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Archivo de la categoría: Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retención de tierras y anclajes

Sobre este blog

Este blog es la herramienta de comunicación de las asignaturas de "Procedimientos de Construcción" que se imparten en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Valencia

Víctor Yepes Piqueras

Víctor Yepes Piqueras

Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Universidad en el área de Ingeniería de la Construcción

“Nihil difficile volenti”

“En mi opinión, nadie puede ser un buen proyectista, un buen investigador, un buen líder en la profesión de la ingeniería civil a menos que entienda los métodos y los problemas de los constructores” (Ralph B. Peck, 1912-2008)

NO PLAGIES, VINCULA

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Cimentaciones mediante cajones indios

Cajon indio 2
Esquema de cajón abierto

Las cimentaciones con cajones abiertos, o cajones indios, se definen como aquellas realizadas a base de cajones abiertos por arriba y sin fondo, con su borde inferior biselado o con forma de cuchilla que se van hincando en el terreno por su propio peso o mediante lastre, a medida que se excava en su interior, mientras se recrecen sus paredes. Este proceso continúa hasta alcanzar la profundidad deseada. El cajón se fabrica total o parcialmente en su altura total a nivel del suelo. La sección de estos cajones es rectangular o circular. Este procedimiento es factible en terrenos blandos, debiendo tener precaución en el caso de excavar bajo nivel freático, de que no se produzca sifonamiento. En los casos en que sea necesario recurrir a bombas de agotamiento, las alcachofas de las mangueras se sitúan en pequeños pozos practicados en el fondo de la excavación. En el caso de no poder realizarse el agotamiento del agua, entonces se inyectan productos en el terreno para disminuir su permeabilidad.

Cajon indio 1

El rozamiento entre el elemento y el terreno circundante se puede reducir mediante una rendija anular rellena de bentonita, de un ancho entre 5 y 10 cm. Estas fuerzas de rozamiento crecen al incrementarse la profundidad, por lo que habrá que ir incrementando el peso de empuje del cajón. Una vez alcanzada la profundidad prevista, se tapona el fondo de la excavación con hormigón. Durante este proceso ha da estar garantizada en todo momento la resistencia frente al empuje hidrostático ascendente.

En el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes del año 2000, en su artículo 674, se incluían las cimentaciones por cajones indios de hormigón armado, sin embargo, este artículo quedó suprimido posteriormente.

Cajon indio 3
Construcción de cajón abierto cilíndrico de 24 m de diámetro, con paredes de 1,20 m de espesor

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.

Muros construidos mediante la técnica del tapial

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)

 

Empuje de tierras sobre un muro según Coulomb

Empuje activoEl ingeniero militar francés Charles-Augustin de Coulomb (1776) fue el primero en estudiar el problema de las presiones laterales del terreno y estructuras de retención. Este autor introduce una simplificación importante para calcular el empuje: se limitó a usar la teoría de equilibrio que considera que una cuña de terreno en rotura imitada por el trasdós y por un plano que pasa por el pie del muro como un cuerpo en movimiento para determinar la presión lateral limitante. La presión limitante horizontal en fallo en extensión o compresión se determinan a partir de Ka y Kp respectivamente. Se supone que la superficie de deslizamiento es plana, el drenaje del muro funciona bien y que no hay presiones intersticiales en el terreno. Aunque con simplificaciones, esta teoría permite calcular problemas en los cuales el paramento no es vertical y la superficie de relleno tiene cualquier forma.

 K_a = frac{ cos ^2 left( phi - theta right)}{cos ^2 theta cos left( delta + theta right) left( 1 + sqrt{ frac{ sin left( delta + phi right) sin left( phi - beta right)}{cos left( delta + theta right) cos left( beta - theta right)}} right) ^2}

 K_p = frac{ cos ^2 left( phi + theta right)}{cos ^2 theta cos left( delta - theta right) left( 1 - sqrt{ frac{ sin left( delta + phi right) sin left( phi + beta right)}{cos left( delta - theta right) cos left( beta - theta right)}} right) ^2}

 

Para que se pueda estudiar de forma cualitativa el efecto del empuje, se aporta un Laboratorio Virtual. El objetivo de este objeto de aprendizaje consiste en entender cómo varía el empuje activo horizontal sobre un muro aplicando la teoría de Coulomb. Éste coeficiente varía en función del ángulo de rozamiento interno del terreno, del ángulo de rozamiento de terreno y muro, y de la inclinación del muro. Supondremos un relleno horizontal sobre el muro.

Enlace al laboratorio virtual: https://laboratoriosvirtuales.upv.es/eslabon/EmpujeHorizontal/

Coulomb

 

Referencias:

Coulomb C.A., (1776). Essai sur une application des regles des maximis et minimis a quelques problemes de statique relatifs a l’architecture. Memoires de l’Academie Royale pres Divers Savants, Vol. 7

 

Licencia de Creative Commons
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Cimentaciones para estructuras prefabricadas

A continuación os dejo un Polimedia del profesor Enrique J. Miró Pérez relacionado con las cimentaciones para estructuras prefabricadas. Os recomiendo también la “Guía específica de marcado CE para productos prefabricados de hormigón ‘elementos de cimentación‘”, de ANDECE.

 

 

Obras explanada y muelles comerciales al abrigo del dique de Botafoc (Ibiza)

http://www.cyes.es

El puerto de Ibiza se encuentra inmerso en un gran proceso transformador, que empezó con la construcción del dique del Botafoc, ha proseguido con la entrada en servicio de los nuevos muelles, continuará con la construcción de las pasarelas y la estación marítima y concluirá con el nuevo paseo marítimo proyectado en el frente urbano del puerto. El objetivo de la construcción de los nuevos muelles del Botafoc es descongestionar la zona de la Marina, liberándola del tráfico portuario y así renovar su espacio, con paseos peatonales, actividad comercial de la zona, áreas de servicios a grandes yates y un atractivo punto de destino para cruceros de pequeña y mediana eslora.

Os dejo a continuación un par de vídeos, (más…)

Diseño y ejecución de cajones flotantes

Cajones flotantes de hormigón en Marín (Pontevedra), ejecutados por Sacyr

Los cajones flotantes constituyen estructuras de grandes dimensiones que por su sección transversal aligerada – multicelular – pueden flotar una vez terminadas. Eso les confiere una gran versatilidad en cuanto a construcción (mediante hormigonado deslizante), transporte flotando y colocación en la obra portuaria, ya sea para muelles, diques u otros. Las infraestructuras típicas que emplean este tipo de cajones son los muelles y otras estructuras de atraque, los diques de abrigo verticales y los diques especiales tipo flotante. Este tipo de estructura flotante es una tipología ampliamente empleada en la construcción de diques en los puertos españoles. Son, sin duda, las mayores piezas prefabricadas de hormigón, con moles que pueden llegar a más de 10.000 m3 de hormigón.

Desde el punto de vista económico, existen razones (más…)

Cimentación con pilotes en edificación

Os dejo a continuación un vídeo donde el profesor Vicente López Mateu, de la Universitat Politècnica de València, describe las características básicas de la cimentación por pilotes y procesos de ejecución de obra para los tipos más comunes en obras de edificación.

 

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. (link)

 

Tipos de cimentación en edificación

Cimentación de edificios. Wikipedia

La cimentación de un edificio es un sistema constructivo diseñado para transmitir las cargas y acciones sobre las superestructura al terreno donde se cimenta. La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno, posición del nivel freático y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentación superficial se valoran otros tipos de cimentaciones. Para aclarar estas ideas, el profesor José Ramón Ruíz nos introduce a una primera clasificación de los tipos de cimentación que se utiliza en edificación.

Referencia:

http://hdl.handle.net/10251/30400

Pilotes empujados por hélice

Empujado héliceLos pilotes empujados por hélicehelical piles” son pilotes prefabricados que se introducen en el terreno como si fuera un tornillo, debido a la forma en hélice del elemento. El pilote queda incluido en el suelo, compactándolo durante la instalación. Una de las ventajas es que no es necesario extraer el material, lo cual lo hace muy interesante en algunos casos, como cuando no queremos producir residuos en un terreno contaminado.

Os dejo algunos vídeos sobre la instalación de estos pilotes, que espero os gusten.

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Muros de gaviones

Los gaviones consisten en un recipiente de forma prismática rectangular, relleno de material granular de distintos tamaños, de enrejado metálico de malla hexagonal, que puede ser de triple torsión o electrosoldada dependiendo de las características de la obra. Estas estructuras, con forma cilíndrica, se utilizaron por primera vez en 1893 por la empresa Maccaferri para el cerramiento de la rotura de un embalse en el río Reno, en la ciudad de Bolonia.

Son muros que presentan una elevada resistencia, puesto que al ser totalmente permeables alivian las tensiones que se acumulan en el trasdós de los muros tradicionales. Asimismo debido a su gran flexibilidad, soportan movimientos y asientos diferenciales sin pérdida de eficiencia. Además, son muros que se construyen de forma sencilla y económica. Sin embargo, hay que tener presente que las mallas de acero galvanizado se corroen en ambientes ácidos, por lo que la falta de control de calidad en los amarres de la malla pueden provocar problemas.

Sin embargo, tal y como podemos ver en la siguiente fotografía del blog de Pablo Nieto, resulta imprescindible evitar el lavado del terreno sobre el que asienta para evitar descalzarlos. Para ello se debería proteger el intradós con un geotextil.

Actividad propuesta:

Tras el visionado de los vídeos que podéis ver a continuación, estaréis en condiciones de responder de forma razonada a las siguientes preguntas:

  1. ¿Cómo se ejecuta un muro de gaviones? Describe y secuencia las fases constructivas.
  2. ¿Necesitan mechinales los muros de gaviones?
  3. ¿Cómo se hace la excavación necesaria para realizar el muro de gavión?
  4. ¿Se pueden utilizar los muros de gaviones en terrenos blandos e inestables, que presenten asentamientos apreciables? Justifica la respuesta.
  5. ¿Qué diferencias existen entre los diques de gaviones y los de mampostería cuando se utilizan como obras de diques de retención en la cuenca de un barranco?

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