1.1. TRABAJOS PRELIMINARES
Comprende todas las actividades preliminares necesarias para la ejecución de las obras: estudio de mecánica de suelos,limpieza del terreno, trazo y nivelación, excavación.
SUELOS
Existen básicamente cuatro tipos de suelos con base a su tamaño: gravas, arenas, arcillas y limos.
El suelo surge de la degradación de las rocas en su parte superficial por intemperismo.
Este suelo puede permanecer en el sitio de su degradación o ser trasladado mediante la lluvia, deshielo, etc., formando capas de sedimento que con el tiempo se confinan formando “estratos”
Un estrato es una composición de todos los suelos donde
prevalece uno o dos de ellos dándole sus características principales a este estrato.
PROPIEDADES BÁSICAS
PERMEABILIDAD: Un suelo puede permitir el paso libre del agua entre sus espacios intermoleculares sin retenerla. Las gravas y las arenas son este tipo de suelos.
Las arcillas y los limos, al ser más pequeños, dejan espacios menores entre partículas atrapando el agua en su interior; son impermeables.
Lo anterior genera que ante cualquiercarga éstos suelten el agua de su interior hacia el exterior comprimiéndose de forma importante.
COMPACIDAD: Acomodo de las partículas de suelo entre ellas. Presentará mayor compacidad aquel suelo que ocupe un menor volumen en el mismo espacio. En este caso se dice que están graduados.
COMPRESIBILIDAD: Capacidad del suelo a comprimirse. Un suelo será menos compresible entre menos agua, mejor graduado y más compacto sea, dándole mayor resistencia.
Existen tres tipos de estratos:
Suelos duros: Q= 10 a 20 T/m2 Gravas y Arenas
Suelos blandos: Q= 1 a 3 T/
m2 Arcillas y Limos
Suelos Intermedios: Q= 5 a 7 T/m2 Arcillas y Arenas
PLASTICIDAD: Propie
CONTENIDO DE HUMEDAD: Porcentaje de agua que tiene un suelo en su interior. Su presencia puede alterar todas las características de un suelo como son arcillas expansivas a las arenas.
METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN DE UN SUELO
El estudio de mecánica de suelos es una herramienta que proporciona datos más confiables de las condiciones del subsuelo, como capacidad de carga, asentamientos probables y sugerencias acerca del sistema de cimentación al Ingeniero especialista en estructuras para la realización de las obras civiles.
Un estudio de mecánica de suelos puede obtener las propiedades fundamentales del suelo que generalmente son:
-Pozos a cielo abierto: Excavaciones profundas de 5m dejando expuestos a los estratos.
-Penetración estructural: Hincado de un cilindro de aluminio para obtener muestras de todos los estratos.
RESISTENCIA AL CORTE
Con base a la oposición y como se permite cortar un suelo éste se clasifica en:
a) Suelo Cohesivo: Arcillas y limas
b) Suelo Friccionante: Arenas y gravas
PROCESO DE ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS
Sólo puede prescindirse de un estudio del suelo si existen suficientes datos fiables de las características locales del subsuelo o cuando se trata de construcciones ligeras o cimentaciones de poca entidad y sin excavaciones profundas.ch?v=BgsS-x8Idpk
Para realizar un estudio previo de un gran solar se realizan sondeo de reconocimiento. Primero se debe llevar a cabo una serie de perforaciones siguiendo una matriz en cuadrícula amplia hasta encontrar un estrato resistente de suficiente grosor. Luego se efectúan perforaciones complementarias o sondeos, intercalados entre las anteriores, para interpretar con mayor exactitud los resultados obtenidos en la primera fase, teniendo en cuenta:
- Las relaciones entre las formaciones geológicas existentes (mapas geológicos a escala 1/25.000)
- El nivel freático y sus oscilaciones
- La experiencia a partir de datos de los edificios colindantes.estacionales.
Las perforaciones o excavaciones para edificaciones aisladas se realizan dentro y en las inmediaciones de la superficie en planta del edificio, distribuidas de manera que también se detecten eventuales desigualdades en los diferentes estratos del suelo. Su preparación no debería ser mayor a 25m.
Para excavaciones de gran profundidad o cimentaciones profundas debe efectuarse una prospección del terreno hasta cotas suficientemente profundas (no hasta zanjas de reconocimiento)
En edificios con varios cuerpos de cimentación, cuya influencia se supone en estratos más profundos, la profundidad de perforación - contada desde la base de cimentación- debe equivaler al valor más desfavorable de estos dos: en tres veces la anchura del cimiento o unavez y media la anchura del edificio. Además, la profundidad mínima de perforación ha de ser de 6 m por debajo de la base de cimentación.
CALICATAS
SONDEOS
Además de las calicatas, los sondeos mecánicos sirven para recoger información sobre la
suelos no cohesivos, y permiten precisar las características de la estratificación del subsuelo previamente analizado. Puede realizarse de diferentes maneras:
Sondeos de percusión sencillos se llevan a cabo conbarras de acero de 2-4 m de longitud provistas de finas puntas. Son ligeras, se pueden transportar fácilmente e hincar en el suelo con rapidez, pero solo ex
La sondas de hincas funcionan con un martinete mecánico. De los datos obtenidos en el recuento de número de golpes y la profundidad de la penetración puede deducirse la compacidad de los estratos y la capacidad portante del terreno sin necesidad de extraer muestras. Las sondas de aletas sirven para averiguar la resistencia al esfuerzo cortante de los estratos inalterados en los suelos cohesivos.
ENSAYOS DE PENETRACIÓN
La ejecución del terreno natural consiste en el retiro de basura, escombros y desperdicios que existan en los terrenos en que se construirán los nuevos edificios.
El desmonte o desyerbe consiste en el retiro de maleza, plantas de campo, cactus y en general toda la vegetación (sin incluir árboles) que exista en los terrenos donde se construirán los edificios.
Previo al desmonte, se identificarán los árboles que deban respetarse conforme al proyecto, tomando las previsiones necesarias para no dañarlos.
El despalme del terreno consiste en retirar la capa superficial (tierra vegetal) que por sus características mecánicas no es adecuada para el desplante de los edificios.
El despalme se ejecutará en terrenos que contengan material tipo I o II. El espesor de la capa a despalmar por lo general será de 20 cm o el que especifique el proyecto para cada caso.
Previo a la ejecución del despalme se seccionará la superficie a cada 20 m como máximo.
El retiro de tierra vegetal de áreas jardinadas consiste en extraer toda la capa de la misma que contenga material orgánico.
El trazado, consiste en marcar sobre el terreno las medidas que se han pensado en el proyecto, y que se encuentran en el plano o dibujo de la casa o cuarto por construir.
Preparación.
Herramienta y material necesario
Es recomendable que el trazado se haga por lo menos entre tres personas, debido a que para una sola resulte demasiado difícil y no queda exacto. Es necesario para llevar a cabo este trabajo lo siguiente: cinta métrica o metro común, carretes de hilo de varios metros de largo, estacas de madera, clavos de dos pulgadas, martillo o maceta para clavar las estacas, cal para marcar en el terreno y nivel de manguera para fijar la altura a la que deberá ir el piso interior de la construcción sobre el terreno. También será necesario hacer una escuadra de madera para albañilería que uno mismo puede hacer de 50cm x 40cm x 30cm.
Procedimiento de trabajo.
Tendido de hilos
Para hacer el trazado de la obra se toma como referencia alguno de los muros de las construcciones vecinas en casos de que las haya. Si no hay construcciones junto, es necesario delimitar de forma precisa el terreno y tomar como referencia para el trabajo una de las líneas de colindancia, clavando dos estacas en sus extremos y tendiendo un hilo entre ellas, que no debe moverse en tanto se hace el trazado.
Una vez hecho esto, tómese como base esta colindancia, marcando sobre ellas los puntos en los que se van a encontrar los muros perpendiculares a esta.
Cuando estos puntos se han medido en forma precisa a partir del alineamiento y se han marcado con lápiz sobre el hilo de la colindancia o sobre el muro de la construcción vecina, se colocan hilos perpendiculares en cada uno de estos puntos, mediante el auxilio de una escuadra de madera. Sobre cada una de estas líneas deben tenderse nuevos hilos sostenidos por estacas.
Traza de perpendiculares
Para el trazo de un eje perpendicular a otro se emplea la escuadra haciendo coincidir los hilos con los bordes de la misma. Cuando esto se logra se amarran los hilos sobre los puentes y se vuelve a rectificar la perpendicular con la escuadra. Esta misma operación se repite para los muros que van a ir perpendiculares a estos nuevos trazos y paralelos al hilo de la colindancia o al muro del vecino que se tomo inicialmente como referencia. De esta forma se van cerrando los trazos hasta formar los cuadrados o rectángulos que van a constituir todos los cuartos de la construcción.
Trazado del ancho de la excavación
Una vez que se han tendido los hilos de los ejes, procédase a marcar el ancho de la zanja que se va a excavar para la cimentación esta zanja tendrá 10cm de mas a cada lado con respecto al ancho de la base de la cimentación. Lo anterior se hace midiendo la mitad del ancho total del cimiento a cada lado del hilo y tendiendo hilos paralelos al mismo indicando al ancho total de la zanja por excavar. Cuando se trata de cimientos colindantes con otros terrenos o construcciones, la zanja se marcara de un solo lado del hilo. Posteriormente márquense estas líneas con cal. Al quitar los hilos, evítese mover las estacas, que servirán posteriormente para el trazo de los ejes de los muros.
Nivelación
Desde el trazado de la obra es conveniente tener en cuenta a que altura va a quedar el piso interior de la construcción con relación al nivel del terreno y de la banqueta. Es necesario que este quede mas alto que el nivel del terreno para evitar que se meta el agua de lluvia o que se tengan humedades en los muros. Es por esto que el piso interior debe quedar unos 25 o 30cm, arriba del terreno, y cuando menos 15cm arriba del nivel de banqueta.
Por ello, es necesario fijar desde el principio de la obra este nivel. Esto se hace marcando una raya en referencia sobre el muro de una de las instrucciones vecinas o sobre un piolín clavado en el terreno. Esta raya debe marcarse un metro mas arriba del nivel del piso interior que se desea tener.
Desde esta marca se pasaran todos los niveles a la nueva construcción mediante un “nivel de manguera”.
Sobre el piolín o muro de referencia márquense 25 o 30cm arriba del nivel del terreno, luego 1m arriba de esa señal una nueva marca sobre el piolín o muro.
Esta ultima marca servirá en todos los trabajos de la construcción para determinar el nivel de piso terminado de la casa.
EXCAVACIÓN DE CIMENTACIÓN
Una vez limpio el solar, arrancados árboles, la maleza, etc y cercados y protegidos los arboles deben conservarse, puede procederse al exacto replanteamiento del edificio. Una vez señalado el terreno que hay que excavar y marcado por medio de cordeles puedes iniciarse la exvacación.
ATAGUÍAS
El ataguía es una estructura, generalmente provisional, que se hinca en el terreno para proteger una excavación contra la presión ejercida por los terrenos colindantes o por lo empujes de agua durante la excavación. Su función más importante es conservar seco el lugar de trabajo sin necesidad de extraer el agua de la zona excavada. El sistema consiste en formar una empalizada o recinto cerrado lo suficientemente impermeable para que el agua, una vez sacada de este recinto, no pueda penetrar otra vez y dificulte las faenas de excavación.
El sistema más elemental es el formado por un terraplén de tierra apisonada la que, para la formación del recinto, dependerá de su calidad, así como de su espesor, de su apisonado y del movimiento que tengan las aguas.
Podemos indicar que para aguas tranquilas y de profundidades no mayores a un metro, si se emplean tierras arcillosas dan buen resultado estas ataguías, construyéndose con un ancho en la parte superior igual a la profundidad del agua. El ancho de la parte inferior depende de talud natural de la tierra a emplear.
Cuando la altura del agua sea superior a un metro, será necesario reforzar el sostén de tierra con una pared de madera, que pueda situarse en el centro como en la figura 111; Detrás del montón de tierra (fig112), apoyada a la pared por un torna puntas, o como en la figura 113, en que la pared de madera está en contacto
Las ataguías con doble pared de madera forman un cajón que se rellena de tierra. En la figura 115 puede verse un esquema de las ataguías de este tipo.
Como se observará, está formada por dos paredes continuas de tablones, situados a 2.25 m de distancia, con una serie de estacas externas bien incrustadas en la tierra.
La forma de colocar los tablones depende de la finalidad que persiga; si se trata de conseguir solamente el apoyo de la tierra, se coloca uno al lado del otro como en la figura 116.
Como muro de contención, la ataguía tomara en cuenta las acciones de las fuerzas actuantes, tales como su peso propio, el empuje de tierras, el empuje hidrostático o fuerzas de filtración, las sobrecargas ocasionadas por el relleno y las fuerzas sísmicas. Asimismo se revisaran los estados limite de falla como deslizamiento o volteo, falla de la cimentación o rotura y de servicio, como asentamiento y giro o deformación.
Cuando la altura del agua es superior a 3.50 m el tipo de dique o sostén que se utiliza es el de escalera que es el que consiste en una serie de diques adosados de diferentes alturas. En la figura 119 puede observarse un muro ataguía con dos escalones, para una altura de 5m, relleno de arena.
La arena se emplea en lugar de tierra, cuando se teme que pude haber infiltraciones de agua.
TABLESTACAS
Se llama tablestaca a una tabla estrecha o tablón de madera, o de concreto armado, metálico o precolada que se hinca en el suelo para formar junto con otras una pantalla que evite filtraciones de agua hacia la excavación para evitar daños a construcciones vecinas.
Actualmente las tablestacas de madera han sido sustituidas con ventajas por las de concreto armado y, más aún, por las metálicas. Las de concreto armado tienen como cualidad que resisten bien la corrosión, pero son pesadas y pueden ser atadas severamente en ciertos medios agresivos.
Se recomienda que su espesor no sea menor de 12 cm ni mayor de 30cm, para que pueda manejarse con relativa facilidad. Para su construcción se requiere, en muchas ocasiones, de dobles paredes de tablestacas, obligando en estos casos al empleo de gran cantidad de, madera y mano de obra.
Perez Alama, Vicente, “Materiales y procedimientos de construcción”, edit. Trillas, México ,D.F, 2000.
