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EXCAVACIONES Y CIM!ENTOS SIMPLES
CONTENIDO
lntroducc¡ón
Ob¡etivo
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11
1. Local¡zación General del Proyecto
13
Desmonte 2.1 Formas de Desmonte 2.2 Compactación ..... 2.3 Recomendaciones . . .
15 15 16 16
2.
3. Replanteo y Nivelac¡ón 3.1 Repfanteo 3.2 Nivelación 3.3 Precauc¡ones 4. Excavación 4.1 Formas de Excavació n 4.2 Protección de las Excavaciones.. 4.3 Recomendac¡ones.. .
.........
17 17 21
23
,...
24 25 26 29
5. Cimientos 5.1 Conceptos Básicos . 5.2 Sistemas de C¡m¡entos
30 30 36
6. Cimientos Superf iciales 6.i Cimentación Sencilla o Corrida
37 37
7. Anexo No. 1 Mater¡ales de Constru cción 7.1 Concreto Simple 7.2 El Acero
41 41
49
Localización General del Proyecto
Evitar construir sobre rellenos o en terrenos no homogéneos, si no existe alternativa, se debe compactar adecuadamente,
El primer paso que se da, para constru ir, consis-
te en determinar el lugar exacto donde se levantará la futura edificación. Esto es lo que se llama localización del proyecto.
Evitar laderas muy pend¡entes, en caso necesilrio hacer terrazas debidamente compactas y muros de contención.
En las zonas urbanas esta operación es llevada a cabo por la persona o empresa urbanizadora, después de que le ha sido aprobado su proyecto urban ístico, al cumplir con los requisitos exigidos por la autoridad competente. Para lograr una localización precisa, el urbanizador requiere de los serviclos de un profesional capacitado, el topógrafo. Este, haciendo uso de equipo especial (Teodol¡to, n¡vel, etc.) ubica los puntos claves a part¡r de los cuales se materializará el proyecto: manzanas, vÍas, lotes, etc.
En las zonas rurales no se requiere de ningún t¡po de licencia, pero se deben tener presente algunos aspectos al escoger el sitio donde se piense edificar.
Buscar zonas altas ev¡tando s¡t¡os de posibles ¡nundac¡ones.
No obstru¡r los desagües naturales (quebradas, etc.), ni interferir la zona más baja de las pend
¡entes natu
ra
les.
Evitar zonas bajas con poca circulación de aire. 13
1. Localización General del Proyecto Ut¡lizar teflenos en los que el movimienlo de tierra se lirniie err lo posible a un desbroce generaly a la excavación de c¡mientos y desagües.
Procurar que
las excavaciones
y
rellenos sean
m ínimos.
Respetar al máximo los árboles ex¡stentes, porque presentan las siguientes ventaias: A. Protegcn del sol exces¡vo. B. Protegen de los vientos. C. Mantie nen el equilrbrio ecológico. D. Ev itan la erosión.
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2. Cuando se tiene localizado el sitio donde se va a construir la obra, se procede a retirar la capa vegetal o superficial del terreno, de tal manera
El desmonte con herramienta manual, se just¡fica cuando la cantidad de tierra por extraeres poca y el suelo no es muy duro. La herram¡enta
que quede una superficie plana a partir de la cual se puedan eiecutar los trabajos. Esto es el
que se emplea depende del t¡po de suelo.
desmonte.
En terrenos no apisonados y arenas se puede emplear la pala. Cuando se trata de arc¡llas, fangos y guijarros, es necesario el trabajo previo con azadón. Y s¡ se presentan rocas, se hace tndispensable ut¡lizar los picos, barras y barrenos. Br¡
Para el transporte de material se recurre al em-
lldoze¡
pleo de carretillas.
Volqueta
Cargador
2.1 Formas de desmonte Ex¡sten dos formas de efectuar el desmonte del
terreno: empleando la herramienta manual equ
ipo mecánico.
Desmonte
o
El empleo de equipo mecánico es muy frecuen' te en, la actualidad porque, por lo general, aho' rra bastante tiempo y resulta económico cuando el volumen de la tierra por remover es grande o la dureza del terreno es alta.
Z. Desmonte 2.2 Compactac¡ón
2.3 Hecomendaciones
Es necesario compactar adecuadamente
los
terrenos sueltos y los rellenos, para que puedan soportar los pesos que se les coloque sin hun-
Al efectuar el desmonte tenga s¡empre presente estas recomendaciones.
dirse. Para efectuar esta operación se puede emplear: compactadores, pisones, otros.
Utilice la protección adecuada para la labor que va a rcalizar ropa de trabajo, botas, casco y guantes {si se requ iere ).
Revise la herram¡enta antes de usarla, s¡ está en buen estado le evitará pérdidas de t¡empo y
Cilindrc
acc¡dentes.
Pata de Cabra
I
& Pison Manual
WWar'-
@,
E
A
Emplee la herramienta únicamente en la actividad para lo cual ha sido diseñada. Limpie su equ¡po al term¡nar de utilizarlo y guárdelo, no lo deje a la intemperie.
Neumático
Ret¡re la tierra sobrante, no la deje sobre andenes. 16
v ías o
3. 3.1 Replanteo
3,1.1 Herramienta y equ ipo
Para comenzar una construcción, es necesario llevar al terreno las diferentes medidas de los elementos de cimentación y su ubicación precisa, con el fin de realizar las excavaciones. Este proceso se conoce como replanteo.
El equipo necesario para hacer el replanteo, se compone de: cinta metálica (mínimo de 20 metros), flexómetro, hilo grueso, serrucho, maceta, martillo, machete o azuela, jalones, plo-
Replanteo y Nivelación
madas.
Estos elementos de c¡mentación son: los ejes y sus anchos. además de los ejes principales de la edificación. Ambos serán trazados en forma correcta y minuciosa, ya que de ello dependerá la exactitud en todo el desarrollo de la obra.
de cimentación
Además de la herramienta se requiere de madera para elaborar las estacas y los caballetes de replanteo.
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7.5O
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Plano
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3. Replanteo y Nivelación 3.I.2 Principios básicos
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La mayor parte de las obras se componen de líneas rectas, por eso, para replantear se deben efectuar correctamente las mediciones y el trazado de al¡neac¡ones, ángulos rectos
y
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paralelas.
El problema de la alineación cons¡ste en prolongar una línea conociendo dos puntos cercanos o ubicar otro punto alineado entre ellos. Esto se logra colocando un jalón en cada punto conocido, con precisión y vertical¡dad, y mo v¡endo lateralmente el otro jalón en medio de los dos primeros o en el exterior, según sea el caso, hasta lograr que los tres queden en una misma I ínea
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I
Para evitar los errores en las mediciones se debe
tener en cuenta: tomar las medidas en forma hor¡zontal, tensionando al máximo la cinta
En terreno inclinado, se deben medir tramos horizontales escalonados ut¡l¡zando la plomada. 18
para reducir la curvatura que se forma por su propio peso.
En terreno plano horizontal se puede medir ras de piso.
a
3. El trazado de perpendicu lares, se logra formando un ángulo recto en el terreno, de la siguiente forma:
Utilizando el método 3:4:5, se marca en un cordel las dimensiones 6, 8 y 10 metros sucesivamente, haciendo un nudo en el cordel cuan-
Replanteo y Nivelación
3.1.3 Proced¡m iento
Como primera medida se deben verificar los linderos o límites de el terreno donde se va a construir, así como cualquier punto de referencia que indique la exacta ubicación de la obra.
do se tenga la medida deseada.
Los puntos de referencia se marcan con estacas enterradas a ras de piso y a partir de ellos se
Se unen los extremos del h¡lo para formar un tr¡ángulo que tendrá de base el lado de 6 metros y de altura el lado de 8 mts.
ubican, aplicando los principios básicos, los puntos claves de replanteo que son, por lo general, los cruces de ejes, con estacas también.
Apoyándose en los lados de 6 y 8 mts. se pueden trazar paralelas y perpend icu la res. Este procedimiento se puede hacer directamente
con una cinta métrica s¡ esta tiene suficiente longitud.
En la figura se puede aprec¡ar la aplicación del método 3:4:5 en el terreno descrito.
Se procede a colocar los caballetes de replanteo lo suf¡cientemente separados para permitir los trabajos de exacavación y b¡en centrados para que se pueda trazar sobre ellos los eies de los cimientos y sus anchos, 19
3.
Replanteo y Nivelación
Se procede a material¡zar los ejes, colocando h¡los entre las marcas hechas en los caballetes y tensándolos con contrapesos. A partir de
Los caballetes deben de estar mín¡mo 30 cm por encima del nivel del terreno, sostenidos por estacas clavadas f ¡rmemente en el piso y unidas por un travesaño. Esta construcc¡ón provisional será lo suf¡cientemente fuerte como para soportar los contrapesos que se han de colocar posteriormente.
estos ejes se pueden medir el ancho del cimiento, para proceder a hacer la excavación.
Nuevos Puntos de Referenc¡a
Se colocan plomadas sobre las estacas que seña-
lan un eje, y
se
tensiona un hilo entre ellas
apoyándose en los caballetes para marcar nuevos puntos de referencia sobre ellos, ya sea con
una puntilla o un corte en el travesaño. Este procedimiento se repite hasta referenciar todos los ejes en los caballetes.
20
3.
Replanteo y Nivelación
3.2 Nivelación
3.2.2 Princip ios fundamentales
La nivelación es la medición de las diferencias de altura entre dos o varios puntos.
El principio fundamental de la nivelación, es el cálculo del desn¡vel entre dos puntos y se efectúa de la sigu ¡ente manera.
Dos puntos están nivelados cuando están situa. dos en un mismo plano horizontal.
Al
hacer las excavaciones de los cimientos, es necesario conocer qué tanto se debe profundizar en ellas, para que la parte inferior de dichas excavaciones queden perfectamente a nivel, en la cota prev¡sta por los planos de construcc¡ón. La operación que permite llevar a cabo este obletivo, se llama nive lación. La nivelación debe hacerse en forma minuciosa
y
frecuente, no sólo en la c¡mentación s¡no,
durante todo el proceso construct¡vo.
Nivel de Burbuia
.
Se sitúa en cada uno de los puntos, unialón
perfectamente vertical.
La manguera de nivel de agua, es una manguera plástica con diámetro aproximado de 3/8 "o 1/2" que lleva en su interior agua. Con ella se puede nivelar fácilmente en el interior de las construcciones, pues las superficies o meniscos del agua en sus extremos están a un m¡smo nivel. Cuando ésta se emplea debe tenerse en cuenta: no dejar burbujas de aire en el tramo líquido; ni permitir que la parte central de la manguera quede por encima de los extremos, al hacer las mediciones.
Se coloca la manguera de nivelar apoyada lateralmente en los jalones.
Se procede a medir, con el flexómetro, la distancia entre el p¡so y la superficie del agua en la manguera, en ambos puntos.
3.2.1 Herramienta y equipo
En las obras, las herramientas más usadas para la n¡velación son: la regla de nivelar y la man-
N
ivel de agu a Mangu era
guera de nivel de agua;con la ayuda de jalones, cordel y piomadas.
Esta operación se puede también llevar a cabo reemplazando los jalones por plomadas.
La regla de nivel, es un nivel de burbuja de aproximadamente 30 cm a 1 m de longitud. Este elemento se caracteriza por situar puntos a igual nivel cuando su burbuja se encuentra centrada.
. 21
El desnivel entre los dos puntos será la dife' rencia de las dos medidas.
!
3.
Replanteo y Nivelación
I
3.2.3 Procedimiento
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El primer caso consiste en identificar el nivel de referencia que puede ser el andén, la cimentación vecina, una placa dejada por el topógrafo o una marca dejada por él en un muro aledaño
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a la construcción, o al construir en zonas rurales un nivel arbitrario marcado en un punto alto del terreno por medio de una estaca.
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Se ubican luego en el terreno, una cantidad de
puntos de apoyo para nivelación, repartidos en la obra de tal manera que se pueda hacer esta operación sin tener que recurrir siempre al punto de referencia inicial, máxime si la obra
Refereñcia
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es grande.
La forma de ubicarlos es la siguiente:
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Se apoya un jalón o plomada sobre el punto de referencia inicial y otro en el nuevo punto que se desea referenciar, sobre una estaca clavada f ¡rmemente en el piso. Se coloca la manguera de nivel con el menisco apoyado en el jalón o plomada.
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Se mide la distancia existentp entre nivel de referencia y el menisco. (Nivel del agua en la manguera ).
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Oesnivel Conocido
Se aplica esta medida en el otro punto part¡en do del menisco hacia el piso y se hace una mar ca visible en la estaca, que indica el nlisnlo nivel de referencia.
Se conforma así una red de puntos con cota conocida y s¡ es pos¡ble pueden involucrarse también los caballetes de replanteo. 4.,
Cuando el terreno es muy desnivelado, es con, veniente conformar una red que tenga desni veles conoci(Jos como lo explica el dibujo.
Replanteo
Nivelación
3.3 Precauc¡ones Realice todas las operaciones tanto de replanteo como de nivelación en forma minuciosa, de ello depende el buen desarrollo de la obra.
Tenga cuidado con las herramientas, no dele expuesta la regla de nivelar al sol y al agua, porque se tuerce y pierde precisión.
No pise la manguera de nivel. se puede romper. Las plomadas se extravían con facilidad, no las dele botadas en el piso.
El desnivel se escoge de acuerdo a la inclina- cm. o s¡ es mayor podría ser cada metro o ción del terreno; si es poca, puede ser cada 50
A part¡r de la red así ubicada,
más.
es fácil nivelar en las marcas hechas sobre las estacas y que por cualquier punto de la construcción, empleando lo tanto esté completamente horizontal al tencomo medio auxiliar una cuerda que se apoye sarla.
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4.
Excavacio¡r
En general las dimens¡ones y profundidades de las excavaciones deben estar especificadas en los planos y por ellas se regirá el constructor. Sin embargo, en casos de que no se tenqan, por tratarse de autoconstrucc¡ón en zonas rurales, se recomienda:
La excavación consiste en el proceso de extraer tierras por debajo del terreno ya desmontado, con el objeto de permitir la construcción de lt¡s cimientos y desagües.
xcavar hasta encontrar terrenos relat¡vamente irmes. (5O80 cm).
E
Existen tres tipos de excavación: A cielo abierto, en zan¡a y en pozo.
f
En terrenos duros la profundidad puede
ser
menor y para cualquier caso:
En Zanja, consiste en una excavación larga y estrecha, en forma de trinchera y que sirve con frecuencia como formaleta para la construcción del cimiento.
EI fondo de las excavaciones debe quedar plana y hor¡zontal-
En el caso de constru¡r sobre terrenos inclinados, el fondo de la excavac¡ón debe hacerse escalonado para evitar profundizar demasiado.
A cielo abierto, se excava en toda la superficie En Pozo, es una excavación de superficie más del terreno. Es empleada cuando se van a cons' bien reducida, comparada con su profundidad. truir qótanos o s¡ el terreno es muy inclinado, Se emplea en la construcc¡ón de pilares, pilotes, para formar terrazas. pantallas, caissons. 24
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4. Excavacróll 4,1 Formas de excavación
En terrenos penetrables y sueltos se puede efectuar con pala. Cuando la tierra es pegajosa debe emplearse previamente el azadón, y en terrenos duros el trabajo se realiza con: picos, zapapi cos. picos de uña y en algunos casos es necesario el empleo de explosivos (pólvora).
Al igual que en el desmonte, para e¡ecutar las excavaciones se recurre tanto a métodos manuales como mecánicos. Los medios mecánicos se emplean en la excava-
ción de medianos y grandes volúmenes de t¡erra, porque ahorran t¡empo y dinero. También se ut¡lizan en la excavación de pilares, pilotes y
T ra
ílla
La vert¡cal¡dad en las excavaciones. sobre todo
en las zanjas es ¡mportante, esta se logra con ayuda de una barra o barretón.
pantallas.
Ex¡ste una amplia cantidad de máquinas para efectuar esta actividad.
Volqueta
La excavación manual se emplea en lugares donde no son aplicables los medios mecánicos como en la excavac¡ón de pequeñas zanjas y pilares (caissons). La herramienta que se ut¡liza depende del tipo de terreno. 25
la
4. Excavación 4.2 Protección de las excavaciones
Al efectuar las excavaciones se pueden presentar algunos pel¡gros, s¡endo el más frecuente el derrumbamiento de las paredes de la excavación. Un pequeño derrumbe podría golpear a un operar¡o que se encuentre dentro de una zanja, uno mayor lograría sepultarlo y en casos extremos pondría en peligro las edificaciones vecinas.
Las causas de este fenómeno son varias: el sim- 4.2.1 A c ¡elo ab¡erto ple hecho de efectuar la excavación destruye el equilibrio del suelo facilitando su derrumba. Al efectuar excavaciones a cielo abieno, se tiemiento, al igual que la presencia de pesos cerca nen muchas alternat¡vas como son: de la excavación como construcciones, maquinaria y montones de tierra, sin olv¡dar el escu- Muros de Contención: rr¡m¡ento de agua, tanto superfic¡al como sub- Este tipo de estructura se puede constru¡r en terránea. concreto ciclópeo, concreto reforzado o por medio de gaviones. Se emplean también para Por otra parte, también depende del tipo de te- sostener re llenos. rreno: si este es duro (roca, arcilla seca) resisti,
C¡clópeo
En general, debe preveerse una estructura de contención y un sistema de drenaje eficiente que asegure la estabilidad de las excavaciones. Cuando la obra es de gran magnitud, el diseña-
dor hará Ios estud¡os necesarios y determ¡nará Los gav iones son estru ctu ra s re ctangu lares co mqué tipo de estructura es la más conveniente. A puestas por bloques de piedra soportados late, continuac¡ón se descr¡birán algunos sistemas ralmente en malla metálica. Su empleo es muy ut¡lizados en la protecclón de las excavaciones. 26
extendido pues son bastante económ¡cos.
4. Excavación Pantallas:
Talud:
Son estructuras de concreto reforzado, que se construyen antes de efectuar la excavación y conforman, generalmente, un recinto de cuatro paredes. Para su ejecución se requiere de equipo especial y su proceso constructivo es básicamente efectuar la perforación y fundidadepequeños tramos alternos de pantalla, hasta cons' tru ir todo el recinto.
Consiste en una inclinación que se le da a las paredes laterales de la excavación, de tal manera que no se produzcan deslizam¡entos de tierra. La pendiente que debe tener el talúd de' pende del t¡po de terreno.
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Terreno
Sub'muraciones: Consiste en formar un muro de concreto alre-
DébiI
dedor del rec¡nto de construcc¡ón, a partir de una excavación a cielo abierto con paredes en talud. El proceso constructivo básico es así: se atacan pequeños tramos de talud de aproximadamente un metro de ancho. hasta obtener una pared vertical, que es soportada por los taludes aledaños y en caso necesario con un ent¡bado ligero, para proceder a fundir secciones de muro. Se repite esto hasta rodear con muro todo el perímetro. El ancho de la excavación y la separación entre tramos que se trabajen slmultáneamente es recomendado por el lngeniero de suelos que esté prestando asesoría técnica a la constru cción.
27
4. Excavación 4.2.2 Zanias y pozos En estos tipos de excavacíón, la forma de proteger las excavaciones consiste en la colocación de tablas de madera sostenidas por puntales también de madera.
Esta operación es conocida como ent¡bación, siendo entibados el con¡unto de tablas y puntales dispuestos de tal forma que sostengan las paredes de la excavación.
Altu.s Márimá ¡iñ Ent¡be. O.80
ñ.
Allr¡ra Máxim8
Ligero
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Eniibar 1.30 m.
Sin embargo no es necesario entibar todas las excavaciones, por ejemplo: al excavar en terrenos rocosos o resistentes, pero es recomendable entibar las excavacíones que pasen de 1.30 m. de profu ndidad.
Puntales
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La separación entre las tablas de la entibación, depende del tipo de terreno (suelto, compacto) y la profundidad de la excavación. De esta forma la entibac¡ón puede ser: ligera, semicuajada, cuaiada. 2A
Sern¡-cua¡ado
4. Excavación No dejar caer objetos dentro de las excavacio-
Para proteger las zanjas se entiban las paredes laterales, mientras en los pozos se hace en todo el perímetro.
nes, se puede herir a alguien.
evitar que la tierra excavada caiga nuevamente a la excavación esta debe arrojarse por lo menos a 2.00 m. y debe colocarse una protecc¡ón que sobresalga mínimo 10 cm. del Para
'l Mínimo'10 cm.
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borde de la excavación. Si es necesario transitar sobre una zanja de más de 50 cm. de ancho, deben ubicarse puentes de madera o metal, que faciliten el paso.
Controlar la filtración de agua, en especial al excavar pozos. Con frecuencia debe ser evacuada por bombeo.
Pozo Rectángular
Hacer una revisión y manten¡m¡ento permanente de las entibaciones.
En Zania
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Por último, el espesor de las tablas de madera y los puntales, asícomo la distr¡buc¡ón de los elementos de la entibación, deben ser calculados por el diseñador, y el constructor debe ceñirse a lo dispuesto por é1.
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4.3 Recomendac¡ones
Pozo Circular
Al efectuar las excavaciones se deben tener presentes todas las recomendaciones dadas en el capítulo de desmonte y además: 29
r
5. Cimientos Así como los pies reciben el peso del cuerpo y de todo lo que se lleve encima: ropa, maletas, etc. y lo transm¡ten al piso en el que se esté apoyando; de igual manera la cimentac¡ón recibe todas las fuerzas que actúan en la edlfica' ción y las transmite al suelo que la sostiene.
5.1 Conceptos bás¡cos
Antes de cont¡nuar con las c¡mentaciones, es importante tener claros algunos conceptos que ayudarán a entender la forma como traba¡an y los criter¡os que llevan a escoger un t¡po determinado de cimenrac¡ón.
5.1.'l Fuerzas, esfuerzos
Vivas y ocasionales: Las fuerzas que se presentan pueden ser de dos tipos: Muertas o Estáticas:
A
este grupo pertenecen las fuerzas menos
constantes que puedan llegar a la edificación, por ejemplo: peso de personas, muebles, veh ículos, al igual que fuerzas hor¡zontales provocadas por el viento o por movim¡entos s ísm¡cos.
Son todas esas cargas gravitatorias que actúan permanentemente y que corresponden al peso ConcluÍmos entonces que: la c¡mentación es la de los elementos que.componen la construc' estructura encargada de recibir todas las fuerzas ción: tejados, paredes, ventanas, pisos, chime- vivas, muertas y ocasionales que actúan sobre la edificación y de transmitirlas al suelo. neas, vigas, columnas, cimientos, etc30
Como primera medida, debe tenerse presente que al aplicar una fuerza, s¡empre se presenta una reacción. Por ejemplo: al sostener un objeto actúa sobre ella y la forma como esta reacciona, es aplicando una fuerza iguala la del peso del objeto para lograr de esta forma soportarlo. De la misma manera el suelo tiene que ejercer una fuerza ¡gual al peso que le transmite la cimentación para así poder sostener la edifica" ción.
5. Cimientos Como segunda medida. se deben reconocer las fuerzas internas que se generan en un cuerpo que está bajo la acción de una carga y que se llaman esfuerzos. Cuando una persona sostiene un objeto, s¡ente en su cuerpo manifestaciones de la fuerza que está ejerciendo. Estas manifestaciones se intensifican al aumentar el peso del objeto y comúnmente se dice que la persona está hac¡endo mayor o menor esfuerzo. Por otra parte, al sostener un mismo objeto sÉ nece s¡ta un mayor esfuerzo para sostenerlo con una sola mano que con las dos manos y sr olri, per sona ayuda, el esfuerzo se reduce aún más. Se puede concluir que efectivamente los esfuerzos existen y dependen de dos factores. la magni tud de la fuerza aplicada y la cantida(l de apoyo.
Fue,za Esfuerzo
= Apoyo
-
El esfuerzo aumenta, al aumentar la fuerza o disminuir el apoyo y viceversa. En forma análoga se puede comprender que el suelo que soporta la edificación reacciona, ante cl peso de esta, mediante una serie de esfuerlos que se sitúan en la superficie de apoyo y son más o menos grandes de acuerdo con el ta¡naño de ella.
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La forma en que se man¡fiestan los esfuerzos son las deformaciones, aunque estas no sean muy percept¡bles. s¡ se toma un resorte y se !e aplica una fuerza en sus extremos se puede apreciar claramente la deformación que sufre, alargándose o acortándose según sea el tipo de esfuerzo: tracción o compresión. r.
Figuro
5-{
Si la fuerza que se le aplica no es mucha, al solorig¡nal; pero si es mayor, este puede quedar deformado definitivamente |ren caso extremo se romperá.
tarlo. el resorle recupera su tamaño
31
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5. Cimientos Lo dicho anter¡ormente da luz sobre otro punto: el límite de los esfuerzos. Efectivamente, ex¡ste un lfmite para soportar esfuerzos. Cuando una persona comienza a recibir Cargas, debe hacer esfuerzos que aumentan con el peso de estas, hasta un punto en el que hace su máximo esfuerzo y no puede soportar una Carga más pesada.
Si nos referimos al suelo de cimentación, se le llama capacidad portante del terreno. Esta capacidad varfa según el t¡po del terreno; es mayor en suelos duros y menor en blandos.
Haciendo un pequeño resumen: Para soportar el peso de una edificación, el suelo debe reaccionar efectuando una fuerza igual a dicho peso. La forma como desarrolla esta fueza es a través de la generación de esfuerzos que se sitúan en la superficie de apoyo de la edificación. Estos esfuerzos disminuyen al aumentar el área de apoyo. Además se tiene un lfmite llamado capacidad portante del terreno. Los esfuerzos generan deformaciones o asentamientos, que s€ aumentan al aumentar el esfuerzo.
tJ
Cargas
Reacción
5.1.2 Tipos de suelos El suelo se compone de infinidad de p¿rtfculas con diferente tamaño forma y composic¡ón. Su comportamiento depende de todas estas características, pero para su clasificación se prefiere recurrir al tamaño, plast¡c¡dad y contenido de mater¡as orgán¡cas.
Nombre
Diámetro
B
loques
Mayores de 20.00 cm.
P
ied ras
Entre 6.00 cm. y 20.00 cm.
Gravas
Entre 6.00 cm. y 2.00 mm.
Arenas
Entre 2.00 mm. y 0.06 mm.
L¡mos
Entre 0.06 mm. y 0.002 mm.
Arci¡las
Menores de 0.002 mm.
de Suelo
Se concluye entonces que: la
cimentación que actúan fuerzas transm¡te al suelo todas las en el edif icio en un área lo suflcientemente amplia como para generar esfuerzos menores que
Es
fácil identificar las partículas de mayor
ta-
la capacidad portante del terreno y controlar
maño: bloques, piedras, gravas y arenas gruesas y medias. Pero los suelos finos no se pueden diferenciar a simple v¡sta, para lograrlo se recurre
así las deformaciones o asentam¡entos.
a algu nos ensavos:
32
5. Cimientos Ensayos de Aqitación:
Ensayo de Res¡stenc¡a en Estado Seco:
toma un poco de material, lo suf¡c¡entemente húmedo como para tener cons¡stenc¡a, es decir, para que no se desmorone y se forma una esfera de aproximadamente 2.00 cm. de diámetro, amasado con las palmas de las manos. Al terminar el moldeo ésta presenta una superficie opaca.
Este ensayo se practica rompiendo o tríturando una muestra secada al aire, al sol o al horno; la resistenc¡a de las arenas finas limosas es débil. La de las arcillas es grande. La diferencia entre los limos y las arenas finas limosas es que estas últimas contienen granos percept¡bles al tacto después de su pu lverización.
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Grierá.
Luego se agita la esfera de suelo, sosteniéndola con la mano entre-cerrada y golpeando con la otra. Si la superficie se vuelve br¡llante rápidamente es arena fina; si lo hace lentamente, es limo. y si se conserva mate. es arcilla.
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E-fE] Ensayo de Agitación
Resi§tenc¡as en Estado Seco
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Aparte de las diferencias de tamaño, existen las tierras orgánicas o turbas. que se caracter¡zan Ensayo de Consistencia por el predominio en su composición de las ma' ter¡as orgánicas. Puede establecerse, una clasifi-j cación oprimiendo en la mano la materia por determinar, y si entre los dedos sale agua clara E nsayo de Consistencia: o débilmente amarilla, es una turba no descomAmasando la muestra y haciéndola girar entre puesta; si sale agua turbia y alrededor de una las palmas de las manos, se da la forma de un tercera parte de la sustancia turbosa, cuya es' cilindro de unos 3 mm. de diámetro. Esta ope- tructura fibrosa aparece en forma distinta que ración debe repet¡rse hasta que el cilindro se en la masa no aplastada, es una turba ligera' desmigaja. Entonces, por aplastam¡ento, puede mente descompuesta; y s¡ sale toda la materia est¡marse la consistencia. Cuanto mayor sea o casi toda, es una turba completamente desesta, mayor es el contenido de arcilla. compuesta. 33
E'
5. Cimientos
Tabla 5.1 Clasil¡cac¡ón un¡ficada de st¡elos
Una clasificación muy completa de los suelos, LA 5.1 .
es la que muestra la TAB
:¡ l¡ prr. d. ¡rr¡or ¡¡u.ú! .«iñ r.frc\r.¡rJ{¡
Í¡Y¡U¡ limpi¡ cotr .r.n¡
¡óil6 16 ¿iiñ.r.o!.
í¡v¡¡l¡ liñp¡¡ | J6i¡hr l¡ írJcciór rñv'll¡ lñri¡ .ú .rd. ( rr,r¡sú.n.G rr¡Y.¡l.
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5. Cimientos 5.1.3 Capac¡dad portante
La forma de lograrlo es realizando ensayos directamente sobre el terreno o por el ensayo, en Cuando se hacen construcciones pequeñas y el laborator¡o, de muestras tomadas en el prolivianas, tan solo es necesario hacer una excava- pio terreno. El resultado es el conocimienfo c¡ón que llegue hasta unos 2.00 m. por debaio muy aproximado del suelo de cimentac¡ón y su de la superficie del terreno para asegurarse de capacidad portante a diferente profundidad. que el suelo es lo suficientemente resistente y Siendo este el estud¡o imprenscindible para que en caso contrario proceder al mejoramiento de el diseñador escoja el tipo de c¡mentación. 5.1.4 Exploración de suelos
La capacidad portante cjel terreno. depende del t¡po de suelo y es fácil imaginar que los suelos gruesos, compuestos en su mayor parte de blo' ques, piedras o arenas gruesas, son más resistentes que los limos, pues poseen una propiedad llamada cohesión, la cual aumenta al reducirse la cantidad de agua en su interior, dándose el caso de arc¡llas secas con resistencia similar a la de las rocas. Los limos poseen poco o nada de resistencia y al igual que las arenas finas, quienes son algo más resistentes, al absorber grandes cant¡dades de agua se licúan, tornándose casi líquidas o movedizas, con lo que pierden su escasa capacidad de soporte. Por eso ai pen'
éste, compactándolo mate
r¡a I
o
hac¡endo rellenos de
selecc¡onado (gravas, arenas).
Cuando va a c¡mentarse sobre roca esto no
es
necesario.
El nombre que se da a la operación de efectuar perforaciones en el terreno para hacer ensayos directos y/o tomar muestras para probarlas en el laboratorio. se llama sondeo V es practicado con medios manuales o mecánicos por especia-
sar en c¡mentar sobre terrenos arenosos, es importante asegurar un soporte lateral y un control de las corr¡entes de aqua subterránea. La tabla 5.2 muestra las características de resis
Pero cuando la edificación es de mayores pro- listas. porciones, debe conocerse el terreno no sólo al nivel de los cimientos, sino tamb¡én muy por debajo de los mismos. Siempre es necesario buscar el espesor de la capa de asiento y asegurarse de si las capas subyacentes son compresi-
tencia de algunos t¡pos de suelo.
bles o carecen de resistencia.
Tabla 5,2 Resistenc¡a de algunos tipos de suelos NATU RALEZA DEL SUELO
OBSERVACIONES
RESISTENCIA kg/cm2
Limo, Turba
0,00
Pr
oyectar cimentación profunda
Tierra veqetal. Terraplén
0.00-0.50
Depende de: Calidad, espesor y compactación
Arena fina
0,00,2.00
Solo se usa s¡ tiene buen soporte latera¡
Arcilla acuífera
0,30-'t.00
Susceptrbles de asentamientos por drena¡e
Arc¡lla arenosa y tierra de dureza media
1,50-3,00
Debe controlarse el
Arenas secas y gravas
3,00,5,00
Se reduce por infiltración de agua
Arcillas secas y tierras dura§
3,00-5,50
Debe evitarse el flu¡o de agua.
Rocas
7,00-
Depende de: dureza. cal¡dad, espesor de capa, agrietam¡ento.
fluio de agua.
35
E
Penetrómetro
[- 1$¡r't',-rrrt-. Equipo Mecánico para So ndeo
s
-t I
5. Cimientos Adicionalmente a las cimentaciones, es muy frecuente constru¡r una estructu ra que enlace Los c¡m¡entos se dividen en dos grandes gru- los elementos que la componen, para formar, pos: los superficiales y los profundos. de esta manera, un coniunto más rfgido y ayudar así a homogenizar los esfuezos y disminuir las deformaciones del suelo de apoyo. Esta es5.2. 1 Cim ¡entos superf iciales tructura se conoce como: Estos se caracterizan por construirse relativaViga de Amarre. (E) mente cerca de la superficie del terreno. 5.2 Sistemas de cimiontos
A este grupo pertenecen:
5.2,2 Cimientos profundos
Zapatas Aisladas. (A) Zapatas corridas, (B) Losas de Cimentación. (C) Cimentaciones Compensadas.
Se caracterizan por que se apoyan en estratos de suelo que quedan muy por debajo de la superficie del terreno.
En este grupo se encuentran:
Pilotes. Pilas.
Pilares o Caissons-
Muros Pantalla.
5.2.3 C¡m ¡entos especiales
Se emplean cuando el suelo de c¡mentac¡ón
Cim¡entos Supsrf ¡ciales
presenta condiciones especiales o el tipo de construcc¡ón requiere una cimentación fuera de lo común. Entre otras:
t
Tablestacados y Ancla jes. C¡mientos a prueba de vibraciones.
36
6. Cimientos Superficiales Todas las construcc¡ones se apoyan sobre algún t¡po de c¡miento superficial y su escogencia depende de la forma como la estructura del edilicio transfiere su peso (columnas o muros), de la magnitud de las cargas transferidas y de la capacidad portante del terreno. El diseñador hace un estudio profundo de estas condiciones y escoge entre todas las posibles alternativas, la más ópt¡ma desde el punto de v¡sta técnico y eco' nómico. 6.1 Cimentación sencilla o corrida
dio de muros a terrenos que demuestran
En la actualidad, la construcc¡ón de los cimien-
tos corr¡dos se efectúa en concreto ya sea ciclópeo o reforzado. La técnica constructiva d¡fiere un poco en ambos casos, pero por lo general la excavación le sirve de molde o formaleta
l¡mita a construcciones livianas, al cimiento'I o 2 oisos, que transmiten su peso por me-
37
Z
6.1.1 Concreto c¡clópeo
cimiento va por debajo de los muros, estructu- El concreto ciclópeo se compone de concreto rales y no estructurales, de la pr¡mera planta de simple y rajón o media zonga. Este último comla edif¡cación y sus dimensiones dependen de la ponente no puede superar el 4O,O% del volucarga que tengan que soportar y de la capaci- men total del cimiento. dad portante del terreno.
Su empleo se
de
ser
resistentes. En términos generales este t¡po de
--l I
-----!
6. Cimientos Superficiales El proceso construct¡vo es el siguiente:
Humedecer las paredes de la excavación piedra, si se encuentra seca.
y la
]
25 cñ.
CIMIENTO XCEN
fR ICO
Verificar que la excavación se encuentre en ¡a pos¡c¡ón correcta, a la profundidad prevista y perfectamente a n ivel.
El cimiento ciclópeo debe tener un ancho que corresponda a las cargas del muro que soporta y la capacidad portante del terreno. Sus dimensiones mínimas son las que aparecen en la figura. Por otra parte, los cim¡entos excéntricos deben de estar unidos a otros perpendiculares que garanticen su estabil¡dad. En los muros confinados debe coronarse el c¡miento de concreto ciclópeo con una viga de Cada capa de hormigón debe compactarse con amarre de espesor mayor o al menos igual al del vibrador o barra de acero, para evitar que se muro que va a soportar. presenten vacíos en la meZcla. Colocar capas alternadas de hormigón y piedra. Comenzando con una capa de hormigón de aproximadamente la mitad del tamaño del rajón. Las piedras se ubican repartidas uniformemente en el hormigón y con una separación m ínima, entre ellas y con la pared, de 1 0 cm para asegu rar u n adecuado recubrim¡ento.
Si es necesario, por tratarse de terrenos sueltos, mejorar la base con una capa de l0 cm. de recebo compactado a pisón. Repartir la piedra uniformemente a lo largo del borde superior de la excavac¡ón, de modo que no obstruya el transporte del concreto simple y sea fácil colocarlo en la zanja.
La últ¡ma capa es de concreto simple.
La altura mínima de esta viga es de 0.20 mm.
(Art ículo 8.5.2.3 y 8.5.2.4.1. debe enrasarse con una regla de madera, frotando la superficie de tal manera que quede plana 'Código Colombiano de Construccio,res y horizonta l. Decreto 1400 de 1984. 38
Esta
SismoResistentes;
5. Cimientos Superficiales 6. 1.2
Concreto reforzado
El concreto reforzado se compone de concreto simple y armadura de acero. Esta última se compone de varillas longitudinales y flejes amarrados de acuerdo con los planos de construcción. EI proceso constructivo es el siguiente:
Verter el concreto en la excavación en capas no mayores de 30 cm. desde una altura no mayor a 50 cm., para evitar la disgregación de los componentes.
Verificar que la excavación se encuentre en la posición correcta, perfectamente a nivel y con
Si es necesario, por tratarse de terreno débil, compactar una capa de l0 cm. de recebo que
la profu ndidad prev¡sta.
sirva de base.
Retirar el agua o cualquier tipo de basura que se encuentre en la excavación.
Colocar la armadura de acero dentro de la excavación, apoyado sobre un soporte que asegure el recubrimiento del refuerzo. Debe hacerse el
amarre
del refuerzo con los hierros de
columnas (si las hay), antes de hormigonar.
39
las
I
6. Cimientos Superficiales
El ancho del cimiento depende de las cargas del muro y la capacidad portante del terreno, y debe cumplir con las d¡mensiones y refuerzos mínimos indicados en la fiqura. Todo elc¡miento debe conformar uno o var¡os anillos cerrados. -(E.5.2.1).
I -, No.t Í5/s¡')
¡ ro.z
6.1.3 Recomendaciones
Cuando la excavación del c¡m¡ento presenta contornos irregulares, es conven¡ente la colocación de formaletas, que le darán al cim¡ento la forma correcta. Estas deben humedecerse o recubrirse de tal forma que no absorban el agua del concreto.
El desencofrado se hará como mínimo 24 horas después del hormigonado.
t r7a'r)
Aplicar un vibrado a la mezcla (con vibrador o una barra) para evitar que queden vacíos.
¡
- ,
xo.5
f
5,/srr)
I 25 cB.
to
Al lograr
la altura requer¡da, se procede a enrasar con regla de madera hasta que quede una su perficie plana y horizontal.
'Código
Co ombiano
de
Consirucciones Sisr¡o resistentes;
Decreto 1400 de 1984.
40
Es importante no olv¡dar hacer el adecuado curado del concreto. según lo dicho en la sección dedicada a esta activ¡dad en el anexo de este manual.
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción Mater¡ales de Construcción
7.1 Concreto simple
El concreto, también llamado hormigón, es en la actualidad el material más empleado en la fabricación de los elementos estructurales de las edif¡caciones; por eso, el buen aspecto y durabilidad de las construcciones depende en gran medida de la calidad de éste.
Es la mezcla de cemento, arena, agregado grue" so y agua; esta mezcla se caracteriza porque s€ endurece al pasar un c¡erto tiempo, s¡endo capaz de resistir grandes esfuerzos.
En la construcción de los cimi€ntos se emplean dos tipos de concreto: Ciclópeo y Reforzado. El primero está compuesto por concreto simple y rai6n, y el segundo lleva tambjén concreto s¡mple y una cant¡dad de acero de refuerzo, que le ayuda a res¡stir los esfuerzos a que esté sometido.
El cemento es el resultado final de un proieso que se inicia con la mezcla y sometimiento a altas temperaturas, en hornos especiales, de ciertas proporciones de arcilla y piedra caliza, donde se obtiene una masa homogénea llamada clinker, la cual por últ¡mo, se muele muy fina-
IJ e5 lk <r:rii¡.
Cemento
Asua Horm¡gón
mente con yeso.
Al
agregarle agua al cemento, las sustanc¡as que lo componen reaccionan y dan lugar a la forma-
ción de uniones entre sus partÍculas, enlaces que después de un tiempo fijan la posición de todas las partículas del cemento, lo cual trae por resultado que la pasta endurece y adquiere
Arcilla +Piodra Cali.a Cocción Cliñ.ker
la resistencia de una piedra.
Este proceso se conoce como fraguado y va acompañado de calentam¡ento y evaporación del agua.
Si al cimiento se agrega arena, piedra y Traturac¡ón
41
7
Almacenam iento
agua,
los enlaces que se forman en el cemento durante el fraguado, unen las partículas de arena y piedra, formando un producto que solidifica: el hormigón.
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción La
Cumplen con tres ob¡etivos:
A. El Cemento
Reducen el costo de fabricación del concreto, pues componen la mayor parte de este y son mucho más baratos que el concreto.
resistencia del concreto depende de sus componentes:
Los en laces que dan rigidez al hormigón los produce el cemento, se comprende así que cuanto mayor es la cantidad de este, mayor será la res¡stencia que adquiere al fraguar, ya que habrá más uniones entre las partículas que lo componen.
.
Partículas de Cemento
s-_ EI
LI
--
Contribuyen a disminuir la contracción que sufre la pasta de cemento al fraguar. Esta contracción tiene como consecuenc¡a el agrietam¡ento del conjunto, que es muy perjudicial para la resistencia, impermeabilidad y protección del refuerzo del concreto. y el evapora tiempo, esta agua libre se Con queda en el interior del cemento endurecido un con.¡unto de pequeños conductos que se lle- La buena calidad del material contribuye, con su dureza, a mejorar la resistencia del concreto. nan de aire y le dan porosidad al con.¡unto. Agtn
Atuo
Por eso, al aumentar la proporción de agua, la cantidad de agua libre es mayor, la cual aumenta la porosidad haciendo más penetrable y reduciendo la resistencia final del concreto. Por otra parte, el agua debe estar libre de cant¡dades perjudiciales de aceite, sales, álcalis, limo, materia orgán¡ca y otras ¡mpurezas.
Enlaces
B. El Agua
C. Los Agregados
mezclarse el cemento con el agua se produce una pasta que puede ser más o menos dura, según la cantidad de ésta que se agregue. Al endurecer la pasta como consecuencia del fraguado, parte del agua queda fija en la estructura rígida
Se da el nombre de agregados del hormigón a la
Al
de la pasta y el resto
arena, la gravilla
y la piedra. Su explotación
hace en canteras
y
r Íos.
permanece como agua
l¡bre-
42
se
Explotac¡ón en
R
ío
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción
Un buen agregado debe tener:
Buena granulometría, es decir, partículas de diferentes tamaños, de tal manera que los espac¡os deiados por las piedras grandes se llenen con otras más pequeñas y así sucesivamente. Esto disminuye el mínimo espacio entre par' tícula y partÍcula, con lo que se requiere una menor cant¡dad de cemento para unirlas. De esta forma se reducen los costos y la retracc¡ón.
O;o.
o
-¿ ¿"..
6Y{a}
De Río
"l)O U ,rt-"-Qo? fr¡turado
La forma de las partículas también inciden en la cantidad de espacio que quede entre ellos. Para las piedras de río o cantos rodados, la mejor forma es la esférica y para los triturados, El aspecto de la superficie del agregado puede la mejo r es la cúbica. ser lisa o rugosa. La superficie lisa no permite una buena adherencia entre las partículas y la Cuanto más se ale.je la forma del agregado de pasta de cemento, y reduce la resistencia f¡nal las dos mencionadas mayor será la cantidad de del hormigón. Los cantos rodados son agreqacemento necesario como ligante. Por otra par- dos muy compactos y duros pero de superficie te, las partículas planas t¡enen el inconveniente lisa. por ese mot¡vo, es conveniente triturarlos adicional de quedar con frecuencia en posición para meiorar su calidad. horizontal, al colocar la mezcla, atrapando, en su cara inferior, cantidades importantes de agua libre que después del fraguado se evaporan vacíos que reducen la resistencia del concretoEl agregado debe estar libre de arcilla, a causa del efecto perjudicial que esta tiene en el fra\ iLJ ! ,t / (_, guado del concreto. Por su minúsculo tamaño, ,'',,()Ll ()arLr t''tl'' las arcillas rodean a las partículas de cemento t-; ,_ ;.'L, o )1 ü \ impidiendo la formación de las uniones propias rt,.rc_, (ir.j t.,,; fraguado, reduciendo en gran medida la del ,,,..r,.'1 t rft,-r, res¡stenc¡a del horm iqón. 43
La porosidad de los agregados influye en la resistencia del concreto, pues en términos generales una partícula porosa es menos dura que una
compacta. El material poroso se ident¡fica por su gran capacidad para absorber el agua, y su peso liviano.
-!
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción El material que contiene arcilla debe ser lavado antes de emplearlo en la fabricación del concreto. Se debe tener especial cuidado para detectar a tiempo los terrones de arcilla, que por su aspectopueden ser confundidos con particulas de agregados; estos terrones al entrar en contacto con el agua se diluyen produciendo el efecto periudicial ya indicado.
D. Mezclas de hormigón
ralmente, como partes, en volumen, de cada componente.
El paso previo a la fabricación del concreto, es el diseño de la mezcla. El diseñador se basa en El esquema explica la dosificación para diferenel conocimiento previo de las características de tes cal¡dades de concreto y se puede emplear en los componentes que se van a emplear, para construcciones de escasa importancia. determ¡nar las cantidades óptimas que de cada uno se requ¡ere, para lograr una mezcla de la calidad especificada (mayor o menor resistencia), pues no es económico emplear concreto de alta res¡stencia, donde se sol¡cita una menor calidad. La cantidad de componentes necesariosen una mezcla se llama dosificación y se expresa, gene-
Se puede aprec¡ar cómo, para una mezcla de alta calidad, se emplea una cantidad mayor de cemento en comparación con los agregados.
, ,, ,:
Calidad
Kg/cmr
Dosif¡cación
\_\
Arena
Cemento
r00
:3:5
ü
150
1:21/4:4
175
1t2114:.3114
Lavado del Mater¡al
La materia orgánica, en c¡erta cantidad, puede ¡mpedir totalmente el fraguado del cemento. En consecuencia, los agregados deben ser despojados de la materia orgánica en especial las arenas. Esto se obt¡ene mediante el lavado.
1
0 0 0
200
1:2:3112
250
1:1 314:31/4
0
300
lt1 1/4:31/4
e
0ú
-%n áC€:gt P¡edra
r üüúüü
üús üú0ú 0
úo
tü 0e So
üWo üüüo ü0úo
üüü*
Tabla A-1 Dositicación vo lumétrica del concreto
44
7. Anexo No. 1 Materiales
de Construcción
En la actualidad puede resultar económico comprar Ia mezcla de hormigón a una empresa especializada, con la ventaja de tener gran cer' teza de que el producto es de buena calidad, La sigu¡ente tabla muestra la dos¡f¡cación necesaria para obtener 1 m3 de hormigón de dife- Se nota claramente cómo la relaciÓn de agua/ dado el estr¡cto control que d¡chas empresas cemento disminuye al aumentar la resistencia. hacen permanentemente a los compuestos y las rentes calidades. mezclas. Tabla A.2 Proporc¡ones para 1 m3 de concreto Calidad
mJ
ml
Y1
lts
.-Re
K9/cmz Cemento
Arena
P¡edra
Agua
r00
5,1
0,51
0.86
220
150
6,4
0,48
0.86
2r0
175
6,6
0,50
0,83
10n
200
7,1
0,48
0.84
180
2so
1,7
0,45
0,84
170
300
8,'l
0,41
0,88
160
El concreto se fabrica generalmente por medios mecánicos, aunque en ocasiones se hace maLos anteriores esquemas de dosificación sólo nualmente en pequeñas cant¡dades, mezclando pueden ser empleados con fines didácticos o en en una artesa o canoa el cemento y los aqregados secos, hasta obtener una mezcla homogéconstrucciones de poca ¡mportancia. nea, para proceder a agregar el agua revolviendo lo sufic¡entemente para lograr la consistencia
I
Observación
adecuada.
45
7-
I
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción y amasado, es el transcolocación del concreto. Esta operación debe llevarse a cabo antes de que se inicie el fraguado. El límite de tiempo es variable pues depende en gran medida de las condiciones atmosfér¡cas y de temperatura. Cuando guera depende básicamente de su capacidad, es hace calor y hay tiempo seco el fraguado se importante entonces, depositar en su interior la acelera a tal punto que puede comenzar una cant¡dad de componentes necesarios para copar hora después del amasado, caso contrar¡o se dicha capacidad y en la dosificación prevista presenta con tiempo húmedo y frío en que puede ocurrir a las dos horas. por el d iseñador.
El amasado mecánico mejora la regularidad de la mezcla y su calidad. Existen muchos tipos de hormigoneras, pero lo que importa es que éstas efectúan dos operaciones importantes: la mezcla de los materiales en seco y el amasado al agregar agua. El rendimiento de una man-
Paso seguido a la mezcla
porte
y
Cada máquina t¡ene su propio manual de fun' Una demora más allá del inicio de fraguado alc¡onam¡ento y el operario debe conocerlo a tera Ia resistencia mecánica del hormigón. fondo para efectuar la mezcla correctamente. En el transporte y colocación del hormigón, debe tenerse especial cuidado para evitar la segregación de las partículas que traería como resul, tado la reducción de Ia resistencia y el aumento de la porosidad y permeabilidad de el elemen, to. Las precauciones que se deben tomar se
Evitar movimientos rápidos con fuerte aceleración, por ejemplo, al repart¡r el hormigón pale
and o.
Verter las cubetas, baldes y carretillas, de tal modo que la ca ída libre no pase de 50 cm. y quede la masa en su sitio.
Hormigonar por medio de embudos, las paredes altas y estrechas.
Adoptar un t¡empo de vibración o compactación que sea menor al aumentar la fluidez del hormigón.
pueden resumir de la siguiente manera:
Ir
l'
':.<' t '*l
tlt L--)
,r*ílsocm'Máx¡mo
I
i-' l,
il
Ir
F
iquro
7. Anexo No. 1 Materiales ltima f ase de colocación del horm¡gón es el asentamiento de este. La forma como se efectúa es por medio de una barra de aproximada' mente I " y 1 m. de longitud que se introduce sucesivamente en diferentes puntos de la masa y es una operación que se debe repetir en cada capa que se coloque. En obras de alguna importancia se emplean vibradores neumáticos que acomodan la mezcla en forma eficiente. La
ú
El ob¡et¡vo de la vibración del concreto,
de Construcción
E. Los Ad itivos
Los aditivos son productos que integrados en los hormigones y morteros les confieren cualidades particulares. Retardadores de Fragu ado: Ofrecen a los constructores la posibilidad de realizar obras monolÍticas a pesar de las ¡nterrupciones indispensables en su realización.
es re-
Acelerantes del fraguado y endurecim¡ento: Se usan en la realización de trabajos urgentes
ducir ta cantid¿d de vacÍos que queden dentro de la mezcla logrando un acomodamiento efectivo.
que requieren un rápido fraguado inic¡al con aceleración del proceso de endurecimiento.
Un exceso de vibrado puede provocar el desmezclado y segregación de los componentes.
Anticongelantes:
Ofrece la posibilidad de efectuar trabajos de hormigonado bajo la acción de las heladas. Aireantes: Desmezclado por Exceso de Vibrado
Plastificantes: Son ad itivos destinados a hacer más dóciles las mezclas, dándoles mayor f lu idez sin aumentar la cantidad de agua, con lo que no se reduce la resistencia del concreto.
Ivlodifican más o menos ¡ntensamente los poros los huecos. El efecto provocado, es el corte de las vías capilares med¡ante burbujas de aire, la incorporación de estos productos mejora la resistencia a las heladas s¡n aumentar la retracción.
y
Al escoger el uso de ad¡tivos,
idrófugos: Estos ad¡tivos realizan la impe rmeabilización de los morteros y hormigones, por medios mecáni' cos o qu ímicos. H
47
se deben emplear productosde reconocida eficacia y dentro de las proporciones recomendadas por el fabricante.
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción
F. Curado del Concreto
Es conveniente, entonc€s, proteger a los horm¡-
gones, durante el período de endurecimiento, de la desecac¡ón rápida. La causa principal de la
evaporación es la acción del viento y del sol, por eso, debe preservarse el concreto de la acción de los agentes atmosféricos cubriéndolos por medios físicos: costales, aserrin, arena húmeda, o productos químicos especiales y Durante el fraguado, las partículas de cemento absorben una cantidad de agua con la que reaccionan provocando el desprendimiento de calor que ayuda a evaporar el agua libre. Esta evaporación disminuye elvolumen de la masa de concreto (Retracc¡ón) y de ningún modo puede su
prim irse.
Una evaporac¡ón rápida hace que, el volumen,
en las capas superficiales disminuya antes que
Curado del Concreto
en las capas profundas. Este fenómeno favorece la formación de gr¡etas, llamadas de retracción, que ocasionan la reducción de la res¡stencia del
concreto. Cuando la evaporación es lenta, la reducción del volumen es más homogénea en toda la masa, lo cual disminuye la formación de g
rietas en gran medida.
48
régáñdo frecuentemente las superficies expuestas, para que se conserven húmedas durante un período mín¡mo de 3 a 7 días, según las condiciones atmosféricas.
Este proceso se conoce con el nombre de curado del concreto y es imprescindible para asegurar su buena resistencia final.
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción 7.2 El Acero El acero se emplea como refuerzo en las estructuras de concreto a causa de su alta res¡stenc¡a. La forma y colocación del acero debe ceñirse a los planos de construcción, respetando las dimensiones consignadas y la calidad y diámetro de las varillas especificados.
Deben tenerse las s¡guientes precauc¡ones con el acero de refuerzo: Almacenar las varillas en zonas limpias, de pre' ferencia, colocándolas sobre caballetes o "burros", en orden de acuerdo con sus diámetros y lonqitu des.
El lugar de almacenamiento debe estar cerca, El acero puede comprarse figurado, es decir, (preferiblemente cont¡guo), a la zona de elabocon la forma ya dada a cada elemento, en caso contrario, el figurado de las varillas se dará en
ración.
la obra.
Si la construcción
:
es durante mucho tiempo, se recomienda guardar bajo techo las varillas para protegerlas de la intempe rie.
Figurado del Acero
Antes de ser cortadas, deben ser enderezadas y limpiadas con cepillo de alambre, si presentan signos de oxidación o cualquier otra suc¡edad; por ningún motivo se pintarán las varillas. Se procede a doblar las varillas cortadas para confeccionar los estr¡bos en una mesa dispuesta espec¡a lmente para el efecto. Debe verificarse el diámetro de las varillas y las medidas deben coincidir con los planos de construcción. 4S
É
7. Anexo No. 1 Materiales de Construcción Las armaduras están compuestas por estr¡bos o
f'^roc
y
mín¡mo cuatro varillas, con la forma
adecuada.
Lo primero que se hace para confeccionar la armadura es marcar la posición de los estribos,
con lápiz rojo, por ejemplo, sobre una de
las
varillas que la componen, de acuerdo con lo dispuesto en los p la nos.
Luego se ensamblan, uniendo los estribos con por medio de alambre y en las posiciones marcadas con anter¡oridad. las varillas
Las armaduras se deben almacenar hasra su uti"
lización de tal manera que no se manchen de barro u otros materiales, así como que no sufran deformaciones por acu mu lación.
Transpone y Almacenam ¡ento
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El transporte de las armaduras hasta el s¡t¡o de empleo, debe hacerse de tal manera, que estas no sufran deformaciones n¡ desprendim¡ento de elementos, y en el caso de que se presenten estos inconvenientes, deben ser corregidos antes del horm igonado.