Excavaciones en Sotano

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela Profesional Profesional de Ingeniería Civil

CONSTRUCCIONES I

INDICE EXCAV EXCAVACIONES EN UN U N SOTANO 1. 2. 3.

INTRODUCCION INTRODUCCIO N  P!g" P!g" # $ENERA%IDADE& """"""""""""P!g" ' 2.1 De(nici)n ""P!g" ' 2.2 Ti*os de e+cavaci)n e+cavaci)n " """"P """P!g" !g" ' DEFINICION DE UN &OTANO &OTANO """" """""""""P """""P!g" !g"

,

4.

E&TUDIO&

NECE&A &AR RIO&

PARA ARA

%A

E-ECUCION

""

""""""""P!g" , 4.1 Estudios de &uelos""""""""""""P!g" , 4.2 A*rovec.a/iento del suelo"""" """"""""P!g" 0 4.3 O1ras de contenci)n""""""""""""""""""""""P!g" 0 4.3.1 Ti*os de /uro de contenci)n""" """"""""""""""""""P!g" 2 &uelo Enclavado Enclavado" "" """ """ " """"""""""""""""""P!g" 2 Pantallas""""" """"""""""""""""""P!g"34 Ta1lestacas" Ta1lestacas"""" """"" """"""""""""""P!g"35 Cal6aduras""""" """""""""""""""P!g"32

5. 6.

CONC%U&IONE&P!g"#7 8I8%IO$RAFIA""""

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""P!g"#,

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CONSTRUCCIONES I

EXCAVACIONES EN UN SOTANO 1. INTR INTROD ODU UCCION CION %as e+cavaciones *rofundas se reali6an con /uc.a frecuencia *ara des*lantar ci/entaciones so1re todo en 6onas ur1anas de1ido a la escase6 de es*acio9 *or lo cual la construcci)n 1a:o cota de terreno natural .a co1rado gran i/*ortancia" En la actualidad9 las edi(caciones cuentan con la construcci)n de ciertos niveles de s)ta s)tano nos s que que *ued *ueden en tene tenerr *rof *rofun undi dida dade des s varia varia1l 1les es99 gene genera ral/ l/en ente te *or *or necesi necesidad dades es arqui arquitec tect)n t)nica icas9 s9 *or o*ti/i o*ti/i6ac 6aci)n i)n de es*ac es*acios ios o *or soluci solucione ones s geot;cnicas" En la /ayo /ayorí ría a de los los edi( edi(ci cios os /ode /odern rnos os de nues nuestr tra a ciud ciudad ad99 de1i de1ido do a la *ro1le/!tica de 1
*odr *odría ía

caus causar ar

*;r *;rdida dida

de

ca*a ca*aci cida dad d

de

car carga9 ga9

ase asenta nta/ie /ientos ntos99

/ovi/ientos laterales en edi(caciones colindantes9 etc" Por esto es o1ligatorio deter/inar soluciones accesi1les *ara reali6ar tra1a:os de e+cavaciones seguros y econ)/icos"

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2. GENERALIDADES 2.1

Defnición de ec!"!ción

Es la o*eraci)n de cortar y re/over cualquier clase de suelo inde*endiente de su naturale6a o de sus características físico=/ec!nicas9 dentro o fuera de los lí/ites de construcci)n" &u e:ecuci)n incluye las o*eraciones de nivelaci)n y evacuaci)n del /aterial re/ovido a su lugar de dis*osici)n (nal"

2.2

Ti#$% de ec!"!ción

%a e+cavaci)n se esta1lece de cuatro /aneras9 siendo estas> = Por su *rofundidad = Por su nivel de co/*le:idad" = Por ti*o de /aterial e+cavado = Por su grado de .u/edad

2.2.1 P$& %' #&$('ndid!d P$c$ #&$('nd!% &on aquellas que se encuentran en el rango de uno a cinco /etros de *rofundidad" &e *uede llevar a ca1o ya sea con /aquinaria9 de una *otencia de 0? @* o /enor9 co/o lo son retroe+cavadoras9 o ta/1i;n con uso de /ano de o1ra de for/a intensiva9 se da sin construcci)n de ra/*as *ara la salida de ca/iones9
de

taludes

durante

su

reali6aci)n9

co/o

lo

son

los

a*untala/ientos9 los cuales son los /!s reco/endados9 de1ido a su f!cil colocaci)n y des/onta:e al (nali6ar el *roceso de e+cavaci)n" En su /ayora estas e+cavaciones9 los siste/as de(nitivos de *rotecci)n del talud9 no son de/asiados co/*le:os9 esto de1ido su *oca altura9 ya que en la /ayoría de casos se utili6an9 /uros de /a/*ostería refor6ada" Figura 1. Sistema de apuntalamiento, excavaciones poco profundas

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P&$('nd!% &on aquellas que su*eran los cinco /etros de *rofundidad9 se reali6an con /aquinaria que su*ere una *otencia de 0? @* *ara su e:ecuci)n de1e to/arse en cuenta ele/entos tales co/o> siste/as co/*le:os de *rotecci)n de taludes y ra/*a de salida de ca/iones" %a construcci)n de los siste/as de *rotecci)n de taludes se reali6a durante el *roceso de e+cavaci)n o 1ien se reali6an antes de este9 estos van desde el /;todo de suelo enclavado9 /icro*ilotes9 *ilotes o ta1lestacas9 entre otros" Para llevar a ca1o este ti*o de e+cavaci)n es i/*ortante que el ingeniero9 considere el *eligro que el des*rendi/iento de tierra de los taludes es /ayor9 y *or ende la vida de los tra1a:adores corre /ayor riesgo" Esto de1ido a que diferencia de niveles to*ogr!(cos9 entre los dos *lanos unidos *or un talud9 e+iste una tendencia natural de las /asas a equili1rar sus *otenciales energ;ticos" Esta inesta1ilidad física9 encontraría su estado te)rica/ente de equili1rio (nal9 cuando las /asas igualan sus energías9 eli/inando la diferencia de *otencial inicial" Este equili1rio tiende a alcan6ar9 co/o estado lí/ite9 la For/aci)n de un *lano .ori6ontal" %as fuer6as que causan la inesta1ilidad son la gravedad B*eso de la /asa9 y las *resiones neutras9 co/o *or e:e/*lo las generadas *or un u:o"

2.2.2 P$& %' ni"e) de c$*#)e+id!d Ec!"!ción *!%i"! Consiste en reali6ar el /ovi/iento de grandes cantidades de /aterial9 se e/*lea /aquinaria que su*ere la *otencia de 0?@*9 *ara este ti*o de e+cavaci)n *resenta el /ayor rendi/iento ya que9 al /o/ento de reali6ar los P!gina 7


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cortes9 distancia de acarreo9 *ericia del o*erario de la /aquinaria9 el ti*o de /aquinaria y el ta/ao de la *ala .idr!ulica de corte y la clase de suelo e+cavado" Durante el *roceso de e+cavaci)n es i/*ortante el correcto tallado de los taludes9 res*etando los !ngulos /íni/os y las alturas /!+i/as"

Ec!"!ción e%,&'c,'&!) &e esta1lece co/o e+cavaci)n estructural a la que se reali6a *ara la confor/aci)n de las fosas *ara la ci/entaci)n9 en esta actividad la cantidad de /aterial /ovili6ado es /enor9 ya que los rendi/ientos se reducen en co/*araci)n a la e+cavaci)n /asiva a un rango entre 7? y ,? /etros c<1icos *or .ora9 a *esar que se e/*lean tanto /aquinaria que su*era los 0? @* de *otencia co/o de /enor9 otro factor i/*ortante es de1ido a que la ca*acidad de la *ala .idr!ulica se *uede reducir .asta ?9'? /etros c<1icos" %a co/*le:idad radica en que durante el *roceso del tallado de las fosas se de1e res*etar las longitudes esta1lecidas de estas9 co/o ta/1i;n la *rofundidad con la que se de1e contar"

Ec!"!ción en &!*#! Consiste en retirar la ra/*a de salida de los ca/iones9 este *roceso se reali6a to/ando en cuenta la altura del s)tano y el ti*o de /aquinaria dis*oni1le" A *esar que es la la *rofundidad9 /aquinaria dis*oni1le y for/a de acceso" Para llevar a ca1o este ti*o de e+cavaci)n9 los rendi/ientos oscilan entre los 7? y ,? /etros c<1icos *or .ora9 al igual que la e+cavaci)n estructural9 esto de1ido a lo ya /encionado"

2.2.3 P$& ,i#$ de *!,e&i!) ec!"!d$ Ec!"!ción en &$c! &e de(ne co/o roca a aquel /aterial cuyo ta/ao e+ceda de 7? c/ y la dure6a y te+tura las cuales no *ueden e+cavarse *or /;todos diferentes de

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de/oliciones controladas o *or tra1a:o /anual *or /edio de fracturas y cuas9 seg
Ec!"!ción c$*-n en ,ie&&! c$n/)$*e&!d$ 0 &$c! de%c$*#'e%,! Es aquel /aterial que no se asi/ila a la clasi(caci)n de roca ya de(nida y que *ueden e+traerse *or los /;todos /anuales nor/ales o /ec!nicos9 utili6ando las .erra/ientas y equi*os de uso frecuente *ara esta clase de la1or> 1arras9 *icos9 *alas9 equi*os desde e+cavadoras .idr!ulicas .asta retroe+cavadoras" Entre estos /ateriales est!n> arcilla9 li/o9 arena9 casca:o y *iedras con ta/ao inferior a 7? c/ B#?9 sin tener en cuenta el grado de co/*actaci)n o dure6a y considerados en for/a con:unta o inde*endiente"

2.2.4 P$& %' /&!d$ de '*ed!d Ec!"!ción -*ed! Es aquella que se e:ecuta *or de1a:o del nivel fre!tico e+istente en el /o/ento de .acer la e+cavaci)n y que e+ige el uso continuo de equi*o de 1o/1eo *ara e+tracci)n del agua" No se considera co/o e+cavaci)n .
Ec!"!ción %ec! &e considera co/o seca toda e+cavaci)n que no se asi/ile a la de(nici)n dada *ara la clasi(caci)n e+cavaci)n

.
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3. DEINICION DE UN SOTANO Un s)tano es una estructura que se encuentra *or de1a:o del nivel natural del terreno9 en su /ayoría se utili6an *ara la u1icaci)n de ele/entos co/*le/entarios que ayudar!n al 1uen funciona/iento del edi(cio9 siendo estos ele/entos tales co/o9 1o/1as de agua y *lantas el;ctricas entre otros" %os s)tanos ta/1i;n son utili6ados *ara al1ergar el !rea de estaciona/ientos de ve.ículos en edi(cios9 tanto co/erciales

co/o de

a*arta/entos"

4. ESTUDIOS NECESARIOS PARA LA EECUCION Para e:ecutar los tra1a:os e+cavaci)n o /ovi/ientos de tierra9 se de1e contar con estudios *revios" Estos estudios de1en de a*ortar infor/aci)n concreta acerca de las características del suelo antes de iniciar las la1ores de e+cavaci)n" &e aconse:a to/ar en cuenta los siguientes *ar!/etros> 

Contar con un estudio estratigr!(co del terreno a e+cavar9 el cual de/uestre qu; ti*o de suelo se es*era encontrar"



&e de1e deter/inar con e+actitud el nivel fre!tico del lugar9 esto ser! de gran i/*ortancia *ara *oder deter/inar la for/a de tra1a:o que se tendr! durante la e+cavaci)n"



U1icaci)n de edi(caciones *r)+i/as o colindantes9 se de1e contar con infor/aci)n actuali6ada del estado de dic.as construcciones tal co/o9 a qu; *rofundidad se encuentra la ci/entaci)n"



Cota /!+i/a de la *rofundidad que alcan6ar! la e+cavaci)n"



Detectar en el su1suelo todos los o1st!culos yGo infraestructura e+istente que *udiera afectar la e+cavaci)n" Co/o siste/as de co/unicaciones Blíneas de tel;fono9 internet9 etc"9 siste/as de agua *ota1le9 drena:es u

otros

E%,'di$% de %'e)$% %os diferentes estudios que se reali6an a los suelos9 ayudar!n a conocer /e:or las características físicas y *ro*iedades /ec!nicas de los diferentes ti*os de estratos en los cuales se encuentra confor/ado el terreno"

4.1.1

C)!%ifc!ción de %'e)

%$Consiste en la identi(caci)n de los diferentes ti*os de suelos en los cuales se encuentra divido el terreno9 la clasi(caci)n *uede ser *or /edio de la no/enclatura AA&@TO" %a clasi(caci)n esta1lece 5 gru*os de suelos y agregados con 1ase en la deter/inaci)n en el la1oratorio de la granulo/etría9 el lí/ite líquido y *l!stico" Un octavo gru*o corres*onde a

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los suelos org!nicos" Esta clasi(caci)n *uede ser utili6ada cuando se requiere una clasi(caci)n geot;cnica *recisa" %a evaluaci)n de los suelos dentro de cada gru*o9 se .ace *or /edio de un índice de gru*o9 que es un valor calculado a *artir de una f)r/ula e/*írica" %a e+tracci)n de las /uestras se *uede reali6ar *or /edio de un *o6o e+cavado /anual/ente9 y e+trayendo una /uestra alterada de cada estrato diferente que se encuentre9 o 1ien se *uede reali6ar utili6ado ensayos de *enetraci)n est!ndar" %os suelos que ser!n e+cavados9 se clasi(can considerando varias características tales co/o su origen9 granulo/etría Bdensidad9 ta/ao y distri1uci)n de *artículas9 resistencia9 defor/a1ilidad9 *er/ea1ilidad9 etc" Para el *roceso de e+cavaci)n9 la clasi(caci)n de los suelos se de(ne en funci)n de la di(cultad *ara e:ecutar esta actividad y se clasi(can así>

!,e&i!) I Es aquel que es ataca1le9 si el *roceso es /anual9 utili6ando
!,e&i!) II &i el *roceso es *or /edios /anuales9 se requerir! el uso de *ico y *ala" &i el *roceso es *or /edios /ec!nicos la di(cultad de e+tracci)n y carga e+igir! el uso e+cavadoras .idr!ulicas so1re orugas con una *otencia de 34? a 3,? .*9 y sin el uso de e+*losivos9 a
!,e&i!) III &i el *roceso es *or /edios /anuales9 este /aterial s)lo *uede re/overse y alterarse con cua y /a6o9 o con el uso de equi*o /enor co/o /artillos neu/!ticos9 o 1ien /ediante e+*losivos o gel e+*ansivo" &i el *roceso es P!gina 2


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*or /edios /ec!nicos se requerir! del uso de /artillos neu/!ticos ada*tados al equi*o *esado" En este /aterial la resistencia a la co/*resi)n si/*le es de 4?? tG/#"

4.1.2

E%,'di$ /&!n')$*,&ic$ 0 )*i,e% de A,,e&7e&/

El estudio granulo/;trico esta1lece el ta/ao de las *artículas de los diferentes ele/entos que co/*onen el estrato9 esto se logra *or /edio de ta/ices9 los cuales se encuentran graduados con diferentes ta/aos9 este ensayo de1e ser reali6ado *ara *oder reali6ar la clasi(caci)n del suelo" El ensayo de lí/ites de Atter1erg9 consiste en deter/inar los lí/ites líquido y *l!stico9 este *rocedi/iento se reali6a en la1oratorio y for/a *arte de los diferentes estudios *ara reali6ar la clasi(caci)n del suelo"

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2.

CONSTRUCCIONES I

A#&$"ec!*ien,$ de) %'e)$

Con el *er(l estratigr!(co9 o1tenido *revia/ente9 se *odr!n conocer los vol construcci)n de *latafor/as9 rellenos sanitarios o rellenos estructurales9 entre otros" De encontrarse otro ti*o de /aterial que no sea selecto9 se de1e deter/inar si cuenta con alg
3.

O7&!% de c$n,ención #!&! #&$,ección de c$)ind!nci!%

Al /o/ento de reali6ar una e+cavaci)n de s)tanos de edi(cios9 es usual que se realice en !reas9 del ti*o residencial o co/ercial9 donde general/ente se encuentran edi(caciones i/*ortantes" Para evitar reali6ar alg
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Dic.os siste/as de *rotecci)n son considerados co/o /uros de contenci)n9 los cuales van desde el /;todo de suelo enclavado9 .asta otros siste/as de *antallas co/o lo son> de *aneles continuos de concreto ar/ado in situ9 *ilotes secantes

continuos9

*ilotes

discontinuos9

/icro*ilotes

discontinuos9

o

ta1lestacas" El siste/a de *rotecci)n de1er! ser *ro*uesto *or un e+*erto9 el cual to/ar! en cuenta todos aquellos factores co/o> carga solicitante .acia el talud9 características físicas y *ro*iedades de suelo9 entre otros *ara disear un siste/a que satisfaga las necesidades que se *resenten"

4.3.1 '&$% de c$n,ención En el artículo del curso de /ec!nica de suelos de la Universidad T;cnica Federico &anta Haría de Es*aa9 se de(ne co/o /uro> Toda estructura que de for/a activa o *asiva9 *roduce un efecto esta1ili6ado so1re una /asa de terrenoJ" El car!cter funda/ental de los /uros9 es el de servir de ele/ento de contenci)n de un terreno9 que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno arti(cial" En las diferentes situaciones9 el cuer*o del /uro *uede tra1a:ar esencial/ente a e+i)n9 y la co/*resi)n vertical9 de1ida a su *ro*io *eso9 general/ente des*recia1le seg
4.3.1.1

Ti#$% de *'&$ de c$n,ención

S'e)$ enc)!"!d$ El suelo enclavado es una t;cnica *ara refor6ar el suelo in-situ. El siste/a consiste en una cu1ierta o revesti/iento de concreto lan6ado9 construido regular/ente de arri1a .acia a1a:o y un arreglo de inclusiones B/ie/1ros refor6ados9 *erforado o insertado en una /asa de suelo" El suelo

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CONSTRUCCIONES I

enclavado se co/*one de tres ele/entos9 el suelo in-situ9 el refuer6o y la cu1ierta o revesti/iento Baunque esta no sie/*re se utili6a" %a dis*osici)n de las inclusiones *uede efectuarse *ara actuar durante un tie/*o de servicio /!s o /enos *rolongado9 *or lo que ca1e distinguir entre> = Inclusiones *rovisionales = Inclusiones *er/anentes %as *ri/eras9 tienen el car!cter de /edio au+iliar9 y *ro*orcionan las condiciones de esta1ilidad a la estructura durante el tie/*o necesario *ara dis*oner otros ele/entos resistentes que los sustituyan" %as inclusiones *er/anentes se di/ensionan9 evidente/ente9 con /ayores coe(cientes de seguridad" En la actualidad9 su *o*ularidad *ara la *rotecci)n de taludes en la e+cavaci)n de s)tanos *ara edi(cios9 es de1ido a que ofrece venta:as tales co/o> = Facilidad de ada*taci)n a la geo/etría del *royecto" = Casi total ausencia de vi1raciones9 /uy i/*ortante si e+isten edi(caciones aledaas" = Notoria reducci)n de desco/*resi)n o /odi(caciones en el terreno9 evitando de esta /anera daos a las estructuras e+istentes" = Posi1ilidad de incor*orar los *aneles a la estructura *er/anente" = Posi1ilidad de ser usados co/o contenci)n de e+cavaciones *rofundas" A *esar de las venta:as que *resenta el siste/a de /uro enclavado9 ofrece una gran cantidad de a*licaciones con total ;+ito en variados sectores de la ingeniería co/o *or e:e/*lo> = Protecci)n de taludes en carreteras" = E:ecuci)n de su1suelos *ara edi(cios9 gara:es su1terr!neos9 etc"9 funcionando sea co/o ele/ento estructural

que co/o diafrag/a

i/*er/ea1ili6ante9 *ara detener (ltraciones de agua9 entre otros"

e,$d$)$/! c$n%,&'c,i"! %a t;cnica del suelo enclavado9 es utili6ada *ara el refuer6o de terrenos cuya esta1ilidad no est! asegurada" El suelo es9 general/ente9 un /aterial estructural/ente *o1re9 de1ido a la 1a:a tensi)n que *resenta" El conce*to funda/ental del suelo enclavado consiste en refor6ar el suelo /ediante la instalaci)n de 1arras de acero9 quienes van dentro de *erforaciones las cuales *oseen cierto grado de inclinaci)n" P!gina 3'


CONSTRUCCIONES I

&e les inyecta concreto conocido co/o &.otcrete o concreto lan6ado en es*aol9 general/ente de ' ??? *si9 el cual ta/1i;n es utili6ado *ara cu1rir el talud9 el *roceso constructivo se reali6a desde la *arte /!s alta y aca1a en la /!s 1a:a" Por lo tanto9 esta t;cnica se e:ecuta a trav;s de una serie de ancla:es *asivos9 *or lo que no son llevados a una tensi)n *revia9 co/o suele suceder en otro ti*o de ancla:es *ara construcci)n"

P&$ce%$ c$n%,&'c,i"$ a &e reali6a un corte inicial9 en el cual el suelo *ierde su esta1ilidad9 *ero no a tal *unto en el cual las inclusiones no lo *uedan esta1ili6ar" 1 %as cunetas yGo los drena:es .ori6ontales son instalados9 si es necesario c In/ediata/ente des*u;s de la e+cavaci)n9 la su*er(cie reciente/ente e+*uesta es cu1ierta con una ca*a de concreto lan6ado d %as 1arras del refuer6o son instalados en u1icaciones *redeter/inadas con la longitud e inclinaci)n es*eci(cadas9 utili6ando los /;todos de *erforaci)n y colocaci)n de lec.ada a*ro*iados *ara el suelo9 en el cual ser!n construidos e %as inclusiones son *re=esfor6adas a un *equeo *orcenta:e de sus cargas de tra1a:o9 contra unas *latinas aseguradas en la ca*a inicial de concreto lan6ado" %a carga de *re=esfuer6o usual/ente no e+cede el #?K de la carga de tra1a:o f Una segunda ca*a de concreto lan6ado es a*licada" El drena:e vertical de1e colocarse antes de reali6ar el lan6ado g El *roceso se re*ite *ara todos los niveles su1secuentes" Cuando

se

les a*lica

*re=esfuer6o

a

las

inclusiones

se

efect
nor/al/ente /ediante gatos .idr!ulicos9 o /ediante llave dina/o/;trica si la ca1e6a dis*one de rosca" %a acci)n se *uede e:ercer9 seg
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CONSTRUCCIONES I

Detalle típico del muro enclavado

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CONSTRUCCIONES I

olocación de acero de refuer!o

olocación de refuer!o longitudinal

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"roceso de lan!ado

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P!n,!))!% P!n,!))! c$n,in'! de #!ne)e% de c$nc&e,$ !&*!d$

in situ

Consiste en la reali6aci)n9 en el su1suelo9 de un /uro vertical de concreto ar/ado de es*esor varia1le entre '? y 3#? c/9 con un fLc de /!s de ' ??? *si9 y un ar/ado de acero con un fy igual o /ayor al grado ,?9 ca*a6 de a1sor1er cargas a+iales9 e/*u:es .ori6ontales y /o/entos ectores9 *udiendo alcan6ar *rofundidades .asta los 7? /" %a *antalla continua se reali6a en *aneles Ben for/a sucesiva o alternada9 cuya continuidad es asegurada *or /edio de un tu1o o c.a*a :unta9 colocado luego de las o*eraciones de e+cavaci)n de cada *anel y retirado des*u;s del co/ien6o de endureci/iento del .or/ig)n" "antalla continua de concreto armado in situ

%as t;cnicas de e:ecuci)n de las *antallas continuas son sustancial/ente id;nticas a la e+cavaci)n de *ilotes" %a difusi)n9 cada ve6 en au/ento de este siste/a en el sector de las construcciones industriales y residenciales9 se de1e funda/ental/ente a las venta:as que ofrece> = Facilidad de ada*taci)n a la geo/etría del *royecto" = Casi total ausencia de vi1raciones" = Notoria reducci)n de desco/*resi)n o /odi(caciones en el terreno9 evitando de esta /anera daos a las estructuras e+istentes" = Posi1ilidad de alcan6ar *rofundidades de1a:o del nivel de agua Bnivel fre!tico" = Posi1ilidad de incor*orar los *aneles a la estructura *er/anente"

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= Posi1ilidad de ser usados co/o contenci)n de e+cavaciones *rofundas"

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CONSTRUCCIONES I

Por los /otivos e+*uestos9 este /;todo de *rotecci)n tienen .oy en día un vasto ca/*o de a*licaci)n9 ya que *ueden ser utili6adas con total ;+ito en variados sectores de la ingeniería9 co/o *or e:e/*lo> a" Fundaciones de o1ras de arte" 1" &ervicios de *rotecci)n tanto de taludes co/o de o1ras a/ena6adas *or la erosi)n de las aguas" c" $randes o1ras .idr!ulicas B*resas de tierra9 e+cavaciones en *resencia de na*a fre!tica9 cortinas de i/*er/ea1ili6aci)n en el cauce de los ríos9 etc" d" O1ras de canali6aci)n *ara la regulari6aci)n de los cauces de los ríos contra las crecidas Binundaciones9 y la erosi)n" e" Construcci)n de líneas de su1terr!neos9 e/1arque de t
que co/o diafrag/a

i/*er/ea1ili6ante *ara detener (ltraciones de agua" g" $randes o1ras industriales *ara la construcci)n de *o6os9 silos su1terr!neos9 etc" ." Construcci)n de /uelles" i" Pilotes rectangulares" %os *aneles de la *antalla continua *ueden ser usados individual/ente *ara so*ortar elevadas cargas verticales" En este caso to/an el no/1re de *ilotes rectangulares" :" Pantalla continua *l!stica9 *ara confor/ar una 1arrera estanca de fango /e6cla de ce/ento9 1entonita y agua en *ro*orciones que varían en funci)n

de

la *er/ea1ilidad deseada

Ben

funci)n

del

grado

de

i/*er/ea1ili6aci)n que se quiere alcan6ar *ara confor/ar una 1arrera .idr!ulica que i/*ida (ltraciones de agua o de uidos indesea1les"

P&$ce%$ c$n%,&'c,i"$ a" &e de1e reali6a la e+cavaci)n *or /edio de una gr
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CONSTRUCCIONES I

#r$a con aditamento para excavación de pantallas

%ditamento especial para excavación de pantallas

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CONSTRUCCIONES I

"roceso constructivo de pantallas continuas de concreto

T!7)e%,!c!% %as ta1lestacas son *er(les9 general/ente /et!licos9 que *ueden ser utili6ados *ara o1ras de(nitivas B/uelles9 defensas de cauces9 *rotecci)n de /uros en e+cavaciones 1a:o nivel fre!tico9 etc"9 o 1ien co/o *rotecciones *rovisionales Ba*erturas de 6an:as *ara colectores9 diques secos9 etc"" En los *ri/eros casos Bta1lestacas no recu*era1les9 se reali6a la .inca de los *er(les .asta las cotas *royectadas /ediante vi1ro.incadores o 1ien /ediante

/artillos

rendi/ientos

.idr!ulicos"

1astante

/!s

$eneral/ente

elevados

se

/ediante

o1tienen el

unos

e/*leo

de

vi1ro.incadores9 *er/itiendo asi/is/o dic.os /edios9 una e:ecuci)n /!s *recisa de los ta1lestacados" En el su*uesto de enti1aciones *rovisionales Bta1lestacas recu*era1les9 se reali6a tanto la .inca co/o la e+tracci)n de las ta1lestacas9 general/ente /ediante vi1ro.incadores" En el caso de enti1aciones *ara colectores9 *ueden ser e/*leados los equi*os 1ase *ara la reali6aci)n de la e+cavaci)n de 6an:as o co/o gr
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CONSTRUCCIONES I

nivel fre!tico Bcauces de ríos9 *rocedi;ndose a la e+tracci)n de dic.as ta1lestacas una ve6 reali6ado el tra1a:o9 e/*le!ndose sucesiva/ente las /is/as ta1lestacas *ara la reali6aci)n de las siguientes fundiciones" Estos se encuentran unidos entre sí9 /ediante un tra1e es*ecial que *osee cada una9 la cual la (:a a la siguiente"

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CONSTRUCCIONES I

Detalle de trabe entre tablestacas

%as ta1lestacas las *ode/os encontrar> = Het!licas de acero9 son las /!s nor/ales = De .or/ig)n = De *l!stico Bvinilo = De (1ra de vidrio &u uso ofrece venta:as co/o> alta resistencia *ara solicitaci)n de .incado Bsuelo difícil de *enetrar9 relativa/ente livianas9 *ueden llegar a ser recu*era1les9 f!ciles de *roteger de la o+idaci)n9 a *esar de esto *oseen grandes desventa:as *ara su utili6aci)n ur1ana de1ido a que> afectan a las estructuras /uy *r)+i/as a ellas al /o/ento de su instalaci)n *or ruido y vi1raciones9 *ueden *rovocar asenta/iento en estructuras vecinas de1ido a las vi1raciones" &so de tablestacas para la contención de suelo

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CONSTRUCCIONES I

C!)8!d'&!% %a cal6adura es un ele/ento que so*orta carga vertical directa/ente y lo trans/ite a un estado inferior del suelo" El t;r/ino lo .e/os generali6ado *ara otro ti*o de funciones y lo e/*lea/os indistinta/ente *ara aquellas o1ras que se reali6an con algunos de los *ro*)sitos siguientes> a Para consolidar la ci/entaci)n de una estructura e+istente" Tal es el caso de una estructura que .a sufrido asenta/ientos" Este caso es frecuente en edi(caciones de valor arquitect)nico o .ist)rico que *or estar ci/entadas so1re terrenos que se consolidaron con el tie/*o .an sufrido asenta/ientos que co/*ro/eten su esta1ilidad y se requiere nivelar la estructura y detener los asenta/ientos" 1 Para darle /ayor ca*acidad *ortante a la ci/entaci)n y *odía requerirse 1uscar un estrato de suelo /!s resistente a /ayor *rofundidad o refor6ar la /is/a ci/entaci)n a/*li!ndola" c Para *rotecci)n de la *ro*iedad vecina M edi(caciones o taludes M cuando se va a reali6ar e+cavaciones cercanas" En este conte+to las o1ras de cal6adura tienen car!cter te/*oral ya que su funci)n de contenci)n o con(na/iento ser! asu/ida de(nitiva/ente *or la nueva construcci)n"

TRA9AO : DISE;O DE LA CAL
C$n$ci*ien,$ de) %'e)$ " Tanto *ara el diseo co/o *ara la e:ecuci)n de la cal6adura es indis*ensa1le que se tenga conoci/iento de las características del suelo9 y estar atento a cualquier variaci)n de ;stas" En *articular 1olsones de arena"

P)!nifc!ción.

Plani(car

el

*roceso

de

e+cavaci)n=cal6adura=

a*unta/iento y de construcci)n de las o1ras de(nitivas de /anera que sea un *roceso secuencial lo /!s r!*ido *osi1le"

A#'n,!)!*ien,$. %a cal6adura9 en *articular en los frentes 1a:o o cercano a edi(caciones e+istentes9 de1e a*untalarse" Considerar que la ca*acidad P!gina #7


CONSTRUCCIONES I

de la cal6adura=*antalla de concreto si/*le=co/o /uro de contenci)n es li/itada" El a*untala/iento es esencial so1re todo cuando tene/os edi(caciones vecinas ya sea que ;stas est;n al 1orde de la e+cavaci)n o est;n /!s retiradas9 caso /!s *eligroso *orque la cal6adura no cuenta con el 1ene(cio de la carga vertical y tra1a:ar! sola/ente co/o *antalla con el e/*u:e adicional del 1ul1o de *resiones de la ci/entaci)n del edi(cio" %as reco/endaciones de a*untala/iento de1en ser *arte del diseo de la cal6adura" %a carga de diseo de los *untales de1e ser esti/ada conservadora/ente" El e/*leo de a*untala/iento no s)lo da seguridad a la cal6adura sino que ta/1i;n *uede reducir el costo sustancial/ente al *er/itir es*esores /enores de cal6aduras" En e+cavaciones *rofundas la longitud de los *untales de la cal6adura de1er! llegar a ser considera1le las indicaciones se evaluaran la conveniencia del e/*leo de *untales ro1ustos versus el e/*leo de *untales delgados a la lu6 de las necesidades de arriostre de ;stos y las di(cultades de o1ra"

$ni,$&e$. El *roceso de e+cavaci)n y cal6adura requiere de un /onitor *er/anente *ara detectar> des*la6a/ientos9 asenta/iento M /ediante control to*ogr!(co *er/anente M a*arici)n de grietas de tensi)n o grietas en las edi(caciones vecinas" A continuaci)n se tienen las siguientes (guras>

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CONSTRUCCIONES I

PROCEDIIENTO DE TRA9AO Es usual que los *ro1le/as con las edi(caciones vecinas sean causados *or las defor/aciones laterales de la cal6adura o *or los asenta/ientos diferenciales" En los Al ter/inar de construir una *ri/era (la de /uro9 se *asa a re*etir el *roceso en una segunda (la" %os *aos son nor/al/ente de '/ de altura *or 4"7/ o 7"?/ de largo con refuer6os verticales y .ori6ontales que so1resalen .acia a1a:o y .acia los costados9 a*ro+i/ada/ente 7?c/" Esto P!gina #5


CONSTRUCCIONES I

se .ace con la (nalidad de .acer el e/*al/e con el futuro *ao adyacente y luego con el *ao de la (la inferior" olocación de refuer!o para futuros empalmes

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CONSTRUCCIONES I

Cuando .ay una edi(caci)n al costado con ci/entaciones su*er(ciales lo reco/enda1le es .acer la *ri/era (la del /uro con longitudes de *aos de .asta #"7/" Esto se reco/ienda ya que la ci/entaci)n del edi(cio e+istente no se est! cal6ando y *uede desesta1ili6arse si se quita 7/ de terreno" %os ancla:es *ueden ser te/*orales o *er/anentes" %os ancla:es te/*orales

tra1a:an

.asta

que

son

sustituidos

*or

estructuras

*er/anentes9 en el caso de una e+cavaci)n de varios s)tanos9 el sosteni/iento te/*oral se reali6a con ancla:es9 .asta que son sustituidos *or las losas de entre*iso" %os ancla:es *er/anentes tra1a:an durante toda la vida

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CONSTRUCCIONES I

PARA CONSOLIDAR LA CIENTACI=N DE UNA ESTRUCTURA %as cal6aduras son estructuras *rovisionales que se disean y construyen *ara sostener las ci/entaciones vecinas y el suelo de la *ared e+*uesta9 *roducto de las e+cavaciones efectuadas" Tienen *or funci)n *revenir las fallas *or inesta1ilidad o asenta/iento e+cesivo y /antener la integridad del terreno colindante y de las o1ras e+istentes en ;l9 .asta que entren en funciona/iento las o1ras de cal6adura yGo sosteni/iento de(nitivas"

Ta/1i;n *odría/os decir que es un ti*o de /uro de contenci)n de gravedad9 que se construye *or tra/os9 en for/a escalonada siguiendo los *rinci*ios Ha/*ostería9 &u a*licaci)n de*ender! del ti*o de terreno9 ya que no se *uede construir li1re/ente so1re cualquier suelo9 .ay que tener en cuenta la resistencia9 co.esi)n9 e/*u:e activo del suelo9 *or lo tanto El IN$ENIERO RE&IDENTE a cargo de la O1ra9 de1er! contar con un Estudio $eneral de Hec!nica de &uelos9 y así contar con una infor/aci)n *recisa acerca de la clasi(caci)n del /is/o en cada uno de sus estratos encontrados" En el Per<9 so1re todo en %i/a gracias al 1uen suelo con que se cuenta se suele reali6ar cal6aduras de 3?=37 /ts de *rofundidad9 sin e/1argo lo reco/enda1le es no e+ceder de los ,/ts" al!adura desencofrada

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CONSTRUCCIONES I

C$n%ide&!ci$ne% ! ,$*!& en c'en,!> Co/o en toda o1ra se reali6ar! la e+cavaci)n /asiva de la 6ona que corres*onder! a los s)tanos al *ie del /uro se de1en e+cavar *iques de anc.o varia1le que *uede ser de 3/ a 3"7 /etro de anc.o9 esto de*ender! de la consistencia del terreno" %os *iques B.uecos se de1er!n de e+cavar alternada/ente9 de for/a que quede # *iques sin e+cavar B#"7 / a*ro+" entre *ique y *ique sin e+cavar" %a cal6adura de1e reali6arse lo /!s r!*ido9 *or ello es que luego de ter/inado los *iques se de1e de encofrar y luego el vaciado del concreto" El vaciado de concreto se reali6ara del /is/o orden co/o se reali6aron los *iques9 o de /anera alternada" 'ista general de la al!adura

 algo /uy i/*ortante que la cal6adura se reali6a *or niveles9 *or eso es que no se *uede reali6ar *iques que corres*onda al nivel inferior /ientras no se .aya co/*letado la cal6adura su*erior" P!gina '3


CONSTRUCCIONES I

Entre una cal6adura su*erior e inferior de1e de e+istir un desfase de /edio *ao Balgo si/ilar a lo que se reali6a en /a/*ostería9 con la (nalidad de 1rindar tra1a6)n entre 1loques y confor/e se incre/ente la altura B*rofundidad de la cal6adura ta/1i;n tendr! que au/entar el anc.o de la 1ase del cal6ado9 *or lo cual a /ayor altura nos ire/os introduciendo /as en el terreno vecino9 *or ellos es que se de1e ser /uy cuidadoso en este *roceso de cal6ado *ues un /íni/o error *uede *rovocar graves accidentes en la o1ra co/o el cola*so de la edi(caci)n vecina"

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CONSTRUCCIONES I

5. CONCLUSIONES •

%as e+cavaciones *rofundas *ara ci/entaciones es un te/a de a*licaci)n de las teorías generales de la Hec!nica de &uelo y la $eotecnia" El an!lisis de las e+cavaciones *rofundas estar! en funci)n de las condiciones geot;cnicas en las que se *retenda reali6ar el corte de e+cavaci)n9 estudiando el co/*orta/iento del suelo y *osterior/ente a*licar los conoci/ientos y criterios ingenieriles"

•

El *ro1le/a funda/ental de las e+cavaciones *rofundas es el estudio y an!lisis de su esta1ilidad general" &e de1er!n anali6ar todas las *osi1ilidades de falla en las *aredes y en el fondo de la e+cavaci)n"

•

%a identi(caci)n de los diferentes estratos y *osi1les o1st!culos que se encuentren tanto en el su1suelo co/o en el suelo9 ayudar! a la correcta selecci)n de /aquinaria a utili6ar"

•

%a esta1ilidad de las *aredes de la e+cavaci)n9 cuando estas se realicen en for/a de taludes" %os criterios y /ecanis/os de fallas de1er!n ser anali6ados con las teorías generales de la esta1ilidad de taludes"

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Excavaciones en Sotano

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