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FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
ARAGÓN
Elementos prefabricados de concreto armado
utilizados en la construcción del Hospital Materno
Infantil Cd. Carmen, Campeche.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO
CASO PRÁCTICO
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO CIVIL
P R E S E N T A :
ALFREDO FRANCISCO SALAZAR BRAVO
ASESOR:
M. EN I. MARIO SOSA RODRÍGUEZ.
NEZAHUALCÓYOTL, ESTADO DE MÉXICO, OCTUBRE 2014
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
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Elementos prefabricados de concreto armado utilizados en la construcción
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II
ÍNDICE
PAG.
Introducción 1
Capítulo 1 Aspectos generales 2
1.1. Ubicación Geográfica 2
1.2. Aspectos Generales 4
1.3. Antecedentes de los prefabricados 6
Capítulo 2 Elementos prefabricados de concreto armado 10
2.1 Fabricación, Transporte y Montaje de Prefabricados 10
2.1.1 Fabricación 10
2.1.2 Transporte 20
2.1.3 Montaje 23
2.2 Definición y tipos de Vigas 30
2.2.1 Trabes Portantes 30
2.2.2 trabes de Rigidez 32
2.3 Definición y tipos de Columnas 34
2.4 Definición de Losas T y losas TT 36
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III
Capítulo 3 Aplicaciones 39
3.1 Desarrollo del Caso Práctico 39
3.1.1 Procedimiento Constructivo de la Cimentación 40
3.1.1.1 Cimentación Profunda 41
3.1.1.2 Cimentación Superficial 47
3.1.2 Fabricación de elementos Prefabricados 50
3.1.3 Transportación de elementos prefabricados 66
3.1.4 Montaje de elementos prefabricados 69
3.2 Ventajas y Desventajas de la utilización de elementos prefabricados 81
3.3 Glosario 83
Conclusiones 85
Bibliografía 87
Elementos prefabricados de concreto armado utilizados en la construcción
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1
INTRODUCCIÓN
En nuestro país el problema de salud creo se ha venido incrementado por la falta
de infraestructura hospitalaria, principalmente en el sur del país, por lo que el
contenido del presente trabajo nos deja conocer las bondades que ofrecen los
elementos prefabricados para acelerar la construcción de edificaciones de este
tipo y un ejemplo práctico paso a paso de los procesos constructivos de
fabricación, trasportación y montaje de una estructura prefabricada aplicada a una
edificación hospitalaria, para resolver un problema acumulado desde hace ya unos
años y ofrecer una alternativa de construcción de calidad y acelerar el crecimiento
de nuestro país en cuestión de infraestructura hospitalaria y proporcionar a la
sociedad una mejor atención en Hospitales de calidad.
Objetivo.
El caso práctico presentado tiene como finalidad mostrar una alternativa de
construcción a base de elementos prefabricados para mejorar la calidad, los
procesos constructivos que nos ayudan a reducir tiempos de ejecución dando un
menor margen de error en presupuestos, programas de obra y hacer de la
industria del prefabricado una opción muy atractiva, no solamente en edificaciones
sino también construcciones de todo tipo como pueden ser vialidades, puentes,
estadios, centro de convenciones, casa habitación y un sin número de proyectos.
Se muestra de manera general los aspectos demográficos del sitio de donde se
construye el hospital y la necesidad de realizar dicha construcción.
Exponiendo los antecedentes y tipos de prefabricados para conocer las bondades
que ofrecen los elementos prefabricados para acelerar la construcción.
De igual manera se incluye un ejemplo práctico explicando paso a paso todos los
procedimientos aplicados en el proceso constructivo de fabricación, trasportación y
montaje de una estructura prefabricada de concreto armado para una edificación
hospitalaria.
Finalmente se emiten las conclusiones y recomendaciones más importantes que
integran el presente trabajo de titulación.
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CAPÍTULO I
ASPECTOS GENERALES
1.1 Ubicación geográfica.
El estado de Campeche, con una extensión total de 56,858.84 Km., es una de las
tres entidades que conforman la Península de Yucatán. Su división política está
integrada por once municipios los cuales son: Calakmul, Calkiní, Campeche,
Candelaria, Carmen, Champotón, Escárcega, Hecelchakán, Hopelchén, Palizada y
Tenabo; su población total es aproximadamente de 642,516 habitantes.
Campeche forma parte de la gran laja caliza que es la Península de Yucatán;
constituye, en general, una planicie ligeramente ondulada con una suave
inclinación que desciende de sur a norte.
Figura 1.1.1 Ubicación Geográfica del estado de Campeche.
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Ciudad del Carmen es la cabecera del municipio de Carmen, Campeche. Se
localiza al suroeste de la Península de Yucatán, en la parte occidente de la Isla del
Carmen, que está situada entre el Golfo de México y la Laguna de Términos.
Destaca por ser un importante centro de operaciones de Petróleos Mexicanos, que
mantiene en la Sonda de Campeche el área de explotación de hidrocarburos más
importante de México. Desde el punto de vista económico, Carmen es la ciudad
más importante del estado de Campeche. Además es el tercer municipio con
mayor ingreso económico a nivel nacional.
Figura 1.1.2 Ubicación Geográfica de Cd. Del Carmen Campeche.
Hoy la isla está unida a tierra firme por medio de dos grandiosos puentes que
atraviesan las aguas de la Laguna de Términos, uno de esos dos puentes, el de El
Zacatal, está considerado obra maestra de la ingeniería mexicana. Sus 3,222
metros, lo hacen el más largo del país uniendo la isla por el Sur con el municipio
de Palizada a través de la península de Atasta, en el otro extremo el puente de La
Unidad que comunica con la población de Isla Aguada
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1.2 Aspectos Generales.
Las instalaciones del Hospital Materno Infantil se encuentran ubicadas en la
avenida Central y Fraccionamiento “Mundo Maya” en Ciudad del Carmen,
Campeche
Figura 1.2.1 Micro localización del Hospital Materno Infantil.
El edificio tendrá una capacidad de 30 camas, constará de tres niveles, de los
cuales la planta baja albergará las áreas de cirugía, control y admisión
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hospitalaria, farmacia, urgencias, observación pediátrica, dietología, servicios
generales, terapia intensiva pediátrica, terapia intensiva adultos, recuperación
postoperatoria, área blanca y estacionamiento.Figura 1.2.2 Maqueta virtual Hospital Materno Infantil
En el primer nivel estarán los cuartos de máquinas de aire acondicionado, áreas
de consulta externa, imagenología y laboratorio, aféresis, hospitalización,
tococirugía, terapia intermedia pediátrica, así como consulta interna; en tanto en el
segundo y último nivel se tendrán las zonas de hospitalización pediátrica, lactantes
y escolares, así como cuartos de máquinas de aire acondicionado.
El Hospital Materno Infantil atenderá padecimientos de mediano y alto nivel de
complejidad diagnóstica y terapéutica, a través de varias especialidades médico-
quirúrgicas de alto desarrollo y avanzados recursos tecnológicos, y modernos
equipos y sistemas propios de un hospital seguro e inteligente.
Con este nuevo edificio médico se mejorarán los estándares de calidad, eficiencia
y aprovechamiento de la infraestructura actual y de nueva incorporación, y se
favorecerá también la ampliación de la cobertura médica especializada, por medio
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de recursos tecnológicos e informáticos de vanguardia, operados en un escenario
con visión a los próximos 25 años.
1.3 Antecedentes de los Prefabricados.
La prefabricación es anterior a la industrialización, el primer elemento de la
construcción que ha sido prefabricado, tal vez sea el ladrillo, producido fuera de la
obra con sistemas que se han prolongado a través del tiempo, más o menos a
nuestros días.1
Se encuentran intentos de prefabricados en todas las épocas históricas; los
bloques de piedra con que fueron construidas las pirámides egipcias, llegaban
terminados desde distintos lugares para ser montados según un programa
prefijado.
A través del tiempo, los sistemas de prefabricados han ido cambiando para
adaptarse a las necesidades y exigencias de cada momento. Como en sus inicios
con el uso de los sistemas prefabricados de grandes paneles, desarrollados en
Europa a principios de los cincuentas para solucionar el problema de la vivienda
ocasionada por su destrucción masiva durante la guerra.
Esta tendencia fue optando por elementos cada vez más prácticos (principalmente
livianos), dando inicio al desarrollo de sistemas prefabricados semi–pesados y
livianos en los cuales se puede destacar la incorporación de componentes
industrializados de tamaño medio, con las facilidades que ello conlleva en cuanto
a traslado y montaje.
En el proceso de optimización, se empiezan a elaborar componentes que se
procesan en talleres y que poseen una gran flexibilidad de ejecución, sin grandes
limitaciones de tamaño y con costos adecuados. La ventaja fundamental de estos
1 Díaz, D. A. (2003). Estudio sobre sistemas constructivos prefabricados aplicables a la construcción de
Guatemala. Guatemala.
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nuevos sistemas es que existen proveedores de piezas básicas industrializadas,
que luego son procesadas en talleres de bajo costo de instalación donde se arman
los diferentes componentes que requiere el sistema, para ser luego montados en
la obra.
Como sabemos, los elementos estructurales prefabricados son aquellos
elaborados previamente a su utilización y en un lugar distinto al de su
emplazamiento definitivo.
Se denominan prefabricados a los elementos ensamblados entre sí, una vez que
han sido manufacturados previamente en fábrica o en otro sitio cercano a la obra
(moldeados, endurecidos, etc.)
Los elementos estructurales pueden ser clasificados según el grado de
fabricación, función, tamaño, forma, grado de tipificación y método de ejecución.
Grado de fabricación:
 Total y parcial
Función:
 Resistente, cerramiento y ornamental
Tamaño:
 Livianos son los pequeños elementos prefabricados o ligeros, de peso
inferior a los 30 kg, destinados a ser colocados de forma manual por uno o
dos operarios.
 Pesados Su peso es superior a 500 kg, requiriéndose para su puesta en
obra, maquinaria pesada tales como grúas
Forma:
 Lineales, son piezas esbeltas, de sección transversal reducida en relación a
su longitud. Por ejemplo: vigas, columnas, pilotes, etc.
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 Bloques, son elementos prefabricados para construcción de muros, son
autoestables sin necesitar de apoyos auxiliares para su colocación. Por
ejemplo: bloques de concreto, bloques de ladrillo hueco, etc.
 Superficiales, los paneles constituyen placas cuya relación entre grosor y
superficie es significativa. Por ejemplo: muros de contención, antepechos,
placas de fachadas, placas de yeso, etc.
Grado de Tipificación:
 Normalizados (perfiles de acero),
 Tipificados (viguetas pretensadas para entrepisos)
 Individuales (viguetas de puentes prefabricados).
Método de Ejecución:
 Industrial a gran escala
 En taller, fabricación por obreros
Concreto armado pretensado
El concreto armado es el más popular y desarrollado entre los materiales de
construcción, ya que aprovecha en forma muy eficiente las características de una
buena resistencia a compresión, durabilidad, resistencia al fuego y moldeabilidad
del concreto, junto con las características de alta resistencia en tensión y
ductilidad del acero, para formar un material compuesto que reúne muchas de las
ventajas de ambos materiales.
Actualmente se están utilizando concretos pres forzados, que como su nombre lo
indica, significa la creación intencional de esfuerzos permanentes en una
estructura o conjunto de piezas, con el propósito de mejorar su comportamiento y
resistencia bajo condiciones de servicio.
El esfuerzo de presforzado se puede transmitir al concreto de dos formas:
 Mediante armaduras pretensadas (generalmente barras o alambres),
método utilizado mayoritariamente en elementos prefabricados.
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En éste, el concreto se vierte alrededor de los torones tensados. Este método
produce un buen vínculo entre el torón y el concreto, el cual protege al torón de la
oxidación y permite la transferencia directa de tensión. Cuando el concreto es
curado se adhiere a las barras (torones) y cuando la tensión se libera es
transferida hacia el concreto en forma de compresión por medio de la fricción. Por
lo tanto, la mayoría de elementos pretensados de esta forma son fabricados en
taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo que limita su tamaño.
 Mediante armaduras Postensadas o postensas, (generalmente torones,
grupos de cables), utilizadas mayoritariamente en piezas de concreto in
situ.
En términos descriptivos es aplicado a la compresión, tras el vertido y posterior
proceso de secado en in situ del concreto.
En el interior del molde de concreto se coloca una vaina de plástico, acero o
aluminio, para seguir el trazo más conveniente en el interior de la pieza. Una vez
que el concreto se ha endurecido, los tendones se pasan a través de los
conductos. Después dichos torones son tensados mediante gatos hidráulicos que
reaccionan contra la misma pieza de concreto.
Cuando los tendones se han estirado lo suficiente, de acuerdo con las
especificaciones de diseño, estos quedan atrapados en su posición mediante
cuñas u otros sistemas de anclaje y mantienen la tensión después de que los
gatos hidráulicos se retiren, transfiriendo así la presión hacia el concreto. El
conducto es rellenado con grasa o lechada de cemento para proteger los torones
de la corrosión.
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CAPÍTULO II
ELEMENTOS PREFABRICADOS DE CONCRETO ARMADO
2.1 Fabricación, Transporte y Montaje de Prefabricados
2.1.1 Fabricación.Para la construcción de elementos prefabricados de concreto
pretensado se debe hacer una descripción del proceso de fabricación y de todos
los elementos que intervienen en la elaboración de piezas prefabricadas.
La fabricación en planta es uno de los mejores recursos con los que debe de
contar la empresa prefabricadora de piezas de concreto pretensado, el control de
cada uno de los procesos, comienza desde los materiales.
Materiales de construcción para elementos prefabricados
 Concreto
Este es el resultado de una mezcla de agregados, un cementante y agua. En
prefabricados es común el uso de aditivos especiales, los agregados de concreto
no son más que arenas y grava, el cemento a utilizar dependerá del proceso de
fraguado y la resistencia que deben tener las piezas prefabricadas.
Los elementos prefabricados requieren de una alta calidad en concretos y esto se
logra teniendo un control de laboratorio- Los concretos utilizados en elementos
prefabricados tienen una resistencia a la compresión de concreto que va desde
F’c=250kg/cm2 hasta 500kg/cm2 dependiendo de las especificaciones técnicas de
fabricación.
Cada uno de los materiales utilizados para la elaboración del concreto deben ser
ensayados por separado. En el caso de los agregados se les practican las
siguientes pruebas:
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Arena Grava
Absorción Absorción
Densidad Densidad
Peso Volumétrico Peso Volumétrico
% limo/sedimento % limo/sedimento
Modo de finura Tamaño máximo de agregado
Colorimetría Colorimetría
Pedida por lavado Pedida por lavado
Humedad Humedad
Granulometría Granulometría
Resistencia a la tracción Resistencia a la tracción
Figura. 2.1.1.1 Tabla de pruebas que se le aplican a los agregados para la verificación de su
calidad.
El cemento durante su manufactura, es analizado frecuentemente con todos los
componentes para agregar un cemento uniforme con alta calidad, utilizando las
especificaciones en su composición química y sus propiedades físicas, aceptando
la conformidad de muestreo en el cemento establecido por la ASTM C-183. Las
pruebas que se le hacen al cemento para su aprobación son:
 Finura
 Salinidad
 Consistencia
 Tiempo de fraguado
 Fraguado falso
 Resistencia a la compresión
 Calor de hidratación
 Perdida por ignición
 Peso especifico
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El cemento es parte vital del concreto, sin este elemento sería muy difícil obtener
el resultado de una mezcla con la resistencia que tiene el concreto y encontramos
diferentes tipos. Los tipos de cemento según la ASTM:
Descripción Tipo
Cemento Normal I
Normal, inclusor de Aire IA
Resistencia moderada a sulfatos II
Resistencia moderada a los sulfatos, inclusor de
Aire
IIA
Resistencia alta a temprana edad III
Resistencia alta a temprana edad, inclusor de
Aire
IIIA
De bajo calor de hidratación IV
Resistencia elevada alto a los sulfatos V
Figura 2.1.1.2 Tabla de clasificación de cementos de ASTM.
Figura 2.1.1.3 Tabla de concretos utilizados para otros fines.
En los prefabricados el cemento Portland ordinario (CPO) es recomendable en
sistemas de edificios, el cemento resistente a sustancias alcalinas o BRA (baja
reactividad a sustancias alcalinas) al igual que el cemento resistente a los sulfatos
es muy recomendable para concretos en piezas prefabricadas que puedan ser
expuestas a condiciones de costa o mar.
Descripción Tipo
Escoria de alto horno IS
Puzolana de alto horno IP
Escoria S
Puzolana P
Puzolana Modificada IPM
Escoria Modificada ISM
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El cemento de resistencia rápida (CPC Cemento Portland Compuesto ó CPO 30R
que a los tres días con la mezcla adecuada da más de F’c=200 kg/cm2 y el 40R
puede alcanzar una resistencia F’c=400kg/cm2 a los 28 días), este es un cemento
que se utiliza cuando se requiere acelerara el fraguado o se requiere una reacción
agresiva durante el curado de piezas prefabricadas con vapor.
Estos tipos de cementos son los más utilizados en piezas prefabricadas de
concreto debido a calidad y resistencia en los que se obtiene con éstos muestras
de concreto.
El agua para una mezcla de concreto debe contener el menor número de
impurezas como arena, sustancias alcalinas, entre otras, que impidan garantizar la
alta resistencia del concreto, por ello debe ser potable. Sin embargo hay algunas
no potables que también pueden ser adecuadas para la producción de la mezcla,
esto puede llevarse a cabo siempre y cuando el agua reciba un tratamiento
adecuado para que pueda utilizarse como agua potable-
La impurezas excesivas en el agua no solo afectan el tiempo de fraguado y la
resistencia del concreto; si no también puede ser causa de una eflorescencia,
manchado, alta corrosión en el acero de refuerzo y presfuerzo, inestabilidad
volumétrica y menor durabilidad.
Generalmente el agua que contiene menos de 2000 ppm de sólidos sueltos totales
puede ser utilizada satisfactoriamente en el concreto de alta calidad, en caso
contrario se deberán realizar pruebas que determinen cual es la influencia que
tiene en la resistencia y tiempo de fraguado en el concreto.
Los aditivos que se aplican a los concretos deben ser controlados y utilizar
pruebas que justifiquen el uso de las mismas en el concreto. Los modificadores de
viscosidad son muy utilizados en concretos de alta resistencia, junto con otros
aditivos especiales para concreto de elementos prefabricados. Se puede utilizar
aditivos para mejorar la resistencia y calidad de los concretos generando un mejor
funcionamiento al hacer reacción en la mezcla.
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 Acero de refuerzo
Normalmente para el prefabricado de concreto se considera así a las varillas,
alambre y maya de alambre soldado, que se fabrican según normas ASTM y sus
propiedades son:
 Módulo de Young o de elasticidad (Es)
 Resistencia a la fluencia (Fy)
 Resistencia ultima a la ruptura (fu)
 Designación del grado de acero
 Diámetro de la varilla o alambre
Para que el acero y el concreto aumenten su adherencia entre si se le hacen
proyecciones llamadas corrugaciones. Así también las varillas deben cumplir con
las normas ASTM 616-76 para que sean aceptadas las corrugaciones de éstas.
Entre la varillas de acero de refuerzo para fines comerciales encontramos lizas del
No 2 (1/4” – 6.35mm), a partir de estos dímetros se pueden encontrar como lizas
como corrugadas. Para espesores del No 14 (1 ¾” – 32-9mm) hasta el No 18 (1
5/4” – 37.9) no se obtienen regularmente, sólo pueden encontrarse haciendo un
pedido especial con los fabricantes de acero.
El acero de refuerzo es un factor fundamentalmente importante en la composición
de cualquier elemento de concreto presforzado y no presforzado, pues forman el
esqueleto del elemento prefabricado en planta o en sitio de proyecto.
La malla de alambre electrosoldado también puede formar parte integral del
refuerzo de un elemento por ello se ubican los siguientes elementos:
 Malla 6x6 – 4/4
 Malla 6x6 – 6x6
 Malla 6x6 – 8x8
 Malla 6x6 – 10x10
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La nomenclatura define los diámetros del acero utilizados para formar una malla
en milímetros y la separación paralela entre ambos diámetros en centímetros.
Este debe estar libre de corrosión y cualquier tipo de impureza que la intemperie
puede producir. Para evitar esto es necesario ubicar el acero en almacenes en
donde se impida la exposición a un clima húmedo que provoqué en el acero un
estado de oxidación, dando comoresultado una menor calidad del acero.
 Acero de refuerzo de alta resistencia.
El acero de refuerzo de alta resistencia se puede ubicar en tres formas:
1. Alambres.
La fabricación de estos alambres está basada en barras, por un proceso
llamado de “Hogar abierto” u “Horno eléctrico”. Después de haber pasado
por la fusión de componentes metalúrgicos y haber alcanzado las
propiedades físicas y químicas requeridas, se estiran en frio hasta alcanzar
el diámetro requerido, por medio de un tratamiento térmico continuo a baja
temperatura (Aproximadamente 370°C) propiciando las propiedades
mecánicas requeridas. Estos alambre tienen módulos elásticos que van
desde los 17000 kg/cm2 y los 19000kg/cm2
2. Torones.
Encontramos variedad de los mismos, aunque para fines de presforzado
los más comunes son los de 7 hilos, pero la elección del tipo de torón
depende del grado de flexibilidad y de su resistencia requerida. Es
frecuente el uso de torones cambiado al igual que los torones su diámetro,
variando desde 3/8” hasta ¾” conocidos nominalmente como 0.4”, 0.5”, 0.6”
y 0.7” (Décima de pulgadas)
Para formar un torón de 7 hilos se enrollan 6 alambres que tienen un
diámetro ligeramente menor que el central en forma helicoidal, alrededor de
este último, el cual recibe el nombre de núcleo interior, como se observa a
continuación.
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Figura 2.1.1.4 Torón normal de 7 hilos.
Aunque también existen torones llamados compactos, que también es de 7 hilos,
cuya diferencia radica en los alambres del envolvente, estos tienen una forma
elíptica, que de la misma forma encierran al núcleo central, conservando así el
diámetro nominal de acero de presfuerzo.
Figura 2.1.1.5 Torón compacto de 7 hilos.
Tipo de acero Peso (kg/ml)
Tensión que resiste
(kg/cm2)
Área (cm2)
5mm 0.149 2,250 0.196
7mm 0.298 4,800 0.385
1/4” 0.179 2,850 0.230
3/8” 0.432 7,350 0.550
½” 0.789 13,200 0.987
9/16” 0.970 16,500 1.238
5/8” 1.103 18,650 1.400
Figura 2.1.1.6 Tabla de acero de presfuerzo para torones.
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3. Barras (varillas) de alta resistencia.
Se prueban usualmente a esfuerzos por lo menos del 90% de su resistencia
a la ruptura, siendo de 10200 kg/cm2, el tratamiento que se les da a estas
barras en su proceso de fabricación es el mismo que los alambres y los
torones, estirándose en frio para obtener las propiedades deseadas.
Este tipo de barras pueden laminarse con rosca o cuerda, en sus extremos
para que su puedan utilizar con propósitos de anclaje o para conectarse
entre ellas, estos normalmente se ocupan en el anclaje de taludes
Normalmente los alambres y los torones son lizos exceptuando a las barras bajo
estas condiciones, pues estas se encuentran de las dos formas, sin embargo el
uso y aplicación de cada una de estas varían según en donde se requieran utilizar.
El presfuerzo debe cumplir con las especificaciones que impone la ASTM las
cuales son: ASTM A-421, ASTM A-416, ASTM A722, por mencionar alguna.
 Enductado y accesorios
Enductado.
En los elementos pretensados es común el uso de ductos que ayuden a controlar
el estado de presfuerzo en las piezas de concreto y permitir que el presfuerzo
actúe en ciertas zonas del elemento para ello se colocan ductos pudiendo ser de
algún tipo de poliducto, que cumpla con las normas de calidad para concreto
prefabricado.
Accesorios
Estos pueden estar formados por sistemas de placas de acero o perfiles
estructurales, acero de refuerzo e incluso piezas especiales de fabricación, de la
misma forma estos accesorios deben de estar libres de impurezas y corrosión
antes de ser colocados, para permitir un buen funcionamiento y adherencia al
concreto prefabricado.
Los procesos de fabricación e instalaciones, son variables y cambian de acuerdo a
las especificaciones, particulares e instalaciones en planta. Dentro de una planta
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prefabricadora de concreto pretensado deben existir áreas y recursos que son
indispensables como:
 Zona de dosificación y mezclado de concreto: El manejo de dosificadores en
planta son incuestionables, las variaciones en mezcla de concreto y
especificaciones de piezas prefabricadas arrojan un análisis de concreto a
utilizar.
 Silos de almacenamiento: El manejo y control de cementantes es más
cómodo y tiene menos riesgos de contaminación además que facilita el
proceso de dosificación.
 Equipo para depositar el concreto en molde: Estas son bachas y camión
revolvedor (mejor conocidos como hoyas), su aplicación en el esquema de
fabricación, se puede volver complejo, debido a los procesos de vaciado y
vibrado del mismo por la ubicación de las líneas de producción. Por ejemplo,
si nuestras líneas de producción se encuentran a nivel de piso y si el molde
de la pieza es alto podría generar que el vaciado no sea a tiro directo, sino
con bombeo de concreto, por lo tanto necesitaríamos la intervención de
equipo de bombeo para concreto.
 Vibradores de concreto: Para que el concreto tenga una buena distribución
de agregados en las piezas y adquirir una buena calidad en los concretos,
tiene que recibir un vibrado óptimo.
 Laboratorio de pruebas: El laboratorio es un área fija en planta que se
encarga de tomar muestras de concreto y materiales que se utilizan en la
fabricación para ser analizados. En el caso del concreto se requiere hacer
pruebas a pie de línea de producción y en la unidad de laboratorio
establecida en planta para verificar la calidad del concreto.
 Mesas de colado, muertos y anclajes: Imprescindibles en todo momento del
proceso de fabricación de piezas de concreto pretensado. Las mesas que
por lo regular se forman por planchas de concreto, los muertos y anclajes
van enterrados y fijados para soportar los efectos del presfuerzo y permiten
transferencia del mismo.
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 Moldes: Se fabrican de acuerdo a la forma geométrica de una pieza
prefabricada, las variedades de procesos requieren el uso de moldes y
pueden ser diseñados para elementos pretensados o simplemente
reforzados, los hay fijos o móviles como es el caso de los autotensables,
que pueden ser transportados a otro sitio e incluso fabricar a pie de obra.
Figura 2.1.1.7 Molde metálico para prefabricado.
 Extrusoras: Su función primordial es deslizar este sistema por medio de
equipo de especializado sobre mesas de colado para la fabricación de losa
y muro pretensado, además que ayuda al pretensado del concreto para
formar tableros de estas piezas.
 Talleros y equipo para cortar y doblar varillas, placas y accesorios metálicos:
El acero de refuerzo y estructural obligadamente requieren de equipo propio
para su habilitado, armado, y en el caso de los accesorios se deben
fabricarse bajo especificaciones y dimensiones establecidas.
 Máquinas soldadoras para la elaboración de accesorios: En la mayoría de
los casos, las piezas prefabricadas, requieren reservaciones para conexión y
accesorios especiales para su fabricación y la soldadura de acero de
refuerzo y estructural.
 Material y equipo complementario para la aplicación de curado: Estos
comprenden lonas de polietileno, mangueras y calderas que apoyan en la
aplicación de curado al concreto para evitar deterioro que provoque
aparición de grietas y podamos garantizar un fraguado perfecto.
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 Gatos hidráulicos y bomba para tensado de los cables: Para producir el
estado de presfuerzo que requieren las piezas pretensadas,se debe de
contar con un sistema de gatos y bombas para causar dicho efecto y se
colocan en los extremos de la línea de producción.
Figura 2.1.1.8 Equipo de tensado “Gato Hidráulico.”
 Zonas de retoque y resane: En plantas es conocida como zona de acabado
y detallado, todas y cada una de las piezas de prefabricados, en ocasiones
por la manipulación o detección de pequeños.
 Zonas de almacenamiento de piezas prefabricadas: Es el área designada en
la planta para la estiba y almacenamiento de piezas, que se utiliza para no
interrumpir procesos de producción. Para este almacenaje regularmente se
utilizan las grúas pórtico o sobre neumáticos para mover y estibar piezas.2
2.1.2 Transporte.
El tipo de transporte para designar en el traslado de piezas, dependerá en esencia
de la geometría de la sección longitudinal y transversal, peso de cada pieza
además de la capacidad máxima de carga del tipo de transporte. Para determinar
2 Manual de Diseño de Estructuras Prefabricadas y Presforzadas Annipac, Pág. 98
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21
los límites de carga para transporte piezas se tiene que revisar la normatividad
dirigida al transporte de piezas prefabricadas y carga permitida parte de la SCT
(Secretaria de Comunicaciones y Transportes).
Un punto importante a considerar en el transporte es el alcance entre los tiempos
de fabricación y montaje porque estos dos arrojaran la programación de
transportes de piezas de planta a la obra.
Para el caso de traslado de piezas prefabricadas podemos mencionar los tipos de
transporte más representativos en la industria del prefabricado: Tracto camión,
Plataforma extensible, dollys o Low Boy con Dolly
Figura 2.1.2.1 Transporte tipo carga regular o Tracto camión
Figura 2.1.2.2 Transporte con plataforma de tipo extensible o semi remolques
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22
 Transporte con Dollys (Simplemente con Dolly o Low Boy con Dolly), que
son un tipo de carga especializada para elementos de gran longitud y/o
gran peso de excedentes y por ello en ocasiones estos dollys tiene un
sistema direccional.
Figura 2.1.2.3 Transporte Simple con Dolly o Low Boy con Dolly
Para poder facilitar el traslado de piezas de concreto prefabricado, se debe de
anticipar el uso de las unidades piloto. El apoyar al tránsito de tracto camiones de
carga regular o especializada, la SCT aplica su normatividad para transporte,
para su libre circulación en carreteras caminos o vialidades, que sean de orden
general, debido a que se debe resguardar la seguridad de los transeúntes y del
mismo personal que traslada en estas condiciones, para prevenir accidentes.
La norma NOM-012-SCT-2-1995 contempla lo siguiente: La dimensión máxima de
una combinación vehicular para transportar en condiciones ordinarias de 20.8 m.
Por lo que al restarle las dimensiones del tracto camión resulta una pieza de 15.80
m. El peso útil máximo permitido es de 26.4 toneladas, de tal forma que toda pieza
que exceda estas cantidades tendrá que ser transportadas por una compañía que
cuente con el servicio especializado de carga. Para ello, la norma dicta
restricciones, entre las más importantes destacan:
1. Los transportes se sujetaran a los siguiente horarios: De lunes a viernes
con luz diurna y en la noche de 0:00 a 06:00 horas, los sábados de
06:00 a 14:00, durante vacaciones normalmente se restringen los
permisos.
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23
2. Las combinaciones vehiculares especiales no podrán transitar en
convoy.
3. Las rutas deben estar previstas y señaladas en el permiso y solo podrán
modificarse en caso de emergencia.
4. Dependiendo de las dimensiones deben llevar una o dos unidades
piloto, las cuales deben conducir, abanderar y apoyar la logística de la
transportación. Estas deben cumplir con una serie de especificaciones
técnicas y de operación referentes a color, iluminación, señalización,
avisos y características físicas, entre otras.
5. En condiciones climatológicas adversas, la combinación debe de
tenerse en un sitio seguro hasta que estas sean favorables para
continuar.
6. Todas las unidades deberán transitar junto con las torretas y los faros
principales encendidos.
7. Dependiendo de la combinación vehicular y el tipo de carretera, se
especifican velocidades máximas y cargas máximas por llanta y por eje,
dependiendo de las cargas, se especifican otros aspectos como la
distancia entre ejes internos y la altura del centro de gravedad de la
carga.
2.1.3 Montaje
Uno de los trabajos indispensables en obra al manejar elemento o piezas
prefabricadas es la colocación o montaje de estas. En la práctica los sistemas de
montaje son sencillos si el sitio tiene el espacio suficiente para realizar
movimientos para equipo de montaje.
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24
Las máquinas y el equipo de montaje a utilizar serán en función de la obra y
condiciones del sitio. Esto es un indicador importante de inversión y costo en obra
el tiempo que sus maniobras duren en sitio, deben ser analizados con
detenimiento.
Tipos de grúas y sistema de montaje.
 Las grúas telescópicas: Son grúas montadas normalmente sobre camión,
su versatilidad se refleja en su alcance para montar piezas a diferentes
alturas debido a su sistema retráctil, su longitud, de alcance fácilmente se
adapta a las condiciones de altura. Son máquinas que facilitan la colocación
de prefabricados de concreto o cualquier otro sistema para montaje y son
ideales para lanzar piezas grandes sobre grandes claros en puentes.
Figura 2.1.3.1 Grúa telescópica
 Grúas estructurales: Las grúas estructuradas son utilizadas en sitios de
difícil acceso y en donde la maniobrabilidad en las zonas es difícil. Su
capacidad de carga de tonelaje es variable y regularmente se utilizan para
colocación de piezas a poca altura y de gran peso, como columnas o
incluso para ubicar pilotes en zona de hincado.
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25
Su sistema de montaje en ocasiones es incómodo, debido a que hay que
armar las estructuras y celosías si se quieren alcanzar tramos excedentes,
pero no limita su funcionabilidad.
Figura 2.1.3.2 Grúa telescópica
De estos dos tipos de grúas móviles podemos encontrar dos variantes, sobre
orugas o sobre neumáticos, los sistemas de grúas con neumáticos son
normalmente utilizados para zonas urbanas y donde el traslado de las grúas
puede realizarse transitando sin necesidad de recurrir a un traslado con un tracto
camión, claro bajo cierto criterio del personaje designado a montaje, debido a que
para ser eficiente el trabajo del equipo puede necesitar un acondicionamiento o
mejoramiento de plataformas en zona de obra de montaje.3
Por otro lado las grúas sobre oruga tienen un mejor rendimiento en sitios donde
prevalecen las terracerías, pero una de las desventajas de utilizar grúas de este
tipo es que requieren de transporte, todo esto a razón de que el tránsito de estas
se ve limitado y se restringe a solo movimientos en obra, además de que pueden
causar daños a las superficies de tránsito vehicular por el peso de su sistema de
orugas.
3 Norma de SCTM, NOM-012-SCT-2-1995
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26
 Los sistemas de grúa torren en construcciones también son utilizados en
montaje de prefabricados y son aplicables a sistemas de edificios
comerciales, hoteles y cualquier otra construcción que se requiera
movimiento de piezas a gran altura o cuandolas condiciones de acceso en
zona urbana restrinjan los acceso o movimientos, a grúas estructurales o
telescópicas, su sistema permite su adaptación a diferentes niveles a los
cuales será muy difícil llegar con grúas móviles convencionales.
 Un malacate será una solución alterna para elementos que se montan a
una altura determinada y para piezas de no gran peso. Regularmente se
pueden utilizar estos sistemas para el montaje de muro y loza pretensada,
un malacate funcional para montaje es el TIFORD que es un tipo de
malacate mecánico-manual para jalar la carga desde un punto deseado.
Independientemente del cual sea el sistema que se utilice para los trabajos
de montaje, en ocasiones se requiere de trabajos especiales, en sitio para
poder trabajar con mayor rapidez y seguridad, los rangos de seguridad se
basan en condiciones ideales.4
1) Nivel de piso firme
2) Viento en calma
3) No llevar la carga lateralmente ni balanceándose
4) Buena visibilidad
5) La máquina debe de estar en buenas condiciones, que no tengan miembros
estructurales, dañados ni fatigados y deben de estar equipadas como
recién salida de la fábrica.
Algunos de los accesorios que son de utilidad en maniobras de montaje son los
izajes, que normalmente son un armado de acero de refuerzo, cable de torones a
alambre tipo cascabel, entre los más utilizados, el balancín en un elemento que
permite tomar varios izajes y reducir el riesgo a montaje, es metálico y se coloca
horizontalmente donde sujetan los estrobos facilitando el tomar la pieza de varios
puntos evitando la flexión en la pieza.
4 Manual de Diseño de Estructuras Prefabricadas y Presforzado Annipac. Pág. 113
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27
Los grilletes son los anillos que sujetan los cables de izaje a las orejas o insertos
de prefabricados. Los estrobos son cables de acero que sujetan al elemento ya
sea instalado previamente (accesorio de izaje), o haciendo la sujeción directa con
la pieza.5
En los puentes o pasos a desnivel o vehicular en ocasiones es necesario hacer
maniobras para liberar grandes claros, es cuando se recurre a elementos
especiales para movimientos de trabes, dado es el caso de las armadura de
montaje que ayuda a deslizar los trabes de tipo pasos vehiculares o puentes para
librar el claro de extremo a extremo utilizando un sistema de tortugas.
En el caso de columnas es una referencia importante en campo su función
primordial es de ajustar el nivel de desplante de esta y permite corregir diferencias
en el traslado en campo, adjunto a estos sistemas de estribos y grilletes ayuda a la
sujeción de piezas con mayor seguridad. 6
Para poder desarrollar cualquier movimiento de montaje en la zona es
imprescindible revisar todos los accesos posibles a obra. Lo que nos dará una
idea del sistema que nos convendrá utilizar.
En ocasiones será conveniente realizar visitas al lugar del proyecto, es primordial
debido a que el reporte que arroje dicha visita dictara el procedimiento de montaje
y ubicara zonas de posibles riesgos analizando la libranza de los obstáculos
(Cables de alta tensión, teléfono, luz, agua, etc.) y de dictaminar el periodo de
ejecución de los trabajos de montaje y jornada de trabajo.
Es bueno destacar que una grúa jamás debe ser utilizada a los límites de su
capacidad debido a que esto pondrá en inminente riesgo al personal en obra y
provocara accidentes.
Para una programación adecuada será obligada la emisión de planos de montaje
que dan referencias de ubicación de piezas y niveles.
5 Aplicación del presfuerzo en lozas Tesis de Juan Miguel Ugalde Rodríguez, UNAM. Pág. 113 - 114
6 Manual de Diseño de Estructuras Prefabricadas y Presforzado Annipac. Pág. 11
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28
La seguridad del montaje será una parte del presupuesto, el tener personal para la
señalización y bandereros de apoyo vial, acordonamiento de zona, o cierre parcial
o total de calles, carreteras, autopistas, nos representan costos de mano de obra,
materiales, y en ocasiones equipo especializado, por cualquier contingencia en
obra.
El ciclo de montaje va en función de la cantidad de piezas, tipo de elementos
(losas, trabes TT, trabe T, o para puentes), dimensiones, ubicación y tiempo. La
viabilidad de los sistemas de montaje de prefabricados siempre son un índice en
costo que no puede ser idéntico obra con obra aunque se utilice un sistema de
prefabricado similar.
Las grúas desarrollan su mayor capacidad de trabajo de montaje por la parte
trasera y un ángulo desde el 60° a 70°. Cada sistema de grúas maneja rangos de
trabajo, en el caso de las grúas telescópicas, los rangos de trabajo se toman con
relación a su radio de giro y extensión de pluma.
Ejemplo de radio de giro de la grúa, obsérvese como el radio de giro aumenta
conforme se despliega su sistema telescópico.
Figura 2.1.3.3 Tabla de capacidad de una Grúa telescópica de 50 toneladas al 85% de su
resistencia.
Radio de giro (m)
Longitud de pluma
10m 19m 24m 32m
3 50 32
4 38 28 19 11
5 32 25 18 11
10 12 11 9
15 7 6.5 6
20 3.5 2.9
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29
Entre mayor sea la extensión de la pluma y el radio de giro la capacidad de carga
de la grúa para el montaje se irá reduciendo.
Una vez montadas las piezas o ubicadas en su sitio definitivo será necesario fijar
las piezas a otra mediante las conexiones en sitio.
Las conexiones varían según el proyecto, en el caso de los puentes vehiculares
normalmente sus conexiones son a base de apoyos fijos o semifijos de neopreno,
diafragmas y/o cabezales para los cuales se habilita y arma acero de refuerzo en
sitio, además de utilizar concreto para enlazar el sistema de piezas prefabricadas
y para que su funcionamiento mecánico sea el óptimo.
Si es un sistema de edificios las conexiones se realizan a base de grout en
sistema candelero-columna y para concreto en conexiones de sistema columna-
trabes.
Para poder realizar los trabajos de conexión el equipo para realizarlo representa
un costo adicional que se desglosa de la misma forma que la fabricación, el
transporte y el montaje de piezas para realizar una conexión será necesario contar
con un sistema de seguridad y equipo apropiado para realizar este tipo de
trabajos, como arneses de seguridad, cimbras, andamios, puntajes, equipo para
soldar, material y mano de obra especializada, además de que los sistemas de
andamio o torres de trabajo en edificios es fundamental en conexiones puesto que
en la mayoría de las ocasiones se trabaja a grandes alturas, por tal motivo el
peligro es latente y se debe instruir al material para tomar medidas preventivas.
Los trabajos de soldadura en conexiones a grandes alturas pueden elevar costos
en conexiones debido a que se deben considerar condiciones de obra civil e
incluso climática.
Al realizar conexiones de piezas prefabricadas se necesitan considerar la adición
de mezclas de concreto atendiendo la solicitud y especificaciones de la ingeniería
entregada (planos y boletines técnicos).
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30
2.2 Definición y tipo de Trabes.
Las vigas prefabricadas constituyen productos estándar ejecutados en
instalaciones industriales fijas y que, por tanto no se realizan en obra.
En el mercado las vigas prefabricadas de concreto armado han adquirido
diferentes formas, según la tarea a la cual sea destinada.
La viga es un elemento que funciona a flexión, cuya resistencia provoca tensiones
de tracción y compresión. Cuando las vigas se ubican en el perímetro exterior de
un forjado, es posible que también se adviertan tensiones por torsión, tenemos
que subrayar quelo más habitual es que dichas estructuras sean realizadas con
hormigón, ya sea pretensado, postensado o armado.
Los dos tipos de trabes más utilizados en la edificación son las trabes portantes y
trabes de rigidez.
2.2.1 Trabe portante
La trabe portante es una viga de concreto prefabricada pretensada o reforzada
donde se apoya el sistema de piso. Puede ser autoportante o con apuntalamiento.
Las trabes portantes se conectan a las columnas para formar marcos.
 Trabes autoportantes
Soportan su peso propio, el sistema de piso prefabricado y el firme de compresión
sobre ellos, apoyados simplemente sobre las columnas y con la sección simple, es
decir sin que el firme de compresión haya endurecido.
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Figura 2.2.1.1 Corte de trabe Portante tipo TPT
Figura 2.2.1.1 Corte de trabe Portante tipo TPT
 Trabes portantes tipo TPL
Son trabes de borde donde solamente apoya en un lado el sistema de piso, se
recomienda restringirlas ante el giro durante el montaje, ya que tendrá que
voltearse, son autoportantes o apuntadas.
Figura 2.2.1.2 Corte de trabe Portante tipo TPL
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32
2.2.2 Trabe de rigidez
Las vigas que más se usan son las apoyadas. Cuando se requiere continuidad en
las uniones como en el caso de vigas continuas o marcos rígidos, las vigas
individuales se unen con los otros elementos con refuerzo colocado después del
montaje y concreto fundido en obra.
Las formas más comunes de vigas y viguetas son las rectangulares, I, L, T y sus
variaciones.
Figura 2.2.2.1 Vigas rectangulares, I, L y T.
a) Sección "rectangular" es la más sencilla de las secciones en cuanto a su
fabricación y se puede utilizar como trabe portante tanto en ejes extremos
como intermedios, es la más versátil de las trabes puesto que también funciona
como rigidizante.
Figura 2.2.2.2 Corte de sección rectangular.
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33
b) Sección " T invertida" es una sección especial, que funciona como trabe
portante en ejes intermedios de edificios, debido a su capacidad de recibir
carga por ambos lados, por su geometría, logra una importante reducción en la
altura por entrepiso de edificio resultando una disminución de los metros
cuadrados de acabados en el mismo. De lo anterior se deduce que es
conveniente emplear esta sección en edificios de varios niveles. No es
recomendable emplear esta sección como trabe rigidizante.
Figura 2.2.2.3 Corte de sección T.
c) Sección "L" es el complemento de edificios de la sección anterior, ya que se
utiliza como trabe portante en ejes extremos por su característica de recibir
carga de un solo lado. En ocasiones se fabrica en el mismo molde que la "T"
Invertida, simplemente tapando un lado del molde para obtener la sección "L”.
Figura 2.2.2.4 Corte de sección L
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34
d) Sección “Canal” en naves industriales, para poder transmitir las cargas
verticales de la losa, generalmente inclinada, se utiliza la sección canal, la cual
permite recibir las losas y transmitir el peso a las columnas con la ventaja
adicional de permitir desaguar las aguas pluviales hacia la tubería adecuada al
tener una sección hueca para aligerar su peso.
Figura 2.2.2.5 Corte de sección Canal
2.3 Definición y tipos de Columnas
La columna es el elemento estructural vertical empleado para sostener la carga de
la edificación o más bien para transmitir dicha carga a la
cimentación. Es utilizado ampliamente en arquitectura por la libertad que
proporciona para distribuir espacios al tiempo que cumple con la función de
soportar el peso de la construcción; es un elemento fundamental en el esquema
de una estructura y la adecuada selección de su tamaño, forma, espaciamiento y
composición influyen de manera directa en su capacidad de carga.
Para la columna se indican las características que la definen así como el
comportamiento para definir los aspectos a tomar en cuenta en el diseño de las
columnas de concreto.
Elementos prefabricados de concreto armado utilizados en la construcción
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35
Las columnas prefabricadas son elementos de concreto, las cuales sirven como
soporte y estructura de múltiples edificaciones. Su forma, diseño e ingeniería
permiten al constructor realizar obras de calidad y obtener una mayor rapidez en la
construcción.
 Especificaciones técnicas de columnas prefabricadas.
En el sistemas bloque panel las columnas constituyen un elemento fundamental
que permite desarrollar e integrar la estructura de la vivienda a través de la
conexión con las unidades de bloque panel, este conexión es de tipo
machihembrada, conocer su forma y dimensiones es fundamental para el mejor
entendimiento de su instalación durante el proceso constructivo así como también
una mejor compresión del comportamiento estructural correspondiente.
 Dimensiones y tolerancias
La sección transversal de las columnas es de 15x15cm, incluyendo los canales de
ensamble para las unidades de bloque panel. Las columnas se producen en
alturas de 2 a 4 m, con los canales ubicados en 1, 2, 3 o 4 de las caras de la
sección transversal y su uso depende de cuantas paredes lleguen a ensamblarse
a estas.
 Ensayos a los que son sometidas las columnas prefabricadas.
Las columnas prefabricadas son elaboradas con concreto con una resistencia a la
compresión a los 28 días de 210 Kgf/cm2 (21Mpa) y acero de refuerzo de alta
resistencia, con un esfuerzo de fluencia mínimo de 4921 Kgf/cm2 (485Mpa) y una
resistencia ultima mínima de 5625kgf/cm2 (550Mpa).
Las características generales de los materiales componentes de columnas
son los siguientes:
 Cemento: por ser elemento prefabricado se debe utilizar un cemento de
resistencia temprana, por lo que se recomienda el producido según la
norma ASTM C1157 tipo HE.
 Agregados: la graduación de los agregados para la fabricación de las
columnas debe ser tal que cumpla los requisitos de la norma ASTM C33.
Elementos prefabricados de concreto armado utilizados en la construcción
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36
Con agregado de tamaños máximos de 1/3 del recubrimiento. Resistencia
mínima: 270 kg/cm2
2.4 Definición de Losas T y losas TT
Una losa maciza es aquella que cubre tableros rectangulares o cuadrados cuyos
bordes, descansan sobre vigas a las cuales les trasmiten su carga y éstas a su
vez a las columnas. Son elementos estructurales de concreto armado, de sección
transversal rectangular llena, de poco espesor y abarcan una superficie
considerable del piso.
Sirven para conformar pisos y techos en un edificio y se apoyan en las cadenas de
cerramiento, vigas, o trabes. Pueden tener uno o varios tramos continuos. Tienen
la desventaja de ser pesadas y transmiten fácilmente las vibraciones, el ruido y el
calor.
Las Losas doble T son un elemento estructural que consiste de una placa de
hormigón de 0.05 m de espesor con dos vigas de alturas desde los 30 cm hasta
los 85 aunque se pueden hacer pedidos a determinadas medidas y un ancho de
hasta 1.22 m de borde a borde de sus alas; se puede producir en largos que van
desde 4.00 metros hasta 12.50 m.
Figura 2.4.1 Losas T y TT
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37
Usos más comunes:
 Pisos elevados y techos de edificios
 Graderías de gimnasios o estadios
 Paredes exteriores
 Cubiertas de galeras
 Puentes
 Entrepisos para estacionamientos
 Muros de reten
Figura2.4.2 Losas en Puentes
Especificaciones:
Concreto de 350 kg/cm2
Acero de presfuerzo de fsp=19,000 kg/cm2
Anchos de hasta 3 m
Peraltes de hasta 50, 60 y 85 cms
Datos técnicos:
Concreto de 350 kg/cm2
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Acero de presfuerzo de 18,900 kg/cm2
Se pueden fabricar anchos hasta de 3 m y con peraltes variables.
Figura 2.4.3 Losas TT
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39
CAPÍTULO III
APLICACIONES
3.1 Desarrollo del Caso Práctico
Para entender mejor la aplicación de los prefabricados en la construcción se
describe paso a paso el procedimiento constructivo para el Hospital Materno
Infantil, el cual consta de los procesos de fabricación, transportación y montaje de
los elementos prefabricados empleados en el proyecto.
Para la concepción del proyecto fue fundamental la elección de un sistema
constructivo que ofreciera a nuestro cliente ventajas en tiempo de ejecución y
brindara un producto terminado de alta calidad.
La elección fue un sistema Mixto, es decir, la cimentación se realizó colada in situ
y la superestructura a base de Elementos Prefabricados.
Por lo que se generó una serie de Procedimientos Técnicos Constructivos que se
siguieron al pie de la letra para garantizar la calidad de los trabajos y de cada una
de las actividades a desarrollar.
Veremos los procedimientos para el caso de la cimentación profunda (pilas), la
cimentación superficial (zapatas, contratrabes y candeleros), fabricación de
elementos prefabricados, transportación y por último el montaje de prefabricados,
que son las etapas que conforman el caso práctico que se expone en este
capítulo.
Elementos prefabricados de concreto armado utilizados en la construcción
del Hospital Materno Infantil de Cd. Carmen, Campeche
40
Figura 3.1.1 Secciones de Elementos prefabricados utilizados.
3.1.1 Procedimiento constructivo de la Cimentación
La cimentación es el punto de partida y referencia para la utilización de elementos
prefabricados, debido a que una vez realizada la cimentación tanto la profunda
como la superficial se desencadenan los preparativos para las actividades de
fabricación de moldes como de piezas, es importante que el dimensionamiento de
la cimentación sea el correcto o esté dentro de las tolerancias marcadas, ya que
esto facilita el montaje de los elementos que irán formando parte de la
superestructura.
Figura 3.1.1.1 Cimentación del Hospital
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41
3.1.1.1 Cimentación profunda.
La cimentación profunda se realizó a base de pilas, de diámetros 0,60 m, 0.80 m,
0.90 m y 1.00 m, con una profundidad de hasta 22.00 m, armado con varillas del
#8 (1") Fy= 4200 kg/cm² y estribos del #3 (3/8") @ 20 cm, Fy= 4200 kg/cm²
(distribuidos de acuerdo a proyecto-plano, concreto premezclado bombeable de
F'C=250 KG/cm², dichas pilas se realizaron con el siguiente proceso técnico
constructivo:
 Preliminares
Previo a cualquier actividad se traza en campo la planta de cimentación (zapatas
y pilas), verificando que ninguna instalación municipal (agua, luz, Pemex,
subdrenaje, fibra óptica, etc.) interfiera con la obra, en caso contrario será
necesario reubicarlas atendiendo al proyecto, especificaciones y normas de
calidad de la dependencia que corresponda. Se marcó con aparatos de precisión
topográfica la ubicación de los puntos centrales y sus referencias donde se
construyeron las pilas. El equipo de topografía verificó el origen de los trazos,
donde se ejecutaron las perforaciones, las referencias y trazos auxiliares fueron
reubicados las veces que fuera necesario.
Respecto a la localización de las pilas, se verificó la posición final en los extremos
superiores o cabeza después de coladas, una diferencia tolerable no debe ser
mayor de 10 cms.
Antes de iniciar la perforación, se verificará el trazo y la ubicación de las pilas,
dicha posición no deberá variar en más de 1 cm con respecto a la de proyecto.
 Perforación del terreno con recuperación
Tanto como para la supervisión y los constructores debían contar en obra con el
perfil estratigráfico del sitio, lo que permitió evaluar adecuadamente los equipos y
tiempos a utilizar para la ejecución de cada perforación, posicionamiento,
nivelación y plomeo de la maquinaria y accesorios, tratando de respetar los trazos
Elementos prefabricados de concreto armado utilizados en la construcción
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42
y referencias topográficas contiguas, eliminar interferencias con la maniobra,
incluyendo poda, tala, desmontajes y/o demoliciones.
La utilización de referencias y verificación de la plomada guía para comprobar la
verticalidad, del barretón sobre todo en sus primeros metros, nos ayudó para
garantizar la estabilidad y permanencia del brocal que sirve para plomeo y guía de
la perforación inicial.
El equipo de perforación tenía la capacidad suficiente para realizar en una sola
etapa la perforación de un barreno cilíndrico vertical en el subsuelo con los
diámetros y hasta la profundidad de desplante, la cual correspondía con la
indicada en el proyecto estructural y topográfico.
La perforación se ejecutó de manera continua y en una sola etapa. Si se hubiera
presentado el caso de que las condiciones no permitieran el trabajo, se tenía que
haber rellenado la perforación con materiales granulares
Durante la perforación se tomaron las medidas necesarias para minimizar la
alteración del suelo adyacente al barreno. No se permitió una desviación en la
posición mayor a 10 cm., ninguna sobre excavación mayor al 10% respecto al
diámetro nominal de la pila. Durante todo el proceso de perforación se verificó que
el desplome debido a los diferentes estratos y consistencia de los materiales
atravesados o cualquier otra razón no superara el 1%.
Durante la perforación se llevó un check-list o registro detallado; con estos datos
se construyeron perfiles de nomenclatura de proyecto diámetro y profundidad de
perforación, tiempo y volumen de concreto empleado en esta actividad para cada
pila.
De existir algún problema con la estabilidad de los estratos se deben tomar en
cuenta las siguientes consideraciones o procedimientos:
 Si es necesario en los 3 m superficiales, se perforará con un diámetro
mayor al de la pila, de tal manera que permita colocar una camisa o ademe
metálico recuperable que garantice la estabilidad del terreno superficial.
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43
 Cuando debido a la presencia de materiales granulares, agrietados, blandos
o sueltos, presencia de agua, etc., exista inestabilidad en el barreno, la perforación
se realizará utilizando fluidos estabilizadores. Los fluidos estabilizadores deberán
cumplir con las siguientes especificaciones:
Lodo Bentonítico; en la elaboración del lodo se utilizará un mezclador de chiflón,
almacenándolo en recipientes adecuados un período mínimo de 24 hrs previo a su
uso.
De los recipientes se trasladará el lodo a la perforación de la pila con una bomba
centrífuga para lodos.
El lodo podrá reciclarse siempre que cumpla con las siguientes propiedades:
• Propiedad Valor
• Viscosidad Marsh 30 a 55 segundos
• Contenido de arena menor de10% (se recomienda 3%)
• Densidad 1.03 a 1.07 t/m3
• PH 7 a 10
El lodo bentonítico de desecho se trasladará a los tiraderos ya determinados con
anticipación. Estableciendo un sistema de recolección y control que garantice que
bajo ninguna circunstancia el lodo llegara a la red municipal.
Una vez que se realizó la perforación se verificó que el fondo de la excavación se
encontrara libre de materiales sueltoso azolve y que los materiales de
desplante fueran los indicados en los perfiles estratigráficos correspondientes; de
no haber sido así, se informó de inmediato a la supervisión.
Como medidas de seguridad en tanto no se ejecuten trabajos en el interior de la
perforación se señaliza y se cubre con una tapa metálica la perforación.
 Colocación del acero de refuerzo
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Después de alcanzar la profundidad de acuerdo a la especificación, donde se
ubica el estrato resistente considerado como de apoyo, se dio por terminada la
perforación, para esta etapa ya se contaba en sitio con el armado listo para ser
colocado.
Éste armado corresponde con el proyecto estructural y está formado por un solo
elemento con la longitud de proyecto.
Con una grúa, se introdujo el acero de refuerzo previamente habilitado de acuerdo
a las especificaciones. El armado contaba con elementos que garantizaron su
correcta posición en la perforación como centradores y con las preparaciones
necesarias para ligarlo estructuralmente con la zapata correspondiente.
 Colocación del concreto
Una vez aprobada la perforación por la supervisión, se procedió a la colocación
del armado y colado de la pila, algunas de las indicaciones fundamentales fueron
que:
 El colado se realizará por procedimientos que evitaran la segregación del
concreto y la contaminación del mismo con el lodo estabilizador de la
perforación o con derrumbes de las paredes excavadas.
 Que el concreto tuviera un alto grado de fluidez (revenimiento) ya que no
podría ser vibrado al interior de la pila, pero este debe conservar su
relación agua cemento, se recomiendo que el concreto fuera colocado con
un revenimiento de 18 cm.
El colado se realizó inmediatamente después de que se concluyeran las
perforaciones y colocación de los armados. Ya que se debía evitar que la
perforación permaneciera abierta por un período mayor a 4 horas.
Adicionalmente, el tiempo máximo permisible entre el inicio de la perforación y el
colado total de la pila no debía exceder a las 18 horas.
El proceso de colado de la pila se efectuó en una sola etapa mediante el uso de
una tubería estanca tipo Tremie, que facilitó el flujo continuo y uniforme del
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concreto. La tubería metálica, lisa por dentro, de 6 mm de espesor, adicionalmente
tenía un diámetro de 6".
La tubería estaba acoplada por tramos con longitud de 3m hasta alcanzar el fondo
de la perforación; en el extremo superior contaba con una tolva. Este sistema que
tiene como propósito evitar que el concreto se disgregue durante el colado y que
este no se contamine al fluir desde el fondo de la perforación, desplazando en
forma ascendente el lodo bentonítico.
El concreto utilizado fue clase estructural elaborado con cemento CPC40-RS, con
la resistencia fc’= 250 kg/cm2, el tamaño máximo del agregado fue de ¾ “, con un
revenimiento de 18 cm.
Durante el proceso de colado, la grúa que sostiene el tubo Tremíe realizo
movimientos ascendente/descendente (chaqueteo) en intervalos constantes,
considerando y asegurándose que el tubo permanecerá sumergido en el concreto
al menos 2.00 m.
Durante el proceso de colado se deben seguir las siguientes recomendaciones:
 Para empezar el colado, el tubo Tremie deberá colocarse sobre el fondo de
la perforación, y después levantarlo de diez a veinte centímetros. Siempre
se colocará al inicio del colado un tapón o pelota en el tubo Tremie, que
evite el lavado del concreto en la primera colocación.
 Iniciado el colado, bajo ninguna circunstancia se suspenderá por un periodo
mayor a 40 minutos hasta que se garantice que la superficie de concreto
sano se encuentre 50 cm por arriba del nivel superior de proyecto de la
pila.
 Para asegurarse de desplantar la cimentación sobre el concreto sano de la
pila, se deberá dejar en la parte superior una longitud extra de concreto,
equivalente a 50 cm.
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 El concreto se prolongará hasta que supere la cota para desplante de
cimentación prevista en proyecto, ya que este concreto acarrea las
impurezas durante el proceso de colado, este sobrante podrá ser removido
con equipo neumático durante la etapa de descabece previo a los trabajos
de cimentación.
 Inspección y verificación.
Los procedimientos más importantes que se debieron seguir y cumplir para
garantizar la calidad de los trabajos fueron la inspección y verificación.
Dicha inspección se realizó a través del área de calidad de la empresa, para fines
prácticos es nuestra primer filtro de supervisión, esto con la finalidad de garantizar
que las pilas se construyan conforme al procedimiento constructivo, normas de
calidad y especificaciones, indicadas en el presente documento.
El formato de inspección o check list como control de cada pila que debe ser
llenado previo a la ejecución de los trabajos y deberá incluir como mínimo los
siguientes datos:
 La corroboración de la localización.
 La inspección directa de la perforación, para garantizar que no existan
azolves ni materiales sueltos en el fondo.
 La protección de la perforación y de las construcciones vecinas y públicas
 La verificación de la verticalidad del barreno y de las dimensiones del fuste.
 La confirmación de la profundidad de desplante.
 La verificación de la calidad de los materiales
 La verificación de que los procedimientos de colocación del concreto sean
adecuados.

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3.1.1.2 Cimentación Superficial.
La cimentación superficial está conformada por contratrabes y candelero .Al igual
que la cimentación profunda se requiere seguir una serie de procedimientos
constructivos. Como primer paso están los preliminares como es el trazo y la
nivelación.
 Trazo y nivelación
Se realizó la excavación de las zanjas para alojar la contratrabe y el candelero
por medios mecánicos, utilizando una máquina retroexcavadora Caterpillar 416E,
de acuerdo a las sección y profundidad de los 5 tipos de candeleros y los tres tipos
de contratrabes señalados en el proyecto ejecutivo.
Figura 3.1.1.2.1 Trazo de cepa para contratrabes y candeleros.
 Colocación del acero de refuerzo
La actividad de armado del acero de refuerzo para los candeleros y contratrabes
se realizó de manera simultánea a la actividad de excavación y cerca al lugar de
su colocación final por fuera de esta.
Para el habilitado del acero de refuerzo de los candeleros y contratrabes se tomó
en cuenta lo siguiente:
 El acero de refuerzo se calzará con distanciadores o separadores de
concreto (pollos).
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 Cumplir con el número de varillas y diámetros de los elementos a
colar como señala los planos estructurales del proyecto ejecutivo.
 Para los candeleros, se debe colocar durante el armado del acero
del dado de cimentación los accesorios (Placa y varillas del #4) para
permitir la nivelación de la columna durante la etapa de montaje de la
misma.
 Los traslapes de varilla se realizarán para diámetros iguales o
menores a la varilla # 8.
 Necesariamente para varillas del # 10 y #12 las uniones se harán a
base de conectores mecánicos y/o a base de bulbos.
 Cumplimiento de la geometría del elemento como señala los planos
estructurales del proyecto.
Figura 3.1.1.2.2 Acero de refuerzo de contratrabes y candelero.
 Colocación del concreto.
Posterior a la colocación del acero de refuerzo, viene el colado del elemento,
consisteen la colocación del concreto para el candelero y contratrabes. El
concreto utilizado fue de un F’c= 250 kg/cm2 de acuerdo a lo que nos marcaba la
especificación.
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Ya liberado el elemento por parte de la supervisión, donde previamente reviso el
trazo, armado y limpieza del acero, se procedió a cimbrar el o los elementos. Una
vez liberada la cimbra se solicitó a la concretera que enviara el concreto.
Paralelamente a la actividad de colocación del concreto, el laboratorio de control
de calidad, estuvo revisando los revenimientos del concreto de cada una de las
ollas suministradas y a su vez se fueron tomando las muestras de concreto en los
cilindros metálicos, esto con la finalidad de someterlos a pruebas de compresión
simple y poder verificar en la resistencia de los especímenes.
Figura 3.1.1.2.3. Colado de contratrabes y candeleros
Una vez revisada la resistencia del concreto de los candeleros y cumplidos los
porcentajes de resistencia a los 7, 14, 28 días, se procedió a descimbrar los
elementos colados. Una vez, descimbrado el candelero se aplica la membrana de
curado y se limpia el área de trabajo retirando los desperdicios de madera.
Posteriormente se procedió rellenar con tepetate las celdas que forman las
contratrabes y candeleros con una compactación al 90%.
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3.1.2 Fabricación de elementos prefabricados.
Una vez iniciada la cimentación superficial se procedió a la fabricación de las
piezas, se hicieron trabajos de preparación como la fabricación de las mesas de
colado y los moldes a utilizar.
Se elaboraron cuatro mesas de trabajo y moldes para columnas, trabes de rigidez,
trabes portantes y losas T, TT.
.
Figura 3.1.2.1 Molde para columnas de uno, dos y tres niveles. Sección 0.80 X 0.80 m reforzadas
30m de longitud.
Figura 3.1.2.2 Molde para trabes portantes. Sección de 1.10 X 0.50 m presforzadas 36m de
longitud.
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Figura 3.1.2.3 Molde para trabes de rigidez. Sección de 0.80 X 0.70 m reforzadas 36 m de
longitud.
Figura 3.1.2.4 Molde para de losas T y TT. Sección de 3.00 X 0.60 m presforzadas 50 m
de longitud
De acuerdo los procesos constructivos de la estructura para el hospital, se inició
con la mesa para columnas, posteriormente se fueron abriendo los frentes de
trabajo de la trabe de rigidez, trabe portante y por último la losas T y TT,
siguiendo los siguientes pasos:
 Aprobación del molde
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En conjunto con la supervisión se revisó la geometría del molde, anotando en
bitácora o de forma documentada su liberación y proceder a la utilización de este
en la fabricación.
Figura 3.1.2.5 Revisión de la geometría de molde (cimbra).
Una vez liberada la geometría se traza la longitud del elemento sobre el molde, de
acuerdo a los croquis de taller y se procede a la aprobación de registro de
verificación y reporte topográfico. Se realizará mantenimiento mayor cada 20
colados, documentando la actividad en bitácora.
Figura 3.1.2.6 Trazo de pieza en molde.
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 Preparación del molde para fabricación
Se aplica el desmoldante con rodillos o aspersor a toda la superficie de la cimbra
que estará en contacto con el concreto, colocando el recipiente sobre una charola
para evitar derrames.
El material contaminado de residuos peligrosos (desmoldante) son colocados
temporalmente en un bote y al final de la jornada se ingresa al almacén temporal
de residuos peligrosos, y se registra en la bitácora correspondiente. El molde debe
estar limpio y sin acumulación de desmoldante.
Figura 3.1.2.7 Aplicación de desmoldante.
 Acero de refuerzo (habilitado y armado)
Se verifica que el suministro de acero habilitado, sea de acuerdo al solicitado en
los croquis de taller, tanto en diámetros, dimensiones, cantidad y calidad.
Con base al croquis de taller se identifica el número de piezas, tipo de pieza,
longitud, diámetro y registra, para posteriormente iniciar con la fabricación.
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Una vez obtenido el despiece, se procede al habilitado del acero, así como el
habilitado de los accesorios que lleva cada una de las piezas.
Figura 3.1.2.8 Armado de columna.
En paralelo al habilitado de la varilla, se limpia y habilita el área de trabajo para el
armado, colocando silletas para facilitar el armado en la misma área de habilitado.
Se traza la distribución del acero de refuerzo y la ubicación de los accesorios
metálicos, se procede a armar la estructura del elemento, se verifica que el
armado y los accesorios metálicos se ajusten a lo indicado en el croquis de taller,
una vez armada la pieza se verifica por parte de la supervisión que este completo
el armado y que cumpla con las especificaciones como numero de varillas,
diámetros de varilla, traslapes, escuadras, geometría.
Ya liberada se procede a la colocación de armado en molde, respetando los
trazos previos realizados en el molde por topografía.
Figura 3.1.2.9 Armado terminado con accesorios para conexión
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 Colocación de armado dentro de molde
Se estroba un balancín y se sujeta el acero de refuerzo ya armado auxiliado de
una grúa, delimitando previamente el área de maniobras con cinta de precaución,
manteniéndose dentro solo el personal capacitado para dicha maniobra de izaje
para la colocación de armado en molde.
Figura 3.1.2.10 Elevación de armado de acero con estrobos y grúa
Figura 3.1.2.11 Posicionamiento de armado de acero para su colocación dentro del molde de
colado.
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Figura 3.1.2.12 Acomodo del armado de acero dentro del molde de colado.
Para la liberación del molde y programación del colado de los elementos, se
realiza la inspección del armado, revisando que los recubrimientos, trayectoria de
torones, diámetros de varillas, tipo y ubicación de accesorios, limpieza del molde
se cumplan de acuerdo a proyecto. Para la identificación de las piezas se les pone
una etiqueta con tipo de pieza fabricada y posteriormente hacer más fácil la
identificación del elemento para su almacenamiento y montaje.
Figura 3.1.2.13 Revisión de acero previa al colado.
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En el caso de las Columnas y Trabes de Rigidez, solo se verifican los refuerzos y
accesorios para las conexiones durante el montaje y la estructuración propiamente
de la estructura, una vez realizada la inspección y liberada la pieza se programa el
colado de los elementos.
Pero en el caso de las Trabes Portantes y Losas T y TT antes del colado se
realiza el tensado de las piezas por tratarse de pretensados de acuerdo a la carga
de tensión que viene establecida en los planos.
Para el caso de las trabes portantes TPL, TPT se indicaba 14 torones de ½”
tensados a 14,000kg cada uno, para las losas TT y T se indicaban 10 y 5 torones
respectivamente de ½” tensados a 14,000 kg cada uno. Para el tensado se cuenta
con el equipo de tensado calibrado.
Figura 3.1.2.14 Equipo de tensado (gato hidráulico).
En la fabricación de elementos se