HerreraCardenete_3PatologiaCimentaciones

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PATOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN 
Patología de las cimentaciones . Recalces
E O HERRER R E E E . ROSER MARTÍNEZ RAMOS 
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS
O S R 4 . 5º CURSO
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA 
UNIVERSIDAD DE GRANADA
CAUSAS DE PATOLOGIAS EN LA CIMENTACION 
QUE GENERAN LA NECESIDAD DE UN RECALCE 
• DEFICIENCIAS 0 DETERIOROS DE CIMENTACION COMO ELEMENTO 
CONSTRUCTIVO - ESTRUCTURAL 
• INSUFICIENCIA INICIAL DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO 
• INSUFICIENCIA SOBREVENIDA DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL 
TERRE NO 
• DISMINUCION SOBREVENIDA DE LA CAPACIDAD PORTANTE DEL 
TERRE NO 
RECALCES 
PARA SUBSANAR DEFICIENCIAS 0 DETERIOROS DEL CIMIENTO 
• 
• 
• 
DEMOLICION DEL CIMIENTO PRIMITIVO Y SUSTITUCIÔN POR OTRO 
REFUERZO DEL CIMIENTO PRlMITIVO MEDIANTE ZUNCHO PERIMETRAL 
0 VIGA CINTURA 
REFUERZO DEL CIMIENTO PRIMITIVO MEDIANTE INTRODUCCION DE 
ARMADURAS, TENSORES 0 POSTENSADO 
PARA PRODUCIR EQUILIBRIO ENTRE CARGA DE TRANSMISION DEL 
CIMIENTO Y CAPACIDAD PORTANTE DEL TERRENO 
• RECALCES SUPERFICIALES
• RECALCES PROFUNDOS
• RECALCES ESPECIALES
• MEJORA DEL TERRENO
RECALCES SUPERFICIALES 
• RECRECIDO DE ZAPATAS 
• DISPOSICION DE VIGAS 
• DISPOSICION DE LOSAS 
• PROFUNDIZACION DEL PLANO DE APOYO 
• REFUERZO 0 CREACION DE ZAPATAS 
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ESOUEMA œ FOR.JACO TECHO oe PLANIA BAJA 
..... 
REFUERZO DE SOPORTE 
ARRIOSTRAMIENTO Y 
RECALCE DE CIMIENTO 
n 1 , 10 a 25 cm. 
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RECORTE EN TALUD INVERTIOO 
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RECRECIDO DE ZAPATA H-175 
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DETALLE A 
BASE DE SOPORTE 
ANGULO PNL ----+-
PERFIL-HEB-120 ___,_ ___ ,___ ___ __, 
VlGA MIXTA 
SOPORTE HORMIGON 
CERCO PNL 
ALZADO 
PLANTA 
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180 
SECCION C-C 
RIOSTRA 
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PLANTA SOTANO 
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DETALLE ZAPATA 
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1 • 12 o 50 çm. 
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PARA OPERAR EN LOS TALAOROS 
Y ANQAJES DE ARMADURAS 
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HORMIGON 00..0PEO 
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SOLER A 
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DETALLE ZAPATA MEDIANERA 
( NO SE ANCLA f A PILAR ) 
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1 , 12 0 50 cm. 
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t------- VARIABLE EXISTENTE ------+---- "4ENOR TAl.4AN0 POSIBLE ----1 
PARA OPERAR EN LOS TALADROS 
Y ANClAJCS DE ARMAOURAS 
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SOUR A 
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J 
DETALLE DE MURETE DE RIGIDIZACION 
DE BORDE DE LOSA 
A EJECUTAR ---
80 
EXISTENTE ------. 
:��-- CONTACTO CON TRATAMIENTO 
DE RESINA EPOXI 
��f+-r--� TALADRO Y ANCLAJE DE 
f/J 12 CON RESINA EPOXI 
........................................................ 1 
:::::::{:):::::::::}::::�:::::::::::::\:::::::::f.::::::�:::f ::::/::::::::::::�:::::. 
30L ·.·.·.·.·.·:.·:.·.·.· .·:.·:.·.·:.·�·.·.·.·.·:::: .. ·.·:.·:··.·:::.·:::.·:.·•·.·:.·.·: . ...... 1 -- JUNTA DE DILA TACION 
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.............
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DETALLE .DE MICROPILOTES 
HICROPILOTES fl, .. :1.::50;::.;m::::;ra::..----Hil 
kmodos con 2fi1 
.. 
SOPORTE 
' 1 \ 1 · LOSA 
1 1 
1 
EXISTENTE 
19,00 m. 
SECCION 
\ RAHPA DE ACCESD 
NAVE 
LINEA DEL FI RHE 
AMPLIACION 
ancho variable 
ZUNCHO OE AT400 A 
LACIHEITTACION ANTIGÜA 
ALZADO 
PLANTA 
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PROCEDIMIENTO DE TUBOS MANGUITOS : • 
ESOUEMA DE IN'IECCION 
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UNION MICROPILOTE-ZAPATA 
PLACA 25x25x2,5 CM 
ZAPATA ACTUAL-CANTO VARIABLE 
MORTERO SIN RETRACCIÔN 
BARRAS GEWI D= 16 MM DE 0,60 MTS 
BARRA GEWI D= 25 MM DE 2,00 MTS 
PERFORACION D= 150 MM ARMADURA TUBULAR 90-7 M 
DETALLE PLACA DE ANCLAJE DE 25x25x2,5 CM 
@ @ 
@ 
@ @ 
1. EV ALUACION DE LAS CARGAS 
Procedemos a ordenar l as zapatas en dos grupos en funci6n del estado de carga 
que soportan. 
El primera de los grupos comprende a aquellas zapatas que presentan un estado 
de carga ma s desfavorable, sobre las que gravitan superficies de estructura 
comprendidas entre 11, 00 y 14, 70 m2• 
El segundo grupo comprende l as restantes zapatas, sobre las que gravitan 
superficies de estructura iguales o inferiores a 8, 20 m2. 
Dado que el edificio a recalzar posee 5 niveles de forjado, obtenemos unas 
superficies totales de 73, 5 m2 y de 41 m2, respectivamente, para el caso ma s 
desfavorable correspondiente a cada uno de los grupos anteriores. 
Suponiendo una carga por m2 de 700 Kg/m2, resulta una carga total de 51,45 y 
28, 7 T por zapata, respectivamente para cada uno de los casos. 
Hemos considerado dicha carga por entender cubierto un suficiente margen de 
seguridad en las acciones, a través de la capacidad que ofrece actualmente la 
cimentaci6n del edificio. 
Grupo Zapatas N° Super!. méx. Niveles de Superf. mâx. Carga / m1 Carga total 
de carga/nivel forjado de carga total 
1 7·8·9· 12· 13 14,70m2 5 73,50 m2 700 Kg/m' 51,5 T 
16-17-20-21 152 Tl 
1-2-3-4-5-6· 10 
2 11·14·15·18·19·22 8,20 m2 5 41,00m' 700 Kg/m' 28,7 T 
23·24·25-26·27·28 129 Tl 
Si adoptamos como soluci6n la disposici6n de 3 micropilotes par zapata, a efectos 
de estabilidad del grupo de pilotes resultante sin condicionarse a la efectividad del 
sistema de arriostramiento existente, resultara un total de 94 micros para el 
conjunto del edificio, correspondiendo 84 de ellos a las 28 zapatas recalzadas con 
3 micros y los 1 0 restantes a la zapata corrida del nucleo de es caleras. 
Dada la carga ma xima de 52 T a soportar en zapatas del grupo 1 y la disposici6n 
de 3 micropilotes por zapata determinada, se precisara n micropilotes de 20 T de 
capacidad portante. 
No obstante, dicha capacidad (20 T) de cada micropilote no resulta completamente 
efectiva, al quedar limitada por el ca lculo de adherencia para la necesaria 
transmisi6n de la carga a las zapatas, estando ello condicionado por el canto que 
éstas poseen. Este efecto sera , ma s adelante, evaluado. 
2. CALCULO ESTRUCTURAL 
Los micropilotes estan formados por una armadura de forma cilindrica, soldada 
longitudinal mente por resistencia eléctrica y de las siguientes caracterîsticas: 
* Diametro exterior: 0 73 mm 
* Espesor de pared: 5 mm 
* Secci6n de Acero: 10,68 cm2 
* Tipo de Acero: ST-52 
* Limite elastico:5000 kg/cm2 
La perforaci6n es de un diametro de 1 20 mm y se inyecta con una pasta de 
cemento C/A> 1.5, cuya resistencia a compresi6n no sera inferior a 300 Kg/cm2• 
La perforaci6n de paso de zapatas se efectuara con un diametro de 1 60 mm y se 
inyectara con una pasta de cemento expansive o sin retracci6n, que cumplira la 
condici6n resistente del parrafo anterior. 
Con estos datos, despreciando la resistencia que proporciona el hormig6n y 
considerando un coeficiente de seguridad igual a 2 para el acero, tendremos: 
N < A. X 5.000 X 1h 10,68 X 5.000 X Y, 26. 700 Kg / micropilote 
que resulta superior a la capacidad de 20 T exigida a cada micropilote y, por 
consiguiente, valido. 
3. CALCULO GEOTECNICO 
Para el calcula geotécnico de los micropilotes se ha seguido el método del Profesor 
Michel Bustamante, considerandose un terreno tipo consistente en un primer nivel 
de lima arenoso o arcilloso de baja densidad, que apoya sobre un substrato de 
gravas y arenas de elevada densidad de SPT 60. 
El espesor medio de la capa de l imos en la zona en que se encuentra el bloque 
objeto de reparaci6n se estima inferior a los 4 m. 
Considerando: 
* Coeficiente de seguridad igual a 2 
* Diametro de perforaci6n 1 20 mm 
* Resistencia unitaria por fuste en Kg/cm2 : 
TERRE NO MICROS NO 
INYECTADOS 
Limo arenoso o 0,0 
arcilloso flojo 
Gravas _y_ arenas densas 3,0 
Con estas premisas, podemos calcular la longitud de sellado de cada micropilote. 
La formula para el calcula del bulbo es la siguiente: 
siendo: 
T, = TI X o. X L. X o. 
T1 = Capacidad portante del micropilote 
D. = Diametro medio del bulbo de sellado 
L. = Longitud de fuste 
a. = Resistencia unitaria par el fuste 
(minorada por coeficiente de seguridad = 2) 
o. depende del diametro del taladro D y del modo de sellado. Su valor se toma 
igual a: 
o. = a x D 
a es un coeficiente de mayoraci6n cuyo valor para micropilotes no inyectados es 
igual a 1. 
Atendiendo a todo Io anterior, se obtienen el siguiente resultado para la resistencia 
unitaria por fuste de un metro de micropilote {L. = 1 OO cm): 
T1 = TI x a x o x L. x n. 
T, = TI X 1 X 1 2 X 1 OO X 3 X Yi 5.655 Kg/ml 
Lue go: 
L. :?: N/T1 = 20.000 Kg / 5.655 Kg/ml = 3,53 ml 
Para garantizar el funcionamiento correcto, se introduciran como mfnimo 4 metros 
de bulbo de sellado, siguiendo las recomendaciones del método, aunque no sean 
necesarios por el calculo estricto. 
Por consiguiente, la longitud total de cada micropilote sera 8 ml, resultantes de la 
suma de la anterior longitud de bulbo de sellado (4 ml) y el espesor del estrato 
superficial de limos (4 ml). 
4. CALCULO DE LA UNION MICROPILOTE - ZAPATA 
La uni6n entre el micropilote y las zapatas se realiza por adherencia entre la 
superficie lisa del tubo de armadura y el hormig6n. 
La adherencia entre mortero y hormig6n viejo sera, suponiendo en ambos cases 
un hormig6n de 175 Kg/cm2 : 
siendo: fck/yc = 175/1,6 = 109 
0,5 J109 = 5,22 
por aproximaci6n: fvd 5 Kg/cm2 
Por tante, para un diametro de perforaci6n de las zapatas de 1 60 mm, 
obtendremos: 
T adh = n x 16 x 5 = 251 Kg/cm 
Para alcanzar las 20 T de carga de los micropilotes serian necesarios: 
L = 20.000 Kg/ 251 Kg/cm " 80 cm 
Ahora bien, como la carga real de los micropilotes, segun hemos visto en el 
apartado 3.1, es: 
Zapatas grupo 1 : 
Zapatas grupo 2: 
52 T / 3 
29 T / 3 
17,34 T 
9,67 T 
La longitud necesaria para alcanzar la correcta transmisi6n por adherencia de 
dichas cargas, seria: 
Zapatas grupo 1 : 
Zapatas grupo 2: 
L 
L 
17.340 Kg/ 251 Kg/cm "70 cm 
9.670 Kg / 251 Kg/cm "40 cm 
Por consiguiente, las zapatas deben tener al menos 70 y 40 cm de canto, 
respectivamente, para poder transmitir la carga correctamente desde los 
micropilotes a la citada cimentaci6n de las viviendas. 
Efectivamente, segun la documentaci6n correspondiente al proyecto del edificio 
de que se dispone, todas las zapatas superan dichos cantos, dado que las 
correspondientes al grupo 1 disponen de cantos comprendidos entre 0,70 y 0,80 
cm y las zapatas correspondientes al grupo 2 disponen de cantos comprendidos 
entre 0,60 y 0,75 cm. 
Por otra parte, la adherencia entre mortero y armadura lisa sera: 
Tbd = 1,2/y0/f0k = 1,2 /1,6/175=9,92Kg/cm2"10Kg/cm2 
La superficie de contacta sera: 
Zapatas grupo 1 : S1 = n x D x L = n x 7, 3 x 70 
Zapatas grupo 2: S1 = n x D x L = n x 7,3 x 60 
Por tanto la adherencia total hormigôn-tubo sera: 
Zapatas grupo 1: 
Zapatas grupo 2: 
1 . 605 cm2 x 1 0 Kg/cm2 
1 .376 cm2 x 10 Kg/cm2 
1.605 cm2 
1.376 cm2 
16.050 Kg < 17 ,34 T 
15.760 Kg > 9,67 T 
Para el calcula ultimo se han utilizado los valores de cantos y cargas mas 
desfavorables posibles de las zapatas de cada uno de los grupos. 
De los valores resultantes, es superior a las cargas a transmitir el correspondiente 
a las zapatas del grupo 2, luego es valida. Pero es inferior a la carga necesaria el 
correspondiente a las zapatas del grupo 1, luego no es valida por si solo. 
En consecuencia, para mejorar la adherencia tubo-micropilote con mortero en este 
casa, se soldaran al tuba 2 0 16 de 30 cm de longitud en su parte superior (dentro 
de la zapata). resultando: 
Adherencia barra corrugada: 
Tensiôn de ratura de adherencia: Tbu :>: 130-1,90 99 Kg/cm2 
para 016 corrugado 
Resistencia de calcula de adherencia: Tbd = Tbu (fck/225)213 I 1,6 = 53 Kg/cm2 
Suponiendo que el contacta barra-mortero es la mitad de la barra, la superficie de 
contacta por barra sera: 
s, = y, X n X D X L = y, X n X 1,6 X 30 = 75 cm2 
S1 x T bd = 75 cm2 x 53 Kg/cm2 " 4.000 Kg 
Corno se disponen dos barras, obtenemos: 8.000 Kg 
Luego, en total se tiene: 
Tuba liso 1 6.050 Kg 
Barras corrugadas 8.000 Kg 
En total 24.050 Kg 
que resulta valida. 
	��� �� SISTEMAS INT. DE TECNOLOGÍA AVANZADA ��PATOLOGÍA Y TERAPÉUTICA DE LAS CIMENTACIONES��EMILIO HERRERA CARDENETE�DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS��
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