EXCAVASIONES MASIVAS ENEDIFICACIONES:CALZADURAS DOCENTE: ING. MAZA ESPINOZA, OSCAR CONTENIDO GENERAL GENERALIDADES…………...…………………………………………………………… 1-5 CALZADURA EN CONGLOMERADO COMPACTO………………………………… 5-7 RESPOSABILIDAD POR LA CALZADURA...……………………………………….. 7-8 PRECAUSIONES EN LA CALZADURA PROFUNDA………………..…….……….. 8 DISEÑO DE LA CALZADURA…………………………………………….……..…….. 8-11 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………..……. 12 2 CALZADURA 1. GENERALIDADES La calzadura es un elemento que soporta carga vertical directamente y lo transmite a un estado inferior del suelo. El término lo hemos generalizado para otro tipo de funciones y lo empleamos indistintamente para aquellas obras que se realizan con algunos de los propósitos siguientes: a) Para consolidar la cimentación de una estructura eistente. !al es el caso de una estructura que ha sufrido asentamientos. Este caso es frecuente en edificaciones de valor arquitectónico o histórico que por estar cimentadas sobre terrenos que se consolidaron con el tiempo han sufrido asentamientos que comprometen su estabilidad y se requiere nivelar la estructura y detener los asentamientos. b) Para darle mayor capacidad portante a la cimentación y pod"a requerirse buscar un estrato de suelo m#s resistente a mayor profundidad o reforzar la misma cimentación ampli#ndola. c) Para protección de la propiedad vecina $ edificaciones o taludes $ cuando se va a realizar ecavaciones cercanas. En este conteto las obras de calzadura tienen car#cter temporal ya que su función de contención o confinamiento ser# asumida definitivamente por la nueva construcción. En los comentarios que siguen nos referimos a la calzadura hecha con este %ltimo propósito. &abe diferenciar algunas formas de protección en función a la ubicación de la calzadura y a su eigencia estructural. '. (quella que se e)ecuta dentro de los linderos del terreno por ecavar* +fig. ' a). ,. (quella que se realiza en propiedad vecina* es decir fuera de los linderos del terreno por ecavar +fig. ' b) 3 En el primer caso no son propiamente calzaduras* son pantallas de contención +fig , a). Esta es la pr#ctica usual en -orte (mérica* Europa y en algunos pa"ses de Latinoamérica. +&omo en el cosa tan sonado de la pantalla de contención que falló en .ogot# y fue reportada en la revista. El ingeniero &ivil. En la pantalla de contención no hay transferencia de carga vertical a los estratos profundos* en este aspecto* no son propiamente una calzadura. Para evitar la posibilidad de asentamientos verticales en las estructuras eistentes* por desplazamiento horizontal de la pantalla como consecuencia del empu)e del suelo contenido* se depende eclusivamente de la rigidez lateral de la pantalla. En segundo caso* cuando el profundizar en el terreno vecino* lo hacemos por deba)o de una edificación eistente* +fig. ,b) estamos construyendo realmente una calzadura* porque* porque adem#s de los empu)es laterales que eisten vamos a tener que transmitir parcialmente la carga vertical de la cimentación eistente a un estrato m#s ba)o. 4 Las pantallas pueden ser de voladizo* apuntaladas o atirantadas* +fig. /)* pueden ser continuas o discontinuas. En este %ltimo caso* se aprovecha la capacidad del suelo para transmitir los empu)es laterales por acción de arco a los nuevos soportes* +fig. 0). Para la construcción de pantallas son numerosas las posibilidades que hay en el mercado y tienen caracter"sticas estructurales y constructivas muy diferentes. Entre las m#s empleadas est#n las tablestacas* las pantallas de concreto* las pantallas formadas por pilotes contiguos o secantes y las pantallas de poste $ larguero. +fig. 1). La elección de una determinada solución depender# de su conveniencia* el &onstructor deber# estudiar cada posibilidad considerando entre otros factores la altura de la ecavación* las caracter"sticas del suelo y presencia de agua* la relación con edificios eistentes y las caracter"sticas de su cimentación* los materiales disponibles* su capacidad de e)ecución y equipamiento disponible el tiempo de e)ecución y el costo. 2. CALZADURA EN CONGLOMERADO COMPACTO La pr#ctica de construir la calzadura fuera de los linderos del terreno por ecavar* es decir en propiedad vecina* es tradicional en el Per%* en &hile y en otros pa"ses. &abe preguntarnos si es correcto invadir la propiedad vecina. Evidentemente eisten venta)as importantes para propietarios de la nueva construcción* entre ellas el ahorro de espacio al permitirle aprovechar el '223 de #rea del terreno y el control de asentamientos en la edificación eistente* con lo cual se est# protegida la propiedad vecina. 5 En edificaciones en zonas urbanas donde el terreno cuesta mucho dinero* hay que buscar soluciones donde la pérdida de #rea %til se minimice y la construcción de una pantalla puede significar perder algunos dec"metros den el per"metro de la propiedad. El mayor inconveniente al invadir el terreno vecino* esta en el per)uicio que causamos al vecino al de)arle en sus linderos* elementos estructurales que tendr# que retirar cuando quiera construir. En todo caso* lo correcto es comunicar a los vecinos que se va a ecavar y calzar usando su propiedad y eventualmente acordar con ellos alg%n tipo de compensación por el uso de su propiedad y por los costos en los que eventualmente tendr# que incurrir. En &hile generalmente las calzaduras toman la forma de una pantalla mita de concreto armado y suelo* +fig. 4 y 5). 6e construyen columnas* o me)or dicho 78igas $ &olumna9 $ elemento que son sometidos a compresión y fleión transversal:* de concreto armado a espaciamiento que se define para cada caso en función de las condiciones particulares de la estructura por calzar y de las caracter"sticas del suelo* y se aprovecha si la acción de arco horizontal para la transmisión de los empu)es del suelo a las vigas:columnas. Esto es posible dadas las caracter"sticas del conglomerado de 6antiago y no veo inconveniente para su empleo en el conglomerado compacto de la zona central del valle de Lima. En el Per%* Lima* lo usual es construir una pantalla o muros continuos de concreto simple de espesor variable* +fig. ;). El procedimiento usual de calzadura en los tres caos es similar* consiste en una construcción secuencial a medida que avanza la calzadura. 6on procedimientos 6 que tienen una tradición muy antigua. 42 a 52 a<os cuando la vie)a Lima comenzó a modernizarse* a construirse edificios en el &entro =istórico. La calzadura como la conocemos es sin lugar a duda un invento criollo de los ingenieros de esa época que tuvieron que revolver el problema para proteger las casonas de adobe colindantes. >n invento que no podemos decir que haya sido desdichado* la eperiencia en general ha sido buena. Las recomendaciones para la calzadura tradicional lime<a que se transcriben en la figura '2 se basan en esa pr#ctica de muchos a<os en el conglomerado de Lima. 6on numerosos los e)emplos de calzaduras eitosas y son realmente pocos los casos de problemas. Los problemas muchas veces est#n ligados a la presencia de agua y al haber aplicado las recomendaciones usuales mas all# de los l"mites establecidos sin tomar precauciones adicionales. 7 3. RESPOSABILIDAD POR LA CALZADURA La calzadura es un procedimiento de construcción que ha sido e)ecutado innumerables veces por los constructores sin cuestionarse de si deben ellos asumir la responsabilidad por su dise<o o no. &laro est# que para calzaduras menores es decir cuya altura es moderada el seguir las recomendaciones tradicionales era seguro. Para calzaduras de mayor altura* al aumentar los riesgos y el costo* nace el cuestionamiento sobre quien tiene la responsabilidad sobre la calzadura. Es indudable que la calzadura requiere de un dise<o donde se tomen las decisiones de la tipolog"a constructiva* analice el problema y las estructuras a emplear* sin embargo no es diferente al caso de un encofrado* donde el contratista asume la responsabilidad integral por un dise<o y construcción. El contratista podr#* a su )uicio* asesorarse o encargarse su dise<o a profesionales fuera de su organización* ser# su decisión* pero la responsabilidad sigue siendo suya. Los costos de la calzadura forman parte del costo total de construcción y deben estimarse conservadoramente en base a la eperiencia propia del constructor u al an#lisis de la situación especifica. 4. PRECAUSIONES EN LA CALZADURA PROFUNDA La calzadura es una operación a menudo dif"cil y peligrosa por el estado tensional en condiciones est#ticas y ba)o sismo al que pueden ser sometidas y al hecho que dicho estado puede modificarse dr#sticamente* especialmente por la presencia de agua y por la vibración. Es un traba)o que debe ser realizado %nicamente por especialistas. Para llevar a cabo eitosamente una calzadura deben tomarse las precauciones siguientes en particular cuando las ecavaciones tienen m#s de 4 a ?m de profundidad. 5. DISEÑO DE LA CALZADURA Es recomendable que antes de emprender traba)os de calzadura se analice el problema en la luz de las condiciones esperadas del suelo* de las caracter"sticas y ubicación de las edificaciones vecinas etc. @ se prepare un plano de calzadura y recomendaciones constructivas. 8 Las cargas sobre la calzadura:empu)e lateral y cargas verticales:en cada uno de los puntos de ecavación deber#n ser evaluadas en función a las caracter"sticas del suelo* su contenido de humedad y la cercan"a de cimentaciones eistentes. 5.1. C!"#$#%!& '%( )*%(. !anto para el dise<o como para la e)ecución de la calzadura es indispensable que se tenga conocimiento de las caracter"sticas del suelo* y estar atento a cualquier variación de éstas. En particular bolsones de arena. 5.2. P(+!#,#"+"#-!. Planificar el proceso de ecavación:calzadura: apuntamiento y de construcción de las obras definitivas de manera que sea un proceso secuencial lo m#s r#pido posible. 5.3. A.*!&+(+$#%!&. La calzadura* en particular en los frentes ba)o o cercano a edificaciones eistentes* debe apuntalarse. &onsiderar que la capacidad de la calzadura:pantalla de concreto simple:como muro de contención es limitada. El apuntalamiento es esencial sobre todo cuando tenemos edificaciones vecinas ya sea que éstas estén al borde de la ecavación o estén mas retiradas* caso m#s peligroso porque la calzadura no cuenta con el beneficio de la carga vertical y traba)ar# solamente como pantalla con el empu)e adicional del bulbo de presiones de la cimentación del edificio. Las recomendaciones de apuntalamiento deben ser parte del dise<o de la calzadura. La carga de dise<o de los puntales debe ser estimada conservadoramente. El empleo de apuntalamiento no sólo da seguridad a la calzadura sino que también puede reducir el costo sustancialmente al permitir espesores menores de calzaduras. En ecavaciones profundas la longitud de los puntales de la calzadura puede llegar a ser considerableA el constructor debe evaluar la conveniencia del empleo de puntales robustos versus el empelo de puntales delgados a la luz de las necesidades de arriostre de éstos y las dificultades de obra. 9 5.4. M!#&/%. El proceso de ecavación y calzadura requiere de un monitor permanente para detectar: desplazamientos* asentamiento $ mediante control topogr#fico permanente $ aparición de grietas de tensión o grietas en las edificaciones vecinas. 5.5. A0*+. La presencia de agua aumenta tremendamente los empu)es y puede traernos aba)o una calzadura a%n apuntalada. 10 En obra se debe estar siempre atento a la presencia de agua en el suelo. En la pantalla de concreto debe creerse drenes para aliviar cualquier presión de agua que pueda presentarse. 5.1. 2#3/+"#!%). Las vibraciones pueden destruir la cohesión permanente que tiene el suelo de Lima y que es la que permite taludes casi verticales en el conglomerado. La pérdida de cohesión adem#s de incrementar los empu)es* dificulta el traba)o de calzadura y puede llevar a la necesidad de entibamiento de suelo. 11 REFERENCIAS BIBLIOGR4FICAS &alzaduras BEn L"neaC Decuperado el 21E',E'/ de : http:EEFFF.slideshare.netEchristian)honmonterosolisEcalzaduras:atirantadas Ecavaciones masivas BEn L"neaC Decuperado el 21E',E'/ de: http:EEFFF.slideshare.netEGadosh'002222Eproceso:constructivo:edificio:con: stano:parte:' &alzadura en edificaciones BEn L"neaC Decuperado el 25E',E'/ de: http:EEFFF.ficunfv.comEarticulosE04:articulosE,//:calzaduras 12