los siguientes: costes unitarios por material excavado altos y primas por peligrosidad a los trabajadores, pues se puede producir la muerte de los trabajadores por asfixia si hay una descompresión rápida de la cámara de trabajo. Ello obliga a duplicar las fuentes de energía para mantener la seguridad en la presión de aire.

Referencias:

Marsal, R.; Lloréns, M. (1980). Cimentaciones semiprofundas, en Jiménez-Salas, J.A. (Ed.) Geotecnia y Cimientos III: 212-251. Editorial Rueda, Madrid.

Presa, J.; Eraso, A. (1970). Las cimentaciones realizadas con cajones de aire comprimido. Una técnica en trance de desaparecer. Revista de Obras Públicas, 117(3064):855-862.

Tomlinson, M.J. (1982). Diseño y construcción de cimientos. Urmo, S.A. de Ediciones, Bilbao.

Willson, W.S.; Sully, F.W. (1949). Compressed-air caisson foundations. Inst. C.E. Works Comstruction Paper núm. 13.

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

 

Licencia de Creative Commons
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

22 septiembre, 2017
 

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Materiales de construcción, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Sección vertical y horizontal del encofrado de un muro de tapial. Wikipedia.

Se denomina tapia a un muro macizo construido apisonando tierra arcillosa húmeda dentro de un molde de madera. Se trata de de una técnica milenaria empleada con profusión en la Península Ibérica, tanto en la arquitectura monumental –baste recordar el complejo de la Alhambra de Granada- como popular, aunque llegó a desaparecer casi por completo en España a mediados del siglo XX.  Sin embargo, a mediados de los años ochenta del siglo pasado comienza a renacer el interés por esta técnica.

Se utiliza el material del propio lugar, generalmente tierra -minimizando el coste de adquisición y transporte de materiales- que se conforma por apisonado dentro de una cajonera denominada tapial. Una vez colocado el tapial sobre el cimiento, se vierte el barro en su interior y se prensa. Antiguamente se vertía la tierra con espuertas que se elevaban con la ayuda de una polea sujeta al tapial. Cuando esta formado el muro, la cajonera se retira y se deja secar al aire libre. La tapia puede conformar enteramente el muro o bien quedar entre pilares de otros materiales.

El tapial tiene un excelente comportamiento térmico por su bajo índice de conductividad calórica, cálido en invierno y fresco en verano,  siendo un buen aislante acústico, sobre todo cuando el acabado es rugoso (reducción de unos 50-60 decibelios para un muro de 40 cm , para una frecuencia de 500 Hz). También es resistente al desgaste y punzonamiento, como se puede comprobar en las reformas de casas antiguas. Con el fuego, este material mejora su dureza, pues se convierte en ladrillo cocido.

http://www.artifexbalear.org/tapial.htm

Pero mejor será que os deje un vídeo explicativo de la profesora Laliana Palaia Pérez, de la Universitat Politècnica de València. Espero que os sea de interés.

Os dejo también otros vídeos al respecto.

Referencias:

Cuchí, A. (1996). La técnica tradicional del tapial. Actas del Primer Congreso Nacional de Historia de la Construcción, Madrid, 19-21 septiembre 1996, eds. A. de las Casas, S. Huerta, E. Rabasa, Madrid: I. Juan de Herrera, CEHOPU, pp. 159-165. (enlace)

Font, E.; Hidalgo, P. (2011). La tapia en España. Técnicas actuales y ejemplos. Informes de la Construcción, 63(523):21-34. (enlace)

 

7 septiembre, 2017
 
|   Etiquetas: ,  ,  ,  |  

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

escanear0002

Pozo de cimentación acampanado (zapilote) o sin acampanar

Los pozos acampanados reciben el nombre de zapilote. Se trata de un pilote de gran diámetro excavado “in situ” y ensanchado en su base hasta tres veces su diámetro. Normalmente este tipo de cimiento es de hormigón en masa. Para conseguir el ensanchamiento de la base, se sustituye la hélice o cuchara que ha realizado la perforación por un ensanchador con brazos extensibles y dientes convenientemente dispuestos. Una vez se llega a la profundidad adecuada, los brazos se extienden y se realiza la ampliación hasta el diámetro previsto. Con este procedimiento se han llegado a perforaciones a 30 m de profundidad. Para que se pueda realizar el ensanchamiento de la base, el terreno debe ser algo cohesivo, lo cual se puede conseguir excepto si nos encontramos con arenas limpias.

Referencias:

García Valcarce, A. et al (2003). Manual de edificación. Mecánica de los terrenos y cimientos. Editorial CIE INVERSIONES EDITORIALES DOSSAT 2000., Universidad de Navarra.

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

4 septiembre, 2017
 
|   Etiquetas: ,  ,  |  

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Tablestaca de maderaLas tablestacas de madera ya se utilizaban en la antigua Roma. Hoy día su uso está muy limitado a obras provisionales de excavación poco profunda y por encima del nivel freático. Se pueden utilizar diversos tipos de juntas entre los elementos, en espiga o machihembradas. La presión de las tierras del trasdós sobre la pantalla y el aumento de volumen de la madera mojada, tienden a cerrar las juntas.

Para el hincado se coloca en punta un azuche metálico y en la cabeza un casco metálico para proteger del golpeo. Estos tableros suelen reforzarse con pilotes que soportan generalmente vigas continuas entre las que deslizan las tablestacas. Tras su ejecución, la tablestaca se suele reforzar mediante grapas de hierro que impiden la separación de las tablas.

Como inconvenientes de este tipo de tablestacas caben destacar su poca longitud, hasta un máximo de 10 m, su escasa resistencia, alta deformabilidad, baja durabilidad y dificultad de hinca. Sus dimensiones son de 8 a 15 cm de espesor y de 25 a 35 cm de anchura.

Referencias:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

2 septiembre, 2017
 
|   Etiquetas: ,  |  

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - Control de la ejecución de las estructuras de hormigón, MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Os paso un Polimedia de la profesora Esther Valiente sobre la ejecución de muros de contención de hormigón armado. Espero que os guste.

También lo podéis ver en inglés:

 

Referencia:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

27 julio, 2017
 

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Muro de cribas

Los muros de cribas o muros jaula son obras de contención constituidas por una serie de celdas rellenas de material granular, preferentemente compactado. Se trata de un muro realizado con piezas prefabricadas de hormigón, aunque también pueden ser de madera, que crean una red espacial que se rellena con suelo. El conjunto trabaja como muro de gravedad, y frente a muros de hormigón, precisa de una mayor base de apoyo.

Es un sistema simple de construir y mantener, utiliza el suelo en la mayor parte del volumen y los elementos prefabricados permiten un buen control de calidad. Sin embargo, precisa de un buen material granular, que sea autodrenante, es costoso cuando se construye un solo muro y no es apto para alturas superiores a 7 m. Generalmente se instalan en su intradós con pendiente, aunque puede ser vertical en aplicaciones de escasa altura.

Travesaños y largueros de un muro de cribas

Travesaños y largueros de un muro de cribas

Referencia:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

26 julio, 2017
 
|   Etiquetas: ,  ,  ,  |  

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes    

Pilote entubado “button-bottom” (Western Foundation Corporation Viginia, USA)

Pilote entubado “button-bottom” (Western Foundation Corporation Viginia, USA)

Este tipo de pilote emplea un tubo metálico de unos 35 cm de diámetro que se hinca en el terreno hasta el rechazo. Presenta en el extremo del tubo una punta de hormigón prefabricado (button) de diámetro algo mayor que queda perdida. La forma y resistencia de esta punta permite atravesar estratos de gran resistencia. La chapa ondulada que ha de proteger al hormigón se hace descender por el interior del tubo hasta su unión con el fondo (bottom) y a continuación se hormigona mientras se extrae la entubación de hinca sin peligro gracias a la fijación de la chapa interior. Esta chapa corrugada en principio favorecería la resistencia por fuste del pilote, sin embargo, el hueco que se forma alrededor de la misma cuando se recupera el tubo de hinca no favorece el rozamiento, por lo que es mejor considerar que trabaja por punta. Su longitud alcanza unos 20 – 30 m, soportando cargas de unos 500 kN o mayores. Este tipo de pilote es patente de Western.

Referencia:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

20 julio, 2017
 

Publicada By  Víctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Métodos y equipos para la mejora del terreno, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes, SEGURIDAD Y SALUD    

Micropilotes. http://www.civogal.com/

Los micropilotes son pilotes de pequeño diámetro de perforación (< 30cm) y se componen de una barra, tubo de acero o de armadura de acero que constituye el núcleo portante, el cual se recubre normalmente de lechada inyectada de cemento que forma el bulbo. Las características técnicas de los materiales y modo de ejecución de estos micropilotes permiten lograr altas capacidades de carga (30 a 150 t) tanto a la tracción como a la compresión con deformaciones mínimas. Se consigue así, un elemento resistente en el que predomina la longitud y resistencia por rozamiento o fuste.

En este post vamos a dejar un par de documentos relacionados realizados por el Comité de Seguridad de AETESS con las medidas de seguridad a adoptar en la ejecución de esta unidad de obra. Se trata de la Guía Técnica de Seguridad AETESS para Micropilotes y Anclajes de la Asociación de Empresas de la Tecnología del Suelo y Subsuelo (AETESS) (link) y de un vídeo descriptivo de la ejecución de micropiloles (www.aetess.com). Espero que ambos documentos os sean de utilidad.

Referencias:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

11 julio, 2017
 
|   Etiquetas: ,  ,  ,  |  

« Página anteriorPágina siguiente »

Universidad Politécnica de Valencia