En construcción o renovación , apuntalamiento es el proceso de fortalecer los cimientos de un edificio existente u otra estructura . El apuntalamiento puede ser necesario por diversas razones:
El apuntalamiento se puede lograr extendiendo la base en profundidad o ancho para que descanse sobre un estrato de suelo con mayor soporte o distribuya su carga en un área mayor. El uso de micropilotes [1] y jet grouting son métodos comunes de apuntalamiento.
Puede ser necesario apuntalar cuando se encuentren suelos de clase P (problemáticos) en ciertas áreas del sitio.
A través del cambio semántico, la palabra apuntalamiento ha evolucionado para abarcar todos los conceptos abstractos que sirven como base.
El apuntalamiento de hormigón en masa es una de las formas más simples de apuntalamiento de recuperación a poca profundidad. Este tipo de apuntalamiento se realiza excavando "bahías" a lo largo y debajo de los cimientos existentes y llenándolos con hormigón en masa. A veces se le llama método "tradicional" para distinguirlo de otros tipos de apuntalamiento como el pilotaje y el punzonado. Estos últimos a menudo requieren especialistas que los respalden y pueden utilizar sistemas de respaldo patentados. El trabajo de apuntalamiento de concreto masivo se realiza de conformidad con la Ley de Muros Medianos (en el Reino Unido) utilizando planos diseñados con cálculos de ingeniería para planificar una secuencia de tramos de excavación a lo largo y debajo de los cimientos existentes sin dañar los muros existentes. En algunos casos, los muros se derrumbaron porque el soporte lateral era inadecuado, lo que generó disputas entre contratistas, subcontratistas y arquitectos sobre quién era la responsabilidad del error. [2] [3] [4]
El apuntalamiento de concreto masivo se usa comúnmente cuando se necesita soporte permanente para cumplir con la Ley de Muros Medianos de 1996 en la construcción de un nuevo sótano durante una restauración, rehabilitación o reurbanización. [5]
En el Reino Unido, la mayoría de las reclamaciones por hundimiento se refieren a edificios de al menos 40 años de antigüedad con cimientos planos poco profundos . Este es uno de los tipos más comunes de cimientos que sufren daños relacionados con el hundimiento y, según la base de datos sobre hundimientos del Building Research Establishment , el apuntalamiento de hormigón en masa era el apuntalamiento más común y, a menudo, se aplicaba solo a una parte de un edificio. Si los suelos tienen una baja capacidad portante el recalce parcial puede aumentar el riesgo de asentamiento diferencial y asentamiento localizado debido a carga adicional sobre el suelo. [6]
El método de apuntalamiento de vigas y bases es una adaptación técnicamente más avanzada del apuntalamiento tradicional de hormigón en masa. Se construye una viga de hormigón armado debajo, encima o en reemplazo de la zapata existente. Luego, la viga transfiere la carga del edificio a bases de hormigón en masa, que se construyen en lugares estratégicos diseñados. Los tamaños y profundidades de las bases dependen de las condiciones predominantes del terreno. El diseño de las vigas depende de la configuración del edificio y de las cargas aplicadas. A menudo se incorporan precauciones contra el levantamiento en proyectos donde puede ocurrir una posible expansión de suelos arcillosos.
Los minipilotes tienen mayor uso donde las condiciones del terreno son variables, donde el acceso es restrictivo, donde los aspectos de contaminación ambiental son significativos y donde los movimientos estructurales en servicio deben ser mínimos. El apuntalamiento con minipilotes se utiliza generalmente cuando las cargas de los cimientos deben transferirse a suelos estables a profundidades considerables, generalmente superiores a 5 m (16 pies). Los minipilotes pueden tener una carcasa de acero augurada o hincada, y normalmente tienen entre 150 mm (5,9 pulgadas) y 300 mm (12 pulgadas) de diámetro. Los ingenieros estructurales utilizarán equipos que están diseñados específicamente para operar en entornos con altura y espacio limitados y pueden acceder a través de una puerta doméstica normal. Son capaces de construir pilotes a profundidades de hasta 15 m (49 pies). La técnica del minipiling se aplicó por primera vez en Italia en 1952 y ha tenido muchos nombres diferentes, lo que refleja la aceptación mundial y la expiración de las patentes originales. [7]
El diámetro relativamente pequeño de los minipilotes es distintivo de este tipo de apuntalamiento y generalmente utiliza anclajes o amarres en una estructura o roca existente. Para este método de apuntalamiento se utilizan métodos convencionales de perforación e inyección. Estos minipilotes tienen una alta relación de esbeltez, cuentan con importantes elementos de refuerzo de acero y pueden soportar cargas axiales en ambos sentidos. [7] Las cargas de trabajo de los minipilotes pueden soportar cargas de hasta 1.000 kN (100 toneladas de fuerza largas; 110 toneladas de fuerza cortas).
En comparación con el apuntalamiento de hormigón en masa, el aspecto de ingeniería de los minipilotes es algo más complicado, incluida la mecánica de ingeniería rudimentaria, como la estática y la resistencia de los materiales. Estos minipilotes deben diseñarse para trabajar en tracción y compresión, dependiendo de la orientación y aplicación del diseño. En detalle, en el diseño se debe prestar atención analítica al asentamiento, estallido, pandeo, agrietamiento y consideraciones de interfaz, mientras que, desde un punto de vista práctico, se debe considerar la resistencia a la corrosión y la compatibilidad con el suelo y la estructura existentes.
Los esquemas de apuntalamiento con minipilotes incluyen pilotes y vigas, encepados en voladizo y sistemas de balsas apiladas. Los encepados en voladizo se utilizan generalmente para evitar perturbar el interior de un edificio y requieren la construcción de pilotes de tracción y compresión en cada encepado. Normalmente están unidos por una viga. El sistema de pilotes y vigas generalmente implica la construcción de pares de pilotes a cada lado del muro y unirlos con un encepado para sostener el muro. Los encepados suelen estar unidos por vigas de hormigón armado para soportar toda la longitud del muro. Los sistemas de apuntalamiento de balsas apiladas se usan comúnmente cuando es necesario apuntalar un edificio completo. Los pisos internos se eliminan por completo, se instala una rejilla de pilotes y luego se construye una balsa de hormigón armado sobre todo el nivel del piso, recogiendo y soportando completamente todas las paredes externas e internas.
Uno de los usos de la técnica de mejora del suelo mediante lechada a presión es el apuntalamiento de cimientos, especialmente durante excavaciones como construcciones de metro. [8] Esta técnica se ha utilizado en proyectos de desarrollo municipal de importante alcance en los Estados Unidos. Uno de los proyectos de lechada química más grandes fue la extensión del metro de Pittsburgh Light Rail Transit cuando era necesario proteger los cimientos de seis grandes edificios del movimiento del suelo y los asentamientos de edificios relacionados. [9]
La inyección a presión puede ser de baja o alta presión. "Jet grouting" es un término general utilizado para el inyectado a alta presión en el que el aire a alta presión, el agua y la lechada de cemento se inyectan en el suelo a alta velocidad. Esto se puede hacer con sistemas de un solo tubo para mezclar la lechada con tierra in situ para formar una "columna" con lechada en el suelo. Los sistemas de tubos dobles y triples que utilizan aire y agua eliminan parte de la tierra para crear bulbos o columnas con lechada más grandes. [8]
La lechada de inyección química a baja presión se utiliza para apuntalar estructuras en suelos arenosos. [10]
![Apuntalamiento de los cimientos de un puente ferroviario utilizando un armazón de caja de madera para sostener el puente. En la parte inferior derecha se puede ver un apuntalamiento de plataforma de concreto completo.]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/4/49/Underpinning-railway-bridge.JPG/1280px-Underpinning-railway-bridge.JPG)
Una de las preguntas fundamentales que deben plantearse cuando se considera por primera vez la inyección es si el terreno es susceptible de inyección... Para arenas de muy baja permeabilidad, la velocidad de inyección a presiones permisibles puede ser tan lenta que la inyección se vuelve inviable.
Por lo tanto, la lechada química se recomienda sólo en materiales predominantemente arenosos con menos del 25% de limos y arcillas.
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