Cubiertas

Se llama cubierta a la parte superior de la techumbre de los edificios y, por extensión, a la estructura sustentante de dicha techumbre.
Existen dos tipos de cubiertas: las cubiertas inclinadas, y las cubiertas planas, diferenciándose entre si por su inclinación respecto al plano del suelo. Las cubiertas inclinadas han sido las empleadas tradicionalmente, pues permiten desalojar el agua por simple gravedad, mientras que las cubiertas planas han hecho su aparición a medida que se han ido sofisticando los impermeabilizantes. La cubierta plana es característica de un tipo de arquitectura iniciada a principios del siglo XX llamada Movimiento Moderno.


Cada plano que forma una cubierta se denomina faldón. Las aristas que separan cada faldón se llaman lima, que pueden ser limahoya (en la parte cóncava), limatesa (en la parte convexa) o lima de quiebro (entre paños con diferente inclinación). La lima superior de coronación se llama cumbrera, caballete o gallur. Los extremos inferiores que sobresalen de la fachada se llaman alero.
Los elementos que pueden aparecer en una cubierta, para iluminar y ventilar el interior son lamados en general lucernarios. En cubiertas inclinadas tradicionales, pueden recibir los siguientes nombres: la beata, el gablete, el lucero o la montera.


Para qué sirven

Los techos son necesarios para cubrir la casa de las lluvias y nevadas y que no se mojen los muebles , alfombras pisos etc, que la casa no sea robada, evitar que entre o salga el frío o calor.

LOSAS DE ENTREPISO

Losas o placas de entrepiso son los elementos rígidos que separan un piso de otro, construidos monolíticamente o en forma de vigas sucesivas apoyadas sobre los muros estructurales.

FUNCIONES

Las losas o placas de entrepiso cumplen las siguientes funciones:
• Función arquitectónica: Separa unos espacios verticales formando los diferentes pisos de una construcción; para que esta función se cumpla de una manera adecuada, la losa debe garantizar el aislamiento del ruido, del calor y de visión directa, es decir, que no deje ver las cosas de un lado a otro.
• Función estructural: Las losas o placas deben ser capaces de sostener las cargas de servicio como el mobiliario y las personas, lo mismo que su propio peso y el de los acabados como pisos y revoques. Además forman un diafragma rígido intermedio, para atender la función sísmica del conjunto.
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CLASIFICACIÓN

Las losas o placas de entrepiso se pueden clasificar así:

SEGÚN LA DIRECCIÓN DE CARGA:

• Losas unidireccionales: Son aquellas en que la carga se transmite en una dirección hacia los muros portantes; son generalmente losas rectangulares en las que un lado mide por lo menos 1.5 veces más que el otro. Es la más corriente de las placas que se realizan en nuestro medio.

• Losa o placa bidireccionales: Cuando se dispone de muros portantes en los cuatro costados de la placa y la relación entre la dimensión mayor y la menor del lado de la placa es de 1.5 o menos, se utilizan placas reforzadas en dos direcciones.


SEGÚN EL TIPO DE MATERIAL ESTRUCTURAL

• Losas o placas en concreto (hormigón) reforzado: Son las más comunes que se construyen y utilizan como refuerzo barras de acero corrugado o mallas metálicas de acero.

• Losas o placas en concreto (hormigón) pretensado : Son las que utilizan cables traccionados y anclados, que le transmiten a la placa compresión. Este tipo de losa es de poca ocurrencia en nuestro medio y sólo lo utilizan las grandes empresas constructoras que tienen equipos con los cuales tensionan los cables.

• Losa o placas apoyada en madera: Son las realizadas sobre un entarimado de madera, complementadas en la parte superior por un diafragma en concreto reforzado.

• Losa o placa en lámina de acero: Son las que se funden sobre una lámina de acero delgada y que configura simultáneamente la formaleta y el refuerzo inferior del concreto que se funde encima de ella. Tiene un uso creciente en el medio constructivo nacional

• Losas o placas en otro material: Son placas generalmente prefabricadas realizadas en materiales especiales como arcilla cocida, plástico reforzado, láminas plegadas de fibrocemento, perfiles metálicos etc.

CLASIFICACIÓN DE LAS LOSAS O PLACAS VACIADAS EN EL SITIO

Estas losas requieren formaletas especiales, generalmente formadas por una cama (tableros o entarimados), apoyos (tacos y cerchas ) y riostras (diagonales). Las losas o placas vaciadas en el sitio pueden construirse aligeradas (nervadas) o macizas.
• Losas aligeradas : Son las que utilizan un aligerante para rebajar su peso e incrementar el espesor para darle mayor rigidez transversal a la losa . Los aligerantes pueden ser rígidos o flexibles, y pueden ser:
• Recuperable : Cuando después de vaciada y fraguada la losa se puede sacar el aligerante y darle uso en otras losas. Los hay moldeados en porón y en plástico reforzado, o ensamblados, como los de madera y láminas metálicas, el uso más frecuente es en losas que se deja a la vista la cara inferior.
• Perdido: Es el aligerante que no se puede recuperar después de vaciada la losa y son generalmente de madera o esterilla de guadua.
Para utilizarlos, se funde o vacía primero una torta o capa de mortero con un espesor de 2.5 cm, reforzada con malla electrosoldada o malla de alambre tipo gallinero; luego se colocan los cajones aligerantes, se ubica el refuerzo de acuerdo al plano estructural, se funde el hormigón y finalmente, en la parte superior del aligerante, se funde una capa (diafragma) monolítica con las nervaduras de la losa y de unos 5 cm de espesor


Losas macizas: Son las fundidas o vaciadas sin ningún tipo de aligerante. Se usan con espesores hasta de 15 cm, generalmente utilizan doble malla de acero una en la parte inferior y otra en la parte superior.
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PROCESO CONSTRUCTIVO DE LA LOSA

El proceso constructivo de la losa consta de los siguientes pasos:

PREPARAR PUESTO DE TRABAJO:

• Herramientas: Serrucho, escuadra, martillo, marco de sierra con segueta, gancho para amarrar el acero (bichiroque), pala, pica, palustre, boquillera, grifa (perro), flexómetro, hilo, lápiz.
• Equipo: Mezcladora, andamio, escalera, baldes, banco para figurar el acero, carretilla.
• Materiales: Madera, (tablas, largueros, tacos), clavos de 3",2",21/2, acero de refuerzo , tuberías PVC sanitaria y eléctrica, alambre cocido No. 18, cemento, arena, triturado, agua, impermeabilizante.

ARMAR ENCOFRADO:

El encofrado: Es la estructura temporal que sirve para darle al concreto la forma definitiva. Su función principal es ofrecer la posibilidad de que el acero de refuerzo sea colocado en el sitio correcto, darle al concreto la forma y servirle de apoyo hasta que endurezca, está constituido por el molde y los puntales(tacos), que pueden ser metálicos o de madera.
Condiciones generales de los encofrados
* Los encofrados metálicos presentan un desgaste mínimo con un manejo adecuado. Se deben limpiar bien luego de usarlos, e impregnarlos con un producto desmoldante comercial: aceite, petróleo ó , ACPM con parafina al 50%, dependiendo del acabado que se quiera lograr.
* Se debe evitar la oxidación protegiéndolos periódicamente con pintura anticorrosiva, sobre todo si va a estar mucho tiempo a la intemperie.
* Debe protegérsele también de los rayos del sol y de la lluvia.
* Se debe almacenar en sitios cubiertos y secos, debidamente codificados, colocado verticalmente o ligeramente inclinado cuando se recuesten sobre un muro y levantados del piso sobre zancos o estibas.
* Las piezas o componentes defectuosos se deben reparar o reemplazar debida y oportunamente.
* Los tableros de madera: Se deben limpiar retirando el concreto adherido inmediatamente después del desencofrado, con agua a presión y cepillo de cerdas plásticas blandas.
* Se deben retirar.todos los dispositivos flojos, las varillas de amarre, clavos, tornillos, residuos de lechada o polvo.
* Una vez usados se deben limpiar y retirar clavos, tornillos, pasadores, abrazaderas, alambres, etc. sobrantes y reemplazar las piezas defectuosas o faltantes.
* Se debe controlar el uso excesivo de martillo metálico durante el vaciado y el desencofrado pues el golpearlos con esta herramienta los deteriora.
* No deben almacenarse a la intemperie al sol y al agua, porque se tuercen y se deteriora su superficie.
* No debe abusarse del uso de clavos y tornillos pues se debilita la madera al desflecar las fibras.
* Se deben pintar periódicamente con pinturas resistentes al agua para evitar cambios volumétricos por absorción de agua.
* No deben someterse a cargas y esfuerzos excesivos, ni emplearse para usos diferentes a los previstos, para evitar su deterioro y deformación.
La losa a la cual nos referimos es la aligerada con ladrillos o macizas por ser la más utilizada en las viviendas de 2 pisos, para conocer las condiciones de construcción de losas prefabricadas diríjase a la bibliografía recomendada.

ARMADO DE ENCOFRADOS EN MADERA

a. Determinar la dirección de carga de la losa.
b.Pasar niveles sobre los muros a una altura de 1.05 m. y trasladar los niveles al enrase subiendo 1.40 mts.
c. Seleccionar madera: Tacos con diámetro de 10 cm tablas con grueso mínimo de 2 cm y 20 cm de ancho, largueros de 5 x 10 cm y los tablones por el piso con grueso de 5 cm.

d..Colocar tablones en los pisos para evitar el hundimiento de los tacos
e. Colocar largueros guías con la cara mas derecha hacia arriba, paralelos al muro de carga, teniendo como guía el nivel superior de enrase, con 2 tacos en los extremos clavados contra el larguero y el tablón de piso.
Recuerde dejar 2 cm en la parte superior del larguero, para colocar la tabla

f. Colocar un hilo guía en los extremos de los largueros y una tabla de 20 cm de ancha, para estabilizar y sostener los largueros clavándola con clavos de 2".
Si el clavo tiende a rajar la madera apachúrrele la punta con el martillo antes de clavarlo

g. Repartir largueros intermedios a una distancia de 55 cm aproximadamente y colocarle los tacos primero que todo en las puntas.
h. Retaquiar, colocando los tacos intermedios a los largueros a distancias de 60 a 70 cm.
Estas distancias pueden aumentar o disminuir de acuerdo con grueso del larguero que se coloque y con grueso del taco o puntal.

i. Repartir las tablas a una distancia de 50 cm, a centro, clavándolas con un clavo de 2" a cada larguero, para luego colocar el aligerante que en este caso es ladrillo de 10x20x40 o el que indique el plano.
Si la losa va a ser maciza o aligerada con casetón perdido se entabla por parejo.

j. Colocar riostras o diagonales Son puntales que se colocan para estabilizar el encofrado en la parte interna del espacio que se esta encofrando o en el exterior cuando no hay muro divisorio como lo muestra la gráfica.

k. Colocar el aligerante.
Se coloca alineado sobre las tablas dejando un espacio para el nervio, en el cual van el acero y el hormigón o concreto. El ancho del nervio nos lo dan los planos de la losa o mínimo 10 cms.
Cuando la losa es maciza no se coloca aligerante y encima de las tablas se arma la parrilla de acero de refuerzo.
l. Colocar tapas o testeros en el perímetro de la losa y en los espacios dejados para patios y buitrones, apuntalándolos y asegurándolos bien para contrarrestar el empuje del hormigón, cuidando que queden bien alineados y a plomo.


6. ARMADO DE ENCOFRADO METÁLICO
Este proceso consta de las siguientes etapas:

a. Interpretar plano
b. Pasar Niveles. Igual que para el encofrado en madera.

c. Seleccionar elementos
Se seleccionan cerchas metálicas, tacos metálicos, tablones de base y teleras de madera

d. Colocar elementos de base. Se colocan tablones en el piso para que no se hundan los tacos.

e. Verificación de medidas Verificar medidas del taco y organizar el pasador para que quede a la altura de nivel de enrase teniendo en cuenta restar el grueso de la cercha y el de la telera que se coloca en la parte superior

f. Armar grupo de tacos. Se arma un grupo de tacos soportado por medio de las riostras horizontales, separadas a una distancia equivalente al largo de las teleras, luego se levantan, colocándolas a plomo. Esto se hace en los extremos del espacio que se esta encofrando.


g. Instalación de cerchas
Se instalan las cerchas colocándolas sobre los tacos y amarrándolas si es necesario. Es importante tener este cuidado especial, por el elevado peso de la cercha

h. Colocación de riostras. Se colocan riostras o diagonales en las dos direcciones, para darle estabilidad al conjunto del encofrado.

i. Nivelación del encofrado. Se nivelan los tacos y se aseguran abrazaderas, pasadores y cuñas

j. Instalación de elementos de molde Se instalan las teleras y se amarran

k. Colocación de aligerante. Se coloca el aligerante: Ladrillo, casetón o bloque de porón. Si es maciza se coloca el acero de refuerzo.

l. Colocación de tapas o testeros. Se colocan las tapas o testeros por el perímetro de la losa como antes.

7. COLOCACIÓN DE REFUERZOS PARA LAS LOSAS

a. Interpretar plano estructural: En estos planos se muestra la forma de ubicar el acero en las vigas, nervios y el acero de temperatura el cual se coloca sobre el aligerante para evitar grietas en el concreto, también se da el grueso de la losa.
Ver especificaciones de aceros

b.Cortar y figurar el acero
Se cortan las barras de acuerdo a la longitud que se da en los planos, interpretando donde dice L= 400 y doblamos de acuerdo a lo que nos muestre el plano.

c. Se coloca el acero en los espacios dejados entre el aligerante, sobre unas panelas de 2.5 cm de grueso para formar el recubrimiento, o según especifique el plano estructural.

d. Colocar el acero de temperatura sobre el aligerante, colocando malla electrosoldada o varillas de diámetro ¼", en las dos direcciones

Si la losa va a ser maciza o sea fundida solo en concreto, sin aligerante, el acero se coloca en forma de parrilla en las dos direcciones o como indique el plano, sobre unas bases o panelas de unos 2 y 1/2 cm de grueso para formar el recubrimiento y que al vaciar, el acero quede bien envuelto por el concreto.

e. Instalación de ductos eléctricos
Estos son los tubos que se colocan entre la losa para luego introducir los cables de energía.
Se inicia la labor, colocando las cajas hexagonales coincidiendo con el centro de las alcobas, luego se unen todas las cajas con tubería saliendo desde la caja de entrada, para los interruptores y los tomas se saca un tubo desde cada caja hasta cada una de las paredes.

f. Colocación de tuberías de desagües
Estas se colocan de acuerdo a los planos pero es importante recalcar que en losas que tienen poco grueso y que son las que se utilizan en este tipo de viviendas no se deben colocar tuberías que atraviesen vigas, es mejor dejarlas colgadas por debajo de la losa y luego colocar un cielo falso para taparlas.

g.Remojar aligerante
Cuando la losa lleve aligerante y en especial ladrillo, se debe remojar para evitar que este absorba el agua del hormigón después del vaciado lo que , se manifiesta con grietas de contracción en la capa superior de la losa después del fraguado.

8. FUNDIDO DE LA LOSA DE ENTREPISO


A. Preparación del concreto en máquina
Ver caracteristicas del hormigón
Se realiza utilizando la dosificación que especifique los planos y echando el material a la cuba (tambor) giratoria de la siguiente manera:

1. Una parte de grava (triturado) y parte del agua, así, mientras gira, la grava va lavando la superficie interior de la cuba.

2.Se coloca el cemento, el resto del agua y la arena.

3.Se agrega el resto de la grava
Al preparar la primera mezcla se agrega un 20% más de cemento para que cubra el tambor y evite que la primera carga quede pobre de cemento.
Duración del amasado.
No debe ser ni muy corto ni muy largo, en una concretadora que esté funcionando bien, el tiempo mínimo de rotación de la cuba después de llena, será como se muestra en la figura, para cada tipo, según la posición del eje.

Cuando el tamaño de la cuba aumenta, el tiempo de amasado o número de vueltas aumenta.

B. Preparar concreto u hormigón manualmente.
Escoja un lugar limpio para la preparación del concreto, de acuerdo con la dosificación que den los planos, generalmente es 1:2:3.


1.Medir arena según dosificación y regarla
2.Medir el cemento y regarlo sobre la arena
3.Revolver arena y cemento hasta que la mezcla coja un color gris, uniforme.
4 Regar la mezcla y medir el triturado
5.Regar el triturado encima de la mezcla de arena y cemento
7.Abrir huecos en la mezcla y agregar agua lentamente
8.Revolver hasta que quede una mezcla pastosa sin mucha agua y fácil de manejar

C. Transporte del concreto u hormigón.

Puede utilizarse varias formas como las cadenas humanas utilizando baldes, o el transporte individual en carreta o balde tratando de no mover mucho el concreto ya que pueden segregarse los materiales.

D. Colocación del concreto.
Remoje de nuevo el aligerante y vacíe el hormigón suavemente en los espacios reservados para los nervios.
En placas nervadas o aligeradas se funden los nervios de un tramo aproximado de 2.50 m2, que es la distancia para recorrer con el codal y se chuza con un vibrador de aguja o con una varilla. El vibrador se coloca a distancias no mayores de 60 cm y en forma vertical.

Cuando la losa es monolítica, o sea que no tiene aligerante, se vacía el concreto u hormigón sobre el acero y se va regando con una pala, luego se chuza con el vibrador y por último se nivela y se recorre con una boquillera o codal .
Tener en cuenta que al chuzar el concreto se debe levantar el acero de la formaleta unos 2.5 cm para garantizar que quede cubierto por el concreto.

Cuando los planos especifican recubrimiento superior, se deben pasar niveles y fundir la plaqueta superior de un espesor igual al que den los planos estructurales, generalmente 5 cm, haciendo fajas maestras para luego tenerlas como guía y cortar el material con el codal o boquillera
Factores que influyen en la resistencia del hormigón

E. Lechada.
Si la losa va a servir de techo se recomienda aplicarle una lechada, lo cual consiste en regarle una mezcla de agua con cemento mas cal en una cantidad igual al 10% del cemento utilizado. Esta mezcla se prepara en un balde y luego se riega con una escoba sobre toda la superficie de la losa tratando de llenar las grietas que se han hecho por la retracción inicial del hormigón
Algo más sobre cales

F. Curado y protección del hormigón:
Deberá hacerse el curado cubriendo totalmente las superficies expuestas con costales o gantes saturados de agua, o regando arena encima de la losa y saturarla con agua, o al menos manteniendo mojada la losa con una manguera
El humedecimiento deberá ser continuo mínimo durante 7 días y el agua que se utilice para el curado deberá ser agua limpia.

G. Desencofrado o retiro de formaletas.
El desencofrado se realiza siguiendo las siguientes recomendaciones, según las condiciones de clima en el sitio:
Tiempos mínimos de retiro de formaletas cuando no se disponen de estudios según comité del ACI:


a. Tapas de columnas y testeros de muros y losas:
En clima cálido .......... 9 horas
En clima frío .............12 horas
b. Tacos o puntales de losas vigas y escaleras:
En clima cálido ......... 11 días
En clima frío ............. 15 días
Luces que se consideren grandes ....................... 21 días

COLUMNAS Y VIGAS DE CONFINAMIENTO

Columnas de Confinamiento

El refuerzo mínimo que debe colocarse en las columnas de

confinamiento es el indicado en la figura anexa.

La sección mínima de las columnas de confinamiento debe ser de

200 cm². Su ancho mínimo debe ser igual al ancho del muro.

El acero no debe doblarse excesivamente en los cambios de

espesor de las columnas o al entrar en la cimentación.

No se deben doblar las varillas que se encuentren embebidas en el

concreto recién fraguado o endurecido. Todas las varillas deben

doblar El acero debe tener una resistencia mínima de 2400 kg/cm²

La columneta debe ir de la viga de cimentación o zapata hasta la

viga superior y su armadura debe contar con los anclajes y

traslapos de sus varillas de manera que se logre la continuidad de

los elementos de confinamiento.

El doblez de los estribos debe ser de mínimo 8 cm en ambos

extremos y el amarre mediante alambre debe ser en forma de 8 o

pata de gallina. Debe utilizarse alambre No. 18.

Los estribos deben estar bien amarrados para lograr un buen

confinamiento del concreto al interior de la columna o la viga de

amarre.

Si los estribos quedan mal doblados o anclados, pueden perder su

configuración durante un sismo y su función de confinamiento se

perderá. De esta manera el elemento estructural puede perder su

capacidad de carga.

ejercicios de longitud minima para espesor de muros

1.Diomedez días desea construir una casa en la ciudad de Mocoa putumayo con un área de construcción de 400 m2, el desea que su casa se realice con base norma NSR 98 y por tal razón lo contrata a usted para que le determine la longitud mínima en muros para confinamiento teniendo en cuenta que la case es de un solo nivel.

Aa: Putumayo : 0,30
Ap: 400 M2
t: 11
Mo: 25
Lm:

25 x 400 M2 = 90.9 x 0,67 = 60,903
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110
Lm = 60.905 m2 muros confinados.



2. Se desea construir una vivienda de 2 niveles en Yopal Casanare y lo contrata a usted para que le determine la longitud mínima el área es de 15x13.

Aa: Casanare : 0,20
Ap: 15x13 = 195
T: 95 mm = 0,95
Mo: 17
Lm:

17 x 195 = 34,89
------------
95

Lm: 34,89 m2 primer piso

17 x 390 = 60,27
------------
110

Lm: 60,27 m2 primer piso



3. Se desea construir una casa en san Andrés de un solo piso con cubierta liviana que tenga un área de 30x30 y me contrata para determinar la longitud mínima.

Aa: 01
Ap: 900 m2
T: 11
Mo: 8
L m:

8 x 900 m2 = 654 x 0,67 = 438
---------------
11

Lm: 438 m2 muros confinados

MUROS,COLUMNAS Y VIGAS CONFINADAS

MUROS: son los elementos que dividen los espacios en una vivienda. En un plano de planta o distribución son representados por medio de dos líneas que representan el grueso del muro, las ventanas son representadas por una o dos líneas en el centro del muro y las puertas se representan por un cuarto de circunferencia y una o dos líneas rectas, el espacio donde no se coloca puerta y sirve de pasillo se llama vano. Ver gráfico



Según la función estructural que desempeñan los muros en una vivienda se clasifican :

a . Muros confinados estructurales: Son aquellos que soportan las losas y techos además de su propio peso y resisten las fuerzas horizontales causadas por un sismo o el viento.

b. Muros de rigidez : Son los que soportan su propio peso pero ayudan a resistir las fuerzas horizontales causadas por sismos en la dirección contraria a los muros estructurales no considerándose para el soporte de losas y techos.

c. Muros no estructurales : Son los muros que solo sirven para separar espacios de la vivienda y no soportan mas carga que la de su propio peso.

Según el sitio donde se colocan los muros, se pueden llamar de fachada (los del frente de la casa) divisorios los que separan un espacio de otro y medianeros los que separan una construcción con la del vecino.

MATERIALES, HERRAMIENTAS Y EQUIPO

Materiales: Ladrillo tolete, bloques de cemento, ladrillo de perforación horizontal, cemento, cal hidratada, arena de pega, acero de refuerzo corrugado, acero liso, alambre.

Herramientas: Palustre, regla, escuadra, nivel, hilo, ranuradores, plomada, escantillones, cincel, hachuela, maceta, paleta, llana, metro, flexómetro, pala.

Equipos: Coches, mezcleros, escaleras, andamios, formales, tarros.

UNIDADES DE MAMPOSTERÍA

Se llaman unidades de mampostería a los elementos con los cuales realizamos el muro confinado y pueden ser ladrillos de arcilla de perforación horizontal o vertical y de concreto de perforación vertical que cumplan con las normas de calidad.

MORTERO DE PEGA: Es una mezcla compuesta de cemento arena y agua utilizada para unir las unidades de mampostería y debe reunir las siguientes condiciones:
Plasticidad: (trabajabilidad) que sea fácil de distribuir en la superficie de las juntas de pega.

Consistencia: Que conserve la forma y el tamaño al ser colocado.

Retención de agua: Que conserve el agua requerida para la hidratación del cemento pues las unidades de mampostería tienden a extraer el agua del mortero de pega al ser colocado sobre la superficie.

Adherencia: Que se una con las unidades de mampostería, para esto se debe de establecer dosificaciones del mortero de pega con una resistencia adecuada, mínimo de f’c=7.5 Mpa, su dosificación entre el material cementante (cemento y cal) y la arena puede ser:

Opción 1, con cemento y cal

1 parte de cemento

0.5 partes de cal hidratada

4.5 partes de arena

Opción 2, solo con cemento

1 parte de cemento

4 partes de arena.

Todas las cantidades se miden en volumen y con el mismo recipiente con que se mida el cemento, se mide la cal y la arena . El mortero también debe tener endurecimiento gradual, durabilidad, bajo encogimiento y buen aspecto

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2. MEZCLA PARA COLUMNAS DE CONFINAMIENTO,
VIGAS DE AMARRE Y CINTAS DE CULATA

La mezcla que se utiliza para estos elementos es del tipo hormigón o concreto con una resistencia mínima de f’c=17.5 Mpa y dosificada por volumen con la siguiente proporción :

1 parte de cemento
2 partes de arena de pega limpia
3 partes de triturado de ¾ de pulgada
Para mezclarla, siga las recomendaciones dadas en la guía 7 sobre preparación del hormigón o concreto.

ESPESORES DE MUROS :

En la guía 4 (lección 3), se dan los gruesos recomendados para los muros remítase a esta guía para determinar el grueso del muro para su vivienda u observe el plano para determinar estos gruesos.


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3. PROCESO CONSTRUCTIVO DE LOS MUROS

a. Organizar puesto de trabajo
Lo primero que hacemos es preparar el puesto de trabajo organizando las herramientas, equipos y materiales, luego procedemos a darle una limpieza a la fundación.

b. Replantear muro
Para iniciar la pega de las unidades de mampostería debemos verificar las medidas y los ángulos rectos, sobre la corona del cimiento siguiendo las mismas recomendaciones que se dieron en la guía 7, de preliminares, pero en este caso solo marcamos el eje en la corona para asi tener una referencia del sitio donde iniciamos la pega, además que tipo de muro se va a colocar y su espesor .

c. Preparar Mortero
El mortero se prepara con arena de río o de mina de buena calidad y cemento; o con cemento y cal, siguiendo una de las opciones de dosificación dadas en la página anterior. El mortero se prepara en seco y luego se le va agregando agua en el cajón mezclero (artesa)



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4. COLOCACIÓN DE BLOQUES

Para cualquier tipo de muro que realicemos, sea muro de carga, de rigidez o muro no estructural se deben tener las siguientes condiciones:

a. La superficie de apoyo debe estar limpia, seca y bien nivelada.B.
b. Los bloques deben estar limpios y secos al momento de pegarse.
c. Los bloques no deben presentar grietas ni desbordes.

Al pegar las unidades se debe:

a. Picar la superficie de apoyo de la cimentación para mejorar la adherencia.
b Colocar los bloques con la parte de los tabiques más delgada hacia abajo para facilitar su manipulación y la colocación del mortero.
c. Distribuir la primera pega en todo el ancho del bloque.
d. Eliminar las rebabas de la mezcla después de pegado el bloque.
e. Utilizar la mezcla ya remojada en un tiempo máximo de 45 minutos a 1 hora
f. Asegurar las varillas para conservar su verticalidad en los muros estructurales con refuerzo.
g. Evitar utilizar morteros después de 2.5 horas de mezclados en seco.
h. No utilizar, en ningún caso, tierra para el relleno de huecos de los bloques.


En cualquier tipo de muro, para la primera y segunda hilada se utiliza generalmente bloque de cemento, terminando de formar el sobrecimiento junto con la viga de amarre hasta llegar al nivel de piso acabado (N.P.A).



4. Colocar la primera hilada sobre la fundación.

Pasos:
a. Nivelar y limpiar la corona de fundación, colocar temporalmente los bloques sin pega para realizar la distribución y dejar los espacios para las columnas de confinamiento. Marcar con una tiza o lápiz de color

b. Picar la corona del cimiento donde se apoyará el sobrecimiento.

c. Aplicar mortero de pega a la corona en los sitios marcados, máximo un centímetro de mortero o junta de pega.

d. Colocar y aplomar los bloques esquineros o madrinos en el centro de la línea guía o eje que marcó durante el replanteo.
e. Colocar hilos para guía o conservación de la alineación y nivelación.

f. Colocación de los bloques intermedios. Controlando su nivelación y posición con una regla y la escuadra.

g. Retirar los hilos y rellenar juntas verticales.

h. Rellenar los huecos verticales de los bloques con cascajo o arenón limpio. Esto último solo se hace en las dos hiladas de sobrecimiento, si todo el muro va a ser realizado con bloque de allí en adelante no se llenan y el mortero debe aplicarse únicamente en las paredes laterales y en los tabiques centrales, proceso llamado pega moteada.





5. Pega de unidades de mampostería de perforación horizontal.

Después de ser nivelada la cimentación con los bloques, procedemos a marcar los espacios que debemos dejar para puertas y para las columnetas de confinamiento.



CONDICIONES GENERALES

Antes de colocar el ladrillo de arcilla, éste debe ser prehumedecido para evitar la pérdida de agua del mortero.

Los ladrillos deberán estar limpios, libres de materia orgánica o cualquier otro material contaminante y no presentar grietas o desbordes. Los errores de alineación o nivelación deben corregirse antes de que endurezca el mortero, en caso contrario, se debe retirar la mezcla completamente y colocar mortero fresco.

A medida que avanza la pega se debe eliminar la rebaba interior y exterior y reutilizar el mortero no contaminado. En los muros estructurales, los conectores se van colocando a medida que avanza la pega del muro que se ejecuta primero.

Cuando haya refuerzo vertical, este debe quedar separado al menos 0.5 cm. de la cara interior del ladrillo procurando su contacto con la dovela de traslapo. En la mampostería de muros confinados el aparejo debe ser trabado de tal manera que las juntas verticales no coincidan con las de la hilada inmediatamente anterior.

Ejecución

a. Se determina el tipo de muro, si es estructural, de rigidez o no estructural.

b. Se selecciona el tipo de ladrillo a utilizar y se reparte la primera hilada sin mortero, para modular su colocación dejando los espacios para puertas y columnas de confinamiento, después de marcado se quitan de nuevo.

c. Se limpia la superficie de apoyo y se extiende una capa de mortero no mayor de 13 mm. ni menor de 7 mm con mezcla de mortero remojado con impermeabilizante tipo sika, toxemen u otro conocido, el cual se prepara según indicación del producto. (generalmente 1 parte de impermeabilizante por 8 de agua). Esto se hace para evitar que el agua suba por los muros por un proceso que se llama capilaridad, se recomienda pegar mínimo 2 hiladas con mortero impermeable.

d. Se colocan los ladrillos esquineros o madrinos y se aploman

e. Se templa un hilo entre ellos para alineación y nivelación.

f. Se coloca el resto de los ladrillos de la hilada, procediendo de un extremo hacia el otro siguiendo la guía del hilo.

g. Para las hiladas siguientes se repite el proceso de colocar mezcla y madrinos en los extremos, iniciando con un medio ladrillo para que quede trabado el muro y asi se sigue repitiendo, la 3 hilada debe quedar igual a la primera y la cuarta igual a la segunda siempre y cuando no se tengan vanos o espacios para ventanas. Es importante tener en cuenta que después de levantar el muro unos 90 cms aproximadamente se deben dejar los vanos para las ventanas o sea los espacios para colocarlas.

h. Para mantener la modulación vertical se coloca en los extremo un escantillón de madera, donde se han señalado las juntas horizontales. Ver figuras siguientes.

i. Terminada la colocación de los ladrillos, se procede a llenar con mortero las juntas verticales y a emparejar las juntas del ladrillo proceso que comúnmente se llama revitar


En la intersección entre de los muros estructurales, normalmente se realizan las columnas de confinamiento, en caso de no haber columna de confinamiento se hace una traba mediante conectores que puede ser malla de cernir número 4, o un estribo de alambrón de 4 mm. Ver las 2 figuras siguientes

Los muros no estructurales deben quedar conectados a los muros estructurales con conectores flexibles colocados previamente.





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5. COMPONENTES DE UN MURO ESTRUCTURAL

Los muros estructurales están compuestos por:

El cuerpo del muro: que es el conjunto de piezas de mampostería que lo forman. Ver figuras siguientes

Los elementos de confinamiento: Son las vigas y las columnas dispuestas de tal manera que rodeen el muro para que trabajen como una sola unidad.

La resistencia del muro depende de las condiciones geométricas en cuanto a altura, longitud y grueso. Los muros estructurales no pueden ser modificados o cambiados después de ser construidos, también es prohibido hacer regatas o canchas para pasar tuberías de desagües o de energía sobre las paredes de estos muros ya que debilitan su resistencia. Esto se hace en los muros no cargueros.

Para la ejecución de los muros de rigidez y los muros no estructurales se siguen los mismos procedimientos que se indicaron para los muros estructurales o de carga. Tenga en cuenta el tipo de muro y los elementos de confinamiento ya que esto es lo mas importante.

Los muros que lindan con la edificación vecina deben quedar separados como mínimo, 2.5 cm uno de otro. Ya no se permite hacer muros medianeros o compartidos.








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6. SEGURIDAD INDUSTRIAL

Se deben tomar todas las medidas de seguridad en el uso y manejo de andamios, y utilizar equipos e implementos de seguridad como botas, guantes, cascos, anteojos, cinturones, etc.

MANEJO Y CONTROL AMBIENTAL

Se debe definir con anterioridad el sitio donde se botarán los materiales de escombro resultantes de los trabajos de mampostería y obtener la autorización correspondiente.

Cuidarse de permitir que se obstruyan los desagües con escombros.




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7. COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

Son los elementos verticales que amarran los muros y se construyen de hormigón o concreto reforzado que se anclan a la malla de cimentación y a la viga de amarre superior.

a. Ubicación de las columnas de confinamiento: Como se dijo en otra guía las columnas de confinamiento se colocan en los extremos de muros estructurales, en la intersección con otros muros y en sitios intermedios a distancias no mayores de 35 veces el grueso del muro confinado, 1.5 veces la distancia vertical, o a 4 mts

b. Dimensiones de las columnas de confinamiento: El espesor de las columnas de confinamiento será igual al del muro y el área mínima que debe de tener es de 200 cms2 se puede colocar de largo la mitad de la pieza de mampostería para que quede modulado el muro.

Ejemplo: Si el ladrillo es 15x20x40 cm, se puede hacer la columneta asi: ancho, el de grueso del muro, o sea 15cms; largo, la mitad de la longitud del ladrillo, o sea 40/2=20. Queda la columna de 15x20 cm, lo que dará una área de 300 cms2 que es mayor que la mínima que pide la norma, por lo tanto estas medidas son correctas.


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8. PROCESO CONSTRUCTIVO
DE LAS COLUMNAS DE CONFINAMIENTO

a. Colocacion de refuerzo

Se selecciona el tipo de acero para las columnas el cual puede ser: 4 varillas de 3/8" (10M) o 3 varillas de ½"(12M), lisas o corrugadas, el limite de fluencia del acero Fy debe ser mayor de 240 Mpa.

Se forma "el castillo" o canasta, los estribos, o sea el refuerzo transversal, se colocarán de acero de ¼"(6M), repartiéndose 6 estribos a 10 cms unos de otros cerca de las vigas, y en el centro se reparten a 20 cm.

Luego se coloca la canasta, traslapándola mínimo 40 cm con las puntas o pelos de hierro que se dejaron al realizar el cimiento





b. Colocación de tapas o testeros

Después de colocado correctamente el acero y los estribos, se colocan las tapas o testeros de madera previamente impregnados de "acpm" con parafina o aceite quemado (como desmoldante) para poderlas retirar fácilmente y se tapan con papel las fisuras que queden entre las tapas y la pared.








c. Fundida de columna

Se remoja las paredes del muro que quedarán en contacto con la
columna y se inicia el vaciado o fundida. Esta se realiza utilizando
un concreto u hormigón pastoso preparado con una dosificación
1:2:3

1 parte de cemento



2 partes de arena limpia, y 3 partes de triturado de ¾"
Se chuza con una varilla y se le dan golpes suaves a la formaleta
para que el hormigón penetre y se compacte.

d. Desencofrado
Después de pasadas 12 horas, o de un día para otro, procedemos a quitar las tapas o testeros y hacemos un resane a los huecos u hormigueros que nos hayan quedado, con una mezcla de arena y cemento en proporción 1:4




5. Curado

Después de quitadas las tapas o testeros se procede a
regar con agua 2 a 3 veces por día durante una semana






VIGAS DE CONFINAMIENTO

Son elementos de hormigón reforzado que se colocan en forma horizontal sobre los muros o embebidos en las losas de entrepiso y que ayudan a formar una especie de cajón rígido entre vigas, columnas, y muros







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9. VIGAS DE CONFINAMIENTO



Dimensiones
Las vigas de amarre deben tener un ancho igual al del muro y una altura mínima de 15 cms y que su área no sea menor de 150 cms2.

Ejemplo: Un muro de 10 cumple porque:

Ancho de muro por la altura de la viga debe dar mínimo los 150 cms2

10 x 15=150 cms2

El ancho del muro puede ser hasta de 7.5 cms cuando se requiere enchapar pero en este caso se debe aumentar la altura de la viga para que cumpla con los 150 cms2

Ubicación: Las vigas se ubican en cimentación, a nivel del entrepiso cuando la vivienda es de dos pisos y a nivel de enrase cuando la vivienda es de un piso


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10. REFUERZO MÍNIMO
DE LAS VIGAS DE CONFINAMIENTO

a. Refuerzo longitudinal: Se colocaran 4 barras de 3/8(10M) (fy 240 Mpa) dispuestas en rectángulo, para vigas que tengan un ancho superior a 11 cm, para vigas que tengan menos ancho o estén embebidas en la losa se colocarán 2 barras de ½(12M) corrugadas de fy 420 Mpa en cada viga.

Cuando la viga cumpla función de dintel o apoyo para losas se deben diseñar para tal fin y deben de tener mayor cantidad de acero.

b. Refuerzo transversal: Se colocarán estribos rectangulares, cerrados, de ¼(6M) cuando la viga tenga 4 barras y estribos de una rama, espaciados a 10 cms en las orillas cerca de los nudos donde se cruzan las vigas con las columnas cuando solo se coloquen 2 barras y en el centro de la viga se reparten a 20 cms.




Traslapos escalonados

Traslapo en esquina . 40 cms para 3/8 y 50 para 1/2


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11. PROCESO CONSTRUCTIVO DE LAS VIGAS DE AMARRE


a. Seleccionar el acero.
Se selecciona el tipo de acero a colocar, se corta, se figura y se arma la canasta siguiendo las recomendaciones que se dieron anteriormente.

Tenga en cuenta que el acero debe esta limpio de grasas y materiales extraños para que se adhiera bien con el concreto u hormigón

b. Se arma el encofrado o formaleta
Se arman primero los tableros o testeros en el piso, luego se colocan longitudinalmente en las caras del muro y en la parte superior, se les coloca traviesas, a distancias de 60 cms para evitar que se abran en el momento de fundir la viga. En la parte inferior se amarran con alambre o se les coloca tacos en diagonal. Ver dos figuras siguientes.





c. Colocar ganchos o tornillos para amarre del techo.

Si la viga es terminal o sea que no tiene mas pisos encima y el techo descansa sobre ella, se deben colocar ganchos o tornillos de una longitud de 30 cm, o según el grueso de la viga, con la rosca hacia arriba para amarrar a ellos el techo. Lo importante es que queden puntas de donde amarrar la solera


d. Fundir viga

La viga se funde utilizando una mezcla con la misma dosificación que se utilizó para las columnas.

Se debe vibrar dándole golpes suaves con una macera de caucho y chuzando el hormigón o concreto con una varilla para que quede bien compactado




Desencofrado

Pasadas 12 horas, o al otro día, se quita el encofrado o formaleta y se resana la viga si le quedaron hormigueros.

Luego se cura rociándole agua 3 veces al día durante 7 dias de la semana.

Según el clima puede necesitar regarlas con mas frecuencia.


Cintas de culata

Las cintas de amarre son las que rematan las pendientes de los muros o las culatas. También se utilizan para rematar los muros parapetos o de balcón y tienen un grueso igual al del muro y una altura de 10 cm, con 2 varillas lisas de diámetro 3/8 (10M). No requieren estribos pero se colocan algunos para que las varillas no se muevan del sitio durante el vaciado.


Puede utilizarse unidades de mampostería en forma de U para realizar las cintas de amarre colocándosele 1 barra de acero de diámetro ½ (12M) o dos barras de 3/8 (10M). Luego se funde un mortero de relleno con una dosificación mínima de 1:4


El proceso constructivo de las cintas de amarre o de culata se realiza siguiendo prácticamente las mismas recomendaciones que se dan para las vigas de confinamiento. Se deben dejar puntas de varilla para amarrar la cumbrera del techo en toda la cuchilla donde se juntan las cintas de culata.




Si desea adquirir más conocimientos sobre estos temas, puede remitirse a las bibliotecas y consultar la bibliografía que se da como referencia al final de esta guía.


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VOCABULARIO

CAPILARIDAD: Facilidad que tiene el agua de subir por poros o huecos muy pequeños y que se da en la base de los muros cuando no son impermeabilizados.

CONECTOR: Pedazo de varilla o malla que se utiliza para unir dos muros.

CORONA DE CIMIENTO: Parte superior y plana de una cimentación.

CULATA: Muro que en la parte superior forma la pendiente o caída del agua.

DOVELA: Pedazo de varilla que se coloca inicialmente en la cimentación para formar la canasta de las columnas de confinamiento.

ESCANTILLONES: Maderos que se colocan en los extremos de las hiladas para marcar los gruesos de las juntas, y las alturas de las hiladas.

ENCOFRADO: Madera que se coloca para formar el molde de las vigas losas y columnas de una construcción. También se le llama formaleta.

JUNTAS: Espacios que se dejan entre un ladrillo y otro y son llenados con mortero de pega tanto horizontalmente como verticalmente.

HIDRATACION: Capacidad que tienen ciertos materiales para chupar agua.

HORMIGUEROS: Huecos que quedan en el hormigón endurecido por falta de vibrado.

MAMPOSTERIA: Proceso de colocación de ladrillos o bloques uno sobre otro, para construir un muro, de forma que queden bien aplomados, nivelados y alineados.

MADRINOS: Primeros ladrillos aplomados y nivelados que se colocan en los extremos de las hiladas y de los cuales se fija el hilo. También son llamados cabezas de hilada.

MODULACION: Determinación de la traba en los ladrillos, o forma de disponerlos unos respecto de otros.

N.P.A: sigla que se consigna en los planos para indicar el nivel o altura de un piso acabado.

NUDO: Punto donde se encuentra la viga con la columna.

REBABA: Mezcla que se sale de las juntas después de colocado el ladrillo.

REGATAS: Canchas, ranuras o brechas no muy profundas que se hacen en los muros para colocar dentro de ellas tuberías de las instalaciones.

SOLERA: Madero que se coloca sobre los muros para recibir los largueros o alfardas que conforman el techo.

TABIQUE: Elemento o muro que separa dos espacios y que comúnmente no soporta cargas de la estructura..

TESTERO: Cada una de las tapas de la formaleta con las cuales se forman las columnas o vigas de amarre.

PROPIEDADES DE LOS SUELOS ARCILLOSOS Y GRANULARES

. INTRODUCCIÓN:

Se debe tomar conciencia de la importancia que tiene una buena cimentación para la vida útil de una estructura; el objeto de una cimentación es proporcionar el medio para que las cargas de la estructura se transmitan al terreno produciendo en éste, un sistema de esfuerzos que puedan ser resistidos con seguridad sin producir asentamientos, o con asentamientos tolerables, ya sean éstos uniformes o diferenciales, por ello un conocimiento previo de la naturaleza del terreno evitará accidentes graves y costosos motivados por una cimentación deficiente.

Suelo de Toba volcánica para una Cimentación de un proyecto de construcción. Por medio de análisis y pruebas a realizar antes del desarrollo de un proyecto, se puede llegar a determinar con gran aproximación la naturaleza y propiedades del suelo, estos datos son muy necesarios para definir las características generales de cualquier cimentación. Los criterios para determinar los puntos de reconocimiento en el terreno se establecerán de acuerdo a una zonificación previa, dando mayor importancia al área a ocupar por las edificaciones. En caso de que no se conozca la ubicación exacta de la construcción en el área de estudio, se recomienda distribuir dichos puntos de acuerdo a recomendaciones geotécnicas que deben ser practicadas muy cercas del área de la obra. Es casi común aunque totalmente verdadero decir que las condiciones del suelo y subsuelo deben investigarse a fondo. Obviamente, sin investigaciones adecuadas del lugar de la construcción no se puede tomar una decisión, de manera que habrá problemas en el proceso completo de toma de decisiones. También existe el riesgo de información inadecuada en un momento en que la decisión ya no se puede posponer por más tiempo, lo cual conduce a decidirse por otros métodos que traten las propiedades definidas del suelo con menos claridad.


Información inadecuada de los estratos del suelo. El objetivo principal de una investigación del lugar de la construcción es determinar:

a) La estratificación del suelo.
b) La composición y propiedades de las formaciones o capas individuales.
c) El límite inferior de los suelos comprensibles.
d) La localización del nivel freático.

Los sondeos con extracción de núcleos y muestreo continuo constituyen el tipo de investigación del que se puede obtener más información debido a que abarcan un alcance máximo para la observación visual directa. Desde el inicio es esencial una descripción confiable de los suelos y la deberá llevar a cabo un geotécnico experimentado, para determinar las propiedades del suelo en el laboratorio, es preciso contar con muestras representativas de dicho suelo. Un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor que el de los ensayes en sí. Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas. Se dice que una muestra es alterada cuando no guarda las mismas condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde procede, para obtener muestras alteradas el muestreo debe efectuarse según el fin que se persiga y de la profundidad requerida, se toman muestras de cada capa en un recipiente y se coloca una tarjeta de identificación, que luego son enviadas en bolsas al laboratorio. Se dice que una muestra es inalterada cuando teóricamente guarda las mismas condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde procede, para obtener muestras inalteradas, el caso más simple corresponde al de cortar un determinado trozo de suelo del tamaño deseado (normalmente de un pie cúbico), cubriéndolo con parafina para evitar pérdidas de humedad y empacándolo debidamente para su envío al laboratorio. El paso preliminar esencial para el diseño y la construcción de un proyecto de ingeniería civil, es la investigación completa y detallada del lugar seleccionado, el tamaño y el tipo de proyecto afectará a los alcances de una investigación, pero siempre existe la necesidad de llevarla a cabo, aún la obra más pequeña amerita algún tipo de investigación de campo.



Exploraciones a cielo abierto. Para sitios hasta de 1000 m2 se recomienda que se efectúen por lo menos 2 a 3 sondeos, para sitios de 1000 a 5000 m2, el número mínimo de sondeos debe ser 3+1 por cada 1000m2 que excedan los 1000m2. Para áreas mayores, el número de sondeos se debe incrementar de acuerdo al área, uniformidad de las condiciones del suelo y la importancia del proyecto. Aproximadamente cada 3 m se deben tomar muestras inalteradas y hacer pruebas de penetración estándar con muestreo conexo cada metro; se deben extraer núcleos de la longitud de cada sondeo entre muestras con el fin de hacer la descripción visual, los sondeos deben tener la profundidad suficiente para que alcance la formación subyacente de suelo firme, si existe, y si no, deben llegar por lo menos de 20 a 30 metros debajo de la superficie. Estos son criterios generales que pueden y deben variar de sitio a sitio dependiendo de las condiciones locales y el tipo de proyecto.

CIMENTACIÓN EN SUELOS BLANDOS. AMPLIACIÓN DE TANQUES PARA ALMACENAMIENTO DE CARGA LIQUIDA.

En el año de 1994 tuve la experiencia de construir dos tanques metálicos para almacenar 1000 toneladas métricas cada uno de soda cáustica al 50%. El terreno presentaba características de suelo blando hasta una profundidad de 5.00 metros(16.40 pies). Previo a la construcción se efectuaron tres perforaciones de 15.00 metros cada una(49.20 pies) de profundidad, haciendo uso del Ensayo de Penetración Estándar encontrándose que el sub suelo natural esta constituido por arenas finas limosas intercaladas por lentes conformados por limos de alta y baja comprensibilidad. Las arenas limosas, pobremente graduadas se presentaban con densidades variables de media a muy suelta hasta profundidades de 4.90 metros(16.00 pies) y de media a muy densa bajo este nivel. Los Lentes limosos son de alta y baja comprensibilidad (suelos tipo MH y ML) encontrándose los tipos MH a profundidades de 1.35m a 1.80m (espesor de 45 centímetros) y los ML entre 3.15m a 4.75m (espesor de 1.60m) respecto al nivel natural del terreno. El coeficiente de comprensibilidad encontrado para el Limo haciendo uso del ensayo de consolidación es de Cc=0.943. El nivel freático se encontró a profundidades variables de 1.60m a 2.00m respecto al nivel natural donde se ubicaron las perforaciones. El estudio de suelos cita textualmente que "El subsuelo ubicado hasta una profundidad de 4.80 metros con respecto a la superficie del terreno, no presenta características apropiadas para cimenantar esta obra, por estar expuesto a asentamientos peligrosos que podrían generar durante la consolidación primaria y la licuefacción que se induciria por efectos de los movimientos sísmicos" Por tal motivo la recomendación del Laboratorio de suelos es de cimentar por contacto directo a 4.80 metros de profundidad usando presiones admisibles de 1.50Kg/cm2. Por otro lado el estudio recomienda que si se desea desplantar a menores profundidades del nivel de 4.80m se debe retirar el material natural existente hasta este nivel y sustituirlo por material selecto compactado al 95% proctor usando presiones admisibles de diseño de 1.50Kg/cm2. Es de hacer notar que durante el proceso constructivo de la obra las recomendaciones del Laboratorio de suelos fueron cumplidas en el campo. El estudio fue elaborado por quien suscribe este articulo, tomando como base los siguientes parámetros de diseño:

Densidad del Liquido : 1,520 Kg/m3

Altura del cilindro: 9.60m

Diámetro del cilindro: 9.50m

Capacidad soporte del suelo: 1.50Kg/cm2

Carga viva:559Kg/m2

En el diseño de la cimentación se analizo la estructura considerando cargas gravitacionales y laterales por viento y sismo. Todos estos parámetros están de acuerdo al estudio geotécnico efectuado y cumplen con lo indicado en el Reglamento Nicaraguense de la construcción y otros reglamentos como el ASCE y el ACI. Las provisiones indicadas en la memoria de calculo están de acuerdo a los sanos criterios de ingeniería y que en este aspecto puede considerarse el Tanque como seguro en el aspecto estructural.

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO.

Siguiendo las recomendaciones del estudio geotécnico, la estructura del tanque fue cimentada sobre un relleno de 5.00 metros de profundidad utilizando material selecto de un banco llamado Cusmapa de cero plasticidad. Este mejoramiento del suelo se extendió hasta una distancia perimetral igual a 1.20 metros respecto al cuerpo del tanque. Durante el proceso constructivo se efectuaron perforaciones de control con el ensayo de Penetracion Estándar con resultados positivos respecto a las caracteristicas de resistencia del suelo colocado en el relleno. Como resultado de lo anterior se concluye que en la practica se cumplieron con las indicaciones dadas por el laboratorio de suelo en lo referente al mejoramiento del suelo bajo el tanque.

CONDICIONES DE LA OBRA EN FUNCIONAMIENTO.

De acuerdo a inspecciones realizadas posteriormente a la construcción ( tres meses) posteriores a su finalización , se notaron que uno de los cimientos sufria asentamientos diferenciales de hasta 20cm conforme los levantamientos de niveles efectuados. Una caracteristica importante del tipo de falla observada es el agrietamiento perimetral, de forma circular, observado en la losa de piso del sitio de la obra. Este tipo de falla esta perfectamente definido y a una distancia promedio del orden de 1.80metros y es característico de

FALLA DE FLUJO DE SUELO

inducido por presiones laterales en suelos de baja capacidad soporte en sitios donde se tiene un volumen de mayor densidad y resistencia. En lo referente a la situación de la estructura propiamente dicha se observo que la misma no presenta ninguna falla en los cimientos de concreto reforzado ni en la sección metálica del tanque, lo que es un indicativo claro de que en la practica no se tienen asentamientos diferenciales de la obra, sino mas bien la ocurrencia de un giro total de la estructura inducido por un flujo hacia afuera de la masa de relleno ubicada bajo el tanque, la cual presiona el terreno natural circundante que no cuenta con la capacidad de carga adecuada para soportar las presiones transmitidas.

EVALUACIÓN EFECTUADA EN EL CAMPO.

En vista de las características del tipo de suelo natural ubicado en el sitio de la obra, era prácticamente imposible efectuar ningún tipo de evaluación estructural sin conocer las características del perfil estratigráfico natural, tanto en el relleno como en el suelo natural circundante. Por tal motivo se contrataron los servicios de otro laboratorio de suelos para efectuar tres perforaciones en el sitio de la obra, siempre haciendo uso del Ensayo de Penetración Estándar. Las ubicaciones de las perforaciones fueron programadas de tal manera que dos de ellas se ubicaran en el sitio del relleno efectuado y la tercera en el terreno natural perimetral al area de mejoramiento de suelo. Esto permitía conocer la información necesaria para establecer los parámetros comparativos entre el comportamiento interactivo de dos masa de suelo ( natural y de relleno). En las tres perforaciones efectuadas se alcanzaron profundidades mayores de 6.00 metros medidos respecto al nivel inferior de la losa de piso existente. Después de todos los análisis granulométricos comparativos de las tres perforaciones, los resultados indicaban que el suelo de relleno colocado bajo el tanque no ha sufrido variaciones en lo referente a su capacidad soporte. Esta situación confirmaba que el suelo de relleno en la actualidad tiene la misma capacidad soporte inicial y reafirma que el asentamiento del tanque no es debido a la falla del relleno, sino a las presiones inducidas lateralmente al terreno natural perimetral que no cuenta con la capacidad de carga lateral adecuado. Como consecuencia del peso propio del tanque y del contenido de soda cáustica se originan presiones aplicadas inmediatamente al suelo ubicado propiamente bajo el cimiento, con valores máximos a este nivel, disminuyendo con la profundidad y la distancia respecto a la posición de la estructura. Esto significa que la distribución de presiones bajo el tanque no ocurre en un plano vertical bajo la estructura, sino mas bien se comporta como un bulbo de presiones ejerciendo influencia lateral a distancias horizontales respecto a la posición del tanque. En este caso se entiende que las presiones verticales de la carga aplicada se transmiten igualmente en forma lateral sobre la masa del suelo.

CONCLUSIONES.

Los resultados de los diferentes estudios de laboratorios efectuados a través del tiempo indican que el relleno utilizado como cimiento del tanque es adecuado en lo que respecta a la resistencia con respecto a las cargas aplicadas. El análisis comparativo de la resistencia inicial del relleno efectuado por el primer laboratorio y el estudio realizado por el segundo laboratorio tres meses posteriores, indican que la resistencia del suelo ha permanecido en la practica invariable, motivo por el cual se puede concluir que la causa del asentamiento no es debida a la falla del relleno propiamente dicho, ya que por sus propiedades físicas y mecánicas determinadas en el laboratorio no es un material susceptible de asentamientos diferenciales por sus características no plásticas. El tipo de falla circular que se muestra en la losa de piso indica claramente la ocurrencia de una falla de suelo por cortante inducido por la acción de cargas laterales inducidas por el peso del tanque mas su contenido. Este tipo de falla típico en obras de relleno donde una masa de suelo mejorado acciona perimetralmente sobre el suelo natural ubicado perimetralmente, tendiendo a deformarlo. Como consecuencia de la falta de capacidad al corte del suelo natural, el relleno funciono como una masa sin confinamiento, tendiendo a deformarse lateralmente induciéndose una falla por flujo plástico que es la causa del asentamiento observado en el tanque. Otra condición observada en el campo es la ausencia de agrietamientos en los cimientos de concreto (anillo de concretoreforzado), al igual que fallas en la soldadura del tanque, indicativo de que no ocurrieron asentamientos diferenciales sino mas bien la existencia de un giro integral de la estructura como consecuencia del flujo de la masa de suelo de relleno. Este tipo de comportamiento de la acción de una masa de suelo sobre otra es de difícil cuantificación en lo referente a la predicción del tipo de movimiento de la masa de suelo de relleno ya que se sale de los patrones típicos de asentamiento diferenciales en masa de suelo plástico tipo limosos o arcillosos. La aseveración anterior es ratificada por el hecho de que suelos tipo arenosos sufren las deformaciones en forma rápida, disminuyendo su magnitud con el tiempo, siendo necesario para predecir con exactitud la magnitud de los deslizamientos un registro estadístico continuo, además de una investigación exhaustiva de las características de resistencia y elasticidad de la masa de suelo natural en toda la altura de relleno, lo que significa un costo de investigación excesivamente alto y que para fines prácticos no es conveniente hacerlo. La cuestión no se termina aquí, ya que los dueños de este plantel de carga liquida, han decidido ampliar su infraestructura después de 12 años de estar operando los tanques existentes. Nuevamente han contratado mis servicios profesionales para el diseño de las nuevas estructuras, donde se ha planteado la necesidad de construir dos tanques metálicos de 12.40m de diámetro y 12.81m de altura con una capacidad de 1548.00m3 equivalentes a 2,353.00 toneladas métricas cada uno, pero con la experiencia vivida, ellos requieren mayor seguridad en el tipo de fundaciones. En la actualidad se han contratado los servicios de un tercer laboratorio de suelos, y se han practicado 5 pruebas de penetración estándar hasta una profundidad de 20.00m (65.60 pies) cada una, y se ha encontrado las mismas características de las pruebas anteriores. El sistema de fundaciones que se esta diseñando es con pilotes de concreto reforzado, para lo cual se han estado haciendo ensayos donde el diámetro del encepado esta soportado por 110 pilotes de sección de 30cm. x 30cm de 7.00m de altura cada uno. Otra alternativa de diseño consiste en un encepado de 2.00 metros de ancho respecto a la tangente vertical del cuerpo del tanque y de forma circular respecto al centro del tanque con un espesor de 50cm es decir que después de la cara superior del encepado esta un anillo circular de 30cm. de espesor y un alto de 70cm. para empotrar las platinas que servirán de fijación a la envolvente del tanque. Este encepado esta soportado por 32 pares de pilotes distribuidos equidistantes en el perímetro de la circunferencia del encepado, el cual esta unido en toda el resto del area circular del fondo del tanque por medio de una losa de concreto reforzado de 25 cm de espesor. También se ha considerado en otra alternativa de diseño, un relleno de material selecto de 5.00 metros de profundidad igual al ejecutado en años anteriores. En el aspecto económico, de las tres alternativas que se han presentado, resulta que el costo económico es de:
La segunda alternativa es menor en un 80% a la primera.
La tercera alternativa es menor en un 40% a la segunda

Cimentación

Se denomina cimentación a la parte de la estructura cuya misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos muy coherentes).

Tipos de cimentación
La elección del tipo de cimentación depende especialmente las características mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno, posición del nivel freático y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentación menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentación superficial se valoran otros tipos de cimentaciones.

Superficiales

Ábaco que transmite el esfuerzo a una cimentación superficial de una pila de puente. La cimentación está enterrada y no es visible en la figura.
Son aquellas que apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas.
En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se producirán deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:
Cimentaciones ciclópeas.

Zapatas.
Zapatas aisladas.
Zapatas corridas.
Zapatas combinadas.

Cimentaciones en concreto ciclópeo
En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con parámetros verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas. Este es un sistema que ha quedado prácticamente en desuso, se usaba en construcciones con cargas poco importantes; exceptuando las construcciones auxiliares como vallas de cerramiento en terrenos suficientemente resistentes. El hormigón ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada. La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. Precauciones:
Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.
Que las piedras no queden amontonadas.
Alternar en capas el hormigón y las piedras.
Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.

Zapatas aisladas
Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar un único pilar, de ahí el nombre de asilada. Es el tipo de zapata más simple, aunque cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se asienten más de un pilar. La zapata aislada no necesita junta pues al estar empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las estructuras si que es normal además de aconsejable poner una junta cada 30 m aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo recayese un único pilar. Una variante de la zapata aislada aparece en edificios con junta de dilatación y en este caso se denomina "zapata ajo pilar en junta de diapasón".
En el cálculo de las presiones ejercidas por la zapata debe tenerse en cuenta además del peso del edificio y las sobrecargas, el peso de la propia zapata y de las tierras que descansan sobre sus vuelos, estas dos últimas cargas tienen un efecto desfavorable respecto al hundimiento. Por otra parte en el cálculo de vuelco, donde el peso propio de la zapata y las tierras sobre ellas tienen un efecto favorable.
Para construir una zapata aislada deben independizarse los cimientos y las estructuras de los edificios ubicados en terrenos de naturaleza heterogénea, o con discontinuidades, para que las diferentes partes del edificio tengan cimentaciones estables. Conviene que las instalaciones del edificio estén sobre el plano de los cimientos, sin cortar zapatas ni riostras. Para todo tipo de zapata, el plano de apoyo de la misma debe quedar empotrado 1 dm en el estrato del terreno.
La profundidad del plano de apoyo se fija basándose en el informe geotécnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos a las heladas. Es conveniente llegar a una profundidad mínima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. en aquellas zonas afectadas por estas variables. En el caso que el edificio tenga una junta estructural con soporte duplicado (dos pilares), se efectúa una sola zapata para los dos soportes. Conviene utilizar hormigón de consistencia plástica, con áridos de tamaño alrededor de 40 mm. En la ejecución, y antes de echar el hormigón, disponer en el fondo una capa de hormigón pobre de aproximadamente 5 cm de espesor, antes de colocar las armaduras.

Zapatas corridas
Las zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hilereas de pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o puntuales separadas, en general a través de un muro, que si es de hormigón armado, puede transmitir un momento flector a la cimentación. Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las zapatas corridas están indicadas cuando se trata de cimentar un elemento continuo queremos homogeneizar los asientos de una alineación de pilares y nos sirve para arriostramiento queremos reducir el trabajo del terreno para puentear defectos y heterogeneidades del terreno por la proximidad de las zapatas aisladas, resulta más sencillo realizar una zapata corrida Las Zapatas Corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener sección rectangular, escalonada o estrechada cónicamente. Sus dimensiones están en relación con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresión del material y la presión admisible sobre el terreno.
Por practicidad se adopta una altura mínima para los cimientos de hormigón de 3 dm aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones.
En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarán encofrados. Si los cimientos se realizan en hormigón apisonado, pueden hormigonarse sin necesidad de los mismos.
Si los trabajos de cimentación debieran interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unión con el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzará esta unión.
Las Zapatas Corridas son, según el Código Técnico de la Edificación CTE, aquellas zapatas que recogen más de tres pilares. Las considera así distintas a las zapatas combinadas, que son aquellas que recogen dos pilares. Esta distinción es objeto de debate puesto que una zapata combinada puede soportar perfectamente tres pilares.

Zapatas combinadas

Semiprofundas

Excavando uno de los pozos de cimentación para un puente. El tubo de hormigón (concreto) se va hundiendo a medida que se excava. En este caso se llegó a 24 m de profundidad.
Pozos de cimentación o caissons: Son en realidad soluciones intermedias entre las superficiales y las profundas, por lo que en ocasiones se catalogan como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando no puede desviarse el río, en ese caso se trabaja en cámaras presurizadas.
Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón o mampostería.
Muros de contención bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.
Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que frecuentemente constituyen una cimentación semiprofunda.

Profundas
Pilotes: son elementos de cimentación esbeltos que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ). Antiguamente eran de madera, hasta que en los años 1940 comenzó a emplearse el hormigón.
Pantallas: es necesario anclar el muro al terreno.
pantallas isostáticas: con una línea de anclajes
pantallas hiperestáticas: dos o más líneas de anclajes.