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REHABILITACION ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE UN EDIFICIO PATRIMONIAL Perlo, Rafael Alberto; Perlo, Guido Rafael Ingenieros Civiles Rosario, Santa Fe, Argentina [email protected] ; [email protected] Construcciones CIC S.A. RESUMEN A lo largo del presente documento se describirán los procesos y criterios adoptados para la rehabilitación estructural de un edificio patrimonial de 1892 con un severo y avanzado proceso de deterioro. Un colapso local de forma dramática, con un descenso de la línea de fachada que originó una rajadura en forma de arco, planteó la posibilidad de un colapso generalizado. La primera dificultad fue determinar el modelo del colapso, habiendo infiltraciones en el subsuelo y estallido de muros portantes. Se debió diseñar un apuntalamiento que inhibiera los posibles movimientos y evitara el derrumbe del edificio. El diagnóstico concluyó en la existencia de déficits en la cimentación, su exposición a estados incompatibles y la acción freática. La solución estructural propuesta consistió en una materialización sumamente complicada desde el punto de vista de la preservación, la estabilidad y la factibilidad constructiva. ABSTRACT Throughout this document, the processes and criteria adopted for the structural rehabilitation of a heritage building from 1892 with a severe and advanced process of deterioration will be describe. A dramatic local collapse, with a lowering of the façade line leading to an arched crack, raised the possibility of widespread collapse. The first difficulty was determining the collapse model, with infiltrations in the subsoil and the bursting of bearing walls. A shoring had to be design to inhibit possible movements and prevent the building from collapsing. The diagnosis concluded in the existence of deficits in the foundation, its exposure to incompatible states and the phreatic action. The proposed structural solution consisted of an extremely complicated materialization from the point of view of preservation, stability and constructive feasibility.

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REHABILITACION ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE UN EDIFICIO PATRIMONIAL

Perlo, Rafael Alberto; Perlo, Guido Rafael

Ingenieros Civiles

Rosario, Santa Fe, Argentina

[email protected] ; [email protected]

Construcciones CIC S.A.

RESUMEN

A lo largo del presente documento se describirán los procesos y criterios adoptados para la rehabilitación estructural de un edificio patrimonial de 1892 con un severo y avanzado proceso de deterioro.

Un colapso local de forma dramática, con un descenso de la línea de fachada que originó una rajadura en forma de arco, planteó la posibilidad de un colapso generalizado. La primera dificultad fue determinar el modelo del colapso, habiendo infiltraciones en el subsuelo y estallido de muros portantes. Se debió diseñar un apuntalamiento que inhibiera los posibles movimientos y evitara el derrumbe del edificio. El diagnóstico concluyó en la existencia de déficits en la cimentación, su exposición a estados incompatibles y la acción freática. La solución estructural propuesta consistió en una materialización sumamente complicada desde el punto de vista de la preservación, la estabilidad y la factibilidad constructiva.

ABSTRACT

Throughout this document, the processes and criteria adopted for the structural rehabilitation of a heritage building from 1892 with a severe and advanced process of deterioration will be describe.

A dramatic local collapse, with a lowering of the façade line leading to an arched crack, raised the possibility of widespread collapse. The first difficulty was determining the collapse model, with infiltrations in the subsoil and the bursting of bearing walls. A shoring had to be design to inhibit possible movements and prevent the building from collapsing. The diagnosis concluded in the existence of deficits in the foundation, its exposure to incompatible states and the phreatic action. The proposed structural solution consisted of an extremely complicated materialization from the point of view of preservation, stability and constructive feasibility.

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FICHA DE OBRA

EDIFICIO: Ex Sede Cooperativa Marcos Juárez

SECTOR: Edilicio

PROPIETARIO: Asociación Cooperativas Argentinas C.L.

UBICACION: Marcos Juárez, Córdoba, Argentina.

TRABAJO REALIZADO: Ingeniería, Puesta en Valor y Restauración de edificio histórico Ex Cooperativa General Paz.

• Apuntalamiento y puesta en seguridad del edificio. • Recalce y refuerzo de cimientos. • Refuerzo estructural en losas de bovedilla y reconstrucción estructural de la

mampostería portante. • Restauración de fachada y ornamentos

EJECUCION OBRA: Construcciones CIC S.A.

 

 

 

 

Figuras 1 y 2: Trabajos finalizados en fachada y subsuelo

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RELEVAMIENTO DEL EDIFICIO

El presente trabajo describe el proceso y criterios adoptados para la rehabilitación estructural de una construcción Patrimonial de 1892, consistente en un edificio de Planta Baja, Primer Piso y un Subsuelo, ubicado en la Ciudad de Marcos Juárez, Provincia de Cordoba y que correspondía al edificio original de la Cooperativa General Paz, una de las primeras Cooperativa del País, hoy propiedad de la Asociación de Cooperativas Argentinas, “ACA”, que adoptó decididas medidas para su preservación.

El colapso de la construcción se dio en forma dramática pues se produjo un descenso localizado de la línea de fachada, 15 cm, que originó una rajadura en forma de arco al separarse la media luna de mampostería inferior de la fractura, con giro de la fachada hacia la vereda, rotando alrededor de su encuentro con el plano de la vereda.

En la fachada se desarrolló un esquemas de fisuras compatible con el cuadro descripto y con grandes aperturas, lo que evidenciaba la posibilidad cierta de un colapso generalizado inminente.

Figuras 3 y 4: Relevamiento de situación de fachadas y veredas

Elementos patológicos constructivos encontrados:

1) Asentamientos. 2) Cuadro de fisuración severo. 3) Inestabilidad y potencial colapso. 4) Humedad. 5) Hundimientos en vereda. 6) Rotaciones.

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Figura 5: Humedad ascendente observada.

Figura 6: Relevamiento de fisuras y grietas.

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La primera dificultad para actuar fue intuir el modelo del colapso y sus orígenes, que no resultaban claros, pues no se visualizaban, a nivel de planta baja o alta, motivaciones, ni tampoco desde el subsuelo sin accesibilidad plena ni visibilidad, el cual se encontró inundado con un tirante de 50 cm de agua, producto de la infiltración originada por las importantes precipitaciones habidas. El techo del subsuelo es una bóveda de cañón corrido ejecutada en mampostería, asentada sobre muros portantes, los que, lograda la accesibilidad, manifestaban colapsos parciales y estallidos locales hacia el interior del ambiente, en el muro interior y generalizados en el sector de la media luna descendida del muro de fachada.

Figuras 7 y 8: Relevamiento de situación en sótano Elementos patológicos constructivos encontrados: 1) Inundación. 2) Estallido generalizado de la mampostería. 3) Mezcla de asiento comprometida. 4) Problemas de humedad. 5) Perfiles metálicos corroídos.

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Figuras 9 y 10: Relevamiento de situación en sótano DESARROLLO DE SOLUCIÓN Dado la percepción del riesgo inminente de colapso, la primera instancia fue diseñar un apuntalamiento con elementos estructurales metálicos que se montaran sin necesidad de maquinado, inhibiendo cada una de las posibilidades de movimiento que conducirían, de producirse, al derrumbe del edificio.

Figuras 11, 12 y 13: Apuntalamiento y cateos (Sótano)

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Concluida la puesta en seguridad desde el subsuelo, restringiendo el descenso vertical del edificio y la continuidad del estallido de los muros portantes hacia el interior permitiendo la continuidad de los asentamientos, se procedió a limitar la rotación de la fachada hacia el centro de la calzada. Para ello se realizaron una serie de apuntalamientos desde la vereda y la rigidizacion de las aberturas con marcos cerrados de tirantería con el objeto que el muro de fachada se comportara como un rígido y se inhibiera la continuidad del esquema de fisuración. Figuras 14, 15 y 16: Apuntalamiento y cateos fachada – Apuntalamiento bajo balcones

y grandes ventanas en P.B y P.A. El paso siguiente fue restringir la posibilidad de rotación del muro de fachada desde el interior del edificio, pues el esquema planteado desde el exterior era precario y sin posibilidad de ser mejorado. El tema a considerar era que la construcción existente, muros portantes y bovedillas de perfilaría y ladrillos, es una metodología constructiva diseñada para soportar prevalentemente cargas verticales, no horizontales, al no existir vinculación para ese tipo de solicitación, entre la perfilaría de las bovedillas y el esquema de vigas metálicas principales que descansaban en las columnas, también metálicas. En virtud de ello se decidió utilizar la losa de bovedilla que apoyaba sobre el muro de fachada como tensor de arriostramiento de la misma, fijar la perfilaría de las bovedillas a la primera línea de vigas principales paralela a la fachada y finalmente arriostrar estas al piso mediante tensores.

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Figuras 17, 18, 19 y 20: Apuntalamiento y cateos (Interior PB) – Utilización de tensores. Concluida la puesta en seguridad se encaró una fase de diagnóstico destinado a definir el mecanismo de colapso. La influencia del nivel freático y su oscilación extraordinaria en el tiempo era una dato corroborado desde diversas fuentes, como así también el hecho extraordinario, obtenido luego de una enjundiosa investigación histórica, que durante la súper creciente extraordinaria del nivel freático que se dio en la Ciudad, los propietarios optaron por “estabilizar” el edificio rellenando totalmente el subsuelo con arena, lo que implico introducir sobre el piso una carga no menor a las 5 t/m2. Este relleno, pasado el evento extraordinario se retiró, pero las consecuencias de su acción no, ver Figura 22, ya que es dable deducir que se indujo el plano de debilidad por el cual estallo el muro interior y se produjo el descenso del edificio al asentarse el muro primitivo, favorecido, además, por la pérdida de resistencia del suelo previsible en los ciclos pre y post creciente del nivel freático.

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Figuras 21 y 22: Diagramas de fuerzas pre y post estallido. Decididos a tener constancias concretas para decidir, se efectuaron cateos en los cimientos de la zona estallada del muro de fachada. Allí pudo comprobarse que el muro de fachada, en su prolongación en el subsuelo, estaba compuesto por una mampostería de 0,15 m que se utilizó para dar pie de apoyo a la bóveda y que esta mampostería, ejecutada en 1892, estaba vinculada con ladrillos de punta a una vieja mampostería anterior de 90 cm de espesor, pero con el inconveniente que esos muros pre existente no poseían cimientos y su cota de fundación eran 50 cm más elevada que el nivel del piso existente del subsuelo. Se pudo verificar que ambos muros se habían desvinculado encontrándose los ladrillos de punta que unificaban ambas mamposterías cizallados, Habiendo finalizado el diagnóstico y concluido que el origen del colapso fue la falta de una cimentación eficaz, producto de una inadecuada cota de fundación de los muros de asiento de la bóveda del sótano, sumado al hecho de que, el muro de fachada estaba constituido por muros de distinta edad inadecuadamente vinculados.

Figuras 23 y 24. Vista de la situación estructural del muro interno y muro de fachada.

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Figura 25. Vista de la situación estructural del Pilar Central. Asimismo el plano de fundación estuvo expuesto últimamente a estados incompatibles con su diseño y la acción freática, no solo sobre la estructura sino además afectando la resistencia del suelo. A los efectos de diseñar la solución del refuerzo estructural era necesario conocer el valor soporte del suelo en esas condiciones. El resultado arrojo una resistencia inferior a 0,15 kg/cm2. La solución estructural propuesta encamino hacia la ejecución de una platea de fundación, apoyada en la submuración a ejecutar en los muros portantes. La solución de por si era extremadamente complicada en su faz constructiva pues la submuracion debía hacerse por etapas planificadas para no generar tensiones o descalces inadmisibles, la platea debía ejecutarse en una segunda etapa pero debía tener una continuidad estructural con la submuracion y esta, a pesar de su etapabilidad, debía estar en condiciones para que cada tramo transmitiese carga por corte al recalce adyacente. Para complejizar aún más la solución debía dotarse a la solución una impermeabilización efectiva y eficaz para la infiltración freática sin posibilidad de colocar una solución continua. Dado que los trabajos se efectuaron sin deprimir el nivel freático, habiéndose recurrido a la canalización y bombeo, se adoptó una submuracion de hormigón simple de alta resistencia y fragüe rápido donde cada tramo tenía en sus caras verticales llaves de corte para vincularse recíprocamente y trabajar en conjunto con capacidad de absorber falencias localizadas. En cada tramo, previo al hormigonado, se insertaba un perfil doble T que constituía el nervio de la platea de fundación, asentado sobre un hormigón de limpieza y colocando debajo de cada perfil doble T, en espera, una tira de membrana bentonítica.

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Figura 26. Detalle de la dovela de submuración.

La membrana estaba constituida por un film de HDPE de alta densidad, 5 kg/m2 de bentonita sódica y un Geo textil que permitía transitar sobre la membrana. La elección del sistema de impermeabilización se debió a la facilidad de afrontar la etapabilidad necesaria, lo innecesario de soldaduras entre sectores ya que se trata de un sistema auto sellante, a prueba de perforaciones y que solo requiere un solape de 7,5 cm entre sectores. Finalizada la submuración y ejecutado el prudente y eficaz recalce subsiguiente en el plano del contacto entre la mampostería existente y la submuración ejecutada, se procedió a completar la platea de fundación efectuando en primer lugar la impermeabilización, luego la armadura y finalmente se colocó el hormigón dotándolo de una terminación superficial de modo de constituir el piso definitivo.

Figuras 27 y 28: Recalce de cimientos (Sótano)

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Figuras 29 y 30: Recalce de cimientos (Sótano) Una situación particularmente compleja se dio al encarar los trabajos de recalce del pilar central en el encuentro de las dos direcciones del subsuelo. En la descripción anterior habíamos visto el estallido y desplazamiento del muro de asiento de la bóveda, tanto en el muro de fachada como en el interior. El colapso también se evidenciaba en el pilar central, lo que generaba incertidumbre no solo por el desconocimiento de la real geometría del mismo sino en la fragmentación de su basamento y su implicancia en la estabilidad local y general del conjunto. Se adoptó la estrategia de efectuar la submuración por sectores, tratando de utilizar como referencia las fisuraciones, y avanzar recalzando bloques y extendiéndonos más allá de la fisuración para generar un punto firme en el bloque siguiente que nos permitiera avanzar con seguridad en las etapas siguientes y alternadas de submuración.

 

Figura 31. Vista general del sistema estructural.

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Figura 32. Detalle Particular del Refuerzo del Pilar Central. Durante la ejecución de las tareas de arriostramiento interior del muro de fachada, ya descripto, se pudo verificar que la perfilería, producto de la infiltración de años, había perdido parte de su sección resistente. Ante lo generalizado de la situación se decidió reforzar totalmente las losas. Luego de efectuados los ensayos de soldabilidad de la estructura existente, se dispuso debajo de cada perfil de la bovedilla un nuevo perfil doble T de la misma sección al que se le incorporo en el ala superior una galera destinada a contener un mortero anti retracción que se instaló para logar la perfecta transmisión de carga del perfil reforzado y de las bovedillas de ladrillo a perfil de refuerzo inferior. Refuerzos metálicos de las bovedillas del salón principal y planta alta:

Figura 33. Estado original.

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Figura 34. Refuerzos metálicos bajo perfilería existente.

Figura 35. Vista General de los refuerzos. Para concluir, el refuerzo estructural se debió atender al tratamiento de las fisuras que aparecerían en las distintas mamposterías. Producido el descarne de los revoques se procedió a inyectar a presión con bombas específicas, morteros de resistencia compatible con la mampostería en cuestión a través de cánulas adecuadamente dispuestas y selladas en perforaciones sobre las fisuras que previamente fueron selladas superficialmente para evitar la pérdida del mortero de inyección. El mortero de inyección anti retracción y expansivo se instaló, previo saturación interior de la fisura con agua y alcohol, a presión y carga variable según las circunstancias de la inyección y característica de cada fisura.

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Figuras 36, 37 y 38. Consolidación de mampostería (interior y exterior) – Inyección de fisuras en mampostería con grout.

Finalizado el refuerzo estructural, comenzó la tarea de Puesta en Valor Patrimonial. En todo aquello que fue posible se siguieron los protocolos de intervención de una Restauración Conservativa, siguiendo las normas de intervención de Monumentos Históricos. Se efectuó relevamiento, catalogación, análisis de morteros e investigación sobre tecnologías, herramientas y materiales originales de la construcción. Se intervinieron con ese diagnóstico las humedades ascendentes, mojinetes, cargas, cubiertas, molduras, balaustres, cornisas y capiteles, balcones, celosías y fundamentalmente el ajuste de las carpinterías por la pérdida de geometría de los vanos debido a los asentamientos. Figuras 39 y 40. Consolidación y restitución de ornamentos (Fachadas) - Restitución de

balaustres, cornisas y capitales.

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Figuras 41 y 42. Consolidación y restitución de ornamentos (Fachadas) - Restitución de balaustres, cornisas y capitales.

Finalizadas las tareas de reintegración en las fachadas, se procedió a la limpieza integral de la misma mediante técnicas de hidrolavado, nebulizado o remolino de partículas según la necesidad y estado del sustrato, para finalizar aplicando un esquema de pinturas impermeables, auto limpiantes y transpirantes.

Figuras 43, 44, 45 y 46. Limpieza, restauración y pintura en fachada

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Para finalizar se adjuntan imágenes finales del resultado del refuerzo estructural y la Puesta en Valor del Edificio.

Figuras 47, 48 y 49. Puesta en valor exterior (Fachadas).

Figuras 50, 51, 52 y 53. Puesta en valor interior (sótano).