cap-4_procesos y tecnologias de construcción_1lph_2015-1.pdf
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PROCESOS Y TECNOLOGÍAS DE CONSTRUCCIÓN
Curso Ingeniería en Construcción ICC 2354Departamento de Ingeniería y Gestión de la ConstrucciónEscuela de Ingeniería
Claudio Mourgues1er Semestre de 2015
Agenda
• Variables de los procesos de construcción• Planificación• Topografía y replanteo• Excavaciones y Fundaciones• Construcción en madera• Construcción en albañilería• Construcción en hormigón
2
COSTOS
CALIDAD
PLAZOS
SEGURIDAD
SUSTENTABILIDAD AMBIENTAL
SUSTENTABILIDAD SOCIAL
Variables de procesos de constr.
3
DESCARGA
ALMACENAMIENTO
UBICACION FINAL DE LA
ESTRUCTURA
Combinar
materiales
Preparacion
in-situ
Entrega de
materiales y
equipos en
obra
Planificación y análisis de métodos determinan plazos
Datos para estimar costos
4
Proceso constructivoRepresentación del proceso de construcción
Es el arte de dirigir y coordinar los recursos humanos y materiales a lo largo de la vida de un proyecto,
usando técnicas modernas de administración, para alcanzar objetivos predeterminados de alcance,
costo, plazo y calidad
5
Proceso constructivoAdministración de Proyectos
• Especificación de los objetivos del proyecto
o Presupuestoo Programao Productividado Calidado Seguridado Participantes
• Optimización de recursos al planificar y programar suministro de mano de obra, materiales y equipos
6
Proceso constructivoAdministración de Proyectos – Funciones Principales
• Coordinación y control (a través de todas las etapas del proyecto)
o Planificación o Presupuestoo Contratoo Construcción
• Desarrollo de una comunicación efectiva y mecanismos de resolución de conflictos
PREDECIR
COMUNICAR
PLANIFICAR ORGANIZAR
COMUNICAR COMUNICAR
CONTROLAR COORDINARMOTIVAR
LIDERAZGO
ADMINISTRACION
EJECUCION
DIRECTORES
ADMINISTRADORES
SUPERVISORES
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Proceso constructivoAdministración de Proyectos – Funciones Principales
• Estructura tradicional
Relación contractual
Supervisión
Relación de autoridad o trabajo
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Proceso constructivoRelación entre participantes del proyecto
• Estructura de contrato Diseño y Construcción
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Proceso constructivoRelación entre participantes del proyecto
GERENCIA GENERAL
DEPTO.LEGAL
GERENCIA FINANZAS
GERENCIA PROYECTOS
GERENCIA RR.HH
Depto. Estudioy Planificación
Depto. Administración
y Control
Organización por coordinaciónOrganización por coordinación
10
Proceso constructivoEstructuras organizacionales en la empresa
COORDINADOR PROYECTO
Organigrama Empresa Constructora PRECON
11
Proceso constructivoEstructuras organizacionales en la empresa
12
Proceso constructivoEstructuras organizacionales en la empresa
Organización MatricialOrganización Matricial
13
Proceso constructivoEstructuras organizacionales en la empresa
Organización Pura del ProyectoOrganización Pura del Proyecto
GERENCIA GENERAL
GERENCIA DE PRODUCCIÓN
GERENCIA ING. Y CONSTR.
GERENCIA DE PERSONAL
Jefe de Proyecto
GERENCIA DE MERCADOS Y VENTAS
GERENCIA DE FINANZAS
Contador Ingeniería Personal Finanzas
GERENCIA DE PROYECTO
ADMINISTRADOR
JEFE TERRENO
CAPATAZ 1 CAPATAZ n
JEFE DE OBRA JEFE DE OBRA
CAPATAZ 1 CAPATAZ p
OFICINA TECNICA
ADMINISTRATIVOS
MANO OBRA MANO OBRA MANO OBRA MANO OBRA
NOCHERO BODEGUERO PORTERO
TRAZADORALARIFE
TRAZADORALARIFE
PREVENCIONISTA RIESGO
ING 1 ING ...
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Proceso constructivoEstructuras organizacionales en la obra
“Entender qué se debe construir , entonces establecer la metodología constructiva correcta, equipamiento correcto y mano de obra correcta
para llevar a cabo los trabajos, de forma segura y con la calidad requerida, de la manera más
económica tal que reúna los requerimientos del mandante” (Illinworth, 1993)
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Proceso constructivoPlanificación de Proyectos
o Racionalizar las actividades propias de una obra de construcción evitando entorpecimientos y disminuyendo riesgos
o Establecer un control de tiempos
o Racionalizar el empleo de los recursos y establecer un control de ellos
o Optimizar los métodos de control de calidad (controles de recepción y controles de producción)
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Proceso constructivoPlanificación de Proyectos - Objetivos
Carta Gantt
17
Proceso constructivoPlanificación de Proyectos - Representaciones
Líneas de Balance
Modelo 4D
DESGLOSEDE ACTIVIDADES ESTABLECER
Secuencialidad
Desfase
Simultaneidad
ASIGNARDURACION
1 día
2 días
DEFINIRCAMINO CRITICO
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Proceso constructivoPlanificación de Proyectos – Metodología Básica
Ejemplo (piso 2 edificio)
Enfierradura losa/vigas
Moldaje losa/vigas
Hormigonado losa/vigas
Descimbre moldaje losa
Enfierradura muros/pilares
Moldaje muros/pilares
Hormigonado muros/pilares
Descimbre moldaje muros
Muro piso 3Enfierradura muros/pilares…
Muro piso 2
Losa piso 2
2 días
7 días
19
Proceso constructivoPlanificación de Proyectos – Metodología Básica
2 días
• Facilita asignación de recursos a las actividades
• Optimizar empleo de la mano de obra
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Proceso constructivoPlanificación de Proyectos – Beneficios
• Permite elaborar un programa de adquisición (o arriendo) de materiales y equipos
• Establecer los períodos de contratos y despidos
• Controlar avance y costos
• Conocer volúmenes “peak” MO, materiales y/o equipos
70
150
21
Proceso constructivoPlanificación de Proyectos – Beneficios
22
Topografía y Replanteo
23
Topografía y Replanteo
24
Topografía y Replanteo
25
Topografía y ReplanteoTopografía y Geodesia
•Ambas ciencias estudian la forma y dimensiones dela superficie terrestre.
•La Geodesia considera grandes superficies de terreno(nacionales y mundiales), mientras que la Topografíaconsidera pequeñas extensiones.
•La Geodesia considera el efecto de la curvatura de latierra, mientras que la Topografía considera lasuperficie plana.
•Para los proyectos de Ingeniería generalmente bastacon la Topografía.
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Topografía y ReplanteoPendiente
i
• Angulo (α)
• Tanto por uno (Tg(α))
• Tanto por ciento (%)
α
αx
yTg(α) = y/x
cuando son muy pequeñas se usa tanto por mil (‰)
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Topografía y ReplanteoPendiente
i
i’
i
i’
i > i’, Ladera cóncava
i > i’, Ladera convexa
•Los desprendimientos de materiales se van frenando en una ladera cóncava, mientras que se aceleran en una convexa.
•Las laderas convexas son más inestables (por ej., nieve)
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Topografía y ReplanteoDatums y Sistemas de Coordenadas
•La forma de la tierra es muy compleja.
•No existen modelos que logren representarla a laperfección.
•Geoide: representación equipotencial de lasuperficie de la tierra en la cual la gravedad semantiene constante. Es una figura compleja que nopuede representarse fielmente por modelosmatemáticos
•Elipsoide o Datum: Representación matemáticaaproximada de la superficie terrestre. Existenmuchos. Son precisos en algunas áreas.
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Topografía y ReplanteoDatums y Sistemas de Coordenadas
30
Topografía y ReplanteoDatums y Sistemas de Coordenadas
Coordenadas Geográficas
Coordenadas Geográficas
31
Topografía y ReplanteoDatums y Sistemas de Coordenadas
Proyecciones Geográficas
Proyecciones Geográficas
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Topografía y ReplanteoDatums y Sistemas de Coordenadas
•Planimetría: Considera las dimensiones en planta delos distintos elementos de un levantamiento.
•Procedimientos de medición planimétrica:triangulado, cuadriculado, intersección lineal,fotogrametría, percepción remota.
•Altimetría: Considera las diferencias de nivel entrelos elementos del levantamiento.
•Procedimientos de medición altimétrica (nivelación):geométrica, trigonométrica, barométrica, GPS,escáner laser.
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Topografía y ReplanteoPlanimetría y Altimetría
Mide los desniveles por medio de la intersección de elementos verticales con un plano horizontal.
Plano horizontal
Terreno naturalMira
Nivel topográfico
hh1
h2h3
PR
34
Topografía y ReplanteoNivelación Geométrica
35
Topografía y ReplanteoNivelación Geométrica
Mide los desniveles por medio de la intersección de elementos verticales con un plano horizontal.
• PR: Punto de referencia, punto para el cual se conocen sus coordenadas.
• Altura estación = PR + h3 – h
• Altura de un punto cualquiera (x) = PR + h3 - hx
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Topografía y ReplanteoNivelación Geométrica
Plano horizontal
Terreno naturalMira
Nivel topográfico
hh1
h2h3
PR
Sabiendo que la cota del PR es 10,2 m, y que desde un nivel topográfico se obtuvo las siguientes lecturas:
h = 1,3 m h1 = 0,2 m h2 = 1,2 m h3 = 1,0 m
Indique cuál es la cota del terreno natural en el punto A
Plano horizontal
Terreno naturalMira
Nivel topográfico
hh1
h2h3
PRA
a) 7,5 mb) 11 mc) 1,3 md) 10 me) 10,4 m
a) 7,5 mb) 11 mc) 1,3 md) 10 me) 10,4 m
37
Topografía y ReplanteoNivelación Geométrica - Ejercicio
Mide los desniveles por medio visuales inclinadas, determinando la magnitud de inclinación (ángulo) y la distancia.
Terreno natural
Taquímetro
αM
h
A
∆H
Dh
L
38
Topografía y ReplanteoNivelación Trigonométrica
39
Mide los desniveles por medio visuales inclinadas, determinando la magnitud de inclinación (ángulo) y la distancia.
Topografía y ReplanteoNivelación Trigonométrica
• Cota punto = Cota estación + h + A – M
• A = Dh*Tg(α)
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Topografía y ReplanteoNivelación Trigonométrica
Terreno natural
Taquímetro
αM
h
A
∆H
Dh
L
Leyca HDS6100
Rayo laser
• Escáner captura una nube de puntos 3D con una cierta densidad de puntos (precisión)
• “Objetivos” sirven para transformar nubes de datos a un sistema de coordenadas común
Objetivos o puntos de control
Barrido
Aguilera and Lahoz, 2006
Captura de datosCaptura de datos
41
Topografía y ReplanteoEscáner Laser
• Dificultad de acceso
• Problemas de seguridad para topógrafos
• Alto nivel de detalle de estructuras existentes
• Necesidad de alta precisión
• Presiones de plazo
• Otros
Se necesita cuando:
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Topografía y ReplanteoEscáner Laser
•Es un sistema de posicionamiento basado en satélites (GPS, GLONASS, Beidou, Galileo)
•Su funcionamiento se resume en los siguientes pasos o temas que deben ser resueltos:
- Trilateración satelital
- Medición de distancias a los satélites
- Solución de precisión de los relojes
- Determinación del posicionamiento de los satélites
- Corrección de errores (atmosféricos, multicaminos, etc.)
43
Topografía y ReplanteoGNSS (Global Navigation Satellite System)
44
Topografía y ReplanteoGNSS – Trilateración Satelital
45
Topografía y ReplanteoGNSS – Trilateración Satelital
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Topografía y ReplanteoGNSS – Trilateración Satelital
Medición de distancias a los satélites
Distancia = Velocidad*Tiempo
Velocidad ~ velocidad de la luz ~ 300.000 Km/seg
El tiempo que viaja la señal se mide sincronizandouna señal única emitida por cada satélite, con lamisma señal pero generada por el receptor GPS.
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Topografía y ReplanteoGNSS – Medición de distancias
• Colores o tonos de grises
• Curvas de nivel
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Topografía y ReplanteoRepresentación de altura en planos
49
Topografía y ReplanteoRepresentación de altura en planos
50
• Un SIG es un sistema computacional que ayudaen la captura, mantenimiento, almacenaje,análisis, visualización y distribución de datos einformación geográfica.
• Los datos que pertenecen a un SIG estánreferenciados espacialmente (georeferenciados),es decir están asociados a una ubicacióngeográfica sobre la tierra.
51
Topografía y ReplanteoSIG – Sistemas de Información Geográfica
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Topografía y ReplanteoSIG – Sistemas de Información Geográfica
EspacialesEspaciales
Características geográficasdescritas en un mapa.Pueden ser puntos, líneas opolígonos, los cualespodrían representar (porej.) la ubicación de unsemáforo, un camino o unaparcela, respectivamente.
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Topografía y ReplanteoSIG – Tipos de Datos
No EspacialesNo Espaciales
Información descriptiva(atributos) acerca de lascaracterísticas geográficasalmacenadas en la BD. Porejemplo, la parcela puedetener un nombre, undueño, un uso, etc.
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Topografía y ReplanteoSIG – Ejemplos
55
Topografía y ReplanteoSIG – Ejemplos
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ExcavacionesTipos de Excavaciones
• Excavaciones Abiertas
- Con o sin presencia de agua
- Superficiales o profundas
• Excavación Cerradas
- Túneles, ductos (no se verá en este curso)
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ExcavacionesExcavaciones abiertas sin presencia de agua
• Libres con:- Talud vertical- Talud inclinado- Escalonado
• Protegidas:- Shotcrete- Apuntaladas- Entibadas
Una excavación a cielo abierto sin presencia de agua podrá tener sus paredes:
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Excavaciones AbiertasElección entre talud libre y protegido
- Tipo de terreno (cohesivo o no cohesivo)
- Costo relativo entre ambas soluciones
- Espacio del que se dispone para realizar la excavación
- Tiempo en que la excavación estará abierta (vibraciones de vehículos, temblores)
- Asentamiento permisible en torno a la excavación
- Requerimientos específicos de seguridad
La elección dependerá de varios factores y condiciones especiales tales como:
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Excavaciones AbiertasTalud Libre
- hc: Altura máxima teórica
- C: Cohesión
- Φ: Ángulo de fricción interna
- γ: densidad del suelo
- 45+ Φ/2: Plano de rotura por deslizamiento
- qu: resistencia al corte en compresión simple
( )γ
φ 2/454 += ctghc
Este tipo de equilibrio es estable sólo durante un cierto espacio de tiempo.
Vibraciones, filtraciones, sobrecargas lo debilitan muy rápidamente.
Recomendado en terrenos cohesivos y en excavaciones abiertas por corto tiempo
γqu
hc 3,1=
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Excavaciones AbiertasTalud Libre – Talud vertical apuntalado naturalmente
Apuntalamiento con arcos de tierra
Apuntalamiento con arcos de tierra
Puntales de tierraPuntales de tierra
Dado que el largo de la excavación influye en la estabilidad de un talud, en ocasiones se pueden emplear arcos y puntales de tierra para aumentar la seguridad. Se debe tener la precaución de finalizados los trabajos, se deben desarmar para compactar homogéneamente toda la extensión.
61
Excavaciones AbiertasTalud Libre – Talud vertical apuntalado naturalmente
Puntales de tierraPuntales de tierra
62
Excavaciones AbiertasTalud Libre – Talud vertical apuntalado naturalmente
Puntales de tierraPuntales de tierra
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Excavaciones AbiertasTalud libre inclinado
Se utilizan cuando hay condiciones de equilibrio inciertas y se cuenta con espacio para sobreexcavar.
Al igual que en un talud vertical, la altura y ángulo del talud dependen de las propiedades del suelo.
Suelos CohesivosSuelos CohesivosExisten ábacos (DIN 18300) que entregan valores experimentales para los ángulos de un talud inclinado sin sobrecargas. Estos ábacos sólo deben usarse en forma referencial.
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Excavaciones AbiertasTalud libre escalonado
Una solución práctica intermedia para ahorrar el volumen de tierra a remover en taludes excesivamente inclinados o altos es usar taludes escalonados
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Excavaciones AbiertasTalud protegido
Cuando no es posible usar un talud con pendiente, o en suelos poco cohesivos e inestables, o con riesgo de desprendimiento de material, se debe proteger el talud
Protección a desprendimientos: mallas y shotcrete
Apuntalamientos
Entibaciones
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Excavaciones AbiertasTalud protegido - Desprendimientos
Hormigón proyectado o Shotcrete
Hormigón proyectado o Shotcrete
Mallas metálicasMallas metálicas
Previene el desprendimiento de piedras pequeñas y de humedad
Controlan el desprendimiento de piedras y bolones. No contribuyen a la estabilidad
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Excavaciones AbiertasTalud protegido - Desprendimientos
Hormigón proyectado o Shotcrete
Hormigón proyectado o Shotcrete
Previene el desprendimiento de piedras pequeñas y de humedad
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Excavaciones AbiertasTalud protegido - Apuntalamiento
Se utiliza en suelos con suficiente cohesión para apoyar las paredes de una excavación
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Excavaciones AbiertasTalud protegido - Entibaciones
• Tablas verticales; dependiendo de las características del terreno se determina el espacio entre ellas.
• Cuando las tablas están juntas, se llama tablestacado• También pueden usarse paneles metálicos o de concreto
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Excavaciones AbiertasTalud protegido - Entibaciones
71
Excavaciones AbiertasTalud protegido - Entibaciones
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Excavaciones AbiertasTalud protegido - Entibaciones con anclajes
73
Excavaciones AbiertasTalud protegido - Entibaciones con anclajes
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Excavaciones AbiertasAsentamientos y Socalzados
Una excavación siempre produce cambios en los esfuerzos del suelo, esté o no protegida, y esto puede traer consigo ciertas deformaciones que se manifiestan en forma de asentamientos superficiales. La magnitud de éstos depende de tres factores:
• Relación ancho-profundidad
• Procedimiento constructivo, número y tipo de codales o puntales, velocidad de construcción, etc.
• El espesor del estrato de arcilla blanda por debajo del fondo de la excavación
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Excavaciones AbiertasAsentamientos y Socalzados
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Excavaciones AbiertasAsentamientos y Socalzados
Frente edificio existente
1 12 23 6 74 5
Cota edificio existente
Cota edificación nueva
Nivel del terreno
Secuencia excavación de recalze
Excavación edificio nuevo
Planta del edificio existente
Planta de edificio nuevo
1 12 23 6 74 5
Prolongación de fundación del nuevo edificio adyacente (recalze)
Perfil edificio existente
Excavación de recalze
Etapa posterior de excavación para nuevo edificio.
PLANTA
CORTE
77
Excavaciones AbiertasAsentamientos y Socalzados
7
6
5
4
4
4
4
4
Nivel sobre un pilar de manpostería
78
Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua
1.Sistemas sin depresión previa de la napa (Agotamiento Superficial)
2.Sistemas con depresión previa de la napa (Agotamiento subterráneo)
3.Excavaciones con ataguías o cortinas de tablestacas
a) Terreno de cimentación permeable, pero es accesible terreno impermeable un poco más abajo
b) Terreno impermeable prácticamente inaccesible
Escurrimiento de agua genera problemas de estabilidad de taludes.
Soluciones:
79
Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Superficial
1. SISTEMAS SIN DEPRESION PREVIA DE LA NAPAConsiste en conducir el agua de filtración hacia sumideros o pozos poco
profundos dentro de la excavación, desde donde se bombea hacia canales exteriores. Se utiliza en obras pequeñas. Se debe tener especial cuidado con las subpresiones.
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Superficial
1. SISTEMAS SIN DEPRESION PREVIA DE LA NAPAConsiste en conducir el agua de filtración hacia sumideros o pozos poco
profundos dentro de la excavación, desde donde se bombea hacia canales exteriores. Se utiliza en obras pequeñas. Se debe tener especial cuidado con las subpresiones.
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Superficial
82
Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Subterráneo
2. SISTEMAS CON DEPRESION PREVIA DE LA NAPAConsiste en bajar el nivel de la napa para poder realizar la excavación en seco por debajo del nivel freático, sin hacer agotamientos en la excavación propiamente tal.Deben adaptarse a la permeabilidad del suelo, la profundidad de la excavación, a la estabilidad del suelo y al equipo de bombeo posible de adaptar
Existen dos opciones:a) Pozos filtrantesb) Tubos filtrantes o Well Point
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Subterráneo
a) Pozos filtrantes
Para suelos de permeabilidad superior a 10-3 cm/seg.
Se instalan alrededor de la excavación a realizar y antes de su ejecución una red de pozos filtrantes provistos de bombas.
Vista en corte
Vista en planta
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Subterráneo
b) Tubos filtrantes o Well Point
Se utilizan en suelos con arenas finas que pueden ser arrastradas por las bombas y en terrenos arenosos de baja permeabilidad. Son sondas secadoras hundidas en el suelo bastante juntas, unidas a un colector mediante un tubo de aspiración y una junta articulada. La altura de elevación se limita a 6 metros. Para profundidades mayores se utilizan sistemas de escalones
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Subterráneo
b) Tubos filtrantes o Well Point
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua – Agot. Subterráneo
b) Tubos filtrantes o Well Point
87
Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua
3.-Excavaciones con ataguías o cortinas de tablestacas
Es posible que los sistemas antes descritos no resulten aplicables seguros o económicos. En estos casos, el retiro del agua debe realizarse a medida que progresa la excavación.
Se distinguen dos casos según condiciones de permeabilidad del suelo:
a) Terreno de cimentación permeable, con terreno impermeable cerca de la superficie de la excavación
b) Terreno impermeable prácticamente inaccesible
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua
3.-Excavaciones con ataguías o cortinas de tablestacas
a) Terreno de cimentación permeable, con terreno impermeable cerca de la superficie de la excavación
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Excavaciones AbiertasExcavaciones con presencia de agua
3.-Excavaciones con ataguías o cortinas de tablestacas
b) Terreno impermeable prácticamente inaccesible
50212
3
hhh +>
CAPACIDAD DE SOPORTE TERRNO DE FUNDACION (kg/cm2)
Transmitir cargas Distribuir cargas
SOLICITACION (kg/cm2)≥
FundacionesPropósito
90
FundacionesEfecto estructuras sobre terreno fundación
91
Arco
Esfuerzos normales, uniformes y constantes
Esfuerzos normales, uniformes y variables
Arco
Esfuerzos preferencialmente horizontales
Esfuerzos normales no uniformes
FundacionesEfecto estructuras sobre terreno fundación
92
Esfuerzos preferencialmente oblicuos
FundacionesFallas de fundaciones y sus efectos
93
AsentamientoAsentamiento
Causas:o Mala calidad del sueloo Mala compactación del
terrenoo Vibración que produzca
acomodos en suelos finos
o Peso de la estructura
FundacionesFallas de fundaciones
Corresponde al hundimiento o descenso de la fundación
94
FundacionesFallas de fundaciones
95
AsentamientoAsentamientoCorresponde al hundimiento o descenso de la fundación
Causas:o Mala distribución de la
cargao Mala compactación del
terrenoo Momentos volcantes no
equilibrados
FundacionesFallas de fundaciones
96
VolcamientoVolcamientoVuelco de la fundación en torno a algún punto de giro
Causas:o Fricción con el terreno
debido al esfuerzo verticales insuficiente
Usualmente modo de falla del terreno de
fundación no es único
FundacionesFallas de fundaciones
97
DeslizamientoDeslizamientoMovimiento horizontal de la fundación de un punto a otro
o Falla de fundación sin afectar la supraestructura
o Falla de fundación sin afectar estructuralmente la supraestructura pero inutilizándola (Torre de Pisa)
o Falla de fundación que tensiona la supraestructura sin inutilizarla (alto riesgo)
o Falla de fundación que afecta estructuralmente la supraestructura inutilizándola
FundacionesEfectos de las fallas de fundaciones
98
FundacionesEfectos de las fallas de fundaciones
99
ROCAS
GRAVA O RIPIO
ARENA
ARCILLA
ARENA ARCILLOSA
FundacionesTipos de suelo de fundación (simplificación)
100
o Rocas ígneas: impermeables, duras, resistentes.Excelentes para fundaciones.Ejemplos: granito, diorita.
o Rocas metamórficas: son las rocas más densas.Ejemplos: gneis, esquistos, mármol, cuarcita.
o Rocas sedimentarias: formadas por acumulación de sedimentos. Como suelo de fundación sus características son variables de acuerdo a su resistencia.
FundacionesTipos de suelo de fundación - Rocas
101
Consideraciones para su uso como
suelo de fundación
No disipa energíade sismos
Rocas fracturadassuelen presentarplanos dedeslizamiento
Excavación requiereel uso de explosivos
FundacionesTipos de suelo de fundación - Rocas
102
Son suelos en que el tamaño de las partículas es entre 2 mm y 75 mm.
o Muy buen terreno de fundación
o Excelentes características de drenaje
o Los asentamientos son rápidos y de poca importancia (compactación natural)
FundacionesTipos de suelo de fundación – Gravas o ripios
103
• Arena:
• fina es entre 0,076 a 0,5 mm
• gruesa es entre 0,5 a 2 mm
o Mal suelo de fundación
o Asentamientos
o Licuefacción
• Arcilla: tamaño partículas menores a 0,002Impermeables. Alta capacidad de absorber humedad. Asentamiento lento.
FundacionesTipos de suelo de fundación – Arena/Arcilla
104
Tipo de suelo kg/cm2
Lodo, turba, terreno pantanoso 0
Arenas finas hasta 1 mm 1 - 2
Arenas gruesas entre 1 y 3 mm 2 - 3
Arcillas 0,4 - 3
Grava suelta / arena suelta y grava 2
Grava densidad media/ arena densidad media y grava
2 - 6
Grava densa/ arena densa y grava > 6
Roca en capa regular de baja resistencia 10
Roca de buena calidad 15
Roca dura en masas muy compactas 30
FundacionesCapacidad de soporte de suelos de fundación
105
Superficiales
Profundas
Zapatas aisladas
Zapatas atirantadas
Zapata y viga de fundación
Zapata corrida
Losa de fundación
Losa flotante
Pilotes
De cajón
Otras
FundacionesTipos de fundaciones
106
Muro
Sobrecimiento
Cimiento
Zarpa
Emplantillado
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
107
a) Zapata aislada
A
A
P1 P2
CORTE A-A
b) Zapata atirantada
c) Viga de fundación
d) Zapata corrida
Espacio libre en corteSin Con
a) Zapata aislada
A
A
P1 P2
CORTE A-A
A
A
P1 P2
CORTE A-ACORTE A-A
b) Zapata atirantada
c) Viga de fundación
d) Zapata corrida
Espacio libre en corteSin Con
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
108
d) Zapata corrida
f) Losa flotante
V
PT= Peso del volumen de
tierra extraída
PE
= Peso de laconstrucción
P PT E
-
Condición de Losa Flotante
e) Placa o Losa nervada de Fundación
d) Zapata corrida
f) Losa flotante
V
PT= Peso del volumen de
tierra extraída
PE
= Peso de laconstrucción
P PT E
-
Condición de Losa Flotante
V
PT= Peso del volumen de
tierra extraída
PE
= Peso de laconstrucción
P PT E
-
Condición de Losa Flotante
e) Placa o Losa nervada de Fundación
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
109
• Zapata aislada: son puntuales,y generalmente constituidaspor dados de hormigón.
Junta de construcción
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
110
• Zapata atirantadas: son puntuales unidas por una cadena apoyada en terreno para evitar desplazamientos relativos entre ellas
A
A
P1 P2
CORTE A-A
A
A
P1 P2
CORTE A-A
A
A
P1 P2
CORTE A-ACORTE A-A
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
111
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
112
• Viga de fundación: Transmite esfuerzos del muro a las zapatas
Espacio libreEspacio libre
• Zapata corrida: es una zapata continua que se usa para pilares alineados muy próximos a muros
Fuente: http://andorra.generadordeprecios.info/CSV/CSV010.html
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
113
Zapata corrida
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
114
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
115
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
116
• Losas de fundación: se usan si el área de la zapata es superior al 50% del área en planta de la estructura. Disminuye asentamientos.
Fuente: ICH
FundacionesTipos de fundaciones - Superficiales
117
SUELO(S) BAJA CAPACIDAD DE SOPORTE TERRENO DE FUNDACION (kg/cm2)
Transmitir cargas Distribuir cargas
SOLICITACION (kg/cm2)≤
FundacionesTipos de fundaciones - Profundas
118
SUELO(S) BAJA CAPACIDAD DE SOPORTE TERRENO DE FUNDACION (kg/cm2)
SOLICITACION (kg/cm2)≥SUELO BUENA CAPACIDAD DE SOPORTE
TERRENO DE FUNDACION (kg/cm2)
FundacionesTipos de fundaciones - Profundas
119
• Transferir carga estructuras al suelo
• Soportar grandes esfuerzos
de arranque y volcamiento
Transferir carga a suelos de mayor capacidad de soporte
Transferir la carga, principalmente por fricción, cuando el estrato resistente se encuentra a gran profundidad
Letreros, torres de alta tensión, fundaciones de puentesFuente: http://www.mypfundaciones.com
Fuente: http://www.mypfundaciones.com
Capital Gate Tower (Abu Dhabi)
http://www.youtube.com/watch?v=SbNfSxRJWwk
FundacionesTipos de fundaciones - Profundas
120
• Superar pérdidas de material (puentes)
Fuente: http://www.mypfundaciones.com
Los estribos y pilas de puentes son usualmente construidos sobre pilotes para evitar la posible pérdida de capacidad de carga que una fundación superficial sufrirá por erosión del suelo en la superficie del terreno
Pilotes
Piezas largas, cilíndricas o prismáticas
Materialidad de madera, acero u hormigón
Diferentes metodologías constructivaspara su hincado
FundacionesTipos de fundaciones - Profundas
121
Estructura construida de ladrillos de arcilla, bloques de cemento, piedras u otros elemento de forma
semiregular unidos entre sí por una capa de mortero.
122
Construcción en AlbañileríaDefinición
Ladrillo arcilla o cerámico
Bloque de cemento
Bloque de Hormigón
celular 123
Construcción en AlbañileríaDefinición
Piedra
Bloque de adobe
Hechos a máquina
Hechos a mano
124
Construcción en AlbañileríaMateriales – Ladrillos cerámicos (arcilla)
Ladrillos artesanales
Ladrillos prensados (macizos o huecos)
Se clasifican según tipo, grado y clase de acuerdo a NCh 169 y NCh 2123
125
Construcción en AlbañileríaMateriales – Ladrillos cerámicos (arcilla)
o Según proceso de fabricación:
- Tipo I: hecho a máquina
- Tipo II: hecho a mano o artesanal
o Según su resistencia y durabilidad:
- Grado 1: alta resistencia y durabilidad
- Grado 2: resistencia y durabilidad moderada- Grado 3: resistencia y durabilidad regular- Grado 4: baja resistencia y durabilidad
o Según el volumen de perforaciones
- MqM: sin perforaciones- MqP: perforaciones menores al 50% del volumen total- MqH: perforaciones mayores al 50% del volumen total
Fuente: www.princesa.cl 126
Construcción en AlbañileríaMateriales – Ladrillos cerámicos (arcilla)
Se clasifican según tipo, grado y clase de acuerdo a NCh 169 y NCh 2123
• Cementoo Bloques llenoso Bloques huecoso Hormigón celular
Fuente: www.grau.cl
Fuente: www.grau.cl
Ejemplo dimensiones bloques huecos
Ladricreto empresa GRAU
(estructural)
127
Construcción en AlbañileríaMateriales – Bloques de cemento
• Cementoo Bloques llenoso Bloques huecoso Hormigón celular
Ejemplo dimensiones hormigón celular Termoblock empresa Hebel
(estructural)Fuente: www.hebel.cl
• Piedra• Adobe
128
Construcción en AlbañileríaMateriales – Bloques de cemento
• Mortero: su principal función es unir ladrillos o bloques (de pega). También se usa para conseguir adherencia con el acero de refuerzo (de relleno).
• Hecho en base a cemento, arena y agua.
o Hecho en obra
o Sacos de mortero
129
Construcción en AlbañileríaMateriales – Mortero (de pega / de relleno)
130
Construcción en AlbañileríaMateriales – Mortero (de pega / de relleno)
• Objetivos del mortero:
o Muro trabaje en forma monolítica
o Lograr sellado hermético entre las juntas
o Dar buena calidad arquitectónica a las estructuras
o Compensar variaciones de dimensiones de los bloques o ladrillos
131
Construcción en AlbañileríaMateriales – Mortero (de pega / de relleno)
• Dosificación recomendada:
o Proporción cemento:arena igual a 1:3
• Espesores recomendados:
o 1 cm para albañilería de bloques de cemento
o 1 – 2 cm para albañilería de ladrillo prensado
o 1 – 4 cm para ladrillo hecho a mano
• Características del mortero:
o Resistencia a la compresión - mortero de pega: > 150 kg/cm2 (a los 28 días)- mortero de relleno: > 175 kg/cm2 (a los 28 días)
o Adherencia: para producir ligazón mecánica
o Retentividad (del agua): 70%
o Trabajabilidad 132
Construcción en AlbañileríaMateriales – Mortero (de pega / de relleno)
Albañilería simple o de relleno
Albañilería armada
Albañilería reforzada o confinada
133
Albañilería de ladrillo cerámicoTipos de muros
• Albañilería simple
o Formada exclusivamente por ladrillos cerámicos y mortero
o Resistencia sólo del peso propio y cargas verticales menores
o Se utiliza para muros autosoportantes de relleno
134
Albañilería de ladrillo cerámicoTipos de muros
• Albañilería armada
o Formada por ladrillos cerámicos y mortero y que incluye barras de acero de refuerzo en horizontales cada 5 a 7 hiladas y en verticales a través de los huecos del ladrillo
o Considerada albañilería estructural: Diseñada para resistir esfuerzos tensionales y cargas (diseño estructural NCh 1928)
Escalerilla
Tensor
135
Albañilería de ladrillo cerámicoTipos de muros
• Albañilería reforzada o confinada
o Formada por paños de albañilería simple (o reforzada)
“enmarcados” en sus bordes por elementos de hormigón armado (cadenas y pilares)
o Excelente calidad estructural- Cálculo y diseño estructural de acuerdo a NCh 2123
136
Albañilería de ladrillo cerámicoTipos de muros
• Albañilería reforzada o confinada (cont.)
137
Albañilería de ladrillo cerámicoTipos de muros
Hiladas (6)Hiladas (6)
Tendel ocanteríaTendel ocantería
EscantillónEscantillón
138
Albañilería de ladrillo cerámicoNomenclatura
Juntas verticalesJuntas verticales
139
Albañilería de ladrillo cerámicoDefiniciones previas a la colocación
Disposición de los ladrillos: AparejoDisposición de los ladrillos: Aparejo
Ladrillo máquina Ladrillo hecho a mano
140
Albañilería de ladrillo cerámicoDefiniciones previas a la colocación
Traslapo de AparejosTraslapo de Aparejos
141
Terminación del tendelTerminación del tendel
Albañilería de ladrillo cerámicoDefiniciones previas a la colocación
Ejemplo:
Calcule el escantillón para un muro de 2,10 m de altocon albañilería de soga y ladrillo fiscal (7 x 15 x 31cm)
142
Albañilería de ladrillo cerámicoDefiniciones previas a la colocación
Altura del escantillónAltura del escantillón
Desarrollo ejemplo:
- Espesor inicial tendel = 2 cm- Escantillón inicial = 7 + 2 = 9 cm- Total de hiladas: 210/9 = 23 hiladas- Altura inicial muro: 23 x 9 = 207 cm- Altura restante a distribuir: (210 -207) = 3 cm- Aumento espesor escantillón inicial: 3/23 = 0,13 cm- Escantillón final: 9,13 cm
143
Albañilería de ladrillo cerámicoDefiniciones previas a la colocación
Altura del escantillónAltura del escantillón
• Sumergir ladrillos en agua durante 24 h
• Definir primera hilada correctamente
• Considerar la ubicación de vanos para puertas y ventanas
144
Albañilería de ladrillo cerámicoConsideraciones para la colocación
145
Albañilería de ladrillo cerámicoConsideraciones para la colocación
• Cuidar limpieza ladrillo a la vista
• Mantener la altura del escantillón
Marcas paramantener escantillón
• Curar el muro entre 3 y 15 días según clima
• Altura máxima de construcción por día de 1,2 m según norma
• Para albañilería armada:
- F refuerzo vertical (tensores) ≤ ½ dimensión hueco enque se insertará la armadura
- F refuerzo horizontal ≤ ½ espesor tendel
146
Albañilería de ladrillo cerámicoConsideraciones para la colocación
• Para albañilería reforzada se recomienda distancias máximas y mínimas entre los ladrillos del muros y los fierros de los pilares
147
Albañilería de ladrillo cerámicoConsideraciones para la colocación
Muro fuerade plomo
Cantería dispareja
Escantillóninadecuado
148
Albañilería de ladrillo cerámicoErrores más comunes
Superficieirregular