Procesos de Construcción en Subestructuras.
Una zapata es un elemento estructural que sirve de cimentación a un pilar, muro u otro elemento superficial, transmitiendo los esfuerzos que recibe de este al terreno. De acuerdo a la sección o canto de la zapata, este elemento constructivo responde de distinta manera a las cargas que inciden sobre él. Por lo cual requiere de determinadas dimensiones y la necesidad a veces de ir armado. ir armado.
Zapata Maciza (hormigón en masa) La zapata maciza solo trabaja a la compresión. Es una zapata que no necesita ir armada, aunque puede colocarse una pequeña armadura si la carga lo requiere, y de esa manera se evita que el cimiento se abra (armadura de reparto). Esta sección suele usarse más en zapatas o cimentaciones continuas que en zapatas aisladas.
Zapata Rígida:(hormigón armado) La zapata rígida suele armarse con una carga de hierro de alrededor de 25 a 40 kg/m3. En la armadura se utilizan barras de un diámetro mínimo del orden de 12 mm para evitar corrosiones. Su recubrimiento mínimo es de 8 cm.
Zapata Flexible:(hormigón armado) La zapata flexible, por sus dimensiones, está sometida tanto a esfuerzos de compresión como de tracción. La armadura reparte los esfuerzos de tracción producidos en la zona inferior de la zapata. Aunque la cantidad de armadura depende del terreno y de la carga que soporta el cimiento, suele oscilar entre 50 y 100 kg/m3
Ejecución de Cimentaciones Superficiales por Zapatas. Estos trabajos se aplican en cimentaciones superficiales en terrenos arcillosos, conglomerados o rocosos, donde se mantienen los taludes de la excavación verticales o con la pendiente necesaria que asegure su estabilidad.
Tareas Previas.
Antes de comenzar con las cimentaciones, deberán realizarse las siguientes tareas: A. Estudio Geotécnico considerando lo siguiente: 1. Corte estratigráfico y nivel de la capa freática. 2. Grado de agresividad del suelo. 3. Características mecánicas (módulo endométrico, etc.) 4. Estimación de la profundidad de la cimentación.
B. Después de realizar el desmonte o vaciado, preparar la superficie con la planeidad suficiente para replantear las zapatas. C. Previo a la realización de la cimentación directa por zapatas, deberá tener pleno conocimiento del terreno y saber si existen zonas blandas o cavernas que impidan la ejecución de estos trabajos. Del mismo modo, deberá tener conocimiento previo de la posible existencia de agua en el terreno, para efectuar los achiques necesarios.
Deberá también considerar la existencia de cimentaciones cercanas y los servicios afectados que puedan perjudicar la ejecución de las tareas. D. Hormigón: Previo a su empleo, debe analizarse y haber aprobado la planta de fabricación y las fórmulas de trabajo propuestas y los materiales componentes del hormigón; verificar los resultados de rotura a la compresión y los equipos de transporte, colocación y vibrado que han de emplearse en la obra. E. Cimbras y Apeos: Comprobar la documentación técnica y el dimensionado para resistir el peso del hormigón, su propio peso y el peso de los encofrados y las probables sobrecargas accidentales que incidan sobre los mismos. Las cimbras deberán soportar una acción horizontal del orden del 2% de la carga vertical que actúe sobre ellas. F. Encofrados: Deberá comprobar que los elementos componentes de los encofrados y sus uniones, tengan la resistencia suficiente para no deformarse, verificar las presiones del hormigón fresco y los efectos del método empleado para compactación.
Proceso Constructivo. Excavación y Limpieza. Después de efectuar el replanteo de la zapata, se inicia la excavación con una retroexcavadora con cuchara, en el caso de terreno de tránsito, o con martillo en caso de terreno rocoso o conglomerado, reservando el material acopiado para el posterior relleno o para su transporte a vertedero. De acuerdo al tipo de terreno y a la profundidad de excavación se disponen los taludes necesarios para garantizar su estabilidad. Al llegar al fondo de la excavación, la misma se nivela y se comprueba si el terreno, considerando las condiciones de tensión admisible del proyecto, es el previsto para efectuar la cimentación.
Las dimensiones de las zapatas deben ser las de los planos, con una tolerancia en + ó - 5 cm. Antes de verter el hormigón de limpieza, se limpiará el fondo de la excavación quitando cualquier material suelto hasta obtener una plataforma horizontal. En la superficie de la excavación se disponen repartidos uniformemente marcando la cota de hormigón de limpieza coincidiendo con la cota inferior de la zapata. En caso de que sea necesario, se coloca seguidamente el encofrado lateral, comprobando las dimensiones y pendientes. Luego se coloca el hormigón de limpieza para nivelar el fondo de la excavación y para preparar la colocación de la armadura.
Armaduras. Comprobada la colocación de la ferralla, se efectúa el replanteo de la cota de hormigonado colocando barras de acero o pintando los laterales. Luego se disponen cuerdas entre las marcas para la nivelación de la superficie del hormigón. Previo al hormigón debe limpiarse la superficie de asiento de toda suciedad y materiales sueltos. Se lava la superficie y si quedan charcos, debe eliminarse todo resto de agua. Se hormigonéa con bomba o grúa con cubilote. El hormigón se coloca con vertido directo, desde una altura menor o igual a 1,5 m., tratando de que no segregue y considerando los factores climáticos (EHE). Al hormigonear, debe cuidarse que no se produzcan desplazamientos de los encofrados o de las armaduras y tratando que no se formen juntas, coqueras o planos de debilidad dentro de estas secciones. El hormigón se coloca en forma continua o en capas, con esperas cortas para que al colocar la capa siguiente, la anterior aún se encuentre en estado plástico, para evitar la formación de junta fría. Se compacta el hormigón mediante vibradores de aguja, considerando que la aguja se introduzca profundamente en la masa vertical y debe quitarse con lentitud y a velocidad constante. El hormigón se compacta en tongadas no mayores a 60 cm. Cuando se compacta por tongadas, la aguja del vibrador debe introducirse en la capa inferior entre 10 y 15 cm.
Juntas.
Todas las juntas de hormigonado deben preverse en el proyecto. Si se produjera alguna junta no prevista, deberá ejecutarse normalmente en la dirección de los esfuerzos máximos; cuando ésto no pueda realizarse, formarán con ella el mayor ángulo que sea posible. Cuando se interrumpe el hormigonado, superando las 4 ó 6 horas, se limpiará la junta con un chorro a presión de aire y agua o con cualquier otro sistema que realice la correcta limpieza de la lechada superficial, áridos sueltos, etc., para que el árido quede visto.
Curado. El curado se efectúa mediante riego de agua o con líquido especial de curado (filmógeno) durante 7 días seguidos. Esta operación se realiza en toda la superficie expuesta a continuación del vibrado y enrasado de la superficie final, para evitar la aparición de fisuras de retracción plástica con la pérdida de humedad. Si se emplea película filmógena. la misma se extiende sobre la superficie humedecida y saturada pero evitando los charcos. Los paramentos encofrados se curan inmediatamente después de desencofrar. En los curados con agua, el proceso lleva una duración mínima de 4 días; si las temperaturas son muy bajas, se extiende a 7 días. Si arreciara el viento, hubiera mucho calor o baja humedad ambiente, se intensifican los procesos de curado.
GUÍA DE SEGURIDAD PARA SUBESTRUCTURAS-.
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CUANDO TIENE QUE TRABAJAR EN ALTURAS, EN ANDAMIOS, EL OPERARIO SE CERCIORA DE QUE EL ANDAMIO SEA SEGURO, INDICADO POR LA TARJETA DE "ANDAMIO SEGURO", COLOCADA EN EL MISMO.
CUANDO NO ES POSIBLE COLOCAR LÍNEAS DE VIDA O ESTÁTICAS, SE CUENTA CON REDES COLOCADAS BAJO LA ZONA DE TRABAJO
CUANDO ES APLICABLE, SE UTILIZAN CANASTILLAS DE IZAJE DE PERSONAL, DISEÑADAS ESPECIALMENTE PARA EL CASO. EN SUBSTITUCIÓN DE LAS ESCALERAS. SE REVISA PERIODICAMENTE EL ESTADO DE LA HERRAMIENTA. SE HA COLOCADO UNA BARDA PERIMETRAL AL INICIO DE LA OBRA SE HA DELIMITADO EL ÁREA DE TRABAJO, EVITANDO EL PASO DE TRABAJADORES AJENOS A LA OBRA. SE HAN DELIMITADO LAS ZONAS DE QUEMA PARA EVITAR INCENDIOS. AL PORTAR O ALMACENAR HERRAMIENTA CORTANTE SE VERIFICA QUE LOS FILOS DE ESTA NO QUEDEN EXPUESTOS NI OXIDADOS. SE DELIMITÓ EL ÁREA DE MOVIMIENTO DE MAQUINARIA PARA EVITAR EL PASO INDEBIDO DE PERSONAS. CASCO FAJA DE SOPORTE DE LA ESPALDA. GUANTES ANTEOJOS TAPONES DE PROTECCIÓN AUDITIVA MASCARILLA DE PROTECCIÓN CONTRA POLVOS CARETAS PARA SOLDAR CALZADO DE SEGURIDAD BOTAS DE HULE O PLÁSTICO CAMISA DE MANGA LARGA Y PANTALÓN. ARNÉS CON CUERDA DE VIDA ARNÉS TIPO PARACAIDISTA
Métodos del Proyecto estructural
Diseño por medio de modelos Se recomienda en el diseño de elementos estructurales de forma muy compleja que no son fáciles de analizar por medio de los modelos matemáticos usuales. Método de los esfuerzos de trabajo o de esfuerzos permisibles o teoría elástica Los elementos mecánicos producidos en los distintos elementos por las solicitaciones de servicio o de trabajo se calculan por medio de un análisis elástico. Se determinan después los esfuerzos en las distintas secciones debido a los elementos mecánicos, por métodos también basados en hipótesis elásticas. Los esfuerzos de trabajo así calculados, deben mantenerse por debajo de ciertos esfuerzos permisibles que se consideran aceptables, el método es razonable en estructuras de materiales con un comportamiento esencialmente elástico. Método de la resistencia o método de factores de carga y de reducción de resistencia o teoría plástica Los elementos mecánicos se determinan por medio de un análisis elástico-lineal. Las secciones se dimensionan de tal manera que su resistencia a las diversas acciones de trabajo a las que puedan estar sujetas sean igual a dichas acciones multiplicadas por factores de carga, de acuerdo con el grado de seguridad deseado o especificado. La resistencia de la sección se determina prácticamente en la falla o en su plastificación completa. Métodos basados en el análisis al limite En este criterio se determinan los elementos mecánicos correspondientes a la resistencia de colapso de la estructura. (Formación de suficientes articulaciones plásticas para llegar a la falla total de la estructura). Se hace un análisis estructural plástico. Métodos probabilisticos Las solicitaciones que actúan sobre las estructuras, así como las resistencias de estas son cantidades en realidad de naturaleza aleatoria, que no pueden calcularse por métodos deterministicos como se supone en los criterios de diseño anteriores. Esto nos conduce a pensar en métodos basados en la teoría de las probabilidades. Las principales limitaciones que se tienen en la actualidad son que no se tiene suficiente información sobre las variaciones tanto de las solicitaciones que deben
de considerarse como la resistencia de los materiales y de las estructuras construidas con ellos. 4. Acciones y sus efectos sobre los sistemas estructurales
Clasificación: Atendiendo los conceptos de seguridad estructural y de los criterios de diseño, la clasificación mas racional de las acciones se hace en base a la variación de su intensidad con el tiempo. Se distinguen así los siguientes tipos de acciones: Acciones permanentes. Son las que actúan en forma continua sobre la estructura y cuya intensidad pude considerarse que no varía con el tiempo. Pertenecen a este grupo las siguientes. 1.- Cargas muertas debidas al propio peso de la estructura y al de los elementos no estructurales de la construcción 2.Empujes estáticos de líquidos y tierras 3.- Deformaciones y desplazamientos debido al esfuerzo de efecto del preesfuerzo y a movimientos diferenciales permanentes en los apoyos 4.- Contracción por fraguado del concreto, flujo plástico del concreto, etc. Acciones variables. Son aquellas que inciden sobre la estructura con una intensidad variable con el tiempo, pero que alcanzan valores importantes durante lapsos grandes Se pueden considerar las siguientes: 1.- Cargas vivas, o sea aquellas que se deben al funcionamiento propio de la construcción y que no tienen carácter permanente 2.Cambios de temperaturas 3.- Cambios volumétricos Acciones accidentales. Son aquellas que no se deben al funcionamiento normal de la construcción y que puede tomar valores significativos solo durante algunos minutos o segundos, a lo mas horas en toda la vida útil de la estructura. Se consideran las siguientes 1.-Sismos 2.-Vientos
3.-Oleajes 4.-Explosiones Para evaluar el efecto de las acciones sobre la estructura requerimos modelar dichas acciones como fuerzas concentradas, lineales o uniformemente distribuidas. Si la acción es de carácter dinámico podemos proponer un sistema de fuerzas equivalentes o una excitación propiamente dinámica.
TIPO DE MAQUINARIA, HERRAMIENTA, EQUIPO Y PERSONAL A UTILIZAR DE ACUERDO AL PROCESO CONSTRUCTIVO
Gruas
Son máquinas que sirven para el levantamiento y manejo de objetos pesados, contando para ello con un sistema de malacates que acciona a uno o varios cables, montados sobre una pluma y cuyos extremos terminan en gancho. Las grúas pueden ser fijas o móviles. Cuando la grúa es móvil, puede trasladarse por sí misma, sobre orugas o ruedas dispuestas para tal fin. Las plumas de las grúas pueden ser rígidas cuando están formadas por estructuras modulares o bien telescópicas cuando están formadas por elementos prismáticos que deslizan unos dentro de otros. En las siguientes tablas se muestran las distintas grúas móviles que se encuentran en el mercado de la construcción.
Perforadoras Son máquinas que sirven para hacer perforaciones en el suelo, por rotación o por percusión. En el caso de las rotatorias, la torsión se transmite por medio de una barra en cuyo extremo inferior se coloca una herramienta de avance tal como una broca, o una hélice. La barra se hace girar con algún mecanismo, o bien se levanta y se deja caer sobre el fondo de la perforación, lo cual da lugar a que las perforadoras sean rotatorias o de percusión, respectivamente.
Osciladores de ademes Equipos utilizados para hincar ademes, con un movimiento rotacional alterno y una fuerza vertical. Se utilizan combinados con perforación rotatoria o la extracción de material con almeja de gajos. Otro tipo de equipo utilizado para el hincado y extracción de tubos o perfiles de acero en el suelo, es el Vibrohincador, también llamado martillo vibratorio.
Instituto Tecnológico de Acapulco “Arquitectura”
Taller de Construcción I
Ing.Arq. José María Dávila Otero
Proyecto: Procesos de construcción en Sub- estructuras Unidad III
Integrantes: Leonel Romero Alarcón Vargas Flores Michel Pineda Bautista Onecimo
Acapulco Gro. a 26 de Octubre del 2012
