MANUAL DE CONSTRUCCIÓN DE ALCANTARILLAS VIALES
2004
FERNANDO LORCA FÁBREGA
Capítulo 1: HIGIENE, SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE Introducción En Chile Chile,, la red red vial vial ha estad estado o en perm perman anent entee evol evoluc ución ión en las las últim últimas as déca década das, s, acentuándos acentuándosee en los últimos años, producto producto de un nuevo mecanismo en la construcción construcción y/o administración de importantes rutas a través de las llamadas concesiones, en las que que el Esta Estado do entre entrega ga a priv privad ados os la admi adminis nistra tració ción n de una una ruta ruta por por un peri period odo o determinado de tiempo, actividad que había estado a cargo de organismos públicos, principalmente la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas (MOP). Junto con adquirir una nueva dinámica tanto en la mantención, reparación como en la construcción de caminos nuevos, resulta claro que para países como el nuestro las vías de comunicaciones son vitales para el desarrollo de la Nación, y es así como en el caso nuestro, en zonas aisladas aun faltan muchos caminos por construir. En la constru construcci cción ón de un camino camino están presen presentes tes un sin número número de activid actividades ades,, y dependiendo de la complejidad del terreno y las condiciones climáticas, observaremos que en la constr construcci ucción ón de éste éste intervi intervienen enen person personas as de diferen diferentes tes especia especialida lidades des y maquinaria y equipo tremendamente complejos. Nuestro Nuestro caso está centrado centrado en la construcción construcción de obras de arte. Reciben Reciben este nombre todas aquellas obras que deben ser construidas preferentemente por personas, mano de obra proporcionada por personas como Ud., que se integran a este importante propósito. Las obras de arte de un camino, lo constituyen los puentes, alcantarillas, drenajes, cunet cunetas as,, foso fososs y cont contra rafo foso sos, s, etc. etc.,, obra obrass que que son son fund fundam ament entale aless en el dren drenaj ajee y protección de la plataforma plataforma del camino; sin ellas el camino sería destruido rápidamente por el uso y por las inclemencias del clima. A continua continuación ción,, en el present presentee Ma Manua nual, l, se le indica indicarán rán las principa principales les activid actividade ades, s, herramientas, organización y medidas de prevención de riesgos que Ud. debe considerar como participante de una cuadrilla de construcción de obras de arte. Como en toda actividad humana en la que su trabajo se relaciona con otras personas, no debe dejar de olvidar que su actitud y su integración al trabajo en equipo es de extrema importancia para el cumplimiento de los objetivos y, principalmente, para su propia seguridad y la de sus compañeros. Esperamos que al término de este curso y de su Conscripción, Ud. sea un especialista en la construcción de alcantarillas y que regrese a su hogar, sano y salvo, con el orgullo de
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Capítulo 1: HIGIENE, SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE Introducción En Chile Chile,, la red red vial vial ha estad estado o en perm perman anent entee evol evoluc ución ión en las las últim últimas as déca década das, s, acentuándos acentuándosee en los últimos años, producto producto de un nuevo mecanismo en la construcción construcción y/o administración de importantes rutas a través de las llamadas concesiones, en las que que el Esta Estado do entre entrega ga a priv privad ados os la admi adminis nistra tració ción n de una una ruta ruta por por un peri period odo o determinado de tiempo, actividad que había estado a cargo de organismos públicos, principalmente la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas (MOP). Junto con adquirir una nueva dinámica tanto en la mantención, reparación como en la construcción de caminos nuevos, resulta claro que para países como el nuestro las vías de comunicaciones son vitales para el desarrollo de la Nación, y es así como en el caso nuestro, en zonas aisladas aun faltan muchos caminos por construir. En la constru construcci cción ón de un camino camino están presen presentes tes un sin número número de activid actividades ades,, y dependiendo de la complejidad del terreno y las condiciones climáticas, observaremos que en la constr construcci ucción ón de éste éste intervi intervienen enen person personas as de diferen diferentes tes especia especialida lidades des y maquinaria y equipo tremendamente complejos. Nuestro Nuestro caso está centrado centrado en la construcción construcción de obras de arte. Reciben Reciben este nombre todas aquellas obras que deben ser construidas preferentemente por personas, mano de obra proporcionada por personas como Ud., que se integran a este importante propósito. Las obras de arte de un camino, lo constituyen los puentes, alcantarillas, drenajes, cunet cunetas as,, foso fososs y cont contra rafo foso sos, s, etc. etc.,, obra obrass que que son son fund fundam ament entale aless en el dren drenaj ajee y protección de la plataforma plataforma del camino; sin ellas el camino sería destruido rápidamente por el uso y por las inclemencias del clima. A continua continuación ción,, en el present presentee Ma Manua nual, l, se le indica indicarán rán las principa principales les activid actividade ades, s, herramientas, organización y medidas de prevención de riesgos que Ud. debe considerar como participante de una cuadrilla de construcción de obras de arte. Como en toda actividad humana en la que su trabajo se relaciona con otras personas, no debe dejar de olvidar que su actitud y su integración al trabajo en equipo es de extrema importancia para el cumplimiento de los objetivos y, principalmente, para su propia seguridad y la de sus compañeros. Esperamos que al término de este curso y de su Conscripción, Ud. sea un especialista en la construcción de alcantarillas y que regrese a su hogar, sano y salvo, con el orgullo de
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habe haberr part partici icipa pado do en la const construc rucció ción n de una una obra obra que que trae traerá rá much muchos os benef benefici icios os a familias, que hasta ahora, han estado aisladas del resto de nuestro país.
1.1. Implementos de seguridad y prevención prevención de riesgos En todo tipo de obra de la construcción se identifican elementos, equipos, vestuario y equipo de seguridad, herramientas herramientas y materiales, materiales, dependiendo de las actividades actividades propias de cada tarea, faena u obra. En lo general, se exige un equipo mínimo de seguridad, seguridad, que consiste en el casco casco y calzado de seguridad, es decir, para ingresar en cualquier tipo de obra, el equipo mínimo que deben portar las personas en esa área son los dos equipos indicados anteriormente, exigiéndose también hoy en día, lentes protectores para los ojos (anteojos de seguridad), ya que del mismo modo, en cualquier actividad puede haber partículas u objetos que puedan dañarnos los ojos. En la constr construcci ucción ón de obras obras de arte, arte, específ específica icament mentee alcant alcantari arillas llas,, veremo veremoss a cont continu inuac ación ión,, el equi equipa pamie mient nto o de segu seguri rida dad d que que es menes menester ter porta portarr en todo todo momento, a fin de cumplir con nuestras actividades propias protegiendo nuestro cuerpo y el de los demás, de las posibles acciones o condiciones inseguras. Es impo importa rtant ntee dest destac acar ar que que más más que que el equi equipam pamien iento to de segu segurid ridad ad lo que que realmente nos protegerá, es la propia actitud de las personas que trabajan en equipo, de ahí la importancia de la actitud y conciencia individual y de grupo que debe poseer una cuadrilla de trabajo.
Nuestra actitud personal nos obliga a: o
Interesarse Interesarse en aprender aprender a hacer bien el trabajo. trabajo. En un trabajo bien hecho hecho no hay accidentes que lamentar. Conocer los riesgos que están presentes en el trabajo. o
Mantener concentración en el trabajo, pues la distracción es causa de muchos accidentes. Respetar las reglas de seguridad y la señalización de la obra. o
o
o
No hacer bromas que puedan significar riesgos para personas o cosas.
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El equipo de seguridad: Casco de Seguridad Como se mencionó anteriormente, anteriormente, el primer equipo de seguridad que identificamos en cualquier faena es el casco casco de seguridad. seguridad. Este elemento elemento es de uso obligatorio durante todo el tiempo y toda actividad que realice un trabajador. Nos protegerá protegerá de golpes en la cabeza producto de elementos y/o materiales de construcción en movimiento, o de estructuras u objet objetos os que estand estando o estátic estáticos, os, podamo podamoss pasar pasar a llevar en nuestro propio desplazamiento. De igual forma, es un elemento fundamental de protección de golp golpes es en la cabe cabeza za prod product ucto o de caíd caídas as del del mismo nivel o de andamios, andamios, o accidentes accidentes en vehículos o maquinaria. El trabajador debe verificar la fecha de vencimiento en la parte interior del mismo casco, y debe ajustarlo perfectamente al tamaño de su cabeza para evitar que se salga mientras realiza sus tareas; tareas; de ser necesario, se debe debe utilizar con barboquejo para impedir que por movimientos bruscos, éste se salga de la cabeza. Calzado de Seguridad Al igua iguall que que el cas caso anteri terior or,, el calz calzaado de segu seguri rida dad d es oblig bligat ator orio io en toda toda act activid ividaad industrial. En el caso de las obras de arte, existen dos tipos de calzad calzado o que el trabaj trabajado adorr podrá podrá utilizar utilizar:: el botín de seguridad con punta de acero y la bota de goma, también, con punta de acero. Toda Toda activid actividad, ad, herram herramienta ienta o elemento elemento puede puede producirnos golpes en los pies. Una Una carr carret etililla la,, un chuz chuzo o o pico picota ta,, una una caja caja,, material de construcción, una herramienta, piedra, bolsa de cemento, etc., por lo tanto el uso de este equ equipo ipo de segu egurid ridad es oblig bligat ator orio io en todo todo momento.
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Antiparras y Anteojos de Seguridad: Este elemento protege los ojos de partículas en movimiento provenientes de esmeriles que proyectan partículas metálicas, sierras eléctricas que proyectan madera, soldadoras al arco, galleteras, motosierras, material árido (ripio) y hormigón expulsado de betoneras y tolvas, etc.
Si usted trabajará en las cercanías de elementos o herramientas que proyectan partículas, exija a su supervisor lo aprovisione de este elemento de seguridad. Protector Auditivo Por muchos años en Chile no se dio importancia a la protección de nuestros oídos. Como el daño es imperceptible nadie se preocupaba de protegerse de los ruidos excesivos, sin considerar que la suma diaria de ese daño, a la larga produciría lesiones irreversibles. Si Ud. trabaja cerca de alguna actividad o equipo que produce ruido, por muy leve que parezca, debe portar permanentemente sus protectores auditivos.
Protector Respiratorio Al igual que en el caso anterior, los daños producidos por la inalación de gases y/o pequeñas partículas, es imperceptible y no produce daños inmediatos. Por muchos años nadie se preocupó de proteger sus pulmones
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hasta que se hicieron famosos los casos en que muchos trabajadores morían por efisema pulmonar, silicosis o cancer. Exija a su supervisor lo provea de este elemento cuando trabaja en ambientes enrarecidos, como por ejemplo cuando abre bolsas de cemento.
Chaleco Reflectante En las faenas viales es fundamental el uso del chaleco reflectante. Éste permite que Ud. sea visto desde lejos por los trabajadores de otras faenas de la obra, especialmente por aquellos que portan materiales que pueden golpearlo y especialmente por los que conducen algún vehículo o maquinaria. El uso de este equipo de seguridad es obligatorio para todos los trabajadores que permanecen en la plataforma del camino, así como aquellas que lo hacen en espacios abiertos como patios de estacionamiento de vehículos y máquinas, pozos de ripio, plantas de material, etc.
Guantes Prácticamente en casi todas las actividades humanas se utilizan las manos. Y también en casi todas esas las actividades existe el riesgo de que nuestras manos sean golpeadas, apretadas, quemadas, mojadas por algún líquido peligroso, etc. En todas las actividades en que Ud. participará en la construcción, deberá utilizar los guantes especiales para ese tipo de trabajo especial que realiza. Transportar material en una carretilla, trabajar con una pala, chuzo o picota, al operar una betonera, martillando clavos, apretando pernos, etc. Nunca deje de portar y utilizar sus guantes de faena, y recuerde que existe un tipo especial para cada actividad que realice. Por ejemplo si trabaja con hormigón, exija que éstos sean impermeables; si trabaja con herramientas manuales, estos serán cortos, en cambio si trabaja con soldadura, éstos deberán 6
ser largos; si trabaja con piedras filudas, éstos deberán ser anticorte; si Ud. Trabaja operando una betonera, éstos deberán ser flexibles y muy adaptados y ajustados a sus dedos, etc.
Faja Lumbar Este es un equipo que, en general, hoy en día generalmente no se utiliza y no se le da la importancia que tiene. En toda trabajo físico debe utilizarse para prevenir futuras lesiones y problemas a la espalda. Al igual como en otros casos anteriores, puede que nuestro trabajo diario imperceptiblemente esté provocando daño a nuestras vértebras, músculos, tendones, etc. Como no deseamos llegar a nuestra adultez con incómodas lesiones que restrinjan nuestro quehacer o que definitivamente nos mantengan postrados en una cama o una silla, debemos hoy pensar en ello y utilizar la faja lumbar. En la construcción de alcantarillas, toda actividad requiere el uso de nuestro cuerpo para trabajar. En actividades tan sencillas como apretar un perno en el armado de una alcantarilla de tubo corrugado, Ud. está haciedo fuerza con los músculos de su espalda y puede estar provocando un pequeño daño a su columna vertebral, el que sumado a otros, en el largo tiempo pueden producir un daño irreversible. Traje de Agua (PVC) El traje de agua o de PVC es un implemento que nos protegerá de la lluvia, excesiva humedad o cuando trabajamos con materiales líquidos, como por ejemplo, el hormigón. Protegernos de la lluvia o humedad, no es una comodidad; estaremos protegidos de posibles enfermedades respiratorias, resfríos, gripe, etc. Muchas veces, al igual como con otros implementos de seguridad, es incómodo trabajar con el traje, pero debemos tener muy claro que la seguridad es mucho más importante que la comodidad.
Arnés de Seguridad 7
Equipo de seguridad fundamental para trabajos en altura. NUNCA trabaje en altura sin portar su arnés de seguridad. Se debe considerar su uso cuando se trabaja a dos metros de altura o más. El arnés, por sobre el cinturón, tiene muchas más ventajas en caso de producirse una caída.
Tenida de Mezclilla o Slack Aunque no lo parezca, el uso de la ropa adecuada en el trabajo es importante; ésta nos protege la piel y el cuerpo de el contacto diario y permanente con los elementos de nuestro trabajo, los cuales pueden producirnos daño. La tenida “slack” es un traje compuesto de una casaca y un pantalón de mezclilla, tela gruesa, dura y áspera especial para realizar todo tipo de trabajos. No utilice su ropa personal para trabajar; ésta, casi siempre, no es la más adecuada para realizar trabajos en la construcción.
Buzo Térmico Protegerse del frío excesivo no es una comodidad. En algunos lugares del país, en este tipo de obras, las temperaturas ambientales llegan a ser de hasta 30°C bajo cero y más. Algunas actividades específicas requieren de este equipo protector: coleros, bandereros, nocheros, integrantes de cuadrillas de mano de obra en zonas extremas del país, y en general, todo aquel trabajador en que su actividad sea más bien estática, es decir no hace mucho ejercicio físico.
vida se harán presentes.
El frío excesivo va produciendo pequeños daños en nuestro cuerpo, que en algún momento de nuestra
Elementos de Señalización de Obra 8
En la construcción de una obra de arte, Ud. estará trabajando sobre la plataforma del camino, sobre la cual también estarán otras cuadrillas y equipos de trabajo, incluyendo aquellos que utilizan vehículos y maquinaria. Si la obra está abierta al uso público, además de los trabajadores del propio proyecto, circulará por la faena, personas ajenas a ésta.
En ambos casos será importante tener señalizada nuestra obra, y para ello existe la normativa de Vialidad, que exige el emplazamiento de ciertos letreros, los que serán de uso obligatorio por parte del constructor.
En caminos en construcción, a lo menos deberá existir la siguiente señalización, en ambos sentidos del camino: Peligro a 100 mts Hombres Trabajando Barreras Tipo II y Delineadores
1.2. Uso correcto de implementos de seguridad y protección De nada nos sirve contar con todo nuestro equipo de seguridad si éste está defectuso, no lo sabemos utilizar bien, o simplemente no lo utilizamos. En general, es incómodo usar prendas que limitan nuestros movimientos o que producen alguna molestia al estar en contacto con alguna parte de nuestro cuerpo. Está el caso, por ejemplo, de los perforistas manuales; la mezcla producida por el polvo de roca y la propia transpiración, hace que el uso del protector respiratorio sea muy incómodo y muchos de estos trabajadores no lo usan ¿estarán concientes ellos, del tremendo daño que se pueden estar haciendo? 9
Ya se manifestó en este manual anteriormente: la actitud personal es fundamental en el eficiente uso de estos elementos. De Ud. depende su propia seguridad. Nadie, ningún supervisor ni capataz, puede obligarlo a hacer algo que perjudique su salud o la de sus compañeros de cuadrilla. A continuación se expondrán algunas situaciones que es importante destacar en lo referido al correcto uso de su implementación de seguridad y herramientas. Recuerde que su propia experiencia y las condiciones especiales de la faena donde Ud. se desempeña, marcará la diferencia en qué equipo de seguridad utilizar. Si tiene dudas respecto de alguna situación específica, consulte con su supervisor: no corra ningún riesgo que más tarde pueda lamentar. Ropa de Seguridad para la Construcción Siempre use una camisa gruesa; preferible una de manga larga con los puños de la camisa abotonados. No la use suelta. Manténgala dentro de los pantalones para evitar que se enganche en alguna cosa. Su camisa lo protegerá de quemaduras de sol; déjesela puesta aún cuando haga mucho calor. También lo protegerá de materiales que son irritantes a la piel. No use cualquier cosa alrededor de su cuello. estos pueden colgarse en alguna máquina o herramienta. Use los pantalones sin aletas de bolsillo o bocamangas. No tienen que ser muy anchos o tan largos que sus talones se atoren en ellos. Probablemente no va poder mantener sus pantalones bien ajustados sin un cinturón. Si su cinturón es muy largo, córtelo o hágalo correr por las presillas del pantalón, déjelo bien afianzado. Una de las causas más comunes en la amputación de dedos, se debe a anillos, relojes de pulsera y brazaletes. Cuando se viste para trabajar en la construcción, recuerde que no va a modelar las modas mas recientes. Proteja sus ojos Los ojos son sumamente delicados. Se puede perder o dañar la vista permanentemente si vuelan astillas de acero o fragmentos de concreto y le pegan en sus ojos. Cuando corte concreto, use anteojos de seguridad o una mascarilla adecuada. Cuando taladre sobre la cabeza o cuando haya polvo, se requieren anteojos de seguridad. Cuando trabaje alrededor de vibradores de concreto, anteojos de seguridad o una mascarilla prevendrá que la mayoría de las salpicaduras alcancen sus ojos. Cuando taladre o corte madera que es tratada con presión o madera que es
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preservada, madera en creosota o cualquier madera, siempre use anteojos de protección. Si se usan lentes correctivos, los anteojos de seguridad se deben usar encima de los lentes para protegerlos de daño o rotura. Proteja sus vías respiratorias y pulmones Para prevenir irritaciones de nariz y garganta cuando trabaje en condiciones polvorientas, use protección respiratoria apropiada. El tipo de trabajo determina el tipo de protección respiratoria requerida: tierra en suspensión, cemento en suspensión, gases producto de reacciones químicas por el uso de aditivos y otros materiales, etc. Cada compuesto específico requiere de un filtro especial; supervisor el filtro adecuado a cada faena.
consulte con su
Proteja su espalda Su espalda está compuesta de varias partes, de una espina dorsal, huesos, músculos, tendones y terminaciones nerviosas. Su espalda soporta su cabeza y la parte alta de su cuerpo. La columna vertebral es MUY frágil. Esto es algo que todos necesitamos entender y recordar constantemente. Una espalda humana no es para levantar carga con ella. Eso es un hecho. Sus espalda suporta su cabeza y la parte superior de su cuerpo y eso es todo. ¿Por qué levantamos carga con nuestras espaldas entonces? Probablemente porque nunca hemos sido educados cómo la espalda trabaja y cómo tenemos que trabajar con nuestras espaldas. El punto principal es que nadie tiene una espalda fuerte. ¿Cómo levantar y no usar nuestra espalda? Agáchese. Necesitamos aprender de nuevo cómo levantarnos y agacharnos.
Es tan simple.
Enfierradores, carpinteros, mecánicos, albañiles, mayordomos, administrativos, todos tenemos que aprender a agacharnos. Si tiene algo muy pesado para levantar, de más de 25 kilogramos, pida ayuda. Ud. Es humano, no una grúa o cargador. Recuerde que trabajamos en equipo, y levantando se requiere trabajar como equipo. Aunque algo sea liviano, pero a la vez es grande, pida ayuda. Puede levantar algo, pero manteniendo el control; si cae o tropieza mientras carga algo, es muy probable que también dañe su espalda. ¿Cómo puede ayudarlo un cinturón o faja lumbar? La faja lumbar no es un remedio o un aparato que lo haga super fuerte. Una faja lumbar no lo hará levantar más carga que cuando no lo tenía. Su propósito principal, es mantener su
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espalda fija y agregar estabilidad para que su espalda tenga la postura correcta y reciba más protección y menos fatiga. Cuando se usa apropiadamente, mantendrá la curva natural de su espalda en la posición correcta, aplicando una suave presión en la parte inferior de su espalda. Las correas fijadas a sus hombros también ayudarán a ajustarlo a la curvatura natural de su espalda. La condición física tiene mucho que ver con la salud de su espalda. ¿Ha hecho ejercicios para calentar su cuerpo? Si no es así, tómese un minuto y haga algunos ejercicios para calentar su cuerpo y prepararse para trabajar.
Las Cinco Reglas para Levantar Carga (1)
Evalúe el objeto que usted va a levantar. Tenga claro cómo piensa levantar el objeto. Si el objeto es pesado, obtenga ayuda de alguien para levantar la carga. Piense antes de levantar. No solamente tiene que considerar la carga que va a levantar, sino que también cómo va acarrear la carga. ¿Esta la ruta libre ? ¿Hay peligros de tropezar con algo? Todos estos peligros necesitan ser considerados y resueltos antes de levantar.
(2) Doble sus rodillas, y no su cintura. Agáchese con sus rodillas y acérquese a la carga que va a levantar. Evite doblar la cintura y mantenga su espalda recta. (3)
Recoja su pelvis y ponga tensos sus músculos del estómago antes de levantar. Tensando los músculos del estómago le ayuda a soportar su espalda.
(4)
Abrace el objeto que va a levantar. No aplique tensión ni fuerza innecesaria. Si levanta objetos lejos de su cuerpo (los codos a más de dos pulgadas de su cuerpo), no lo levante, pida ayuda.
(5) Levante con los músculos de las piernas. Y cuando tenga agarrado el objeto, despacio enderece sus piernas y SIENTA los músculos de las piernas haciendo el trabajo. No necesita tener la faja lumbar apretada constantemente mientras. Use la faja suelta cuando no esté levantando, y cuando vaya a levantar, apriete la faja a su cintura. 12
Usando la faja suelta cuando no levanta carga, permitirá que sus músculos de la espalda trabajen normalmente sin alguna restricción. Levantando cualquier cosa, no importa el peso o tamaño, puede dañar su espalda. Usando las técnicas apropiadas le ayudará a levantar con seguridad. Use sus piernas y no su espalda.
1.3. Normas para usar herramientas, máquinas y manejo de materiales Las herramientas son utensilios que reemplazan a las manos aumentando su capacidad en el trabajo. Estas son un elemento fundamental del trabajo. Las herramientas son aparentemente inofensivas, es allí precisamente donde radica su peligrosidad. Las herramientas se dividen en cinco grandes grupos, que son: o
De golpe (martillo, combos, etc.)
o
De corte (cuchillos, guillotinas, sierras, etc.)
o
De apriete (alicates, caimanes)
o
De perforación (punzones, taladros)
o
De guía (destornilladores, llaves)
La mayoría de los accidentes que se producen en el manejo de las herramientas se produce cuando se ocupa una herramienta para una tarea que no ha sido diseñada, como por ejemplo martillar con un alicate. Los accidentes que ocurren con las herramientas pueden ser prevenidos si seguimos tres reglas: Primera: escoja la herramienta adecuada para la tarea Segunda: asegúrese que esté en buenas condiciones Tercera: úsela de manera correcta. o
Herramientas Manuales
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Se denominan herramientas de mano a todos aquellos útiles simples para cuyo funcionamiento actúa única y exclusivamente el esfuerzo físico del hombre, exceptuando las accionadas por energía eléctrica o por medios neumáticos.
Riesgos en el uso de herramientas o
Proyecciones de partículas a los ojos.
o
Cortes y pinchazos.
o
Golpes y caídas de las herramientas.
o
Explosión o incendio (chispas en ambientes explosivos o inflamables).
o
Esguinces por sobre esfuerzos o movimientos violentos.
Medidas Preventivas Generales En cada trabajo se utilizará la herramienta adecuada, empleándola para la función que fueron diseñadas. No se emplearán, por ejemplo, llaves por martillos, destornilladores por cortafríos, etc. Cada usuario comprobará el buen estado de las herramientas antes de su uso, inspeccionando cuidadosamente mangos, filos, zonas de ajuste, partes móviles, cortantes y susceptibles de proyección, y será responsable de la conservación tanto de las herramientas que él tenga encomendadas como de las que utilice ocasionalmente. Deberá dar cuenta de los defectos que se observe a su superior inmediato, quien las sustituirá si aprecia cualquier anomalía. o
Las herramientas se mantendrán limpias y en buenas condiciones.
o
No se utilizarán herramientas con mangos flojos, mal ajustados y astillados. Se tendrá especial atención en los martillos y mazas. Se prohíbe lanzar herramientas; deben entregarse en la mano.
o
Nunca se deben de llevar en los bolsillos. Transportarlas en cajas portátiles.
o
o
En trabajos en altura se llevarán las herramientas en bolsa o mochila existentes a tal fin o en el cinto portaherramientas, con el fin de tener las manos libres. 14
o
o
o
o
Cuando se trabaje en alturas se tendrá especial atención en disponer las herramientas en lugares desde los que no puedan caerse y originar daños a terceros. Las herramientas de corte se mantendrán afiladas y con el corte protegido o tapado mediante tapabocas de caucho, plástico, cuero, etc. Las herramientas deberán estar ordenadas adecuadamente, tanto durante su uso como en su almacenamiento, procurando no mezclar las que sean de diferentes características. En caso de duda sobre la utilización correcta de una determinada herramienta, se pedirán aclaraciones al jefe inmediato antes de ponerse a su uso.
Martillos y Mazos Como protección, se usarán anteojos de seguridad en todos los trabajos con estas herramientas, y si hay otros operarios próximos se protegerán de igual forma. No utilizar un mango rajado aunque se haya reforzado con una ligadura. o
o
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o
o
o
Emplear martillos cuya cabeza presente aristas y esquinas limpias, evitando las rebabas, que pueden dar lugar a proyecciones. En las herramientas con mango se vigilará el estado de solidez de este y su ajuste en el ojo de la herramienta. Los mangos no presentarán astillas ni fisuras. Se prohíbe ajustar mangos mediante clavos o astillas. En el golpe con mazos se cuidará de que ninguna persona ni objeto esté en el radio de acción del mazo. Se debe procurar golpear sobre la superficie del impacto con toda la cara del martillo. En caso de tener que golpear clavos, estos se deben de sujetar por la cabeza y no por el extremo. Utilizar gafas de seguridad homologadas.
Limas o
o
o
Se prohíbe utilizar estas herramientas sin mango, con las puntas rotas o los dientes engrasados o desgastados. La espiga debe montarse sobre un mango liso sin grietas y la fijación debe asegurarse mediante una abrazadera. No se podrá utilizar las limas como palanca, martillo, punzón o para otros fines distintos a los que son propios. Para mantenerlas limpias de grasa y restos de materiales se limpiarán con cepillo de alambre.
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Llaves o
No se debe usar una llave con fisuras o que esté en mal estado
o
Esta prohibido utilizarla a modo de martillo o para hacer palanca.
o
Se mantendrán siempre limpias y sin grasa.
Se debe utilizar para cada trabajo el tipo y el calibre de llave adecuada. La llave deberá ajustar a la tuerca y se situará perpendicularmente al eje del tornillo. El esfuerzo sobre la llave se hará tirando, no empujando. Si no existiera posibilidad de tirar, se empujará con la mano abierta. En caso de llaves ajustables o inglesas, la mandíbula fija se colocará al lado opuesto de la dirección de tiro o empuje de forma que la quijada que soporte el esfuerzo sea la fija. o
o
o
o
Nunca rectificar llaves en la muela o esmeril para adaptar su
abertura. Preferentemente se usarán llaves fijas o de estrella en lugar de llaves ajustables. No se emplearán tubos o cualquier elemento para aumentar el brazo de palanca en llaves fijas o ajustables no concebidas para ello. Se prohíbe utilizar suplementos en las bocas de las llaves para ajustarlas a las tuercas. o
o
o
Destornilladores o
Se prohíbe utilizarlos con el mango agrietado o suelto.
o
No usar con la boca de ataque redondeada, afilada o mellada.
o
El vástago del destornillador no puede estar torcido.
o
o
o
o
o
Nunca utilizar como cincel o palanca. Sólo debe emplearse para apretar y aflojar tornillos. Se empleará el tamaño adecuado en cada caso, teniendo en cuenta que la palanca del destornillador debe ajustarse hasta el fondo de la ranura del tornillo, pero sin sobresalir lateralmente. El vástago se mantendrá siempre perpendicular a la superficie del tornillo. No utilizar sobre piezas sueltas y sujetas éstas por la mano. En piezas pequeñas es más fácil que el destornillador se salga de la ranura. Por ello, la pieza se sujetará con tornillos de ajustador o con tenazas para evitar lesiones. Las manos se situarán siempre fuera de la posible trayectoria del destornillador. Tenga cuidado de no poner la mano detrás o debajo de la pieza a atornillar. Se evitará apoyar sobre el cuerpo la pieza en la que se va a atornillar, ni tampoco se apoyará el cuerpo sobre la herramienta. 16
o
Sus mangos serán aislantes a la corriente eléctrica.
Tenazas y Alicates No emplearlos con las mandíbulas desgastadas o sueltas. o
o
El filo de la parte cortante no debe estar mellado.
o
No colocar los dedos entre los mangos.
o
Engrasar periódicamente el pasador de la articulación.
o
No se deben usar en lugar de llaves para soltar o apretar tuercas o tornillos.
o
Tampoco se pueden emplear para golpear sobre objetos.
o
o
o
El uso de alicates para cortar hilos tensados exige sujetar firmemente ambos extremos del hilo para evitar que puedan proyectarse involuntariamente. Para estos trabajos se usará obligatoriamente los anteojos de protección. Las tenazas se emplearán únicamente para sacar clavos. Respecto a las tenazas de sujetar pistoletes, cortafríos, etc., se comprobará que estén apretadas correctamente sobre la herramienta a sujetar.
Cortafríos, Cinceles, Pistoletes, Barrenas y Punzones o
o
o
o
o
o
Cuando se usen cortafríos, puntos, etc., se hará sujetándolos con las pinzas o tenazas o empleando protectores de goma en los mismos, nunca con las manos directamente. Las herramientas que actúen por percusión se utilizarán con protectores de goma. Debe realizarse una limpieza periódica de las rebabas existentes en las herramientas de percusión (cortafríos, cinceles, barrenas, etc.). Nunca utilizarlos con las cabezas astilladas, saltadas o con rebordes. No usar con las cabezas y bocas de ataque mal templadas; el templado debe realizarlo personal especializado. No emplearlos con los filos romos o saltados. Deberán estar afiladas para facilitar el trabajo.
o
Los cinceles deben ser lo suficientemente gruesos para que no se curven ni alabeen al ser golpeados. Se deben desechar los cinceles mas o menos fungiformes utilizando solo el que presente una curvatura de 3 cm de radio. Se manejarán con guantes de protección y haciendo uso de anteojos protectoras. No manejarlos jamás a modo de palancas, destornilladores o llaves.
o
Utilizar un cincel suficientemente grande para el trabajo que se realice.
o
o
o
Los ángulos de corte correctos son: un ángulo de 60º para el afilado y el rectificado, siendo el ángulo de corte más adecuado en la utilizaciones más habituales el de 70º.
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o
Para metales mas blandos utilizar ángulos de corte mas agudos.
o
Usar el martillo de peso adecuado al tamaño del cincel.
o
Tener la pieza sobre la que se trabaje firmemente sujeta.
o
o
El cincel debe ser sujetado con la palma de la mano hacia arriba, sosteniendo el cincel con los dedos del pulgar, índice y corazón. Es imprescindible usar gafas protectoras y guantes de seguridad homologados.
Cuchillos y Navajas Se deben emplear bien afilados. o
o
Nunca emplearlos con los mangos rajados, astillados o mellados.
o
No utilizarlos como destornilladores, ya sea por su punta o por su filo.
o
o
o
o
o
Los trabajos con estas herramientas se harán realizando los movimientos de corte desde el cuerpo del trabajador hacia fuera. Utilizar porta cuchillos de material duro para el transporte, siendo recomendable el aluminio por su fácil limpieza. El porta cuchillos debería ser desabatible para facilitar su limpieza y tener un tornillo dotado con palomilla de apriete para ajustar el cierre al tamaño de los cuchillos guardados. Los cuchillos no deben limpiarse con el delantal u otra prenda, sino con una toalla o trapo, manteniendo el filo de corte girado hacia afuera de la mano que lo limpia. Mantener distancias apropiadas entre los operarios que utilizan cuchillos simultáneamente. Utilizar guantes de malla metálica homologados, delantales metálicos de malla o cuero y gafas de seguridad homologadas.
Tijeras Deberán ir siempre en sus bolsas o fundas protectoras. o
o
o
En las tijeras de cortar chapa se prestará especial atención a su manejo, así como a la existencia de un tope en las mismas que impida el aprisionamiento de los dedos de quien las use. Realizar los cortes en dirección contraria al cuerpo.
o
Si se es diestro se debe cortar de forma que la parte cortada desechable quede a la derecha de las tijeras y a la inversa si se es zurdo. Si las tijeras disponen de sistema de bloqueo, accionarlo cuando no se utilicen.
o
Utilizar vainas de material duro para el transporte.
o
Utilizar guantes de cuero o lona gruesa homologados.
o
Utilizar gafas de seguridad homologadas.
o
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Hachas o
Deberán estar siempre bien afiladas; un filo defectuoso, aparte de exigir mayor esfuerzo, resulta peligroso.
Sierras
o
No aserrar con demasiada fuerza; la hoja puede doblarse o partirse y producir la consiguiente herida. Las sierras se conservarán bien afiladas y engrasadas. Se encomendará el afilado a personas especializadas. Mantener los mangos bien fijados y en perfecto estado.
o
Antes de serrar fijar firmemente la pieza a aserrar.
o
o
o
o
Cuando el material a cortar sea muy duro, antes de iniciar se recomienda hacer una ranura con una lima para guiar el corte y evitar así movimientos indeseables al iniciar el corte. Se protegerán, para su conservación y transporte con fundas de cuero o plástico adecuado.
Metros Metálicos o
Se prohíbe utilizar metros metálicos en instalaciones eléctricas
Manejo de máquinas-herramientas Es muy importante que en el manejo de maquinaria tengamos presente las siguientes recomendaciones: o
No usar ropas demasiado anchas para evitar prendimientos.
o
No llevar anillos, pulseras, cadenillas, o similares.
o
No distraer al operador de maquinarias que presenten un alto riesgo en su operación.
Y PRINCIPALMENTE RECORDAR QUE LOS ACCIDENTES CAUSADOS POR MAQUINAS SON GENERALMENTE GRAVES E INCLUSO FATALES.
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1.4. Consideraciones Ambientales Hoy en día el tema medio ambiental ha tomado una importancia muy destacada. Ello por una razón muy sencilla. Por siglos el ser humano explotó nuestro planeta con la idea de que los recursos naturales eran infinitos. Pero en el último siglo, producto de la explosión demográfica en algunos países y por el acelerado desarrollo de la industria, hemos sido testigos de la extinción de algunas especies y de algunos recursos naturales. Y la pregunta es obvia: ¿qué planeta queremos dejarles de herencia a nuestros hijos y a los hijos de nuestros hijos? Indudablemente que uno devastado por el consumo no. Las construcción de obras civiles es extremadamente invasiva y deteriorable. Esto último ha cambiado mucho en las últimas décadas y es nuestra responsabilidad continuar en esta senda de protección y cuidados de nuestro medio ambiente. En lo que a la construcción de obras de arte se refiere, el Manual de Carreteras hace la siguiente mención: “No se permitirá bajo ninguna circunstancia que residuos tóxicos como derrames de aceite, grasa, combustibles, asfalto o cualquier otro elemento contaminante sea vertido en captaciones de ríos, canales, esteros o embalses, como tampoco en las
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proximidades de ellos. Asimismo, no se permitirá el lavado o enjuague de equipos que puedan producir escurrimiento o derrames de contaminantes cerca de los cursos de agua (por ejemplo, hormigoneras o betoneras)”. Aspectos que son objeto de prohibición expresa en una obra: A continuación se presentan algunas indicaciones que explícitamente son objeto de prohibición expresa y absoluta en este tipo de obras, y si bien es cierto, algunas no tiene relación directa con la construcción de alcantarillas u otras obras de arte, deben ser conocidas por todas las personas involucradas en un proyecto vial. 1)
Quemar aceites, grasas, neumáticos y cualquier tipo de residuo sólido, salvo aquellas quemas controladas y expresamente autorizadas que cumplan con la normativa legal. 2) Verter al suelo o cursos de agua, material sin tratamiento proveniente de piscinas de lavado, materiales de desecho de procesos constructivos y de cualquier sustancia nociva al ambiente, como por ejemplo: aceites, compuestos tóxicos, combustibles, aditivos, pinturas, diluyentes, lubricantes, aguas servidas o industriales sin tratamiento, desechos sólidos domésticos o industriales, sales minerales, detergentes, u otros. 3) Cortar vegetación que no corresponda a lo estrictamente requerido en el proyecto. 4) Pescar, cazar, capturar o dañar cualquier especie de fauna en el área del proyecto y de las instalaciones de la obra. Se exceptúan de la prohibición los controles zoosanitarios (ratones, plagas, etc.), los que deberán realizarse por personal idóneo siguiendo las exigencias sanitarias y procedimientos de aplicación correspondientes. 5) Depositar cualquier tipo de residuo, doméstico o industrial, fuera de los sitios autorizados para ello. En toda obra deberá existir lugares o depósitos provisorios debidamente señalados y autorizados por la autoridad sanitaria, donde se depositarán transitoriamente estos residuos, para posteriormente ser transportados y depositados definitivamente en vertederos autorizados. 6) Mantener motores con emisiones superiores a la establecida en la normativa legal aplicable o sin equipos silenciadores en condiciones adecuadas. 7) Realizar voladuras no subterráneas de material, sin el aviso oportuno a la población cercana y la señalización del sector involucrado en dicha faena. 8) Transitar a velocidades superiores a las que indica la señalización por cualquier vía pública de la zona o en los sectores del proyecto. 9) Depositar cualquier tipo de material proveniente de la construcción a modo de escombreras laterales. Todo el material que no vaya a ser ocupado deberá ser llevado a botaderos debidamente autorizados por la Inspección Ambiental. Los acopios temporales deberán contar también, con la autorización correspondiente. 10) Evitar el derrame de cualquier tipo de material proveniente de las escombreras sobre laderas adyacentes, especialmente durante la construcción o mejoramiento de caminos.
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11) Efectuar cualquier tipo de mantención o reparación de vehículos, maquinarias o equipos en general, fuera de las áreas especialmente habilitadas para estos fines.
Capítulo 2: LAS ALCANTARILLAS 2.1. Concepto y clasificación de alcantarillas metálicas, de hormigón y otras obras complementarias 2.1.1. Introducción Las alcantarillas y obras complementarias como son los drenes y subdrenes, las descargas de agua, los revestimientos de fosos, contrafosos y cunetas, llamadas genéricamente obras de arte, son todas aquellas obras que se construyen en la plataforma del camino o en su entorno inmediato, cuya finalidad es evacuar las aguas o impedir que éstas provoquen deterioros en la calzada, asegurando con ello, la seguridad de los usuarios de la obra vial, y la conservación en el tiempo de las obras de acuerdo a como fueron diseñadas. El concepto general dentro del cual se consideran las alcantarillas y las obras complementarias de saneamiento de un camino, se denomina Drenaje y Protección de la
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Plataforma, y la documentación que norma y dispone la construcción de estas obras, lo constituye, en primer término, el respectivo Convenio o Contrato entre el Mandante (Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas MOP)) y el Constructor o Contratista (Cuerpo Militar del Trabajo (CMT)). En este documento se indican detalladamente las obras de arte a construir, su ubicación específica, los planos generales y de detalle y las especificaciones técnicas generales y especiales de construcción. Otro documento lo constituye el Manual de Carreteras de la Dirección de Vialidad del MOP, que por su importancia será presentado a continuación.
2.1.2.
El Manual de Carreteras
2.1.2.1. Generalidades: Un documento importante en la construcción de un proyecto vial lo constituye el Manual de Carreteras de la Dirección de Vialidad del MOP, documento de carácter normativo que sirve de guía a las diferentes acciones que son de competencia técnica de todos los organismos intervinientes en una obra vial. Las disposiciones señaladas en el Manual, son utilizadas tanto por los proyectistas como por los constructores y por cualquier persona o entidad que desarrolla trabajos para la Dirección de Vialidad o que estén bajo la supervisión de ella. A pesar que en el Manual se describen aspectos básicos relacionados con la ingeniería vial, no sustituye el conocimiento cabal de las materias tratadas, como tampoco la experiencia y el buen criterio que deben ser parte integral del arte de la ingeniería. Con él se pretende velar por la sistematización y uniformidad de criterios, considerando cuando corresponda la experiencia e investigación local, con una adecuada coordinación de los diversos especialistas. Las fórmulas, gráficos y acotaciones que se incluyen, tienen por objeto dar una solución rápida de los problemas habituales que se presentan tanto en terreno como en gabinete, debiéndose recurrir a la participación de especialistas en aquellos problemas más complejos no contemplados. Como toda ciencia, la ingeniería vial está en permanente cambio y renovación, lo que promueve a innovar, mejorar, ampliar o sustituir las disposiciones contenidas en el Manual. Es por ello, la preocupación de mantenerlo al día, debe ser una constante en las labores que desarrollen todos los profesionales y técnicos ligados, de una u otra forma, al quehacer e la Dirección de Vialidad. Sin embargo, como cuestión de procedimiento y ordenamiento general, todos los cambios que se propongan en el sentido indicado, deben ser presentados formal y fundamentadamente a la instancia respectiva de la Dirección de Vialidad. Esta los analizará y, si corresponde, resolverá sobre su incorporación en el nivel que concierna, sea como caso particular en una obra o proyecto específico, o como una disposición de carácter general. La estructura del Manual la conforman nueve volúmenes, acordes a las diferentes etapas y/o especialidades involucradas. Ellos son los siguientes: Volumen Nº1 Planificación, Evaluación y Desarrollo Vial. Volumen Nº2 Procedimientos de Estudios Viales. Volumen Nº3 Instrucciones y Criterios de Diseño. Volumen Nº4 Planos de Obras Tipo. Volumen Nº5 Especificaciones Técnicas Generales de Construcción. •
•
•
•
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•
Volumen Nº6 Seguridad Vial. 23
•
•
•
Volumen Nº7 Mantenimiento Vial. Volumen Nº8 Especificaciones y Métodos de Muestreo, Ensaye y Control. Volumen Nº9 Estudios y Criterios Ambientales en Proyectos Viales.
Los volúmenes que más se relacionan con los constructores de alcantarillas y obras de arte, por lo tanto de nuestro especial interés, son el volumen Nº5 Especificaciones Técnicas y el Nº4 Planos de Obras Tipo, los que son de común consulta mientras se construye, entre otras, una obra de saneamiento.
2.1.2.2. Volumen N° 5 Especificaciones Técnicas Generales de Construcción Este volumen estipula los requisitos de calidad, establece estándares y describe los procedimientos más usuales de ejecución, para los trabajos que habitualmente se contemplan en la construcción, mejoramiento, reposición y ampliación de caminos y sus obras complementarias, que realiza la Dirección de Vialidad del MOP, cualquiera sea el procedimiento administrativo o forma de Contrato mediante el cual se desarrollen. Las Especificaciones Técnicas Generales de Construcción (ETGC) especifican los trabajos que se contemplan en la generalidad e las obras viales, con una modalidad de ejecución y requisitos habituales. Por lo tanto, resulta necesario que ellas se complementen con Especificaciones Técnicas Especiales (ETE), donde queden reflejadas las características particulares de cada obra, mediante la indicación de procedimientos o exigencias diferentes o complementarias a aquellos que se describen en las ETGC. Las Especificaciones Técnicas Generales de Construcción contenidas en el volumen Nº 5 se orientan, esencialmente, a establecer los requisitos de calidad que deberán cumplir las diferentes partidas de obra. Los métodos y procedimientos de trabajo escritos son los de uso más habitual, no constituyendo una norma rígida e imperativa. Si ello así no fuera, se estaría desincentivando la creatividad del constructor, quien deberá sentirse estimulado a proponer métodos constructivos novedosos que no desmejoren la calidad e la obra y que, debidamente aprobados por la autoridad competente, contribuyan a economizar recursos al país y a desarrollar el acervo tecnológico nacional. Es necesario tener presente que durante el desarrollo el estudio de Ingeniería, el Proyectista trabaja sobre un modelo representativo del terreno (cartografía, levantamientos topográficos, antecedentes geotécnicos, antecedentes hidrológicos u otros), lo que necesariamente conlleva algún grado de desviación respecto a la realidad. Por ello, en general, los proyectos requieren de ajustes en el curso de la construcción, para lo cual resulta indispensable el conocimiento, la experiencia y el buen criterio del constructor. Se considerará como propio de la construcción de una obra y de responsabilidad del constructor, el fiel ajuste del Proyecto a las condiciones reales del terreno. Sin perjuicio de lo señalado, el Proyectista se esforzará para que el Estudio de Ingeniería tome debidamente en cuenta las condiciones locales propias del terreno, las que deberán quedar adecuadamente reflejadas en los diseños y Especificaciones Técnicas Especiales que elabore. Por otra parte, con el objeto de armonizar la construcción de las obras viales con el medio ambiente, se hace indispensable contemplar en las Especificaciones Técnicas Generales de Construcción, algunas normas mínimas conducentes a reducir el daño ambiental. Dichas normas se incluyen en la Sección 5.003, Consideraciones 24
Ambientales Generales, y pueden ser complementadas por Especificaciones Ambientales Especiales, propias de cada Proyecto. En todo caso, estas disposiciones no deben impedir al constructor aumentar su inquietud sobre el tema ambiental, tomar conciencia de él y de su dinámica de desarrollo, y adoptar por propia iniciativa las medidas y precauciones necesarias para la protección del medio y la preservación e la calidad de vida e la población. Así también, será responsabilidad del constructor, tomar todas las medidas para velar por la seguridad durante la construcción de las obras, tanto de las personas, como de los vehículos y de la ruta vial.
2.1.2.3. Volumen Nº 4 Planos de Obras Tipo Por otra parte, este volumen corresponde a la presentación clasificada y ordenada de aquellas obras viales que por su naturaleza repetitiva y de fácil aplicación general, resultan factibles de tipificar, conformándose así un catálogo con diseños seleccionados según el criterio anterior, que simplifican significativamente la preparación e proyectos de ingeniería y además, permite estandarizar gran parte de las obras, facilitando su construcción, lo que se traduce en una mayor competencia y obras de menores costos. Es importante tener presente, que el Volumen Nº 4 está íntimamente ligado al Volumen Nº 5 Especificaciones Técnicas de Construcción del Manual de Carreteras. Por esta razón, las referencias que se hacen a éste en cada lámina, presentan una correspondencia total con la sección o párrafo de dicho volumen, ya sea en requisitos y calidad de los materiales, como en los procedimientos constructivos. Las referencias descritas son cruzadas, comprometiendo también del mismo modo, al Volumen Nº 4 las indicaciones que respecto a éste se hacen en el Volumen Nº 5. Es necesario tener presente que en cuanto a los procedimientos constructivos, lo que se señala en el Volumen Nº 4 corresponden a un complemento, o a un refuerzo de las ideas principales definidas en la especificación técnica respectiva del Volumen Nº 5, por lo que las láminas en sí no pueden ser tomadas en modo alguno como portadoras de la totalidad de la exigencia para su construcción. Por otra parte, por defecto, para las obras que en un proyecto no presenten planos y láminas para su materialización, se entenderá que su construcción se efectuará conforme a las correspondientes láminas incluidas en el Volumen Nº 4, aun cuando la especificación técnica respectiva no lo indique expresamente. Cabe tener presente que las obras tipo que se incluyen en el manual, no presentan exigencia de uso por parte del constructor o el Proyectista, salvo que el proyecto así lo establezca. Por otra parte, si atendiendo a las condiciones que requiere un proyecto, la obra proyectada no se ciñe a lo que se establece en las láminas e obras tipo del Volumen Nº 4, el Proyectista debe presentar detalladamente el diseño propuesto y la justificación técnica de la obra que proyecte. El uso de las láminas el Volumen Nº 4 del Manual de Carreteras, se circunscribe a la obra específica que allí se representa y bajo las condiciones que se establecen específicamente en cada una e ellas: geometría, materiales, cuantías, etc., en consecuencia no son válidas las adecuaciones o ajustes de las láminas de obras tipo para su inclusión en un proyecto específico. Tal caso debe tratarse como obra nueva propia del proyecto y de responsabilidad de quién la desarrolla. Complementariamente, toda obra tipo que se proponga debe responder a un proyecto de ingeniería acabado, donde 25
se entreguen las justificaciones de la obra tipo seleccionada y dimensiones elegidas de la misma., y no al revés, seleccionar primero la obra tipo y luego ajustar el proyecto para que se adapte para su utilización. A modo de ejemplo, si se propone en un proyecto vial una alcantarilla cajón de 3 m x 3 m de sección y 50 m de longitud, con muro de cabecera, para el saneamiento de una quebrada que cruza la vía, deberá cumplirse previamente con todos los estudios hidráulicos y geométricos que avalan la selección de todos los parámetros descritos. Lo anterior es particularmente importante también en el caso de las obras tipo del capítulo de puentes y pasarelas.
2.1.2.4.
Consideraciones para el uso de las láminas:
Las láminas de obras tipo que conforman el Volumen Nº 4 del Manual, se agrupan en capítulos, secciones y láminas, a fin de permitir un rápido acceso al tema y lámina específica buscada. Cada capítulo se identifica con una centena que sigue al número 4 que define este Volumen del Manual. Los capítulos, a su vez, se subdividen en secciones que agrupan obras de similares características; éstas se identifican con el último dígito de la centena que corresponde al capítulo. Dentro de las secciones, se agrupan láminas correspondientes a un mismo tema, las que se reconocen a través e la centena que sigue a la centena que identifica a la sección. La variación de la centena es esta parte de la designación de la lámina, indica un cambio de tema o elemento dentro de una misma sección. Finalmente, la variación de dígitos dentro de esta última centena, corresponde a la identificación de cada lámina de la subsección. Veamos un ejemplo: a) La identificación de cada lámina se logra mediante un número de 7 dígitos y el nombre característico de la lámina: 4.
: Corresponde al Volumen N° 4 del Manual de Carreteras.
4.100
: Capítulo 4.100 “Drenaje y Protección de la Plataforma”
4.104
: Corresponde a la Sección 104 “Alcantarillas de Arco”
4.104.100
: Identifica la primera agrupación temática de la Sección 104, que en este caso corresponde a Alcantarillas de Arco Alabeadas.
4.104.101
: Identifica la lámina N° 1 de esta agrupación temática.
4.104.101, 1 de 2
: Indica que para mostrar en contenido de las lámina N° 1 26
b) Las láminas no están dibujadas a escala. Se ha privilegiado la optimización de la presentación de la lámina considerando dibujo y texto, por sobre la precisión de medidas. Sin perjuicio de ello, se procuró una adecuada proporcionalidad entre los distintos elementos que conforman cada tipo para su más fácil comprensión. c) Los acotamientos de cada elemento están en centímetros, salvo indicación contraria señalada específicamente en la lámina. d) Todos los diseños incluyen, junto con las dimensiones, geometría y armaduras, cuando corresponde, las cubicaciones, especificaciones de materiales y bases del diseño propuesto. e) Las láminas tipo propuestas deben ser utilizadas de manera de hacer prevalecer el concepto de diseño establecido, por sobre alguna diferencia menor que se detecte en cubicaciones o en geometría de armaduras. El constructor debe efectuar algunas revisiones menores de longitudes de fierro y moldajes, antes de iniciar la preparación de los materiales, a fin de verificar la coincidencia entre las dimensiones generales establecidas en la lámina y las dimensiones específicas propuestas para cada elemento. f) Cuando se hace referencia a láminas que poseen más de una hoja, se especifica cual es, sólo cuando la referencia es a una de ellas (indicándose como 1 de 2, 2 de 2, etc.). Por el contrario, cuando no se identifica la hoja, implica que es aplicable el contenido referido en cada una de las hojas que componen la lámina (por ejemplo: 4.00.007 significa que es válido lo especificado en las hojas 1 de 2 y 2 de 2 de dicha lámina).
2.1.2.2.
Algunas definiciones
A continuación se presentan algunas definiciones extraídas del Manual de Carreteras, que por su habitual uso en la programación y construcción de obras, es importante que el constructor de alcantarillas las identifique. (1) Especificaciones Técnicas Generales de Construcción (E.T.G.C.): conjunto de disposiciones que especifican las exigencias sobre los materiales a utilizar, las pruebas de control de calidad en las diversas etapas de construcción, y las modalidades de medida y pago. A modo informativo, también incluyen una descripción de los procedimientos más usuales para construir obras que se ajusten a los requisitos especificados. (2) Especificaciones Técnicas Especiales (E.T.E.): Disposiciones adicionales y complementarias a las Especificaciones Técnicas Generales de Construcción que abarcan y definen las condiciones peculiares una obra individual y que priman sobre las instrucciones generales. (3) Planos Generales: los diseños que, indicando ubicación, formas y medidas, permiten un juicio completo de la obra a realizar, a una escala conveniente para su interpretación correcta. (4) Planos de Detalle: los diseños a escala adecuada para realizar la construcción de piezas o partes del Proyecto contenidos en los planos generales. (5) Proyecto: en la terminología definida por
los organismos de planificación, el 27
término "Proyecto" incluye las distintas etapas que van desde la concepción hasta la materialización de una obra civil, complejo industrial o programa de desarrollo e las más diversas áreas. En consecuencia, en el caso vial, Proyecto es el objetivo que motiva las diversas acciones requeridas para poner en servicio una nueva obra vial, o bien ampliar o mejorar una existente. El Reglamento de Contratos con Obras Públicas (RCOP), establece que Proyecto es el conjunto de documentos que definen en forma suficiente la obra por realizar, y que incluye: Bases Administrativas, Planos Generales, Planos de Detalle y Especificaciones Técnicas. (6) Plataforma: es la superficie visible de una vía formada por su calzada, sus bermas, los sobre ancho de plataforma, etc. El ancho de la plataforma es entonces, la suma de los anchos de sus elementos constitutivos. La plataforma puede tener algunos elementos auxiliares, como barreras de seguridad, soleras, iluminación, señalización, etc. (7) La Calzada: es una banda material y geométricamente definida, de tal modo que su superficie pueda soportar un cierto tránsito vehicular y permitir desplazamientos cómodos y seguros de los mismos. Está formada por dos o más pistas; una pista es entonces, cada una de las divisiones de la calzada que puede acomodar una fila de vehículos transitando en un sentido. Cuando no existe pavimento, calzada y bermas se confunden y prestan el mismo servicio, sin embargo, desde el punto de vista de la definición transversal, ellas quedarán limitadas por los sobre anchos de la plataforma, cuyas especificaciones técnicas son distintas a las del resto de la plataforma. (8)
Bermas: son las franjas que flanquean el pavimento de la calzada; ellas pueden estar construidas con pavimento de hormigón, capas asfálticas, tratamiento superficial, o simplemente ser una prolongación de la capa de grava en los caminos no pavimentados. Las bermas cumplen cuatro funciones básicas: proporcionan protección al pavimento y a sus capas inferiores, que de otro modo se verían afectadas por la erosión y la inestabilidad; permiten detenciones ocasionales; aseguran una luz libre lateral que actúa sicológicamente sobre los conductores, aumentando de este modo la capacidad de la vía, y ofrecen espacio adicional para maniobras de emergencia, aumentando la seguridad.
(9) Sobre Ancho de la Plataforma (SAP): son bandas laterales que van a continuación de las bermas. Permiten confinar las capas de subbase y base de modo que el extremo exterior de la berma sea posible alcanzar el nivel de compactación especificado en el proyecto, utilizándose también, para colocar la señalización lateral, barreras de seguridad, etc. (10)
Elementos de la Sección Transversal: la sección transversal de un camino es la representación de éste en el sentido transversal, indicándose en ella, los elementos que componen la ruta en el lugar específico en que es levantado el perfil transversal. Toda persona que trabaja en la construcción, reparación o mantenimiento de una obra vial, debe estar familiarizada, no tan sólo con las actividades y elementos inherentes a su trabajo específico o especialidad, sino que 28
con todos los elementos que conforman el entorno de la obra. Bajo este punto de vista, a continuación se presentan los elementos típicos de una sección transversal típica: Faja de expropiación Faja de obra Límite de expropiación Huelga Límite de obra Contrafoso Corte de talud Altura de corte Línea de fondo de cuneta Plataforma de subrasante Talud interno de cuneta Plataforma Línea de excavación Zona de regularización Escalón Escarpe Sobre Ancho de Plataforma Bermas −
−
−
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−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Calzada
El lector debe identificar estos elementos en la lámina 3.301.1B “Perfil Transversal Descriptivo”, anexo al presente manual.
2.1.3.
Clasificación y Descripción de las Alcantarillas y Otras Obras
A continuación se presenta la clasificación y descripción de los diferentes tipos de alcantarillas que actualmente se construyen en nuestro país en las obras viales cuyo Mandante es la Dirección de Vialidad del MOP. Cada uno de estos tipos de obras, está definido explícitamente en las Especificaciones Técnicas Generales y Especiales de cada Proyecto, y aquí se presentan genéricamente sus características, deteniéndonos más en aquellas en que su construcción es más repetida.
29
2.1.3.1.
Alcantarillas de Tubo de Hormigón Las alcantarillas de este tipo son aquellas construidas con secciones de tubo de hormigón, simple o armado, que unidos entre sí conforman el tubo que constituye la obra. Esta actividad incluye el suministro y colocación de los tubos, el sellado interior y exterior de las juntas de unión, el cordón de mortero alrededor del perímetro exterior de las juntas, juntas de goma si es el caso, y demás actividades y trabajos que sea necesarios para cumplir con el proyecto. Su clasificación en las obras viales, es la siguiente: 1) Tubos de Base Plana de Alta Resistencia de Hormigón Simple 2) Tubos Circulares de Hormigón Armado 3) Tubos de Base Plana de Hormigón Armado
2.1.3.2.
Alcantarillas de Tubo de Metal Corrugado Este tipo de alcantarillas se construye a partir de planchas acanaladas de acero zincado que conformarán los tubos corrugados. Esta actividad incluye el suministro de los tubos y todos sus accesorios correspondientes, su instalación y demás actividades y trabajos necesarios para cumplir con lo especificado en el proyecto.
Se clasifican en los siguientes tipos: 1) Tubos Circulares de Metal Corrugado 2) Tubos de Sección Elíptica de Metal Corrugado 3) Tubos de Sección Abovedada de Metal Corrugado
30
2.1.3.3.
Drenes y Subdrenes
Los drenes y subdrenes son sistemas destinados a interceptar flujos de aguas subterráneas, deprimiendo hasta un nivel determinado la napa freática presente en los suelos naturales o en rellenos artificiales. Están constituidos por una zanja angosta que es rodeada por una tela tipo Geotextil, y rellenada posteriormente con material permeable. En los subdrenes para deprimir la napa freática, solamente se instalarán tubos en toda la longitud de la zanja cuando así lo indique el proyecto. Sin embargo, se deberán instalar tubos de drenaje en las zanjas de todos los drenes longitudinales al borde del pavimento.
La construcción de subdrenes incluye todas las excavaciones necesarias para conformar la zanja en terreno de cualquier naturaleza, el suministro y colocación de la tela tipo Geotextil, el suministro y colocación de las tuberías a lo largo de la zanja si corresponde, el material permeable y demás rellenos específicos. Se incluye además, la colocación de la tubería de mínimo 3 m de longitud y el correspondiente muro de desagüe de hormigón armado en cada terminal, y demás actividades y trabajos requeridos para cumplir con lo especificado en el respectivo proyecto.
Existen los dos tipos indicados a continuación, siendo de nuestro interés, sólo el subdrén, por cuanto el dren longitudinal al borde del pavimento no se ejecuta en las obras del C.M.T. quien construye caminos de agregado pétreo y no de pavimento. 1) Dren Longitudinal al Borde del Pavimento 2) Subdrén
31
2.1.3.4.
Descargas de Agua Son las obras necesarias para captar y disponer las aguas que escurren sobre la plataforma del camino. Consisten básicamente en la construcción de embudos de hormigón para la captación de aguas, y sus respectivas descargas a través de canales de hormigón o elementos de metal corrugado.
revestidas del drenaje superficial.
Se construyen en las transiciones de corte a terraplén o viceversa, para descargar las aguas que escurran a través de las cunetas y otras obras revestidas que forman parte del drenaje superficial del camino. También se construyen en sectores de terraplén o laderas naturales, donde la plataforma queda confinada por obras
Estas obras incluyen las excavaciones necesarias, el perfilado y compactación del sello de fundación, el suministro e instalación de la tubería circular o de media caña según corresponda, sus accesorios de anclaje y piezas especiales. Asimismo, incluye la conexión hermética al embudo de entrada, machón final en hormigón e intermedios cuando corresponda, construcción de canaleta de hormigón y demás materiales, actividades y trabajos que sean necesarios para cumplir con el proyecto.
Su clasificación es la siguiente: 1) Embudos para Descargas de Agua 2) Descargas de Agua en Tubos Corrugados de Media Caña 3) Descargas de Agua en Tubos Circulares de Metal Corrugado 4) Descargas de Agua en Canaletas de Hormigón
2.1.3.5.
Revestimiento de Fosos, Contrafosos y Cunetas Esta partida consiste en el recubrimiento del terreno natural o de relleno de los fosos, contrafosos y cunetas contempladas en el proyecto. Este recubrimiento podrá ser en hormigón simple u hormigón armado, conforme 32
lo indiquen las especificaciones particulares de cada caso. Contempla los trabajos de preparación de las superficies a revestir, suministro y colocación del acero de refuerzo y del hormigón de revestimiento de cualquier tipo, incluso la construcción de juntas, morteros, moldajes, curado y demás actividades o trabajos necesarios para cumplir totalmente con lo especificado en el proyecto.
2.2. Materiales a Utilizar A continuación se presentan genéricamente los principales materiales con los cuales se construyen las alcantarillas y obras de arte en una obra vial. El constructor debe tener presente que para cada obra en particular, debe revisar en detalle los documentos del proyecto a fin de determinar las especificaciones y exigencias de los materiales, que podrán variar significativamente en cada proyecto.
2.2.1. Relleno Estructural:
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Es el material que se utiliza fundamentalmente para el relleno de espacios excavados y no ocupados por las obras, en especial para alcantarillas de tubo, estructuras de hormigón armado y otras especificadas en el proyecto. Este material deberá estar conformado por suelos inorgánicos que cumplan con los requisitos indicados en el proyecto.
2.2.2. Hormigón: Se llama hormigón al producto formado por la combinación de cemento, ripio, arena, agua y eventualmente aditivos. La palabra hormigón es equivalente a concreto o mezcla. La dosificación de hormigones es determinar las proporciones en que deben combinarse los diferentes materiales componentes, de modo de obtener un hormigón que cumpla son la resistencia, docilidad, durabilidad y restantes exigencias requeridas.
En la construcción de obras de arte, se distinguen los siguientes grados de hormigón estructural: H-5: es un hormigón pobre que se emplea en obras menores por lo que no se le exige resistencia, sino que una dosificación de 170 kg de cemento por metro cúbico. 34
H-20: es el hormigón que adquiere una resistencia a la compresión de 20 MPa (Mega Pascales), después de 28 días. H-30: hormigón de resistencia de 30 MPa. Además de la clasificación anterior, en la construcción de obras de arte se distingue el tipo llamado Mortero, que es una mezcla de cemento y arena en proporciones variables en función de su aplicación, que va entre 1:1 y 1:3 en peso de cemento y arena. Tanto las dosificaciones como la calidad de los materiales y los ensayes respectivos, deben efectuarse por un Laboratorista Vial calificado del respectivo Laboratorio de Mecánica de Suelos de la obra.
2.2.3. Acero para Armaduras: En este tipo de material están consideradas las barras y mallas de acero de sección circular para las armaduras de refuerzo del hormigón estructural. Los aceros serán del tipo A63-42H u otro cuyo grado o calidad sea establecido en el proyecto. La clasificación indicada implica los niveles de resistencia a la rotura por tracción de 630 MPa y límites de fluencia del material de 420 MPa. Las barras a emplear serán con resaltes (estrías), salvo que el proyecto indique algo expresamente distinto. El alambre que se utilice para amarrar las barras de acero, deberá ser del tipo negro recocido N° 18.
2.2.4.
Moldajes: Son las estructuras que se construyen para dar forma a las obras de hormigón. Pueden ser de madera, acero u otro material o combinaciones de ellos que
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garanticen un comportamiento adecuado. Se podrá utilizar maderas de la clase y calidad adecuadas y cuyo tratamiento o recubrimiento no produzcan ataques químicos o cambios de colores en las superficies del hormigón. Cuando la superficie del hormigón se especifique con Terminación Corriente, el moldaje que se use en su confección se puede fabricar de cualquier material resistente y que impida la fuga del mortero al vibrar el hormigón. Cuando la superficie del hormigón se especifique con Terminación Especial, el moldaje a emplear en su confección se deberá fabricar con madera cepillada, madera terciada o planchas metálicas.
2.2.5.
Mampostería de Piedra: La mampostería de piedra es un material compuesto por piedras seleccionadas, asentadas y unidas con mortero de cemento, de acuerdo con las formas, alineamientos, cotas y dimensiones señaladas en el proyecto. Los revestimientos de mampostería se construyen a las entradas y salidas de obras de arte para conducir las aguas y evitar la erosión, incluso en las áreas de desagüe de obras de drenaje superficial de la plataforma, y otros lugares definidos en los documentos del proyecto.
Las piedras para mampostería deberán ser limpias, duras, resistentes al agua y a los agentes atmosféricos, y estar libres de grietas, trozos inestables u otras imperfecciones. No se deben utilizar piedras laminadas, porosas, fracturadas, o que presenten otras fallas físicas, o cuya densidad neta, sea inferior a 2.500 kg/m3. Las piedras a utilizar deben seleccionarse entre las que presenten cara de preferencia rectangulares, quedando prohibido el uso de piedra en forma de cuñas.
2.2.6. Telas de tipo Geotextil: Son fibras polipropileno
de
poliéster, o una
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combinación de ellas, que se utilizan para la estabilización de suelos, para la separación de materiales, para drenajes, para el control de la erosión, etc., debiendo cumplir para cada caso, las especificaciones indicadas en el Manual de Carreteras. La colocación de este material, comprende el suministro y colocación de distintas telas del tipo geotextil. La partida incluye los equipos, herramientas, mano de obra, costurado y demás actividades y trabajos necesarios para la correcta instalación de la tela de acuerdo a las indicaciones del proyecto.
2.2.7. Material Permeable : está constituido por gravas naturales limpias, sin aristas
vivas, libre de material fino, materia orgánica, terrones de arcilla u otras sustancias indeseables. La granulometría del material deberá estar comprendida entre 40 mm y 10 mm para la construcción de drenes longitudinales al borde del pavimento, y entre 80 mm y 10 mm para el relleno de subdrenes.
2.3. Láminas Anexas al Presente Manual de Alcantarillas: Anexo al presente Manual de Alcantarillas, se encuentran las láminas indicadas a continuación, correspondientes a los principales tipos de alcantarillas y otras obras que se construyen actualmente en las faenas que ejecuta el Cuerpo Militar del Trabajo. Las presentes láminas constituyen un material de consulta que el alumno debe conocer para su aplicación en la construcción de obras de arte. 3.301.1 B
Perfil Transversal Descriptivo
Capítulo 4.000: Obras Generales y Explanación Sección 4.001 Movimiento de Tierras en la Plataforma 37
4.001.001, 1 de 2: Bases de medición para pago y detalles constructivos, movimiento de tierras y rellenos. 4.001.001, 2 de 2: Bases de medición para pago y detalles constructivos, movimiento de tierras y rellenos. 4.002.001 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y tubos de acero corrugado. Sección 4.002 Excavaciones y Rellenos Obras de Arte y Puentes 4.002.002 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos tubos de hormigón de base plana bajo terreno natural. 4.002.003 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos tubos de hormigón de base plana bajo terreno natural. 4.002.004 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos tubos de hormigón armado bajo terreno natura, terraplén H > 10 m. 4.002.005 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos tubos de hormigón armado bajo terreno natura, terraplén H > 10 m. 4.002.006 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos tubos de hormigón simple para sifones. 4.002.007, 1 de 2: Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos cajón, muros de boca y alas. 4.002.007, 2 de 2: Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos cajón, muros de boca y alas. 4.002.009 Bases de medición para pago y detalles constructivos, excavaciones y rellenos en obras de contención de tierras. Sección 4.101 Alcantarilla de Tubos de Acero Corrugado 4.101.001 Muros de boca para tubos de acero corrugado de D ≤ 1,5 m. 4.101.002 Tubos circulares de acero corrugado de 0,6 ≤ D ≤ 1,5 m. 4.101.003 Detalle corrugación 67,7 x 12,7 y accesorios de unión para tubo circular, 0,6 ≤ D ≤ 1,5 m. 4.101.004 Secuencia de montaje: relación entre planchas para tubo circular, 0,6 ≤ D ≤ 1,5 m. 4.101.101 4.101.102 4.101.103 4.101.104
Muros de boca y alas para tubos de acero corrugado de 1,5 m < D ≤ 3,5 m, geometría y especificaciones. Muros de boca y alas para tubos de acero corrugado de 1,5 m < D ≤ 3,5 m, detalle armaduras. Muros de boca y alas para tubos de acero corrugado de 1,5 m < D ≤ 3,5 m, cubicaciones. Tubos circulares de acero corrugado de 1,5 m D ≤ 3,5 m.
4.101.105
Detalle corrugación 152,4 x 50,8 y accesorios de unión para tubo circular, 1,5 m D ≤ 3,5 m.
4.101.301
Revestimiento adicional contra erosión. 38
4.101.302
Protección contra abrasión en tubos circulares de acero corrugado.
Sección 4.102 Alcantarillas de Tubo de Hormigón 4.102.001 Muros de boca para tubos de hormigón simple, D ≤ 1,2 m. 4.102.002 Tubos circulares de hormigón simple para sifones, D ≤ 1,2 m. 4.102.101 4.102.102 4.102.103 4.102.201 4.102.202
Muros de boca y alas para tubos de hormigón armado, 1,45 m ≤ D ≤ 2,40 m, geometría y especificaciones. Muros de boca y alas para tubos de hormigón armado, 1,45 m ≤ D ≤ 2,40 m, detalle armaduras. Muros de boca y alas para tubos de hormigón armado, 1,45 m ≤ D ≤ 2,40 m, cubicaciones. Muros de boca para tubos de hormigón de base plana 0,6 m ≤ D ≤ 1,2 m. Muros de boca para tubos de hormigón de base plana. Obras de arte longitudinales.
Sección 4.103 Alcantarillas de cajón de Hormigón Armado 4.103.001 Muros rectos para cajones simples H ≤ 1,5 m, parámetros y especificaciones. 4.103.002 Muros rectos para cajones simples H ≤ 1,5 m, disposición de armaduras. 4.103.003 Muros rectos para cajones simples H ≤ 1,5 m, geometría, armaduras y cubicaciones. 4.103.101 4.103.102
Muros rectos para cajones dobles y triples, parámetros y especificaciones. Muros rectos para cajones dobles, disposición de armaduras.
4.103.201
Muro de cabecera y alas para cajón simple de hormigón armado.
4.103.202 4.103.203
Muro de cabecera simple, disposición de armaduras. Muro de cabecera simple, armaduras y cubicaciones, cajón 1,0 x 0,8 – 1,0 x 1,0 – 1,2 x 1,2 – 1,5 x 1,0 – 1,5 x 1,2 – 1,5 x 1,5 – 1,5 x 2,0 – 1,8 x 1,8 – 2,0 x 1,0 – 2,0 x 1,5 – 2,0 x 2,0
4.103.501 4.103.502 4.103.603
Muro de ala, geometría y disposición de armaduras. Muro de ala, armaduras y cubicaciones. Juntas de construcción y dilatación para alcantarillas de cajón, ubicación y detalles.
4.103.701 4.103.702 4.103.703
Cajón simple de hormigón armado, parámetros y especificaciones. Cajón simple de hormigón armado, disposición de armaduras. Armaduras y cubicaciones cajón simple de hormigón armado: 1,0 x 0,8 – 1,0 x 1,0 – 1,2 x 1,2 – 1,5 x 1,0 – 1,5 x 1,2 – 1,5 x 1,5
Sección 4.104 Alcantarillas de Arco
39
4.104.001 4.104.002
Alcantarillas de arco 1,8 m ≤ L ≤ 6,0 m, parámetros y especificaciones. Alcantarillas de arco 1,8 m ≤ L ≤ 6,0 m, geometría, armaduras y cubicaciones.
Sección 4.105 Obras Especiales de Alcantarillas 4.105.601
Descarga de obra de arte con tubo corrugado de media caña.
4.105.701
Cámara de entrada para obras de arte en corte, geometría y especificaciones. Revestimiento con mampostería de piedra, fondo cauce obras de arte.
4.105.901
Sección 4.106 Drenaje Superficial 4.106.001 Embudos para descarga de agua. 4.106.002 Descarga de agua tubo corrugado de media caña. 4.106.403 Cunetas revestidas; tipo: rectangular, triangular, badén. 4.106.501 Revestimiento de canales, fosos y contrafosos. Sección 4.107 Drenaje Subterráneo 4.107.001 Subdrén. 4.107.006 Dren longitudinal al borde del pavimento, sección normal. 4.107.007 Dren longitudinal al borde del pavimento, sección con bajada.
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Capítulo 3
ACTIVIDADES PREVIAS A LA CONSTRUCCIÓN DE ALCANTARILLAS
3.1. Programación La cuadrilla de alcantarillas a la cual Ud. pertenece, estará compuesta por un supervisor generalmente llamado Capataz de Alcantarillas o Capataz de Obras de Arte Menores. Este tipo de cuadrillas, está compuesta por uno o dos maestros carpinteros y albañiles y otros maestros enfierradorores y albañiles, en caso de tratarse de alcantarillas de hormigón. La mano de obra fundamental la constituyen los alcantarilleros o ayudantes de maestros de alcantarillas, que para este tipo de obras varía entre seis y ocho trabajadores, como se aprecia en el diagrama siguiente:
CAPATAZ
Maestro Carpintero y Albañil
Maestro Enfierrador y Albañil
MANO DE OBRA
La primera actividad de la cuadrilla es reunirse para programar las actividades constructivas. Generalmente se construyen varias alcantarillas en una semana, por lo que, seguramente, se trabajará en varias actividades en paralelo en varias alcantarillas a la vez, como por ejemplo, en las excavaciones, el armado de los tubos, la compactación del sello de fundación, el cortado y doblado de los fierros de las armaduras, etc.
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Las interrogantes que debemos plantearnos en esta etapa, son, entre otras, las siguientes:
¿ Cuántas alcantarillas vamos a construir ? ¿ Cuántas y que personas trabajaremos en el equipo ? ¿ De qué tipo de alcantarillas construiremos (de tubo, de hormigón, de cajón) ? ¿ Qué materiales ocuparemos ? ¿ Qué herramientas vamos a ocupar ? ¿ Qué equipos serán necesarios ? ¿ Cómo es el terreno ? ¿ Qué implementos de seguridad se necesitan ? ¿ La excavación la hará una máquina o la haremos a mano ? ¿ En qué actividad específica me tocará trabajar a mi en las diferentes etapas de la construcción ?
Todas estas interrogantes se irán conociendo en la etapa de programación. Su capataz o jefe de cuadrilla será la persona encargada de aclarárselas. Recuerde que toda duda, del tipo que sea, debe ser consultada con su capataz. Si bien es cierto, existe bastante libertad en el inicio de las actividades para la construcción de una alcantarilla, en lo general, siempre será necesario cumplir con las siguientes actividades preliminares: o
Programación y estudio de los planos de las obras a ejecutar
o
Reconocimiento del terreno y replanteo
o
Preparación de los materiales
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Para conocer las actividades preliminares a la construcción, debemos conocer muy bien la secuencia constructiva de una alcantarilla. Ella es la siguiente:
Secuencia constructiva: Ya sea se trate de una alcantarilla de tubo corrugado, una de tubo de hormigón o una de hormigón armado llamadas alcantarillas de cajón, las primeras actividades son comunes y son las siguientes: Replanteo del eje de la alcantarilla: en esta etapa el supervisor de la cuadrilla y el topógrafo o un nivelador, con los planos, estacarán en el terreno, el eje de la alcantarilla y los niveles, colocando estacas de referencia para efectuar la zanja de excavación y los controles permanentes a lo largo de toda la construcción. La excavación, hasta donde sea posible se efectuará con una máquina (retroexcavadora o retrocargador), para terminarse a mano con palas y picotas, hasta llegar al sello de fundación, es decir hasta donde se deberá empezar a colocar material árido que constituye la base o el material de hormigón H-5, de acuerdo lo indiquen las especificaciones de detalle del proyecto. Antes de colocar la cama de apoyo sobre el sello de fundación, el suelo natural debe compactarse hasta obtener el 95% de la DMCS (densidad media compactada seca), compactación que debe supervisar el Laboratorista Vial de la obra. El material de base, será de material árido (ripio y arena) o de hormigón H-5 como se indicó anteriormente. El espesor varía entre 10 y 30 centímetros, dependiendo del tipo de suelo y de obra de arte. La compactación del material árido es fundamental para la fundación de la alcantarilla, por lo que se debe obtener la compactación indicada en el proyecto, que generalmente es del 95% de la DMCS del material. Terminada la cama de apoyo, se procede a la colocación del tubo o a la construcción del hormigón si se trata de una alcantarilla de cajón.
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Armado de un tubo corrugado
Tubos de hormigón: de sección circular (izquierda), y de base plana (derecha)
En el proceso de colocación del tubo en la excavación, en su posición definitiva, es fundamental el control de la nivelación de éste. Se debe verificar la correcta alineación del tubo respecto del eje del camino, y de la pendiente del tubo (es claro que la pendiente baja hacia la salida de las aguas). Este control lo realiza un topógrafo de la faena en conjunto con el Jefe de Cuadrilla de Alcantarillas.
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Colocación y nivelación de un tubo corrugado
Finalizada la colocación del tubo y su respectiva nivelación, se procede a la colocación del relleno estructural, el que se va colocando a ambos lados de la alcantarilla, en capas de no más de 30 centímetros, perfectamente bien compactadas. En esta etapa, es común tener que utilizar agua para obtener la compactación requerida. Colocación y compactación del relleno estructural
Finalizada la colocación del relleno estructural, la obra está en condiciones de recibir los muros de boca. Éstos podrán ser de mampostería de piedra, generalmente para tubos de diámetros menores de un metro, de hormigón simple, para tubos de diámetros entre 1,0 y 1,5 metros, o de hormigón armado, para tubos de diámetro mayor a 1,5 metros, o bien como lo indiquen las especificaciones técnicas de la obra.
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Muros de boca en alcantarilla de hormigón armado tipo cajón simple:
La última actividad la constituye la compactación al nivel de la subrasante, la que se efectúa con un rodillo vibrador autopropulsado. La capa de material entre la alcantarilla y la subrasante del camino, rara vez es menor de 40 centímetros. Esta actividad se realiza varios días después de colocado el tubo o cuando el hormigón ya se puede cargar. Compactación pesada a nivel de subrasante
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La secuencia constructiva es entonces: 1) Programación 2) Replanteo y colocación de niveles 3) Excavación 4) Preparación del sello de fundación 5) Colocación y compactación del material de base 6) Colocación del tubo o construcción del cajón 7) Relleno estructural 8) Compactación a nivel de subrasante 9) Construcción de muros de boca
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3.2. Preparación de materiales Estudiado el programa a seguir en la construcción de nuestra alcantarilla, el próximo paso a seguir es la preparación de los materiales, las herramientas y los equipos. Si se trata de una alcantarilla de tubo corrugado, habrá que separar la cantidad exacta de planchas metálicas con sus respectivos pernos, y transportar el material al lugar de la construcción, o en su defecto construir el tubo en otro lugar para posteriormente, transportar el tubo armado, sobre un camión, al lugar definitivo de su colocación. Si se trata de tubos de hormigón, habrá que separar el material, revisar que ningún segmento esté deteriorado, transportar cuidadosamente el material al lugar de la construcción. Debemos considerar llevar el material para las juntas de los segmentos, material que generalmente es un mortero de relación cemento:arena de 1:1, es decir una parte de cemento por una parte de arena. Las herramientas a utilizar en una alcantarilla de tubo corrugado son: o
o
o
Llaves de punta y corona de la medida de los pernos. Puntos de acero de 30 cm de largo (para hacer coincidir las perforaciones de las distintas planchas) Una llave de torque para verificar el correcto apriete de los pernos, el que es indicado por el fabricante.
Las herramientas a utilizar en alcantarillas de hormigón, serán: o
Herramientas de albañil (plana, plomada, nivel de mano, batea, etc.)
o
Chuzos y cuerdas para mover los tubos
Las herramientas y equipos a utilizar en la construcción de alcantarillas en general, serán: o
Pala, picota, chuzo: para el movimiento de tierra.
o
Motobomba: para sacar el agua de la excavación.
o
Herramientas de carpintrería: para los moldajes y niveles.
o
Placa vibradora: para compactar el sello de fundación, la base y el relleno estructural.
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3.3 Nivelado del terreno Efectuada la excavación, procede a la correcta nivelación del terreno natural. Se debe llegar a la cota correspondiente con bastante aproximación, evitando efectuar sobre excavaciones, ya que de lo contrario habrá que rellenar con material para restituir lo sacado en exceso, con la sabida pérdida de tiempo y de dinero.
Posterior al nivelado del terreno, se procede a compactar el suelo natural, conocido como sello de fundación, para dejarlo en condiciones de recibir el material que hará las veces de base la alcantarilla.
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3.4. Trabajo de despeje y desvío de aguas En la construcción de alcantarillas es fundamental desviar el agua que corre por el curso en el cual estamos construyendo nuestra alcantarilla. Si no lo hacemos, será imposible preparar el sello de fundación. Como se trata de terreno natural, el exceso de humedad nos impedirá obtener la compactación exigida para poder fundar la base. El desvío del agua puede hacerse a través de una zanja a un costado de la construcción, o con motobombas, en el caso que recibe el nombre de excavación con agotamiento. Ambos casos se pueden apreciar en las fotografía siguientes. Evacuación de agua a través de una zanja
Excavación con agotamiento (motobombas)
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3.5. Confección de armadura En lo que refiere a la armadura, su armado no se efectúa como un trabajo preliminar de la construcción, sino que en esta etapa, se seleccionarán los diferentes tipos de acero indicados en el proyecto y se procederá a su medición y corte. Es muy común que se disponga de un espacio especial, techado y con los implementos necesarios (mesones, guillotina, etc.), para centralizar la preparación de todos los aceros a emplear en la obra. Posteriormente, los segmentos que corresponda se transportarán a cada obra en particular. Esta actividad debe ser muy bien controlada por cuanto las longitudes de las barras, deben ser exactas, por lo tanto debe ser efectuada por un maestro con experiencia, supervisado constantemente por el Jefe de Obra. El armado propiamente tal, se ejecuta, no en la etapa de actividades previas, sino que en la construcción misma de la alcantarilla. Existirá el caso en que se podrán preparar algunas mallas en forma anticipada, pero no será lo normal.
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Capítulo 4
CONSTRUCCIÓN DE DE AL ALCANTARILLAS
4.1. Montaje Montaje de de Tubos Tubos de Acero Acero Corrugado Corrugado para Alcantarilla Alcantarillass Sólo Sólo una instala instalació ción n corre correcta cta puede puede garant garantizar izar,, a la obra, obra, la máxima máxima resist resistenci enciaa y duración en el tiempo. Las tuberías metálicas metálicas son estructuras estructuras flexibles y por tanto tienden a sufrir, sufrir, bajo bajo carga, un acortam acortamient iento o de la dimensión dimensión vertica verticall y un alarga alargamien miento to de la horizon horizontal. tal. Las presiones verticales, como consecuencia de esta tendencia a deformarse, determinan la reacción reacción del terreno terreno de refuerzo en el costado, para distribuir distribuir uniformemente la presión presión alrededor del tubo. Los diámetros utilizados generalmente para tubos circulares para las alcantarillas de obras viales son los siguientes: 0,8 - 1,0 - 1,2 - 1,5 - 2,0 metros. Es importante destacar que: -
Sólo una instalación perfecta permite aprovechar al máximo las características de flexibilidad estructural de la tubería.
-
La resistencia de la obra acabada será mayor cuanto mayor sea el nivel de compactación del terreno de relleno en los costados. Secuencia de trabajo: 1. Repla eplant nteo eo 2. Excava Excavación ción y cama cama de de apoyo apoyo 3. Estabi Estabiliza lización ción bajo bajo carga carga 4. Descarga Descarga y prepar preparación ación ordenad ordenadaa de las placas placas 5. Montaje Montaje de la estructura estructura de de la chapa chapa 6. Prote Protecci cción ón de las extr extremid emidade adess 7. Terr Terrap aplen lenad ado o 8. Comp Compac acta taci ción ón
Herramientas: Pala Picota Carretilla Punto de de ac acero de 30 30 cm cm de de largo Llave punta y corona Dado y barrote Llave de torque
Materiales: Tubo de acero corrugado Pernos de acero con tuerca Estacas de madera para nivelación Material ár árido (r (ripio) Agua para compactación
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Placa compactadora
4.1.1.
Replanteo:
Es la delimitación delimitación del área en que se instalará instalará la tubería. tubería. Según el lugar de destino destino de la tubería, esta operación se ha de realizar en formas distintas:
- Si la tubería se coloca bajo el trazado vial, ésta se instalará de manera que su eje
longitudinal forme un ángulo comprendido entre 70° y 100° ó 75° y 125° con la normal del eje vial (esviaje). Figura N° 4.1.
-
Si la tubería se emplea para conducir aguas, es preciso facilitar la entrada y la salida del agua de la tubería y evitar cambios repentinos de dirección, tanto planimé planimétric tricaa como como altimétr altimétrica icament mente. e. Además Además,, se acons aconseja eja,, sobre sobre todo todo para para tuberías de gran longitud, no instalar la base del tubo más abajo del lecho del curso curso de agua. agua. Esta Esta observac observación ión permite permite evitar depósi depósitos tos de material material en el fondo. En ambos casos el detalle del esviaje está indicado en los planos del proyecto.
4.1. 4.1.2. 2.
Exca Excava vaci ción ón y Cam Cama de Apoy Apoyo: o:
Es indispensable que las tuberías metálicas se coloquen sobre una cama de apoyo uniforme, resistente y sin irregularidades. En cualquier caso, la tubería no se colocará directamente sobre hormigón.
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Para conseguir un acoplamiento perfecto, se aconseja modelar la cama de apoyo con el perfil del fondo de la tubería. Normalmente, esta cama de apoyo debe de 0,15 a 0,30 m de espesor y estar compuesto de material granular compactado. Si el terreno tiene una sustentación débil, la cama de apoyo deberá tener un ancho de dos veces el diámetro o luz de la tubería. La profundidad de la excavación permitirá repartir correctamente las presiones en el terreno subyacente. Si el fondo es rocoso habrá que interponer un material granular compactado de 0,20 a 0,40 m de espesor entre las estructuras y el fondo. En cualquier caso, entre la tubería y el fondo será preciso interponer una capa de arena monogranular, seca, limpia, de 10 cm aproximadamente de espesor y sin compactar, para permitir su adherencia perfecta.
4.1. 4.1.3. 3.
Estab stabil iliz izac ació ión n Baj Bajo o Car Carga ga::
En gran grande dess traz trazad ados os,, se acon aconse seja ja elev elevar ar la part partee cent centra rall de la fund fundac ació ión, n, manteniendo la mitad de aguas arriba de la estructura menos inclinada que la mitad que está aguas aguas abajo. abajo. Es preciso preciso tener cuidado de no elevar demasiad demasiado o el centro para impedir impedir que el agua que entra se se estanque. estanque. Con una condición condición rectilínea, rectilínea, el valor de la contraflecha situada en la parte central del tubo estará comprendido entre 0,5% y el 1,0% de la longitud de la tubería (Figura N° 4.2).
Esta Esta solu soluci ción ón gara garanti ntiza za una una pendi pendient entee cons consta tante nte a la tube tubería ría desp después ués de la estabilización evitando que se estanque el agua en su interior.
4.1. 4.1.4. 4.
Desc Descar arga ga y Pre Prepa para raci ción ón Orde Ordena nada da de de las las Chap Chapas as
Para evitar que se dañen las placas y que se difícil efectuar el montaje, es preciso realizar la operación de descarga con medios de levantamiento manual o mecánico, nunca por volteo. volteo. Las placas placas se colocarán colocarán de forma racional racional cerca del lugar de la instalación. 54
Durante los desplazamientos, se aconseja no arrastrar las placas para mantener la capa capa de cinc (y eventua eventualmen lmente te betún, betún, betún betún epoxi, epoxi, o materia materiall plastif plastificad icado) o) que protege el acero.
4.1.5.
Montaje
Esta operación se realizará siguiendo las instrucciones y los esquemas de montaje, adjuntos adjuntos a cada estructura, el fabricante indica la posición posición exacta de cada placa placa y el orden progresivo de montaje (Figuras N° 4.3 y 4.4)
Planos de detalle muestran la posición de las piezas que se han de ensamblar en caso caso de tube tuberí rías as con con extr extrem emos os cort cortad ados os o con con form formas as espe especi cial ales es (cod (codos os,, acoplamientos, etc.). a) Estruc Estructura turass T100 T100 – T150 – T200 T200 (el número indica la longitud de la onda, en milímetros) Las Las tube tubería ríass de ondu ondula lació ción n T100 T100 – T150 T150 – T200 T200 tien tienen en secc sección ión circ circula ular, r, elíptica, elíptica, rebajada, rebajada, policéntrica policéntrica y de bóveda. A causa del desfase desfase dado a las placas, el montaje de las tuberías de sección circular difiere de la sección rebajada y policéntrica. Este desfase es de uno o varios intervalos en sentido sentido circun circunfere ferencia nciall en las secciones secciones circula circulares res y elíptic elípticas. as. En las secciones secciones rebajadas o policéntricas, utilizando las placas terminales en la parte de los esquineros, se obtiene un desfase en sentido longitudinal.
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Figura 5 Detalle de la junta
La unión entre las chapas que componen la estructura se realizará utilizando pernos de alta resistencia con un grado de dureza no inferior a 8,8, y de acuerdo a lo indicado en el cuadro siguiente: Tabla 4.1
Corrugación T 70 T 100 T 150 T 200
Perno Tipo M12 M14 M20 M20 M20 M20
Grado Acero 8,8 8,8 8,8 10,9 8,8 10,9
Par de Apriete (Nxm) Mí. Máx. 45 75 70 110 220 350 300 470 220 350 300 470
Figura 6 Detalle elemento
La longitud de los pernos varía según el espesor de la chapa. En cualquier caso los pernos más cortos servirán para unir dos placas, y los más largos,
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tres. En caso de que la dimensión de estas estructuras sea notable, las placas se colocarán con medios de elevación.
Luego se introduce en número limitado de pernos: éstos sirven para mantener ensambladas las placas en la posición correcta. Los pernos que falten se aplicarán sólo tras haber montado un buen número de anillos. Para permitir que las placas pequeñas pueden efectuar movimientos de estabilización, hay que dejar pernos flojos. Para montar la estructura, se cierran los anillos para simplificar el ensamblado de la sección. Las barras cónicas y las manillas, incluidas en el suministro, permiten colocar de forma exacta las placas. Una vez terminado el montaje se aprietan los pernos hasta obtener el apriete necesario, de acuerdo a lo indicado en la tabla anterior.
b) Estructuras T70: (longitud de onda: 67.7 mm) La ondulación T70 comprende tuberías de dos tipos: ENCASTRADO.
ATORNILLADO y
Por lo que concierne a las tuberías de tipo ATORNILLADO, el montaje se realizará comenzándolo cuesta arriba o aguas arriba. Gracias a la disposición en el suelo de los primeros elementos inferiores, el elemento que está cuesta arriba, se superpondrá siempre al elemento que está cuesta abajo. Tras haber colocado los elementos básicos, la cobertura se colocará con un desfase de seis ondas. Esta solución evita superponer los elementos dando uniformidad y resistencia a la estructura. Esta operación se realizará a lo largo del tubo, terminando el montaje con los elementos terminales de seis u ocho ondas (Figura 7) y apretando los pernos hasta obtener el par de apriete previsto, conforma a la tabla 4.1.
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Figura 4.7
El tipo ENCASTRADO consta de dos elementos, uno de base y otro de techo. En caso de sección circular, los elementos de base y de techo son iguales; en aso de sección rebajada, el elemento de base tiene forma rebajada. Durante el montaje es preciso colocar siempre cuesta arriba los entalles de ángulo que están en el borde longitudinal de cada elemento. En el montaje aguas arriba se colocan los dos elementos de base: el elemento que está aguas arriba se superpondrá una onda al elemento que está aguas abajo. Por lo tanto se coloca el elemento superior de cobertura, haciendo coincidir los agujeros de unión, y que se desfasen siete ondas respecto al elemento básico. La unión se realiza con agrafes elegidos en función del diámetro o luz de la tubería.
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Siguiendo este sistema se completa la estructura con los elementos terminales de 7 ondas (Figura 4.8)
Figura 4.8
Es muy común también, armar el tubo en un lugar diferente del emplazamiento definitivo de la alcantarilla, y es así como vemos que los tubos se arman a un costado de la construcción del camino para posteriormente, colocarlos en su posición definitiva. O encontramos lugares especiales donde se arman los tubos de todas las alcantarillas de un tramo del camino,
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para, posteriormente, transportarlos en camión a sus lugares definitivos de construcción. En ambos casos, se debe tener especial cuidado al mover el tubo armado, para no abollarlo o deteriorarlo, ya que si ello ocurre, el Mandante de la obra ordenará cambiar las planchas deterioradas, con el costo y tiempo perdido que ello significa. Más precauciones hay que tomar si los tubos se transportarán en camión ya que la cantidad de movimientos que hay que hacer con los tubos, es mucho mayor (subir al camión, amarrarlas y transportarlas, bajarlas del camión, desplazarlas al lugar exacto de construcción, ponerla dentro de la excavación, etc.). c) Cimentación de las secciones en bóveda. Los arcos se montan siempre sobre cimientos en obra en hormigón armado. Observando en la alineación y la pendiente, la bóveda se instalará cuidadosamente en el canal de base (Figura 4.9) Figura 4.9 Detalle Anclaje de las Bóvedas
Esta operación se realiza en cuatro fases: 1. Preparación de los cimientos continuos (colada primera fase). Estos cimientos tendrán una cavidad en la parte superior que alojará el perfil de anclaje del canal de base (incluido en el suministro). 2. Colocación de los canales de base.
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3. Cierre de la bóveda de chapa con todas sus placas y ensamblaje de los semianillos que componen la estructura. 4. Precintado entre estructura de chapa y cimentación con hormigón (colada segunda fase).
d) Instalaciones Múltiples: En caso de estructuras en batería, entre un tubo y otro es preciso interponer un espacio d indicado en los cuadros siguientes (Figura 4.11). Figura 11
e) Estructuras de Notables Dimensiones En este caso se usarán tirantes horizontales dentro de la sección de la tubería. Se suele tratar de barras que se tensan con un tornillo doble. Los tensores se aflojan durante la operación de soterramiento (Figura 10). Figura 10
4.1.6.
Protección de las Extremidades
Un muro de cabecera situado en los extremos de la tubería es el perfeccionamiento mejor de una obra, porque s soportan los lados y se impiden posibles infiltraciones de agua. Los muros de boca se pueden evitar si la tubería tiene cortes con la misma inclinación del talud.
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Los cortes a pique de planta también son un perfeccionamiento ideal de la tubería, pero cada vez que la tubería tiene cortes para una instalación diferente de las previstas en la Figura 4.12, hace falta reforzar los extremos con un anillo o un muro en hormigón armado o mampostería, en función del diámetro del tubo.
Figura 4.12
También en el caso de tuberías instaladas en cursos de agua se necesita revestir los taludes para evitar infiltraciones de agua y remoción del material de relleno. De acuerdo a lo que indique el proyecto, se emplearán muros de boca en mampostería u hormigón, que se adaptarán muy bien a cualquier tipo de estructura. En general, el Volumen 4 del Manual de Carreteras considera la construcción de muros de boca en mampostería de piedra hasta diámetros de 1,5 metros; en diámetros superiores, se deben construir en hormigón.
4.1.7.
Terraplenado o compactación del relleno estructural
Indudablemente esta fase es la más importante del trabajo, pero la calidad del material, una buena compactación y el respeto de las indicaciones, permitirán terminar la obra y obtener excelentes garantías estáticas y una gran resistencia a través del tiempo. El material utilizado para el relleno estructural está
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compuesto por materiales del grupo A1 – A3 – A2, 4-A2,5 sin impurezas orgánicas ni inorgánicas, según la AASHTO M145 compactado a 90-95% de la AASHTO T180 por capas horizontales de 0,20 a 0,30 m de espesor máximo, dispuestas alternativamente a un lado y otro de la estructura. Durante el terraplenado, las bóvedas tienden a desplazarse lateralmente y a elevarse en la clave de la bóveda. Para subsanar este inconveniente basta con tapar el arco por capas alineando cada capa a la curvatura de la bóveda (Figura 4.13). Figura 4.13
También en esta fase, es necesario proteger las tuberías, para conservar su posición y forma geométrica, en caso de que transite maquinaria pesada de obra. Un buen sistema de protección es aumentar el terraplenado en función del peso del tránsito.
Compactación Se aconseja un cuidado especial en esta operación, ya que la tubería metálica debe su resistencia a la sujeción lateral del terreno compactado a su alrededor. El material se colocará en un principio por debajo de la tubería donde tendrá que compactarse enérgicamente y humedificarse con una cierta frecuencia, si el material de relleno es adecuado para facilitar su penetración bajo las chapas de la base, donde se produce la máxima presión transmitida por la estructura al terreno adyacente. A continuación, el material de terraplén se colocará y compactará por capas horizontales de 20 a 30 cm de espesor máximo situadas alternativamente a un lado y otro de la tubería, para que el nivel de soterramiento sea lo más homogéneo posible. Se aconseja compactar por lo menos una capa al 90 ó 95% de la densidad óptima del ensayo AASHTO Estándar Modificado. Durante la fase
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de compactación se aconseja utilizar con prudencia medios pesados cerca de la tubería para no dañarla. El terraplén localizado realizado y compactado alrededor de la estructura suele estar compuesto por el material utilizado para realizar el núcleo del terraplén. Además se evitará que pasen vehículos pesados de obra sobre la tubería que no tenga un material de recubrimiento, mínimo pero suficiente para repartir la carga de la obra, para evitar solicitaciones superiores a las que se han previsto en el cálculo (Figuras 4.14 y 4.15).
Figura 4.14
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Figura 4.15
Para el terraplenado alrededor de la estructura se aconseja utilizar arena monogranular de 5 mm de diámetro como máximo. Para una capa alrededor del tubo de 20 cm aproximadamente, para que se ajuste perfectamente la pared ondulada de la estructura al trazado técnico. Durante la ejecución del trazado es preciso controlar las dimensiones de la estructura, para evitar posibles deformaciones de la misma. Este control puede realizarse con un sistema de medición efectuado durante toda la fase de montaje del tubo para determinar, horizontal y verticalmente en varios puntos del perfil de la estructura, las variaciones dimensionales respecto a las medidas teóricas del tubo. El control de estas dimensiones, tendrá que impedir que, durante la fase de terraplenado, la tubería se deforme respecto a la forma teórica del plano y que por tanto la pared de la estructura tienda a perder el radio original de curvatura. Sobre todo, es importante impedir que se formen cúspides, aunque sea ligeras, hacia el interior de la tubería a la altura de las juntas atornilladas longitudinales de las placas, volviendo a apretar, cuando sea necesario, los pernos de unión que puedan aflojarse durante la fase de soterramiento. 65
Para que la estructura dure y evitar corrosiones por el lado del terraplén en las placas de acero que componen la tubería protegidas solamente por el galvanizado, para ejecutar el terraplenado se aconseja utilizar material que ofrezca una resistividad eléctrica por lo menos superior a 8.000 Ohm/cm y con PH que se acerque al valor neutro de 7. Asimismo, es oportuno evitar fuertes filtraciones de agua en el terraplén situado alrededor de la estructura que podrían modificar, con el tiempo, las características mecánicas y de compactación del material.
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4.2. Proceso de construcción de muros de boca Secuencia de trabajo: Estacado y nivelación del terreno Excavación Moldajes y enfierradura o armadura Hormigonado Levantamiento de moldajes Herramientas: Pala Picota Carretilla Nivel Placa compactadora Equipo de carpintería Betonera de 10 pies cúbicos
Materiales: Piedras para mampostería Mortero para mampostería Hormigón H-30 Acero estructural Alambre negro N° 18 Agua para compactación y hormigones Madera para moldajes
Equipo de enfierrador Equipo de albañil
Clavos
Generalmente la construcción de los muros de boca de las alcantarillas se construyen en forma paralela a ésta, o después que el tubo está colocado. El muro de boca será de mampostería de piedra, hormigón simple u hormigón armado, este último en alcantarillas de diámetro superior a 1,5 metros, o como lo establezca el proyecto. El proceso comienza con el replanteo de la obra sobre el terreno natural; se estacan las excavaciones que sea necesario ejecutar y la alineación respecto del tubo de la alcantarilla. Efectuada la excavación, se colocan las niveletas que se mantendrán durante toda la obra y que
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permitirán el control permanente de las alineaciones de los moldajes y las cotas correspondientes. Efectuada la excavación, se deberá compactar el terreno natural de acuerdo a las especificaciones del proyecto a fin de obtener el sello de fundación, el que, en lo general, deberá obtener una compactación del 95% de la DMCS. Sobre en terreno natural debe colocarse una cama de apoyo de material árido u hormigón H-5, sobre la cual se construirá el muro.
Moldajes: Frecuentemente la ejecución de una obra de hormigón se juzga por el aspecto, el cual depende en gran medida de la calidad de los moldajes. Las dimensiones y formas de los moldajes deben ser las adecuadas para construir los elementos de hormigón de las dimensiones proyectadas. Deben suficientemente sólidos para resistir sin deformarse el peso del hormigón, y cargas eventuales como la colocación y compactación de éste. El moldaje debe ser una estructura económica y provisional que requiere de un montaje fácil y desmontaje aún más sencillo. El retiro de los moldajes debe ser simple para no deteriorarlos y aprovecharlos repetidas veces. Los moldajes deben impedir la pérdida de lechada. Su superficie debe estar limpia y tener una textura uniforme; conviene impregnarla con aceite para impedir que el hormigón se adhiera a ésta. Las maderas usadas habitualmente son el álamo, el pino insigne y la placa carpintera (especie de terciado marino grueso). Las dimensiones de los clavos está comprendida entre 2 1/2" a 4" y para la ejecución de las amarras deberá emplearse alambre negro N° 18. Los elementos de sujeción de los moldajes se deberán diseñar de modo que ningún elemento metálico quede embutido en el hormigón a menos de 25 milímetros de la superficie. Los
plástico,
separadores para materializar el recubrimiento de las armaduras deberán ser de mortero o similares. 68
Se deberá instalar una cantidad suficiente de pisaderas, escalas, pasarelas, soportes y otras instalaciones provisorias para que los trabajadores no necesiten trepar, caminar o colgarse de las armaduras durante el proceso de colocación. En lo general, los moldajes de una estructura de alcantarillas, se puede levantar pasados 4 días desde el término del hormigonado.
La Armadura o Enfierradura:
será tratada en el capítulo siguiente.
El Hormigonado: El proceso indicado a continuación es válido para el hormigonado de toda obra de arte, no tan solo para los muros de boca de alcantarillas. Colocados los moldajes y la armadura, se procede a colocar el hormigón, para lo cual se debe tener en consideración lo siguiente: El Cemento: El cemento a utilizar, debe ser el conocido como cemento hidráulico, el que debe cumplir con la normativa vigente y que es controlada por el Laboratorista Vial de la Obra y por la Inspección Fiscal.
El Agregado: La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. La distribución del tamaño de partículas se determina por procedimientos normados y se realizan en el laboratorio de Mecánica de Suelos de la Obra y son controlados por la Inspección Fiscal. Este material, en general, será de 5% máximo para las arenas y 30% máximo para los áridos gruesos.
El Mezclado: El cemento se debe medir en peso. No es conveniente medirlo en volumen, pues su densidad es muy variable. Para la medida se recomienda ocupar sacos completos, los cuales tienen un peso neto de 42,5 kg. La medición de los volúmenes de la arena y ripio debe realizarse mediante el uso de carretillas y/o cajones dosificadores. La medición por paladas debe eliminarse por la gran imprecisión que introduce en las dosificaciones.
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Carretillas dosificadoras: tienen una compuerta regulable en el capacho, la que permite variar el volumen de éstas, llegando hasta los 90 litros. Cajones dosificadores: para la medición de los volúmenes de arena y ripio también s emplean cajones dosificadores, los que sirven además para el transporte de los materiales desde el acopio hasta el sitio de mezclado. Se recomienda un cajón de 30 litros de volumen, fabricado de tablas de 1" de espesor y de las dimensiones que se indican en la figura. El cajón lleno de árido, enrasado, pesa aproximadamente 50 kg. La medida debe hacerse enrasando el árido, sin colmar el cajón. En el lugar de mezclado debe estar el equipo para el pesaje y control. La dosificación se controla con romanas y el agua se dosifica desde tanques medidores dosificadores o con medidores de agua. Siempre debe utilizarse una Betonera para el mezclado y lograr el mezclado y consistencia uniformes de cada carga El tiempo de mezclado, contado desde el momento en que los ingredientes y el agua están en la betonera, debe ser por lo menos, de 2 minutos para una mezcla de 1 metro cúbico. El tiempo excesivo de mezclado puede eliminar el aire incluido y aumentar los finos, lo cual necesita más agua para mantener la trabajabilidad. La incorporación de los materiales en la betonera se debe hacer en el menor tiempo posible y en el siguiente orden: 1° 2° 3° 4° 5° 6°
3/4 partes del agua a emplear el ripio la arena el cemento el resto del agua necesaria mezclar durante un tiempo mínimo de 2 minutos.
NO COLOCAR NUNCA EL CEMENTO EN PRIMER LUGAR El hormigón debe salir uniforme y bien revuelto, sin que las piedras se separen del mortero.
El Transporte: Con el fin de evitar que el hormigón pierda sus características iniciales, obtenidas en un buen proceso de dosificación y mezclado , es necesario que su transporte hasta el lugar de colocación se haga con las mayores precauciones posibles y sin demoras. Un transporte inadecuado puede producir derrames de material, segregación el hormigón o separación de sus componentes y/o contaminación.
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Los elementos de transporte más comunes en obras pequeñas son: carretillas, baldes, canoas. Generalmente se ocupan carretillas concreteras de 90 litros de capacidad, con ruda de goma; no se recomienda exceder de 70 metros de distancia en el transporte.
Cuando las carretillas se trasladen por superficies accidentadas se les debe hacer circular sobre tablones. Cuando la distancia de transporte sea muy larga o las condiciones atmosféricas desfavorables (viento, lluvia, sol fuerte), el hormigón debe protegerse cubriéndolo con polietileno, sacos u otro medio.
La Colocación: El plazo máximo entre la fabricación del hormigón y su colocación no debe exceder de 30 minutos. Si el hormigón comienza a secarse por demora en la colocación, no debe agregarse agua para ablandarlo. Dicho hormigón se tendrá que botar. Cuando se descarga el concreto de la mezcladora, se deben tomar precauciones para evitar la segregación por la caída sin control cuando cae a las carretillas o a los moldajes y armaduras. La segregación es la separación de los diferentes tamaños de los áridos que componen la mezcla y se produce cuando el concreto es depositado de un lugar alto a uno más bajo; esta diferencia de altura no debe sobrepasar un metro y medio de longitud. Si la mezcla se segrega en la obra que estamos construyendo, deberá ser reemplazada, por lo tanto la importancia de esta actividad es fundamental. En general, el hormigón debe colocarse en capas de 30 cm de espesor y es necesario compactar adecuadamente cada capa antes e colocar la próxima. La capa sobre la cual se hace la colocación debe estar blanda. Cualquiera sea el método o equipo utilizados para el transporte, el concreto se debe depositar lo más cerca del lugar final. No se debe dejar que el concreto fluya a su lugar, porque entonces se concentra mortero menos durable, en los extremos y en las esquinas, en donde la durabilidad es lo más importante.
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La Compactación: Para eliminar los poros que se quedan entre las partículas, es necesario compactar el hormigón. Si esto no se hace, el hormigón será débil, poroso, poco uniforme y mal adherido a la enfierradura. Existen métodos de compactación manuales y mecánicos, pero para este tipo de obras sólo debe considerarse la compactación con medios mecánicos. La forma más conveniente es la compactación por medio de vibradores de inmersión, con lo que se obtienen hormigones más densos, económicos, resistentes, durables y de mejor terminación superficial. El modo de operación consiste en introducir el vibrador en forma vertical en la masa de hormigón y retirarlo lentamente una vez que aparece la lechada superficial. El vibrador debe atravesar toda la capa colocada y penetrar unos 15 cm en la capa anterior para asegurar una buena unión entre ellas. El vibrador se introduce cada 50 cm de distancia, durante un periodo de 10 a 20 seg. La vibración se ha completado cuando la zona compactada se alisa y se torna brillante. Cuando esto ocurre, el vibrador debe retirarse lentamente y trasladar al punto siguiente. Se continúa así hasta compactar la masa de hormigón. No se debe compactar con vibrador de inmersión hormigones demasiado fluidos porque en ellos se produce segregación, depositándose el ripio en el fondo del moldaje. Lo mismo sucede con el exceso de vibración. El hormigón no se debe trasladar con el vibrador ya que esto produciría una separación el mortero y el ripio.
El Curado: El hormigón fresco o en proceso de endurecimiento debe mantenerse húmedo durante por lo menos 7 días. Este proceso se llama curado. Un curado inadecuado o insuficiente provoca bajas resistencias y grietas del hormigón.
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El cuidado debe ser más cuidadoso en pisos, radieres y pavimentos, es decir, en losas. La protección y curado del hormigón debe iniciarse inmediatamente finalizada la colocación del hormigón y las terminaciones de las superficies. Durante el periodo de curado el hormigón no debe sufrir ningún tipo de cargas, impactos, vibraciones, tránsito de personas, vehículos, equipos, material, etc. Los métodos de curado más comunes y fáciles e ejecutar son: o
o
Mantener constantemente húmeda la superficie el hormigón: riego permanente, bajo agua, uso de cubiertas mojadas (arpillera, sacos, etc.) Impedir la pérdida de humedad cubriendo herméticamente la superficie del hormigón mediante láminas impermeables (polietileno), o usando líquidos que formen membranas impermeables.
El curado debe comenzar en cuanto el hormigón resiste el proceso sin deteriorarse por el riego o el contacto con las láminas de polietileno o arena húmeda. No se debe regar el hormigón recién colocado porque esto producirá daño a la superficie. Las estructuras de hormigón tales como vigas, pilares, muros, etc., se curan generalmente, manteniendo mojados los moldes. Una vez que estos se retiran, se riega directamente la superficie del hormigón. Los pisos, radieres y pavimentos (losas en general), se curan usualmente por inundación mediante diques de tierra, o empleando láminas de polietileno. El primer método consiste en construir pequeñas piscinas sobre el hormigón por medio de diques de tierra o arena, las que mantienen permanentemente llenas con agua. En el segundo caso, se riega la superficie de hormigón e inmediatamente se cubre con polietileno, dejando las láminas traslapadas a 15 cm. Si la temperatura ambiente es inferior a 5°C, debe aumentarse el número de días necesarios para la protección y curado. Moldajes en un muro de boca en alcantarilla de cajón
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Muro de boca terminado:
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4.3. Proceso de Construcción de Armadura o Enfierradura para alcantarillas de hormigón Secuencia de trabajo: Estirado del fierro Marcación y corte Doblado Moldaje Colocación y amarrado (construcción armadura) Herramientas: Grifa Alicate Martillo de peña Cincel Napoleón Sierra
Materiales: Barras de acero Alambre negro N° 18
Tipos de Armaduras Aunque las armaduras para el hormigón son en realidad de acero, normalmente se les denomina como fierro de construcción. Las barras se fabrican en varias calidades de acero. Para el caso específico de las obras de arte, generalmente se utiliza el acero tipo A63-42H (resistencia a la rotura por tracción de 630 MPa y límites de fluencia del material de 420 MPa), salvo indicación contraria en las especificaciones del proyecto.
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Las barras con resaltes o estrías, están identificadas mediante marcas en sobrerrelieve, las que se repiten a lo largo de las barras a una distancia de 2 metros. Las barras con resaltes mejoran la adherencia con el hormigón. El corte de las barras de 6 mm hasta 10 mm se puede hacer con napoleones o cincel y martillo; para diámetros mayores se emplea una guillotina. Los cortes se hacen en ángulo recto, con las barras perfectamente estiradas y de acuerdo al largo necesario. El doblado puede hacerse con grifa, que es una herramienta formada por una barra metálica con dos salientes paralelas en uno de sus extremos, las que forman una U donde se introduce el fierro que se quiere doblar.
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Se permite cierta cantidad de oxidación en los refuerzos si no está suelta y no hay pérdida apreciable de área transversal. En realidad, la oxidación, al crear una superficie áspera, mejorará la adherencia entre el acero y el concreto. Las varillas deben estar libres de herrumbre suelta, incrustaciones y escamas, grasa aceite u otro recubrimiento que pueda afectar la adherencia. Las varillas no se deben doblar o enderezar en ninguna forma que pueda dañarlas. Si es necesario aplicar calor para doblarlas, la temperatura no debe ser mayor a la del rojo cereza y se debe dejar que el acero se enfríe con lentitud, sin enfriarlo por inmersión.
Los refuerzos se deben soportar y amarrar en los lugares y posiciones señalados en los planos. Se debe inspeccionar el acero antes de colocar el concreto. Ni el refuerzo ni ninguna otra pieza que vaya a quedar sumergida en el hormigón, se deben mover de su lugar antes o durante el colado del concreto. Las varillas y la malla metálica no deben quedar torcidos ni tener curvaturas no especificadas al colocarlas. Las varillas torcidas o curvadas, incluso las que deformaron los operarios al caminar sobre ellas, pueden ocasionar que el concreto endurecido se agriete cuando las cargas de servicio tensionen las varillas. Por lo general el refuerzo se coloca sobre soportes de alambre para las varillas, de preferencia galvanizados para superficies expuestas. Las varillas para el lecho inferior para losas suelen estar soportadas sobre travesaños longitudinales en la parte inferior, para que puedan descansar sobre las varillas ya colocadas.
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Aunque es esencial que el refuerzo se coloque en el sitio exacto indicado en los planos, son necesarias ciertas tolerancias, las que serán las indicadas y deben ser consultadas en el proyecto.
4.4. Proceso de construcción de fosos y cunetas revestidas Secuencia de trabajo: Replanteo, nivelación y estacado Excavación y acabado taludes Sello de fundación Colocación del material prefabricado Enfierradura, Moldajes y Hormigonado en caso de fabricar el hormigón “in situ”
Herramientas: Pala Picota Nivel de mano Equipo de albañil Placa vibradora
Materiales: Revestimiento prefabricado de hormigón Mortero
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La excavación de los fosos se efectuará preferentemente con una excavadora o retrocargador, lo más cercano posible a la geometría establecida en los planos. En cuanto a las cunetas, éstas se efectúan con una motoniveladora en conjunto con la nivelación del resto de la plataforma. En ambos casos, la terminación deberá hacerse a mano a fin de acabar exactamente la obra de acuerdo a lo establecido en el proyecto. Para lo anterior, es muy útil la utilización de escuadras de madera con la misma forma del foso o cuneta, con las cuales se va controlando la forma dada al terreno natural por parte de los integrantes de la cuadrilla. Terminada la excavación, se compactan los sellos de fundación y se repone de material aquellos lugares que no estén a la cota establecida en los planos. Si el proyecto lo contempla, se deberá agregar una capa de 15 cm de material de relleno estructural, debidamente compactado, antes de iniciar el hormigonado o la colocación del hormigón prefabricado. El espesor del revestimiento será mínimo de 10 cm en toda la superficie a revestir, a no ser que en el proyecto se especifique otro espesor distinto al señalado, en cuyo caso prevalecerá este último. Los revestimientos se podrán construir en sitio con hormigón normal u hormigón proyectado. Incluso con una combinación de éstos. Alternativamente, se podrán emplear elementos prefabricados, incluso complementados por faenas de hormigonado en sitio, empleando hormigón normal o proyectado. La malla de refuerzo deberá cubrir toda la superficie a revestir, debiendo quedar embebida en el hormigón de revestimiento de los taludes y de la base de sección tipo proyectada, independientemente del tipo y forma de hormigonado o elementos constituyentes del revestimiento. Los traslapes de la enfierradura se efectuarán en una longitud mínima de 20 cm o la señalada en el proyecto. Para revestimientos continuos hormigonados en sitio, se deberán construir juntas de contracción espaciadas entre sí cada 3,0 metros como máximo, utilizando tablillas de asbesto cemento (pizarreño) u otro material previamente autorizado por la Inspección Fiscal. Las unidades prefabricadas deberán ser alineadas y colocadas tan próximas entre sí como sea posible, y las juntas de unión rellenadas con un mortero de dosificación 1:3 (cemento:arena) en peso, o de 1:2 en volumen. 79
