EXCAVACIONES
|Sin Apuntalar|Apuntaladas| |Excavaciones Poco Profundas|Excavaciones Profundas|
Introducción
Como primer paso en la construcción de cimentaciones, se encuentra la excavación del suelo o roca que yace bajo la superficie y por encima del nivel de dicha cimentación. Por lo tanto las excavaciones tienen como función preparar el terreno para la futura construcción del sistema de cimentación propuesto. Generalmente el proceso constructivo y método de excavación son elegidos por el Ingeniero Contratista, aunque en algunos casos se recomienda directamente por el diseñador.
Excavaciones sin Apuntalar
Estas excavaciones son de poca profundidad y en lugar de sostener el material circundante con elementos externos, se sostiene por medio de taludes diseñados en la misma excavación. Los taludes deben ser diseñados con todas las normas que rigen la estabilidad de taludes.
La excavación se realiza generalmente con máquina, puesto que es común encontrar anchos considerables y grandes volumenes de material a mover.
Excavacion sin Apuntalar
Proceso de Excavación
Perfecionamiento del Talud de Excavación
Excavaciones Apuntaladas Generalidades
Cada uno de los tipos de excavación (Profundas y Poco Profundas) tiene un método de apuntalamiento, por esta razón se considera que un buen método es aquel que reduce al máximo las deformaciones y protege lo mejor posible las construcciones y estructuras vecinas a la excavación e inclusive el interior de la misma excavación.
Son consideradas excavaciones Poco Profundas, aquellas que se encuentran entre 1 y 5 m, por lo tanto las Profundas son aquellas mayores de 5 m
El apuntalamiento consiste en sostener el material adyacente a la excavación con el fin de reducir al máximo los efectos inevitables que una intervención de este tipo conlleva. Estos efectos se producen debido al cambio de esfuerzo en el suelo y comúnmente se presentan en forma de hundimientos y deformaciones.
Excavación Apuntalada con Anillos de Cemento
Excavación Apuntalada con Vigas Metálicas
Puntales desarmados
Dentro de las funciones del Ingeniero se encuentra la de estar completamente familiarizado con los métodos y procesos utilizados en las excavaciones y apuntalamientos con el fin de evitar errores que pueden ser desastrosos.
Una de las recomendaciones que se hace comúnmente en cuanto al apuntalamiento es la de preesforzar cada puntal durante su colocación.
ANIAMCION DE PREESFUERZO El método de preesforzar los puntales consiste en colocar con anterioridad al puntal definitivo dos puntales auxiliares equipados con gatos hidráulicos encargados de separar los largueros, para luego insertar y acuñar el puntal definitivo. Una vez colocado este, se retiran los gatos y puntales auxiliares transmitiendole esfuerzos de varias toneladas al puntal definitivo.
EXCAVACIONES APUNTALADAS
PROCESO CONSTRUCTIVO EXCAVACIONES POCO PROFUNDAS
Debido a condiciones de linderos y reducción en las áreas de trabajo para las construcciones, es común encontrar frentes de excavaciones verticales en los cuales es recomendable apuntalar. En el caso de excavaciones poco profundas se utilizan tablones alrededor de la excavación unidos por medio de vigas perimetrales denominadas largueros soportadas entre ellas por los puntales. Estos puntales pueden ser metálicos, en madera o inclusive si la excavación es muy ancha se utilizan cerchas.
Excavación Apuntalada con Madera
Excavación Apuntalada con Cerchas Metálicas
Cerchas Metálicas con Puntales
Cercha Metálica como modo de Apuntalamiento
EXCAVACIONES APUNTALADAS
PROCESO CONSTRUCTIVO EXCAVACIONES PROFUNDAS
Para este caso, es común la utilizaciòn de las tablestacas, pilotes metálicos en forma de “H” e inclusive muros pantalla en concreto. El proceso más común en estos casos es el de hincar las tablestacas y trabarlas para luego retirar el material del interior. A medida que se va profundizando, se van colocando los largueros y puntales. En el caso de utilizar pilotes, el procedimiento es el mismo y la diferencia radica en que una vez retirado el material del área de los pilotes se colocan tablas acuñadas entre ellos para luego ubicar los largueros y puntales.
Muro pantalla apuntalado con cerchas metálicas
Excavación Apuntalada con Madera
En el caso de los muros pantalla, el procediemiento a seguir consiste en la excavación y lleno con bentonita, donde luego se va vaciando el concreto (TREMIE) por medio de un tubo en la parte inferior de la excavación. Cuando el concreto comienza a entrar, la bentonita comienza a salir y puede ser captada nuevamente o reutilizada en una excavación siguiente.
Equipo utilizado para la excavación de muros pantalla
Elemento utilizado para la excavación de muros pantalla (Almeja)
Fundición del muro pantalla con un tubo trompa de elefante
Muro pantalla
EXCAVACION PARA LOS CIMIENTOS
Los cimientos son las estructuras que reciben todo el peso de una construcción, por lo que deben descansar en terrenos firmes sólidos, que no se asienten ni compriman con el peso del edificio. Recuerde que un cimiento es tan fuerte y sólido como la tierra que tiene debajo.
SUELOS
En general, las capas superficiales de suelo , llamada suelo vegetal, Son poco firmes y por tanto, inadecuadas para servir de sostén al cimiento. Pero la capas mas profundas del suelo, más estables y resistentes, son adecuadas para soportar el basamento de la construcción. Para encontrar estas capas de suelo firme se hace la excavación para los cimientos.
Para averiguar la profundidad a la que se debe escarbar para desplantar el cimiento, se hace un pozo o una zanja de prueba. Si al escarbar la pala se hunde con facilidad se trata de un terreno suave y esponjoso, malo para levantar un cimiento. Hay que excavar mas profundamente.
Cuando la pala se hunde, pero no tan fácilmente, se trata de un terreno suave igualmente inadecuado para soportar un cimiento.
Sin embargo, cuando ya no es posible escarbar y se necesita una picota , que entra fácilmente en el suelo, quiere decir que se ha llegado al terreno semiduro, intermedio, sobre el que se pude desplantar el cimiento, pero conviene buscar, más abajo un terreno aun mas firme. Cuando la picota penetra con dificultad, hemos encontrado un terreno duro, compacto, bueno para la cimentación .La profundidad adecuada para el cimiento es precisamente donde encuentra este terreno. Todavía hay suelos más duros y firmes es la roca, lo mejor para soportar un cimiento, pero debe ser roca continua y no solamente en algunas partes
EL ANCHO DE LA CEPA O ZANJA DEPENDE DEL ANCHO DEL CIMIENTO, QUE ASU VEZ DEPENDE,ENTRE OTRAS COSAS, DE LA RESISTENCIA DE LOS SUELOS.
Para construcciones de un piso en suelos muy duros, el cimiento puede ser relativamente angosto, de unos 40 cm, de ancho en tanto que en suelos duros medianos, el cimiento debe ser mas ancho, de unos 60 cm; consecuentemente sobre terrenos poco duros , el cimiento debe tener una base de 80 cm.
Cuando el cimiento se hace para construcciones de dos pisos, su base debe ser todavía más ancha. Así, en terrenos duros conviene que tenga 50 cm, en terrenos duros medianos 80 cm, y sobre suelos poco duros 1mt de ancho.
LA ALTURA DEL CIMIENTO DEPENDE DE LA PROFUNDIDAD A LA QUE SE ENCUENTRE UN SUELO FIRME, GENERALMENTE ENTRE 50 Y 80 CM, DE HONDO, AUNQUE HAY CASOS EN QUE SE DEBE LLEGAR A 1.5 mt O MÁS. HERRAMIENTAS Y MATRIALES
Para excavar la zanja del cimiento se utilizan:
- Pisón de mano.
- Cubetas.
- Carretillas.
- Picadería de tabique.
- Arena
- En algunas ocasiones, cemento y cal.
- Huincha
- Pala.
- Picota.
EXCAVACIÓN
La excavación se hace sobre las líneas de las cepas marcando el terreno, cuyo ancho ya deberá haber tomado en cuenta la dureza del terreno donde se va a construir. Primero se afloja el suelo con la picota unos dos metros a lo largo de las líneas de la cepa. Luego, la tierra aflojada se traspalea hacia un lado, cuidando de no cubrir ni dañar los cordeles que marcan el nivel, ni las crucetas. Enseguida se vuelve a aflojar la tierra con la picota y nuevamente se traspalea la tierra. Así se sigue hasta alcanzar la profundidad necesaria. La profundidad se mide hacia debajo de los hilos que señalan el nivel superior del cimiento. La tierra que sale de la excavación se deja junto a las cepas, para rellenarlas después, cuando ya estén terminados los cimientos.
Cuando se llega a la profundidad determinada al principio, se debe verificar la calidad del terreno para la cimentación. Si se ha encontrado suelo firme y duro, no deberá excavarse más. Pero si a esa profundidad de la zanja el terreno sigue siendo blando, habrá que seguir excavando hasta dar con terreno mas firme. Tampoco debe excavarse de menos pues puede haber un asentamiento del cimiento cuando ya este terminada la construcción. El fondo de toda la cepa debe quedar nivelado, listo, ala profundidad necesaria. Si hay partes pequeñas con una excavación mas profunda de no más de 20 cm, se debe nivelar. Para ello se humedece el suelo y se rellena con cepas de tierra limpia que luego se compacta con un pisón de mano.
Cuando la excavación es profunda o el terreno es muy suelto, las paredes del acepa se pueden derrumbar en parte. Para evitarlo se ponen ademes, que son como cimbras hechas de tablas y polines, que detienen la tierra de las paredes. Una vez realizado
Toda la excavación se nivela el fondo de la cepa golpeándolo con un pisón de mano. Luego, se pone una plantilla, que es una capa de 6 a 10 cm de espesor, hecha con padecería de tabiques y arena, que se compacta y se empareja con el pisón de mano.
Si el terreno de l fondo de la cepa no es muy duro, se acostumbra agregar una parte de cal por cuatro de arena. O también una parte de cemento por seis de arena. Para cimientos muy anchos se puede poner un concreto pobre, hecho a base de una parte de cemento, por cuatro de arena y seis de grava.
2.1 ESTUDIOS PRELIMINARES
PROGRAMA DE NECESIDADES.
a) El Programa de Necesidades es el resultado de la investigación sistemática y documentada, que permite el planteamiento preciso y lógico del conjunto de necesidades del usuario de acuerdo con los criterios institucionales, mismas que deberán ser satisfechas en la solución arquitectónica.
b) Deberá incluir los requerimientos de instalación eléctrica, hidrosanitaria, telefónica, de aire, de gas, de cómputo, de seguridad y las especiales; las condiciones de higiene, y las de confort tales como: iluminación natural y artificial, temperatura, orientación, ventilación y las necesidades de equipo, mobiliario y los aspectos generales del uso de los espacios.
Este estudio deberá ser firmado de conformidad por el usuario y aprobado por el Director o el Jefe de Departamento o el Coordinador Administrativo, así como por el Responsable del Área de Obras y autorizado por el Secretario General o el Secretario de Unidad, según corresponda.
LEVANTAMIENTO DEL SITIO.
c) Para una obra nueva en un terreno desocupado se requerirá la siguiente información:
I. Ubicación y características dentro del Plan Rector.
II. Levantamiento topográfico.
III. Estudios de mecánica de suelos.
IV. Vegetación existente.
V. Orientación.
VI. Accesos.
VII. Fuentes de suministro y redes.
VIII. Estudio de las colindancias.
IX. Levantamiento fotográfico.
Y otros documentos que se requieran de acuerdo con las características de la obra a realizar.
d) Para una obra existente que se necesite reestructurar, remodelar o ampliar, se requerirá la siguiente información:
I. Plantas, cortes y elevaciones.
II. En su caso, planos estructurales, memorias de cálculo y estudio de mecánica de suelos.
III. Planos de instalaciones: eléctrica, hidrosanitaria, telefónica y especiales.
IV. Planos de acabados de plafones, muros y pisos; ventanas, puertas y demás elementos que serán sujetos de modificación.
V. Planos de iluminación, ventilación y seguridad.
VI. Levantamiento fotográfico.
VII. Indicación de las fuentes de carga, de abastecimiento, tableros, drenajes, bajadas, registros. Y otros documentos que se requieran de acuerdo con las características de la obra a realizar.
ESTUDIO DOCUMENTAL SOBRE TIPOLOGÍAS ANÁLOGAS.
e) Este estudio documental servirá de marco de referencia en la obra a realizar. Algunos de los datos que contiene esta tipología son los siguientes:
I. Fotografías.
II. Planos.
III. Artículos, entre otros.
Esta información se requerirá dependiendo de la complejidad y características de la obra.
