Calzaduras & M. Pantalla

Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras

DISEÑO DE CALZADURAS ¿A QUE LLAMAMOS CALZADURA? La calzadura es un elemento que soporta carga vertical directamente y lo transmite a un estrato inferior del suelo. El término lo hemos generalizado para otro tipo de funciones y lo empleamos indistintamente para aquellas obras que se realizaran con alguno de los propósitos siguientes: a) Para consolidar la cimentación de una estructura existente. Tal es el caso de una estructura que ha sufrido asentamientos. Este caso es frecuente en edificaciones de valor arquitectónico o histórico que por estar cimentadas sobre terrenos que se consolidaron con el tiempo han sufrido asentamientos que comprometen su estabilidad y se requiere nivelar la estructura y detener los asentamientos. b) Para darle mayor capacidad portante a la cimentación y podría requerirse buscar un estrato de suelo mas resistente a mayor profundidad o reforzar la misma cimentación ampliándola. c) Para protección de la propiedad vecina-edificaciones o taludes-cuando se va a realizar excavaciones cercanas. En este contexto las obras de calzadura tiene carácter temporal ya que su función de contención o confinamiento será asumida definitivamente por la nueva construcción.

En los comentarios que siguen nos referimos a la calzadura hecha con este último propósito.

Cabe diferenciar algunas formas de protección en función de la calzadura y a su exigencia estructural. 1.- Aquella que se ejecuta dentro de los linderos del terreno por excavar.

2.- Aquella que se realiza en propiedad vecina, es decir fuera de los linderos del terreno por excavar.

En el primer caso no son propiamente calzaduras, son pantallas de contención. Esta es la práctica usual en Norteamérica, Europa y en algunos países de Latinoamérica.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras (Como en el caso tan sonado de la pantalla de contención que falló en Bogotá y fue reportada en la revista El Ingeniero Civil Nros. 92 y 96). En la pantalla de contención no hay transferencia de carga vertical a los estratos profundos, en este aspecto, no son propiamente una calzadura. Para evitar la posibilidad de asentamientos verticales en las estructuras existentes, por desplazamiento horizontal de la pantalla como consecuencia del empuje del suelo contenido, se depende exclusivamente de la rigidez lateral de la pantalla.

En segundo caso, cuando al profundizar en el terreno vecino, lo hacemos por debajo de una edificación existente, estamos construyendo realmente una calzadura, porque, además de los empujes laterales que existen vamos a tener que transmitir parcialmente la carga vertical de la cimentación existente a un estrato más bajo.

Las pantallas pueden ser de voladizo, apuntaladas o atirantadas, pueden ser continuas o discontinuas. En este último caso, se aprovecha la capacidad del suelo para trasmitir los empujes laterales por acción de arco a los nuevos soportes.

Para la construcción de las pantallas son numerosas las posibilidades que hay en el mercado y tienen características estructurales y constructivas muy diferentes. Entre las mas empleadas están las tablestacas, las pantallas de concreto, las pantallas formadas por pilotes contiguos o secantes y las pantallas de poste – larguero, (fig.5). La elección de una determinada solución dependerá de su conveniencia, el Constructor deberá estudiar cada posibilidad considerando entre otros factores la altura de la excavación, las características del suelo y presencia de agua, la relación con edificios existentes y las características de su cimentación, los materiales disponibles, su capacidad de ejecución y equipamiento disponible, el tiempo de ejecución y el costo.

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CALZADURA EN CONGLOMERADO COMPACTO La práctica de construir la calzadura fuera de los linderos del terreno por excavar, es decir en propiedad vecina, es tradicional en el Perú, en chile y en otros países. Cabe preguntarnos si es correcto invadir la propiedad vecina. Evidentemente existen ventajas importantes para propietarios de la nueva construcción, entre ellas el ahorro de espacio al permitirle aprovechar el 100% del área del terreno y el control de asentamientos en la edificación existente, con lo cual se está protegiendo la propiedad vecina. En edificaciones en zonas urbanas donde el terreno cuesta mucho dinero, hay que buscar

soluciones

donde

la

pérdida

de

área

útil

se minimice y la

construcción de una pantalla puede significar perder algunos decímetros en el perímetro de la propiedad. El mayor inconveniente al invadir el terreno vecino, al dejarla en sus linderos, elementos estructurales que tendrá que retirar cuando quiera construir. En todo caso, lo correcto es comunicar a los vecinos que se va excavar y calzar usando su propiedad y eventualmente acordar con ellos algún tipo de compensación por el uso de su propiedad y por los costos en los que eventualmente tendrá que incurrir. En chile, generalmente las calzaduras toman la forma de una pantalla mixta de concreto armado y suelo. Se construyen columnas, o mejor dicho “Vigas – Columna” –elementos que son sometidos a compresión y flexión transversal-, de concreto armado a espaciamiento que se define para cada caso en función de la condiciones particulares de la estructura por calzar y de las características del suelo, y se aprovecha si la acción de arco horizontal para la transmisión de los empujes del suelo a las vigas – columnas. Esto es posible dadas las características del conglomerado de santiago

y no veo inconveniente para su empleo en el

conglomerado compacto de la zona central del valle de Lima. En el Perú, Lima lo usual es construir una pantalla o muro continuo de concreto simple de espesor variable. El procedimiento usual de calzadura en los tres casos es similar, consiste en una construcción secuencial a medida que avanza la calzadura. Son procedimientos que

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras tienen una tradición

muy antigua. 60 a 70 años cuando la viaja lima comenzó a

modernizarse, a construirse edificios en el Centro Histórico. La calzadura como la conocemos es sin lugar a duda un invento criollo de los ingenieros de esa época que tuvieron que resolver el problema para proteger las casonas de adobe colindantes.

Un invento que no podemos decir que haya sido desdichado, la experiencia en general ha sido buena. Las recomendaciones para la calzadura tradicional limeña que se transcriben en la figura 10 se basan en esa práctica de muchos años en el conglomerado de Lima.

Son numerosos los ejemplos de calzaduras exitosas y son realmente pocos los casos de problemas. Los problemas muchas veces están ligados a la presencia de agua y al haber aplicado las recomendaciones usuales más allá de los límites establecidos sin tomar precauciones adicionales.

RESPONZABILIDAD POR LA CALZADURA La calzadura es un procedimiento de construcción que ha sido ejecutado innumerables veces por los constructores sin cuestionarse de si deben ellos asumir la responsabilidad por su diseño o no. claro está que para calzaduras menores es decir cuya altura es moderada el seguir las recomendaciones tradicionales era seguro. Para calzaduras de mayor altura, al aumentar los riesgos y el costo, nace el cuestionamiento sobre quién tiene la responsabilidad sobre la calzadura. Es indudable que la calzadura requiere de un diseño donde se tomen las decisiones de la tipología constructiva, analice el problema y

las estructuras a emplear, sin

embargo no es diferente al caso de un encofrado, donde el contratista asume la responsabilidad integral por un diseño y construcción. El contratista podrá, a su - 08 a- profesionales fuera de su organización, será juicio, asesorarse o encargar su diseño su decisión, pero la responsabilidad sigue siendo suya. Los costos de la calzadura forman parte del costo total de construcción y deben estimarse conservadoramente en base a la experiencia propia del constructor y al análisis de la situación específica. Ing. Genaro Delgado Contreras

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PRECAUCIONES EN LA CALZADURA PROFUNDA La calzadura es una operación a menudo difícil y peligrosa por el estado tensional en condiciones estáticas y bajo sismo al que pueden ser sometidas y al hecho que dicho estado puede modificarse drásticamente, especialmente por la presencia de agua y por la vibración. Es un trabajo que debe ser realizado únicamente por especialistas. Para llevar a cabo exitosamente una calzadura deben tomarse las precauciones siguientes en particular cuando las excavaciones tienen más de 6 a 8 metros de profundidad.

Diseño de la calzadura. Es recomendable que antes de emprender los trabajos de calzadura se analice el problema en la luz de las condiciones esperadas del suelo, de las características y ubicación de las edificaciones vecinas etc. y se prepare un plano de calzadura y recomendaciones constructivas. Las cargas sobre la calzadura – empujes laterales y cargas verticales- en cada uno de los

puntos

de excavación deberán ser evaluadas en función

a las

características del suelo, su contenido de humedad y la cercanía de cimentaciones existentes. Conocimiento del Suelo. Tanto para el diseño como para la ejecución de la calzadura es indispensable que se tenga conocimiento de las características del suelo, y estar atento a cualquier variación de éstas. En particular bolsones de arena. Planificación. Planificar el proceso de excavación – calzadura – apuntalamiento y de construcción de las obras definitivas de manera que sea un proceso secuencial lo más rápido posible. Apuntalamiento. La calzadura, en particular en los frentes bajo o cercano a edificaciones existentes, deben apuntalarse. Considerar que la capacidad de la calzadura – pantalla de concreto simple – como muro de contención es limitada. El apuntalamiento es esencial sobre todo cuando tenemos edificaciones vecinas ya sea que éstas estén al borde de la excavación o estén mas retiradas, caso más peligroso porque la calzadura no cuenta con el beneficio de la carga vertical y Ing. Genaro Delgado Contreras

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras trabajará solamente como pantalla con el empuje adicional del bulbo de presiones de la cimentación del edificio. Las recomendaciones de apuntalamiento deben ser parte del diseño de la calzadura. La carga de diseño de los puntales ser estimada conservadoramente. El empleo de apuntalamiento no sólo da seguridad a la calzadura sino que también puede reducir el costo sustancialmente al permitir espesores menores de calzadura. En excavaciones profundas la longitud de los puntales de la calzadura puede llegar a se r considerables; el constructor debe evaluar la convivencia del empleo de puntales robustos versus el empleo de puntales delgados a la luz de las necesidades de arriostre de éstos y las dificultades de obra. Es interesante comparar la práctica chilena, con el apuntalamiento usual en nuestro medio. Monitoreo. El proceso de excavación y calzadura requiere de un monitor permanentemente para detectar:

Desplazamientos,

asentamientos

–

mediante

control

topográfico

permanente-, aparición de grietas de tensión o grietas en las edificaciones vecinas. Previamente al inicio de la calzadura es recomendable registrar fotográficamente el estado de las propiedades vecinas. Agua. La presencia de agua aumentada tremendamente los empujes y puede traernos abajo una calzadura aún apuntalada. En obra se debe estar siempre atentos a la presencia de agua en el suelo. En la pantalla de concreto debe crearse drenes para aliviar cualquier presión de agua que pueda presentarse. Vibraciones. Las vibraciones pueden destruir la cohesión aparente que tiene el suelo de Lima y que es la que permite taludes casi verticales en el conglomerado.

La pérdida de cohesión además de incrementar los empujes, dificulta el trabajo de calzadura y puede llevar a la necesidad de entibamiento del suelo.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras Según el Reglamento Nacional de Construcciones respecto a calzaduras, dice:

VII-III-4.23 Calzaduras Descripción.- En los lugares en que se haga excavaciones que puedan comprometer la estabilidad de los muros vecinos habrá que calzar o

recalzar éstos dándoles así

una nueva base para su fundación que alcanzará una mayor profundidad evitando posibles hundimientos y derrumbes. Harán también las veces de "muros de sostenimiento" contra el empuje de tierras. El delicado trabajo de calzaduras deberá realizarse conjuntamente con el de excavaciones, más siempre que sea posible, se ejecutará antes

de la demolición de

la construcción existente para que ésta constituya el mejor y más sencillo acodalamiento de las paredes de la propiedad vecina. Este caso es siempre recomendable cuando se trata de derribar un inmueble para levantar otro con fundación más profunda o sótano. VII-III-4.24 Materiales para calzaduras Se utilizarán los especificados por su resistencia y durabilidad de acuerdo al Capítulo II del presente Título.

VII-III-4.25 Preparación del sitio para calzaduras Al pie del muro por calzar deberán excavarse piques de anchos variables de 1.00 m. a 1.50 m. máximo, según la consistencia del terreno. Los piques se excavarán alternadamente de manera que entre pique y pique en trabajo quedarán, como mínimo, dos piques sin excavar de distanciamiento. No se permitirá por ningún motivo, el recalzo de un muro hecho de una vez en toda su longitud. Si la pared es larga, cabe trabajar simultáneamente en varios puntos, mientras la distancia que exista entre dos de ellos exceda de 12 veces el espesor del muro que se quiere calzar, como condición mínima de espaciamiento entre los piques.

VII-III-4.26 Procedimientos que regirán las calzaduras Se comenzará a calzar por las esquinas del edificio.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras Hay el interés de proceder a calzar inmediatamente después de realizado

el pique

para que el muro permanezca el menor tiempo posible sin fundación. Esta misma razón obligará a ejecutar la excavación del pique en dos etapas. La primera excavación no tocará la parte del terreno comprendida directamente bajo el muro. El pique por tanto quedará excavado a plomo del paramento exterior del muro por calzar. Sólo cuando haya llegado a excavarse así el pique y hasta su primer nivel, se procederá entonces a la segunda excavación que comprenderá la parte comprendida bajo el muro y cuya penetración no será nunca mayor que el espesor del muro. Terminada completamente la excavación del primer nivel del pique, inmediatamente se procederá a fijar el tablero de, encofrado y a vaciar el concreto. Este trabajo se procederá así sucesivamente con los demás piques hasta cubrir toda la calzadura superior que corresponderá al primer nivel. Siempre se seguirá la ley de que entre pique y pique en trabajo, hayan dos de por medio en reposo. No se procederá a excavar los piques correspondientes al segundo nivel, calzadura inferior, mientras no haya sido totalmente cubierta la calzadura superior. Para calzar la parte inferior se seguirá paso a paso el mismo método empleado en el nivel anterior, con la única salvedad de que las calzaduras inferiores no tendrán sus juntas verticales en el mismo plano vertical que las tienen las calzaduras superiores. La calzadura obedecerá a los mismos principios de mampostería, quedando por lo tanto las juntas verticales siempre interrumpidas, o sea la mitad del ancho de los paños de la calzadura superior. Habrá pues un desfasamiento de medio paño entre la calzadura superior e inferior, que permitirá una trabazón adecuada entre los paños calzados. Si hubiera más niveles por calzar, se procederá de acuerdo con las normas anteriormente prescritas. Es recomendable que el espesor o la penetración de la calzadura inferior, sea mayor que el de la superior. Se consigue una mayor estabilidad. Si hubieren otros niveles por calzar, los paños de éstos serán cada vez más penetrantes, de tal manera que la sección transversal vertical de la calzadura se presente escalonada por la parte inferior y con su base mayor en la zona inferior.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras Estos puntos serán aclarados en dibujos donde se anotará exactamente niveles, espesores, anchos, etc. En el caso de que el piso del sótano de la nueva obra estuviera a mayor profundidad que la del cimiento de la medianera, será de cuenta del que construye y todo el exceso de cimiento que necesite aumentarse. Este cimiento y toda la calzadura se correrá por lo menos en 30 a 50 cms. por debajo del nivel del piso del sótano. En calzaduras de muros en mal estado y para evitar asentamientos, podrá emplearse concreto de cemento de fragua rápida. Se tendrá especial cuidado en rellenar con mortero seco y bien acuñado las juntas horizontales y la parte común a muro y calzadura. Las calzaduras con ladrillo bien cocido se realizarán según estos mismos principios y las normas prescritas para trabajos en ladrillo.

VII-III-4.27 Rellenos Descripción.- Se harán rellenos en todos los lugares que los necesitan, siempre y cuando el volumen de lo rellenado no sirva de baso o apoyo a un

elemento

estructural que transmita cargas o presiones al suelo y sea, por tanto, susceptible de asentamientos. Así, deberán rellenarse los costados de las zapatas, pero no sus bases, que en todo caso serán rellenadas con un solado de concreto pobre.

VII-III-4.28 Material Como material de relleno podrá servir el excedente de excavación siempre que esté limpio, carezca de materias orgánicas y otras de descomposición. El material de relleno no deberá ser comprensible y en lo posible será homogéneo. Podrá utilizarse tierra que reúna las cualidades antes mencionadas o tierra con arena, u hormigón de río o canto rodado en caso que no haya material de relleno de excavación que cumpla con las condiciones indicadas. En todo caso el material do relleno no será más suave que la tierra adyacente y será bien graduado.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras VII-1II-4.29 Preparación del sitio Mientras que los cimientos, tuberías o cualquier otro trabajo en excavaciones o bajo suelo, no haya sido completado, aprobado, inspeccionado, y aprobado por el Inspector, no deberá hacerse ningún relleno. Mientras que la estructura no haya alcanzado la suficiente solidez y rigidez no deberá colocarse relleno contra ella que le produzca fatiga, salvo que se indique lo contrario. Antes de depositar el relleno deberá limpiarse la superficie donde va a aplicarse directamente éste. Se quitarán las plantas, se extirparán las raíces y otras materias, así como las piedras grandes que no puedan ser fácilmente hundidas.

VII-III-4.30 Procedimientos que regirán el relleno Se verterá el material seleccionado hasta cubrir una capa de 30 cm. de espesor, como máximo. Vaciada esta primera capa se apisonará fuertemente y regará abundantemente, hasta lograr que no se produzca hundimientos. Se irá rellenando así en capas sucesivas de 30 cm. dejando el volumen bien consolidado. Para la ejecución de terraplenes, que puedan recibir encima calzadas, se emplearán capas sucesivas de no más de 20 cm. Debidamente regadas y compactadas.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE CALZADURAS

Al pie del muro por calzar deberán excavarse piques de ancho variables de 1.00 al 1.50m máximo, según la consistencia del terreno.

Los piques se excavarán alternadamente de manera que entre pique y pique en trabajo quedaran como mínimo, dos piques sin excavar de distanciamiento.

La calzadura obedecerá a los mismos principios de mampostería, quedando por lo tanto las juntas verticales siempre interrumpidas, o sea la mitad del ancho de los piques de la calzadura superior. Ing. Genaro Delgado Contreras

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Habrá pues un desfasamiento de medio paño entre las calzaduras superior en inferior, que permitirá un trabazón adecuada entre los paños calzados.

En el caso estudiado consideraremos que hay construcciones vecinas solo en los lados derecho e izquierdo; comenzándose a calzar por las esquinas del edificio.

Hay el interés de proceder a calzar inmediatamente después de realizado el pique para que el muro permanezca el menor tiempo posible sin fundación. Esta misma razón obligará a ejecutar la excavación del pique en dos etapas. La primera excavación no tocará la parte del terreno comprendida directamente bajo el muro. El pique por tanto quedará excavado a plomo del paramento exterior del muro por calzar.

La secuencia lógica expuesta se ha hecho en base al Reglamento Nacional de Construcciones (R.N.C) y el Reglamento de Metrados para Obras de Edificaciones (R.M.O.E).

En el proceso constructivo de edificios con sótano, tenemos que tener en consideración, muchos factores; que no se consideran cuando los trabajos se realizan sobre el terreno natural. Al hacer un sótano, tenemos el riesgo de que al realizar las excavaciones masivas, las construcciones vecinas existentes pueden ser afectadas ante un deslizamiento del terreno en el cual están construidas. Para estos casos, es conveniente apuntalar las construcciones vecinas mediante el uso de calzaduras o muros anclados, según sea el caso. Teniendo en consideración que los edificios con sótano cubren grandes áreas de terreno; y los movimientos de tierras son grandes, se requerirá del uso de maquinarias pesadas y de una planificación especial para su ejecución.

Las excavaciones masivas se harán paralelamente con las calzaduras o muros anclados, según sea el caso.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras Como conclusión diremos que las excavaciones masivas se harán entre el Nivel Terreno Natural (N.T.N) y el Nivel de Corte. Recién cuando se llega al nivel de corte procedemos a la nivelación, trazo y replanteo de los elementos estructurales de la cimentación del edificio. Los elementos estructurales de la cimentación de un edificio son: 1.

Zapatas aisladas, céntricas y excéntricas

2.

Zapatas combinadas

3.

Vigas de cimentación

4.

Cimientos reforzados

5.

Platea de cimentación

6.

Cisterna de agua

7.

Poza séptica

Continuando con el proceso constructivo trazamos el nivel más un metro (N+1.00m), el cual lo bajamos de las tarjetas. Luego, procedemos a la colocación de balizas y cordeles; para el trazo, para posteriormente replantear los elementos estructurales. Por lo general en el perímetro del edificio van muros de contención y columnas; pero éstas últimas, por lo general, no caerán en el centro de gravedad de la zapata; generando una excentricidad, y por consiguiente un momento de volteo. Para contrarrestar dichos momentos se colocará una viga de cimentación entre la zapata aislada excéntrica y otra zapata que puede ser aislada, céntrica o excéntrica; pero en ningún caso se podrá unir dos zapatas aisladas céntricas con una viga de cimentación, ya que en este caso no habrá momento de volteo. Como en el perímetro habrá columnas y muros de contención; y éstos últimos se apoyan en un cimiento reforzado, entonces éstos cumplirán la función de viga de cimentación entre las zapatas aisladas excéntricas. La platea de cimentación se usa cuando los suelos son débiles, o el área entre cimientos reforzados es muy pequeña; resultando más conveniente colocar una platea que cimientos reforzados. En la caja de ascensor es lo más común colocar una platea de cimentación.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Calzadura Ing. Genaro Delgado Contreras Como los edificios por lo general tienen tanque elevado, el agua tendrá que bombearse de un reservorio denominado cisterna. Como las instalaciones sanitarias mucha de ellas estarán debajo del colector de desagüe, se tendrá que construir una poza séptica para que drenen las excretas y luego sean bombeadas al desagüe colector. Tanto la cisterna como la poza

séptica, estarán constituidas por muros de

contención, plateas de cimentación y una tapa que por lo general es una losa macisa.

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Excavaciones Masivas

Obras Provisionales

Trabajos Preliminares

Nivelación , Trazo y Replanteo

Excavación Perimétrica para Calzadura

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Excavación de piques

Encofrado de piques

Vaciado de concreto ciclópeo para Calzadura

Desencofrado de Calzadura

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Nivelación, trazo y replanteo de elementos estructurales

Excavación de vigas de cimentación

Colocación de acero de vigas de cimentación

Excavación de cimientos reforzados

Colocación de acero de cimientos reforzados y colocación de acero longitudinal y transversal del muro de contención o placa.

Habilitación del acero

Excavación de zapatas

Excavación de platea de cimentación

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Solado

Colocación de acero de zapatas y acero longitudinal de la columna

Vaciado de elementos estructurales

Habilitación de madera de encofrado.

Colocación de acero de platea de cimentación

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Encofrado de muro de sostenimiento

Encofrado de Columna Vaciado de elementos estructurales

Habilitación de madera de encofrado.

Vaciado de elementos estructurales Encofrado de placas

Desencofrado de elementos estructurales

Relleno debajo del nivel de corte

Eliminación de material excedente

Colocación de pases de desagüe

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Acero de vigas y viguetas Encofrado de vigas, viguetas y losas del sótano

Apisonado

Colocación de tuberías de agua fría, caliente y tomacorrientes

Colocación de ladrillo de techo.

Vaciado de falso piso.

Habilitación de ladrillo de techo

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Colocación de cajas octogonales

Colocación de redes de desagüe

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Acero de vigas y viguetas

Colocación de cajas octogonales

Colocación de tuberías de luz

Colocación de redes de desagüe

Colocación de montantes de desagüe y ventilación

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Colocación de acero de temperatura

Vaciado de vigas, viguetas y losas.

Curado

Desencofrado de vigas y losas.

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MUROS PANTALLA 1. ¿QUÉ SON LOS MUROS PANTALLA? Básicamente las pantallas son unas paredes que se construyen al efectuar una excavación profunda, con la doble misión de resistir los empujes del terreno y, en ciertos casos, evitar o limitar la entrada de agua al terreno. También sirven para recoger las cargas verticales que las puedan transmitir otros elementos estructurales y constituyen la solución mas eficaz (Según las características de la obra y el proceso constructivo) para limitar los movimientos del terreno consecuentes a toda excavación, y reducir al riesgo de daños en construcciones próximas. Entre las numerosas aplicaciones de la técnica de los muros – pantalla continuas cabe citar los siguientes ejemplos:  Sótanos de edificios.  Aparcamientos subterráneos.  Comunicaciones subterráneas: Túneles urbanos, pozos de acceso, pozos inferiores.  Obras marítimas y portuarias: Dique secos, muelles.  Cimentaciones profundas: Silos, estructuras singulares. Estos muros – pantallas moldeadas en el suelo surgen en los años 50 como solución para resolver los problemas que plantean las excavaciones profundas próximas a edificios y estructuras subterráneas por debajo del nivel freático.

Desde entonces, la necesidad creciente de aprovechar al máximo las disponibilidades del suelo urbano principalmente en áreas congestionadas, ha hecho que la aplicación de estos muros – pantalla se encuentre actualmente difundida en otros países mas no en nuestro medio, por lo que su utilización tanto en obras de edificación como en otro tipo de obras ha permitido también la evolución de su técnica de ejecución en cuanto se refiere a la maquinaria de perforación así como la forma de instalación del refuerzo.

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2. EL PROYECTO Y EJECUCIÓN DE MUROS PANTALLA El proyecto y la ejecución de cualquier obra de muro – pantalla debe partir del conocimiento de una serie de datos básicos que se resumen a continuación. a. Del terreno: -

Perfil estratigráfico.

-

características geotécnicas de las distintas capas.

-

Niveles freáticos.

-

agresividad del agua y de los suelos.

b. De los edificios próximos: -

Estado de conservación.

-

Tipo de estructura.

-

Situación, tipo y carga de la cimentación.

c. De obras subterráneas próximas: -

Situación y características (Conducciones, pozos, obstáculos).

-

Condicionantes especiales.

d. De la obra que se proyecta: -

Profundidad de excavación.

-

Acciones de la estructura.

-

Condicionantes constructivos y funcionales.

El perfil estratigráfico, elaborado a partir de los cortes de los sondeos, debe extenderse fuera del área del terreno que realmente va a empujar sobre el muro – pantalla en donde puede convenir efectuar sobre el muro – pantalla en donde puede convenir efectuar anclajes de arriostramiento.

La información sobre los edificios y construcciones próximas se necesita, no solo para definir los empujes que puedan transmitir a la pantalla sino para estimar de alguna manera los asentamientos admisibles.

El proyecto debe elaborarse teniendo en cuenta las condiciones generales que debe satisfacer la solución del muro – pantalla, análogas a las de cualquier obra de cimentación más la posible influencia en las edificaciones próximas. Estas condiciones, en esencia, son: Ing. Genaro Delgado Contreras

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a. Ubicación adecuada en planta y elevación. b. resistencia estructural. c. Seguridad frente al asentamiento del terreno. d. Asientos y deformaciones del muro – pantalla compatibles con la propia estructura. e. Asentamientos del terreno circundante admisible para edificaciones próximas.

Para asegurar la estabilidad de la obra se debe efectuar una serie de comprobaciones, contemplando situaciones críticas durante las diversas fases de excavación del recinto y/o de la construcción de la edificación. Estas comprobaciones son: a. Estabilidad del muro – pantalla frente a los empujes. b. Estabilidad de los elementos de arriostramiento. c. Estabilidad del conjunto. d. Estabilidad de muro – pantalla frente a cargas verticales. e. Estabilidad del fondo de la excavación por rotura o sifonamiento. f. Modificaciones que se introducen en obra. g. Riesgos de daño en las edificaciones próximas.

3. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS FLUVIO ALUVIONALES DE LA CIUDAD DE LIMA Los materiales granulares gruesos en estudio son suelos sedimentarios de aspecto uniforme que pueden clasificarse cono un conglomerado de cantos rodados, gravas, arenas y limos íntimamente mezclados. Los agregados que forman éste conglomerado son en su totalidad ígneos cuya formación se remonta al periodo cuaternario desde el pleistoceno hasta holoceno formando terrazas cuyos remanentes se distinguen en las cuencas y/o subcuencas en donde se originan. La potencia del conglomerado fluvio – aluvional que forma la parte central sobrepasa los cuatrocientos metros de profundidad, razón por la que se considero que procesos

de deformación

elástica las partículas

para

sólidas de los componentes del

conglomerado compacto pueden ser tomados como elementos absolutamente rígidos depositados en estratos potentes, y por lo tanto es evidente que puede sumirse como constituyentes de un material homogéneo, dado a que cualquier sistema discreto que éste formado por partículas estáticamente uniformes, puede ser considerado homogéneo Ing. Genaro Delgado Contreras

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras y que en un elemento de volumen cuyas dimensiones son grandes en comparación de las partículas del suelo, sus propiedades elásticas pueden ser constantes a través del elemento. En base a estas consideraciones se han efectuado algunos ensayos de resistencia al esfuerzo cortante sobre muestras reconstituyentes e inalteradas, estas últimas como bloques tallados in situ ubicados a diferentes profundidades y ensayados a corte directo, encontrándose en general que el ángulo de fricción interna fluctúa entre 27° y 42° para una cohesión variable entre 0.43 kg /cm2 y 0.80 kg /cm2. Por otro lado los ensayos efectuados por investigadores han demostrado que la resistencia a altas compresiones para deformaciones finales varía desde 2.00mms a 6.00mms

como

máximo. De la comparación de los resultados de estos ensayos y sumado a un estudio de peligro y riesgo sísmico donde se hizo la evaluación de la distribución de intensidades en Lima se han encontrado una correlación adecuada, entre el tipo de suelo subyacente en cada lugar y la evaluación de daños ocurridos durante sismos importantes llegándose a establecer que para un terremoto de grado 7.6 con aceleración efectiva máxima de 0.20g. los suelos gravo – arenosos del conglomerado de Lima presentan en promedio intensidades MMI VI siendo las velocidades de propagación de ondas de corte (VS) entre 500 a 800 m/seg. Se realizo así mismo un análisis de la estabilidad de taludes para las profundidades deseadas que en nuestro caso fueron de 25mts, determinándose la ubicación de las grietas de tensión que se puedan originar y el bulbo de deslizamiento en caso de que ocurra un sismo extremo en el momento de la construcción.

4. EJECUCIÓN DEL MURO – PANTALLA La ejecución de nuestras pantallas hormigonadas “in situ” consta de las siguientes fases de trabajo:

4.1. Excavación del recinto La perforación se realizo mediante máquinas a percusión, equipadas con trépano capaces de atravesar capas de mayor consistencia como lo es el suelo fluvio – aluvional de la ciudad de Lima, pero la primera etapa de excavación del recinto se uso maquinarias dotadas de cucharas u otros elementos útiles de perforación especialmente adaptadas para éste tipo de trabajo.

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La perforación se efectuó por módulos o paneles alternos de tres a seis metros de longitud con una anchura y

profundidad variables dependiendo de las

dimensiones de la cuchara de la maquinaria. Cabe recalcar que se debe dejar el espacio necesario para el libre tráfico de éstas y del personal.

4.2. Perforación de conductos para el anclaje Estas perforaciones para alojar las armaduras de anclaje suelen tener diámetros que oscilan entre 75mm y 125mm. Y efectuó utilizando diversas técnicas según naturaleza y las características del terreno a atravesar. Los anclajes adoptaron diversas formas y detalles muy variados pero usualmente para poder efectuar la inyección a presión de éstos en los conductos es necesario llegar a valores que oscilaron entre 25 y 30 kg/cm2. 4.3. Colocación de armaduras A continuación se colocaron las jaulas o enmallados en una o varias piezas, según su tamaño, dejándolas suspendidas y bien centradas mediante separadores. Integrados en las mallas o independientes. La separación entre barras verticales u horizontales debieron ser, como mínimo, igual a 10cm. y el recubrimiento de las barras. Para éste caso fue preciso una supervisión minuciosa por cuanto es necesario controlar la ubicación exacta de los puntos donde se colocaron las vigas, apoyos de escaleras y tuberías que alojan los anclajes que a la vez ayudarán para que la edificación en su conjunto se comporte monolíticamente. 4.4. Encofrado del muro – pantalla Se uso un buen encofrado que ayudo a economizar tiempo, material y mano de obra y que a la vez nos dé como resultado un buen trabajo recomendándose para esto encofrados metálicos ya que son encofrados modulables, de poco peso y máxima eficiencia y viene completados con accesorios para el aplome, alineamiento y apuntalamiento perfecto.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras 4.5. Hormigonado El hormigonado se efectuó usando concreto premezclado e impulsado mediante bombeo por medio de tuberías de diámetro comprendido entre 15 y 30cm. Que es introducido hasta el fondo de la perforación disponiéndola centrada en el panel. Dado el sistema especial del hormigonado utilizado fue preciso que el concreto reúna determinadas características que garantizaron la correcta ejecución, por lo cual u consistencia debió ser fluida con un asentamiento en el cono de Abraham del orden de 4 a 6” utilizándose resistencias del concreto iguales o superiores a los 350 kg/cm2. 4.6. Tensado de cables El tipo de anclaje activo es tensado con el fin de comprimir el terreno entre la zona de anclaje y la estructura o la placa de apoyo de la cabeza. Cuando actúa la carga exterior de tensado se produce la descompresión del terreno pero apenas se mueve la cabeza del anclaje en tanto no se rebase el esfuerzo de pretensado, por lo que no varía sensiblemente la tensión del tirante. La disposición de anclajes puede efectuarse para actuar durante un tiempo de servicios más o menos prolongado, por lo cual cabe distinguir en éste caso dos tipos:  Anclajes provisionales  Anclajes permanentes.

Los primeros tienen el carácter de medio auxiliar y proporcionan las condiciones de estabilidad a la estructura durante el tiempo necesario para disponer otros elementos resistentes que lo sustituyan (siendo éste nuestro caso). Los anclajes permanentes se dimensionan, evidentemente, con mayores coeficientes de seguridad, pero fundamentalmente deben estar proyectados y ejecutados para hacer frente a los peligros de corrosión. Todos éstos pasos son representativos y la colocación de mallas es en forma intercalada hasta llagar a la profundidad requerida donde se construirá la platea de fundación, y a medida se levanta la estructura que es capaz de resistir los empujes del terreno se van “soltando” los anclajes previamente tensionados.

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5. EFECTOS CAUSADOS POR LAS EXCAVACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS ADYACENTES En casi todos los casos teóricos y prácticos que se han estudiado se ha encontrado que las paredes laterales de la excavación sufren un desplazamiento paralelo mayor en la coronación y menor en su base. Estos desplazamientos dependen de factores tales como rigidez del muro, sus dimensiones y profundidad de la excavación, las propiedades del suelo y el tipo de apuntalamiento o anclaje a colocarse, además del procedimiento para llevar a cabo las calzaduras correspondientes existiendo además un gran número

de

factores que interrelacionados influyen en la magnitud y distribución de los movimientos que acompañaron la ejecución de la excavación en los casos estudiados, estos pueden haberse debido a una programación inadecuadas del proceso y forma de la excavación, a eventos sísmicos ocurridos durante las diferentes etapas de la construcción, falta de soporte en algunas etapas constructivas, etc. Así en casos

se

ha

varios

detectado agrietamientos, fisuramientos y roturas importantes

acompañados de atascamiento de ventanas y puertas que han dado origen en algunos casos al desalojo de sus ocupantes, y en otros a costosas reparaciones y prolongados procesos judiciales con el fin de deslindar responsabilidades. Gracias al análisis con respecto a la ubicación de las grietas de tensión se pido controlar los desplazamientos de las viviendas adyacentes en los linderos donde existían construcciones vecinas a lo cual se hizo uso del apuntalamiento adecuado ya que la zona donde se realizo la construcción es una zona residencial.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  Cualquier excavación causa disipación de fuerzas concentradas en el terreno y una correspondiente expansión en el suelo adyacente, lo que redunda en formación de grietas de tensión que generan cuñas de deslizamiento que pueden ser activadas por efecto de sobrecargas estáticas o dinámicas generadas en el área de excavación.  La edificaciones en las ciudades de alta densidad poblacional plantean frecuentemente problemas especiales debido a la proximidad de edificios altos que por la exigencia del Reglamento Nacional de Construcciones del Perú el cual dice que se debe proveer un área de estacionamiento de acuerdo con el área del edificio

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras nos obligo a la construcción de un determinado número de sótanos, teniendo en cuenta la necesidad de utilizar al máximo el espacio por el alto costo de la tierra.  Mediante los procedimientos y consideraciones indicadas se han realizado exitosamente excavaciones

con

calzaduras de muros –

pantalla hasta

profundidades de 20 metros tanto para el caso de excavaciones vecinas como para el caso en el que no las hay.  Considerando que los suelos fluvio – aluvionales de la ciudad de Lima tienen una capacidad portante alta se hace favorable la factibilidad de ejecutar calzaduras del tipo de muro – pantalla y edificaciones de gran envergadura.  El factor tiempo en la construcción fue también un ingrediente importante considerando que aumenta el riesgo de derrumbe por posibles alteraciones de los parámetros del suelo al estar sometido a periodos largos de exposición.  No obstante haberse comprobado el procedimiento, se considera que dada la naturaleza de los trabajos cuyo éxito dependió casi directamente de su ejecución así como de los imprevistos que pudieron presentarse al realizar la excavación, fue indispensable contar con el asesoramiento adecuado de especialistas en la construcción de este tipo de estructuras para seguir el proceso de construcción, tomando las medidas correctivas en caso fuese necesario.  Finalmente para evitar problemas y aplicar criterios bien fundados, es recomendable tomar en consideración el probable comportamiento del suelo, que por encontrarse en estado compacto y estar conformado por gravas y piedras empacadas en arena, se ha confirmado, en el pasado, demasiado en su resistencia o soporte lateral, sin estimar la magnitud de los movimientos que puede acarrear no prever un adecuado procedimiento de diseño y construcción.

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Biblioteca Virtual Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla

Excavaciones Masivas

Obras Provisionales

Trabajos Preliminares

Nivelación, Trazo y Replanteo

Obturación con Rotdrill

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Introducción del Cable

Fijación del cable

Colocación de Pase y Malla

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Biblioteca Virtual Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla

Excavaciones Masivas

Nivelación, Trazo y Replanteo de elementos estructurales

Encofrado de Muros

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Vaciado de Muros

Desencofrado de Muros

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EXCAVACION DE SÓTANOS EN LA CIUDAD DE LIMA CON EL USO DE MUROS ANCLADOS. La técnica de muros anclados para el sostenimiento de taludes resultantes de las excavaciones para la construcción de sótanos en edificios, es una técnica reconocida mundialmente y que en los últimos 5 años está siendo usada en la ciudad de Lima, sin embargo, todavía no es una técnica muy conocida.

El material gravoso de la ciudad de Lima presenta parámetros geomecánicos de resistencia elevados, principalmente debido al alto grado de cementación que le confiere una cohesión alta y también debido al hecho que hasta los límites de excavación de sótanos no se verifica la ocurrencia de napa freática. En tales condiciones, la cohesión otorga a los taludes excavados una estabilidad estática razonable hasta "la altura critica", pero esta estabilidad queda muy comprometida con la ocurrencia de efectos telúricos que reduce la magnitud de la cohesión y el talud puede colapsar con alturas inferiores a "la altura crítica".

El problema se toma más grave cuando las excavaciones son desarrolladas más allá de la "altura critica", cuando los esfuerzos de empujes actúan, causando deformaciones de la masa de suelo por detrás de la excavación, surgiendo como consecuencia grietas de tracción en la superficie y hasta el colapso total del talud. En la ciudad de Lima, las excavaciones de sótanos son también afectadas por sobrecargas vehiculares y de construcciones vecinas, que adicionan esfuerzos importantes al talud disminuyendo considerablemente la "altura crítica" del talud excavado.

Hasta la fecha se usa las Calzaduras como estructura de sostenimiento de taludes excavados para la construcción de sótanos, que es una técnica que tuvo mucha importancia en el pasado cuando las excavaciones eran de altura limitada y las sobrecargas de edificaciones vecinas no eran importantes. Las Calzaduras, tienen función de regularización de la pared excavada, asegurando una cierta estabilización en condición estática del talud cuando la altura de excavación queda alrededor de la Ing. Genaro Delgado Contreras

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras "altura critica", pues la estabilidad esta básicamente asegurada por efecto de la cohesión, conforme se puede observar en la expresión abajo:

Hc 

4C



Nf

Donde: Hc

= Altura crítica

C

= Cohesión del suelo

y

= Peso específico natural del suelo

Nf

= Factor de fricción

Conforme se puede observar la altura crítica, disminuye con la disminución de la cohesión y cuando es nula, la altura crítica se reduce a cero.

Con la ocurrencia de sismos, la cohesión disminuye y surgen esfuerzos horizontales de empuje de tierra, deformando la masa de suelo, provocando el desplazamiento de la calzadura y como consecuencia, surgen las grietas de tracción.

Para excavaciones con alturas por arriba de la altura "crítica" y con ocurrencia de sismos, las calzaduras son estructuras deformables y hasta inestables y por lo tanto, pueden deformarse horizontalmente provocando las grietas y hasta el colapso total del talud.

En los últimos años, las edificaciones en la ciudad de Lima vienen exigiendo mayores áreas de sótanos, lo que demanda excavaciones más profundas. En tales condiciones, se requiere de medidas de contención adecuadas, para garantizar la estabilidad de la pared excavada, sin que ocurran grietas de tracción durante el avance de la excavación y que garantice la estabilidad total del talud, para asegurar la integridad de las vías vehiculares, de edificaciones vecinas y hasta de los trabajadores que quedan dentro del área de riesgo.

Para el suelo de Lima, la estructura de contención más adecuada son los Muros Anclados, que tienen como principio no permitir la ocurrencia de deformaciones de la pared excavada y así asegurar la integridad de las vías vehiculares, de las edificaciones

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras colindantes con la excavación y aseguran la integridad de los trabajadores y equipos que operan dentro del área excavada. Los anclajes son elementos estructurales, capaces de aplicar esfuerzo exterior a la pared de la excavación, que absorbe todos los empujes de tierra, los efectos sísmicos, las sobrecargas de edificaciones y otros esfuerzos accidentales. Para tener una idea de la operación de los anclajes, presentamos a continuación la física de operación de los anclajes como elemento capaz de absorber esfuerzos y transportarlos para una zona potencialmente estable, neutralizando así los empujes de tierra y esfuerzos de sobrecargas y cargas accidentales. En la figura N°1, en anexo, se muestra la física del trabajo del anclaje. Imaginemos un cierto punto A donde está aplicado un cierto esfuerzo F. Es posible transportar ese esfuerzo F aplicado en A, hasta el punto B. Para eso es necesario que entre A y B exista un elemento estructural que transporte ese esfuerzo aplicado en A, para llevarlo hasta B. Este elemento que transporta el esfuerzo, lo llamamos de "elemento de transmisión de la carga", Para que el esfuerzo F aplicado en A, llegue al punto B, es necesario que a lo largo del "elemento de transmisión de carga", no ocurra, por ningún concepto, ninguna pérdida de carga. Si hay pérdida de carga a lo largo del elemento de transmisión de carga, ciertamente el esfuerzo F aplicado en A, llegará parcialmente al punto B, o simplemente ser totalmente consumido por las pérdidas de carga a lo largo del elemento de transmisión de carga. Este es el principio base de funcionamiento del anclaje.

En la figura N° 2, se ilustra el funcionamiento de una estructura anclada. Imaginemos un cierto terreno, el cual se desea ejecutar

una excavación, donde se ejecuta la

excavación surgen los esfuerzos de empuje de tierra Pa, que actúan en la pared excavada.

Este empuje, puede provocar deformaciones activas en la pared o puede provocar la pérdida de estabilidad, conforme indicado en el punto A, de la figura N° 2. Ahora bien, es posible transportar ese esfuerzo de empuje Pa, para otro lugar ubicado fuera de la zona inestable y con eso, neutralizar la acción del empuje Pa. En el punto B de la figura N° 2 se ilustra la física del transporte del esfuerzo del empuje aplicado en la pared de la

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras excavación, para otro punto ubicado más allá del plan de falla, manteniendo así la estabilidad del talud.

En la figura N° 3, está ilustrada una estructura de contención con muro anclado, donde se puede observar un corte hecho junto a una edificación y que los esfuerzos de empuje y de la sobrecarga de la edificación, aplicados en la pared excavada son transportados para un punto ubicado más allá de la línea de falla del talud, donde el anclaje es fijado al suelo. Para que el esfuerzo del empuje y de la sobrecarga de la edificación llegue al punto de fijación del anclaje, es necesario que al lo largo de los puntos Al - BI Y A2 B2, no ocurran pérdidas de carga. Este es el principio base del funcionamiento de los muros anclados.

En la figura N° 4, se presenta los elementos que constituyen el anclaje. Básicamente está formado por tres elementos:

a)

Cabezal del anclaje Es el punto de aplicación del esfuerzo a la superficie de la pared excavada para neutralizar el esfuerzo del empuje total.

b)

Tramo libre del anclaje Es el "elemento de transmisión de carga" que transporta la carga aplicada en el cabezal hasta el punto de fijación del anclaje al suelo. Este tramo deberá ser totalmente libre, para que no desarrolle fricción con el terreno, evitando así, pérdidas de carga a lo largo del tramo libre "elemento de transmisión de carga".

c)

Tramo anclado Es el tramo del anclaje que es fijado al suelo y absorbe el esfuerzo aplicado en el cabezal, dejando el sistema en equilibrio. Es decir, los esfuerzos de empuje de tierra son absorbidos por los anclajes. En la parte más baja de la figura, se puede observar el principio de la física de operación del anclaje descrita anteriormente. El cabezal corresponde al punto A de aplicación del empuje, el tamo libre es "el elemento de transmisión de carga" y el tramo anclado corresponde al punto B que recibe el esfuerzo transportado. Ing. Genaro Delgado Contreras

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SECUENCIA DE EJECUCIÓN DE LOS MUROS ANCLADOS. Los muros anclados, son ejecutados de forma secuencial en tramos desde arriba hacia abajo. Cada tramo es debidamente estabilizado, o sea, todos los esfuerzos resultantes de la excavación del tramo es absorbido por el anclaje instalado en dicho tramo. El esfuerzo aplicado en el primer tramo es suficiente para absorber la resultante de los esfuerzos actuantes del tramo excavado y además asegura la estabilidad del tramo siguiente a ser excavado. Así, se puede ejecutar excavaciones por debajo del tramo anteriormente ejecutado, sin riesgo de deformaciones o ruptura del talud. Los tramos ejecutados secuencialmente desde arriba hacia abajo, va aumentando el factor de seguridad del talud, hasta que se llegue a la cota de cimentación, cuando el muro queda totalmente concluido.

En las figuras N° 5, 6,7 Y 8 se presentan la secuencia de ejecución de un muro anclado.

CONTENCIÓN DE TALUDES EN LA CIUDAD DE LIMA. Como ya fue mencionado anteriom1ente en la ciudad Lima se están usando dos tipos de obras de contención:

a) Calzaduras Las Calzaduras son estructuras de concreto simple del tipo gravedad, ejecutadas en la línea colindante con el terreno vecino y el cuerpo del muro queda enteramente en el terreno vecino. Siendo una Obra del tipo gravedad, exige zapatas con ancho suficiente para garantizar la estabilidad de talud. Eso significa que, para excavaciones profundas, se exigiría un ancho de zapata tal que ocuparía un área importante del terreno vecino. Además, esa estructura enterrada en el terreno vecino, deberá ser demolida por el propietario del terreno vecino, cuando se resuelva hacer sótanos en dicho terreno, con alto costo, ciertamente no previsto por el vecino. En la ciudad de Lima, se tiene observado que cuando las excavaciones son desarrolladas con altura arriba de los 6.0 metros, las calzaduras presentan deformaciones horizontales importantes y como consecuencia surgen las grietas de tracción en las vías y en las edificaciones vecinas. Casos de ruptura son conocidos, comprometiendo vidas humanas. Ing. Genaro Delgado Contreras

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras b)

Muros Anclados Los Muros anclados, son estructuras ejecutadas según lo mencionado en los puntos arriba y presentan como característica principal, el hecho que los esfuerzos empuje

son

absorbidos

por

los

anclajes

y

de

no permiten deformaciones

activas, manteniendo el talud debidamente estable y garantizando la integridad de las edificaciones vecinas y de las vías vehiculares, así como la integridad de los trabajadores y maquinarias que operan en la excavación. En la figura N° 9, se muestra los dos tipos de obras de contención que actualmente son ejecutadas en la ciudad de Lima. Como se puede observar los muros anclados no entran en el terreno vecino, mientras que la calzadura abarca un área del terreno vecino.

Por lo expuesto arriba, se presenta a continuación las ventajas de los Muros Anclados sobre las Calzaduras: Los muros anclados garantizan la estabilidad del talud excavado contra el volteo. Los muros anclados son tensados contra la pared excavada, evitando deformaciones activas y aparición de grietas de tracción, garantizando la integridad total de las edificaciones vecinas, vías vehiculares y la integridad del personal y maquinaria que operan en la excavación. Los muros anclados son ejecutados desde arriba hacia abajo y el factor de seguridad del talud va aumentando a medida que el muro es ejecutado en forma secuencial. Los muros anclados son ejecutados rigurosamente en el límite del terreno y no avanza en el terreno vecino. Los muros anclados no necesitan de sobre-excavación en el terreno vecino y una vez concluido forma parte de la estructura de la edificación principal. Los muros anclados disminuyen considerablemente los plazos de ejecución de los sótanos. Los muros anclados son técnicamente más adecuados y económicamente muy atractivos. Los muros anclados no tienen limitación de profundidad. En la ciudad de Lima, fueron construidos muros de hasta 23 metros de profundidad en el Banco Wiese, distrito de San Isidro.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras Ejemplos de obras con muros anclados en el Distrito de Miraflores:

En el distrito de Miraflores, han sido ejecutados varios sótanos aplicando los muros anclados. Entre ellos podemos citar:  Edificio de la Compañía Telefónica, en Av. Benavides  Edificio en la esquina de Alcanfores con Benavides.  Edificio Balta en el Malecón Balta  Edificio ubicado en la esquina Av. Pardo y Av. Recavarren  Edificio Marmaris, Av. Malecón de la Marina, cuadra 2  Edificio ubicado en la Esquina de las avenidas República de Panamá y Enrique Canaval y Moreyra, así como la Calle Los Halcones en San Isidro.  Edificio de las Tiendas Ripley- Miraflores, esquina Los Pinos con Shell  Proyecto LarcoMar, ubicado en la Av. Armendáriz (Parque Salazar).

Estos trabajos fueron desarrollados con la máxima seguridad del caso, sin afectar las estructuras de las edificaciones vecinas y de las vías vehiculares colindantes y sin ningún accidente.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras MUROS ANCLADOS

I.- Introducción Uno de los grandes problemas que afronta la industria de la construcción, en las grandes excavaciones necesarias para edificios altos, es la implementación tradicional de grandes muros de contención, cuyo costo puede volverse prohibido, y cuyas dimensiones pueden afectar a la arquitectura de los proyectos.

Una alternativa técnico-económica a este problema es la construcción de muros anclados, que permiten reducir las dimensiones de los muros, volver más fluida la construcción, disminuir la probabilidad de accidentes que afecten a los trabajadores y a las propiedades adyacentes, e inclusive disminuir el costo de los proyectos.

II.- Principios Básicos de los Muros Anclados A diferencia de los muros tradicionales, que se sustentan en su cimentación para soportar las presiones de tierra, los muros anclados son soportados por el propio suelo que trata de empujarlos, a través de la incorporación de anclajes apropiados.

Debido a la presencia de un gran número de apoyos (cada anclaje es un apoyo), en este tipo de muros, la dimensión transversal es comparativamente pequeña, pues funciona como una placa con un número importante de apoyos intermedios en dos direcciones.

Los anclajes deben llegar hasta una distancia tal que queden por detrás del posible plano de falla del suelo, y a esa distancia inicial se le añade una longitud adicional necesaria para resistir el empuje del suelo por fricción.

EL PROCESO CONSTRUCTIVO La excavación, la construcción de los anclajes y la construcción del muro se realizan por fases. Conforme se va profundizando en la excavación se realiza la construcción de los anclajes y la construcción del muro circundante al anclaje, por lo que el proceso se realiza desde hacia abajo. Ing. Genaro Delgado Contreras

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras

a.- Excavación de la primera franja superior de suelo: Usualmente se realiza hasta unas pocas decenas de centímetros por debajo de la posición prevista para el primer nivel superior de anclaje. La profundidad de esta capa excavada y de todas las capas posteriores depende de las características de cohesividad del suelo. b.- Excavación de orificios para el primer nivel de anclajes: Generalmente se utilizan taladros horizontales para perforar orificios cuyo diámetro sea el previsto para el primer nivel superior de anclajes. En el fondo de los orificios se suele realizar una sobreexcavación de diámetro mayor para mejorar la sustentación de los anclajes. c.- Armado del primer nivel de anclajes: Se suelen colocar las varillas centradas, de diámetro apropiado, en los orificios previamente perforados. Las varillas colocadas son roscadas en la parte exterior para facilitar su proceso de tensado y sujeción. Para conseguir que el refuerzo de los anclajes se mantenga sin contacto con el suelo excavado se utilizan separadores transversales cada cierta distancia.

d.- Hormigonado parcial del primer nivel de anclajes: Se introduce una manguera flexible hasta el fondo del orificio excavado, la misma que exteriormente está conectada a una bomba de hormigón fluido o de mortero. El hormigón o el mortero incluyen componentes expansivos para compensar la retracción de fraguado. Una vez iniciado el proceso de bombeo, se extrae lentamente la manguera lo suficiente para permitir que se supere ligeramente un hormigonado equivalente a la longitud de anclaje del micropilote. e.- Construcción del primer nivel superior de muro Exteriormente se arma, encofra y funde el primer nivel superior del muro, teniendo cuidado de que no se integre a las varillas, para lo que se suele dejar un espacio alrededor de la varilla sin fundir. Además se suele envolver a la varilla con material no adhesivo como papel de aluminio para asegurar su falta de contacto temporal con el hormigón del muro. Se deja prevista una ventanilla en el encofrado para fundir posteriormente la parte del muro que no ha sido fundida en esta fase.

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Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Ing. Genaro Delgado Contreras f.- Anclado del primer nivel superior de muros: Una vez fraguado el hormigón de un micropilote y del muro alrededor de la varilla de anclaje, se coloca una placa de acero que tiene un orificio centrado de un diámetro ligeramente superior al de la varilla. Se hace pasar la varilla a través del orificio, permitiendo que la placa se apoye parcialmente en la superficie

del muro de

hormigón. Mediante la colocación de una tuerca exterior, y con el

uso

de

un

torquímetro, se procederá tensar la varilla del micropilote hasta que se supere aquella tensión que resistirá el micropilote cuando el muro anclado este trabajando a su máxima solicitación.

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