Manual técnico de construcción

Manual Tcnico de Construccinndice sinttico I ndice general l Siguiente

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MANUAL

Tcnico de Construccin

Jos Luis Garca Rivero

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Direccin De Proyecto Ing. Guillermo Garca Anaya coorDinacin General Lic. Francisco Jos Fernndez Carrillo Lic. Luis Manuel Rivera Fosado Ing. Marcial Snchez Escobedo Lic. Carolina Melquiades Romero colaboracin esPecial Ing. Jorge Javier Martnez Ing. Carlos Ibarra Martnez aGraDecimiento esPecial Centro Tecnolgico del Concreto Grupo Holcim Apasco

Derechos reservados conforme a la ley 1a. edicin julio de 2002 2a. edicin julio de 2004 3a. edicin febrero de 2006 4a. edicin diciembre de 2008 Cementos Apasco, SA de CV. Impreso y hecho en Mxico ISBN-968-7680-26-1

Editorial Fernando Porra [email protected]

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InIcIo PresentacIn carta colegIo Prlogo

de IngenIeros

caPtulo 11 acabados aPndice 1Servicios HolcIm aPasco

caPtulo 1 Preliminares caPtulo 2 acero de refuerzo caPtulo 3 cemento caPtulo 4 agregados Ptreos caPtulo 5 agua caPtulo 6 mortero y lechada caPtulo 7 cimbras caPtulo 8 concreto caPtulo 9 cimentaciones caPtulo 10 albailera

aPndice 2Revisin paramtrica

aPndice 3Granulometra arena Granulometra grava

aPndice 4Unidades de medida

aPndice 5Frmulas Geomtricas Propiedades de figuras planas

aPndice 6Soluciones y frmulas geomtricas Trigonometra

glosario bibliografa ndice de contenido ndice de tablas ndice de fotografas ndice figuras crditos holcim aPasco crditos editoriales

contenIdo

sInttIco

Estimados lectores: la evolucin y actualizacin son una constante en nuestra compaa, por ello, tengo el gusto de presentar la cuarta edicin del Manual Tcnico de Construccin Holcim Apasco, que al paso de los aos ha demostrado su utilidad y vala para todos los que se dedican a la compleja actividad de la construccin. Holcim Apasco forma parte de uno de los lderes mundiales en la produccin y comercializacin de cemento, concreto premezclado y agregados, materias primas que estn presentes en cualquier actividad de la construccin, por ello, reiteramos nuestro inters en contribuir al crecimiento y profesionalizacin de la industria mediante publicaciones tcnicas que guen los procesos constructivos con base a estndares y prcticas probadas. La presente edicin ha evolucionado a la era digital, que sin demeritar a los impresos, nos brinda beneficios importantes como la preservacin ecolgica a travs de la no utilizacin de papel, y adems proporciona otras ventajas al usuario, como son: Facilita la bsqueda rpida de algn concepto o captulo en especfico Permite la impresin de los captulos o secciones de inters Las imgenes o fotografas se pueden incrementar para obtener un mejor detalle

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Presentacin

Es de fcil acceso para todo aquel interesado Se puede llevar o compartir con facilidad Posibilita el alcance a ms lectores Con lo anterior, cumplimos con nuestro deseo de convertir el manual en un referente acadmico, tcnico y prctico para todos los profesionales de la construccin en nuestro pas. En la revisin de esta nueva edicin se cuid ante todo la actualizacin con las Normas Oficiales Mexicanas y Reglamentos de Construccin afines y vigentes, contando nuevamente con el aval del Colegio de Ingenieros Civiles de Mxico (cicm), a todos los participantes nuestro sincero agradecimiento. Deseamos que esta nueva edicin satisfaga sus expectativas, sea de utilidad y cumpla con el propsito para lo que fue creado.

Cordialmente, Eduardo G. Kretschmer Castaeda Director General Holcim Apasco

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coleGio De inGenieros civiles De mxico, a.c. A los lectores de este manual P r e s e n t e,

el coleGio De inGenieros civiles De mxico, a.c., tiene entre sus objetivos y polticas, responsabilidades ante la sociedad entre las cuales destacan la de fomentar la participacin de sus miembros en actividades profesionales que coadyuven en la solucin de problemas de la comunidad y el pas; vigilar y fomentar entre sus miembros que el ejercicio de la profesin se realice en armona con el medio ambiente; buscando el desarrollo sustentable y promover la edicin de publicaciones tcnicas y cientficas con visin prospectiva que colaboren en el progreso de la profesin. La elaboracin y publicacin del Manual Tcnico de Construccin Holcim Apasco es entonces una obra que representa claramente una parte importante de nuestros objetivos y polticas; por lo que el gremio de los Ingenieros Civiles la recibe gratamente. Sin duda, este manual es un excelente material bibliogrfico de apoyo acadmico, didctico y prctico para los docentes y estudiantes de las carreras de Ingeniera Civil, as como para los profesionistas relacionados con la industria de la construccin.

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colegio de ingenieros civiles de mxico

El Colegio de Ingenieros Civiles de Mxico, A.C., reconoce el inters y el esfuerzo del Grupo Holcim Apasco, reflejado en estas pginas para promover una prctica sana y adecuada de los procesos constructivos. Enhorabuena y bienvenida esta nueva edicin. Ing. Luis Zrate Rocha Presidente XXXII Consejo Directivo

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es

inDuDable que los conocimientos en un rea especfica del quehacer humano, volcados en un libro tcnico, son, un elemento promotor del desarrollo de un pas. En el caso del Manual Tcnico de Construccin Holcim Apasco, que realiza el Ing. Jos Luis Garca Rivero, con el apoyo invaluable del gruPo Holcim aPasco, tiene la virtud de compilar su experiencia con la informacin de mltiples autores relacionados con la edificacin, todo ello con base en la Norma Mexicana correspondiente, segn el artculo 54 de la Ley Federal sobre metrologa y normalizacin, de reciente publicacin. El anlisis metodolgico y secuencial del quehacer de la construccin contempla las fases de: desmantelamiento, demolicin, limpieza del terreno, el trazo, las excavaciones, los acarreos y rellenos; contina con el acero de refuerzo, el cemento, los agregados ptreos, el agua de mezclado, los morteros, las lechadas, el cimbrado y descimbrado de elementos estructurales, el concreto hecho en obra, el premezclado, los aditivos posibles de acuerdo a sus propiedades y limitaciones; las recomendaciones para juntas de dilatacin y construccin, los efectos de la temperatura durante el vaciado, los diferentes tipos de cimentaciones, los trabajos de albailera comnmente utilizados y los acabados ms usuales del concreto. Cabe sealar, que en cada fase de la construccin se detallan en forma precisa, las generalidades, las recomendaciones procedentes, desarrollando ejemplos de especificaciones.

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Prlogo

Finalmente se anexan apndices muy tiles, sobre conversin de unidades, frmulas geomtricas y trigonomtricas, as como la revisin paramtrica de cuantificaciones y se concluye con un glosario de trminos, que vincula las definiciones tcnicas, con los usos y costumbres, en el medio de la construccin. A mi juicio el presente documento llena un hueco entre la auto-construccin y la industria de la construccin, adems de introducir a los estudiantes y profesionistas recin egresados, de las carreras de ingeniera y arquitectura, a la prctica profesional. El constructor con experiencia tambin encontrar, precisiones sobre especificaciones indispensables en toda construccin, con la seguridad de apoyarse en una norma oficial. Dada la coincidencia idiomtica latinoamericana, el libro tendr una aplicacin directa a los pases de Centro y Sudamrica

Ing. Carlos Surez Salazar

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MANUAL

Tcnico Construccinde

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PreliminaresEn una construccin se consideran las siguientes actividades previas: Desmantelamiento. Demolicin. Limpieza de terreno. Trazo y nivelacin. Excavacin. Bombeo. Acarreos dentro y fuera de la obra. Relleno.

DesmantelamientoGeneraliDaDes Cuando existan construcciones provisionales, parciales o cuya vida til o tiempo de servicio ya ha concluido, se tienen que retirar para dar lugar a un nuevo proyecto. No obstante el desuso o la inutilidad de estos espacios, pueden ser objeto de reuso o tener algn valor. El constructor se encargar de desmantelar cualquier tipo de construccin de acuerdo con lo que expresamente ordene o solicite el dueo del proyecto,

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Preliminares

quien contrata al constructor. Ser l quien determine el destino de los materiales, objetos o equipo producto del desmantelamiento, sealando oportunamente el lugar y la forma en que debern depositarse los materiales aprovechables. clasificacin De los Desmantelamientos Por resGuarDo o ProPieDaD: Con recuperacin. El propietario de lo desmantelado es el dueo del proyecto. Sin recuperacin. En este caso los materiales, objetos o equipo se consideran chatarra sin valor, con acuerdo del dueo del proyecto. Si el constructor considera recuperables esos materiales, los costos derivados de este desmantelamiento los absorber directamente l. recomenDaciones: Es importante que durante el proceso de negociacin, contratacin, programacin y presupuestacin, cualquiera de las dos opciones anteriores queden perfectamente especificadas en estos trabajos. Antes de los desmantelamientos se deber realizar un inventario con apoyo grfico (croquis de ubicacin) y fotogrfico de los materiales, objetos y equipo que sean recuperables. El desmantelamiento, el resguardo y el traslado se deber realizar con personal experimentado y calificado, con el equipo de seguridad y las herramientas adecuadas para prevenir daos considerables a los materiales o equipos, ya que estos daos o perjuicios sern imputables al constructor. El trabajo de desmantelamiento de estructuras metlicas se efectuar considerando su posterior utilizacin, por lo que todas las piezas o secciones debern separarse y manejarse cuidadosamente. Las piezas debern ser clasificadas, referenciadas y marcadas previamente con pintura indeleble, de manera que se identifiquen posteriormente al reconstruir la estructura. En cuanto a los canceles, ventanas y herrera en general, el desmantelamiento se har tomando las precauciones necesarias para no fracturar los vidrios, si se encuentran en perfecto estado.

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Preliminares

En el caso de desmantelamiento de plantas industriales se deber contar con el visto bueno de las autoridades ecolgicas locales a fin de evaluar y prevenir el grado de contaminacin o toxicidad de los equipos desmantelados y los lugares que se destinen finalmente para su acopio o almacenamiento. alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Por superficie. Convencionalmente se mide por metro cuadrado (m2) y por una cara. Aplicable a ventanera o cancelera de madera o metlica. La medicin deber realizarse antes del desmantelamiento. Por pieza (pza), cuando se trate de elementos completos o no desarmables, tales como: puertas, postes, lmparas, chapas, muebles de bao, etc. Por longitud medida efectiva en metros lineales (m). Aplicable al cable elctrico, tuberas, etc. La medicin deber realizarse posterior al desmantelamiento para mayor exactitud. Los trabajos de desmantelamiento pueden incluir el acarreo manual o mecnico a una primera estacin (20 m) a menos que en las especificaciones del concepto se indiquen procesos y alcances diferentes. Por peso, para el acero estructural, se medir convencionalmente en kilogramos (kg) o toneladas (ton). El peso se determinar considerando los datos y caractersticas fsicas sealados en los manuales y catlogos correspondientes y aplicables a cada uno de los perfiles o elementos de acero. En caso de existir duda o controversia, por acuerdo previo y para contar con mayor precisin se har uso de bsculas debidamente aprobadas, calibradas y certificadas por las autoridades competentes.

DemolicinGeneraliDaDes Las construcciones parciales o provisionales que se ubican dentro del rea del nuevo proyecto tendrn que ser demolidas una vez que el material o equipo recuperable o de reuso haya sido desmantelado. 16ndice sinttico I ndice general l

Preliminares

La demolicin es el efecto de fragmentar los elementos estructurales o arquitectnicos hasta obtener un tamao menor y manejable, bajo condiciones de orden, eficiencia, limpieza y seguridad estructural, tanto para el predio en cuestin como para los predios o vas pblicas colindantes. El constructor se encargar de demoler cualquier tipo de construccin de acuerdo con el dueo del proyecto y, desde luego, con el director responsable de la obra (perito) acreditado por la autoridad gubernamental respectiva. En algunos casos, el contratante o su representante tcnico, fijar el destino o la zona de tiro de los escombros o productos de la demolicin; en otros casos el tiro ser libre y a eleccin del constructor. Estos se consideran material de desecho, por lo que el constructor podra, en un momento dado, disponer de l. En este caso se deber contar con la autorizacin del propietario del proyecto, ya que los materiales provenientes de la demolicin son suyos. recomenDaciones Demolicin de elementos de concreto simple o armado. Los elementos de concreto simple o armado se demolern mediante herramientas de mano, maquinaria o, en casos particulares, el uso de explosivos con la debida autorizacin por parte de la autoridad local o federal. Cuando se lleven a cabo demoliciones sobre superficies que sern mejoradas con rellenos se harn al ras del suelo, en el caso del concreto armado, el acero de refuerzo se cortar hasta dicho nivel. Cuando la construccin a demoler ocupe el sitio destinado a otra estructura o se deban realizar cortes en el terreno, la demolicin se har hasta una profundidad igual o mayor al nivel mximo de corte.

Demolicin de mamposteras. Los elementos de mampostera se demolern mediante herramientas de mano, maquinaria o, en casos particulares, el uso de explosivos con la debida autorizacin por parte de la autoridad local o federal. Cuando se lleven a cabo demoliciones sobre superficies que sern mejoradas con relleno, stas se harn al ras del suelo. 17ndice sinttico I ndice general l

Preliminares

Cuando la construccin a demoler ocupe el sitio destinado a otra estructura, o se deban realizar cortes en el terreno, la demolicin se har hasta una profundidad igual o mayor al nivel mximo de corte. Demolicin de muros, recubrimientos, aplanados y falsos plafones. Se demolern los muros, cadenas y castillos mediante herramientas de mano. Los recubrimientos y aplanados se demolern mediante herramientas de mano. Los plafones se demolern mediante herramientas de mano. Cuando se trate de superficies en las que se construir un nuevo proyecto, la demolicin de los muros se realizar hasta el nivel de desplante. La demolicin en trabajos de remodelacin se llevar a cabo hasta el nivel que indique el proyecto. La demolicin de recubrimientos y aplanados se realizar de tal forma que los muros sobre los que estn aplicados no sufran daos ni desperfectos. La demolicin de falsos plafones se har tomando las precauciones necesarias para evitar el dao a los plafones o entre los plafones y la losa de entrepiso, as como a los muros, pisos y recubrimientos que deban conservarse. alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Los elementos de concreto simple o armado y la mampostera se medirn y cuantificarn por unidad de volumen, convencionalmente en metros cbicos (m3). Las mediciones respectivas para calcular el volumen se debern tomar antes de la demolicin, esto es, medido en banco. Cuando se incorpore en la demolicin la recuperacin del acero de refuerzo, este trabajo especial deber ser considerado como parte de los rendimientos utilizados para ello. Por superficie medida en metros cuadrados (m2) por una cara. Aplicable a muros de tabique, recubrimientos, aplanados, falso 18


Preliminares

plafn, etc. La medicin deber realizarse antes de la demolicin. En cualquiera de los casos, se considera conveniente indicar el espesor al redactar el concepto. Este dato ser imprescindible para el clculo de los acarreos necesarios dentro y fuera de obra. En todos los casos anteriores y como parte complementaria de esta actividad, se considera el acarreo del producto de la demolicin de forma manual con carretilla a una primera estacin cercana (mximo 20 m y dentro de la obra).

limPieza Del terrenoGeneraliDaDes Varias actividades y procesos forman el concepto de limpieza de terreno cuyo fin es eliminar la vegetacin existente sobre un terreno, es parte importante de su habilitacin para el desplante de una estructura y en la realizacin de una excavacin. El proceso de limpieza del terreno se realiza mediante las siguientes actividades: Desenraice: extraccin de troncos, tocones y races. Roza: retiro de vegetacin superficial (yerba, maleza o residuos de sembrados). Limpia: retiro fuera de la obra o terreno del producto de las actividades anteriores. recomenDaciones El desenraice, la roza y la limpia podrn ser realizados a mano o por medios mecnicos. Los residuos de estas actividades deben colocarse fuera de las reas destinadas al proyecto transportndolos a los bancos de tiro o de desperdicio asignados previamente por el dueo del proyecto o a los acreditados por las autoridades ecolgicas locales. Estas actividades se realizarn nicamente sobre la superficie que ocupar el proyecto. En aquellas reas cuya habilitacin sea imprescindible para maniobras, trnsito interno o para instalaciones provisionales tales como oficinas, almacenes o reas de trabajo, los 19


Preliminares

costos que ocasionen estos trabajos debern ser considerados como indirectos. Todo el material no aprovechable producto de la limpieza de terreno deber ser depositado en algn lugar donde no estorbe mientras se acumula o se retira fuera de la obra. El proceso de limpieza de terreno deber realizarse invariablemente con anticipacin a los trabajos de construccin a fin de no entorpecer su desarrollo. Se debe tomar en cuenta que los daos y perjuicios producidos por la mala ejecucin del proceso de limpieza de terreno, an cuando sea autorizado, sern responsabilidad exclusiva del constructor. alcances y criterios De meDicin y cuantificacin El clculo de los trabajos de limpieza del terreno sern expresados en unidad de superficie, convencionalmente en metros cuadrados (m2) o en hectreas (ha), segn la extensin de la superficie. Esta actividad no incluye el corte de terreno ni el retiro de la tierra contenida en la capa vegetal. Considerando que no todas las superficies tienen la misma densidad de vegetacin y de rboles, se propone la siguiente clasificacin (tabla 1) para determinar el porcentaje de superficie que se tomar en cuenta en la medicin.

tabla 1clasificacin Del terreno Para la limPiezaen funcin De la DensiDaD De veGetacin

reGin

%*

DescriPcin

1 Baja densidad 2 Semi densa 3 Densa

70

Existe nula o poca vegetacin y su presencia es parcial sobre la superficie del terreno a limpiar. Los pocos arbustos o vegetacin existentes no alcanzan alturas mayores a 0.20 m. Se tiene mayor presencia de vegetacin y arbustos. Estos pueden o no estar presentes en toda la extensin del terreno a limpiar y alcanzan alturas entre 0.20 y 1.00 m.

85

Se tiene presencia en toda la extensin del terreno de vegetacin y arbustos y estos pueden alcanzar alturas 100 mayores a 1.00 m. Puede encontrarse la presencia de rboles. *Porcentaje de la superficie total a limpiar.

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ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

Preliminares

trazo y nivelacinGeneraliDaDes Se llama trazo al efecto de localizar, alinear, ubicar y marcar en el terreno o en la superficie de construccin los ejes principales, paralelos y perpendiculares sealados en el plano del proyecto, as como los linderos del mismo. Se llama nivelacin a los trabajos que se efectan para conocer la diferencia de alturas de uno o varios puntos con respecto a uno conocido, denominado banco de nivel; ste puede ser verdadero o supuesto y de l depende la precisin del trabajo. Al combinar los dos conceptos anteriores, el trazo y nivelacin se obtiene la referenciacin necesaria para ubicar al proyecto en el espacio y de acuerdo a las dimensiones y niveles preestablecidos. clasificacin Del Proceso De trazo y nivelacin: Por medios manuales. Cuando la superficie del terreno no es lo suficientemente grande cuyas dimensiones y desniveles no rebasen las tolerancias o mrgenes de error establecidos para levantamientos topogrficos. Con aparatos de precisin. Se utilizar el nivel y el trnsito. Este procedimiento se aplica cuando la superficie del terreno es lo suficientemente grande y sensiblemente desnivelada con el fin de evitar que durante la medicin de distancias, alturas y ngulos se generen mrgenes de error considerables. recomenDaciones En el trazo y la nivelacin siempre es til, si es posible, tomar como referencia las construcciones colindantes o de la va pblica (banquetas). Adems de marcar los lmites del terreno y los ejes principales del proyecto es importante trazar las ubicaciones de instalaciones o equipamiento no referenciados con ejes, tales como tomas de agua, registros, drenajes, etc. Para las referencias de los niveles y trazos necesarios, se deben construir los bancos de nivel y las mojoneras que se requieran procurando que su localizacin y firmeza sean adecuadas para evitar cualquier desplazamiento. 21ndice sinttico I ndice general l

Preliminares

Si el trazo se realiza en forma manual se har uso de una escuadra de madera de ngulo recto cuyos lados midan 30, 40 y 50 cm respectivamente, esto permitir marcar, cuando as lo requiera el proyecto, cruces de ejes o ngulos de 90. Las dos lneas que se intersectan formando un cruce de ejes se sealan sobre el terreno con calhidra tomando como referencia de cada eje un hilo (reventn) colocado sobre el trazo del mismo eje y sujetado y tensado en los dos extremos. Una vez hecha la marca es posible retirar los hilos auxiliares. Este mismo procedimiento es aplicable para referenciar los lmites de las excavaciones y las trayectorias de las lneas de drenaje, por ejemplo ver figuras 1 y 1 bis.Figura 1

trazosobreexcavacin

puente eje cimentacin90

hilo o reventn

eje A

Figura 1 bistrazo de excavacin

A

A

puente hilo o reventn NTN (nivel talud cimentacin fondo corte A-A 40 50de terreno natural)

sobreexcavacin

eje 1 90 30

Para verificar el trazo de ejes perpendiculares se utiliza un procedimiento manual. Una vez trazados y referenciados, se mide desde la interseccin hacia cada uno de los lados una distancia de 2 m (punto A y B respectivamente), despus, sobre el eje perpendicular se selecciona un punto a 3 m de la interseccin (punto C). Para verificar un trazo perpendicular, la distancia entre C y A debe ser igual a la distancia C y B (ver figura 2). 22

ndice sinttico I ndice general l ndice figuras

Preliminares

verificacin Del trazo De ejes PerPenDiculares

C Figura 2

3m

A

2m

2m

B

Si la nivelacin se realiza en forma manual se usar una manguera transparente de 10 m de longitud que contenga agua en su interior, de preferencia coloreada y libre de burbujas de aire. La presin atmosfrica sobre el agua en cada uno de los extremos de la manguera es la misma, por lo que sta tendr el mismo nivel en ambos extremos. Se puede considerar como banco de nivel a una referencia fija (la superficie de una banqueta de concreto, por ejemplo) y que permanecer as durante todo el proceso de construccin de la cimentacin o por lo menos durante la construccin de la cimentacin y el desplante del proyecto. Una vez establecido el nivel 0 + 00 del banco de nivel, se trasladarn los diferentes niveles requeridos hacia cualquier punto de la obra. Al referenciar as los niveles se ubicar clara y precisamente el nivel de piso terminado, por ejemplo, y a partir de las dimensiones indicadas en el proyecto se podr calcular el nivel del desplante de la cimentacin o la altura del entrepiso en cualquier punto de la obra (ver figura 3). Durante la toma de datos mediante aparatos de precisin, no se debe menospreciar la importancia de las notas. Si alguna de las cinco propiedades que se usan para evaluarlas (exactitud, integridad, facilidad de lectura, arreglo y claridad) no est presente, se tendr como consecuencia prdidas de tiempo, retrasos, errores y un 23ndice sinttico I ndice general l ndice figuras

Preliminares

mayor costo para completar el trabajo de campo, los clculos y los dibujos correspondientes. Actualmente se tienen disponibles recopiladores mecnicos que guardan informacin y datos para la medicin en campo de ngulos y distancias. Estos datos se almacenan automticamente oprimiendo teclas lo cual elimina probables errores de lectura y transcripcin, tanto de campo como de gabinete; posteriormente el recopilador los transfiere a una calculadora para su procesamiento. Los recopiladores electrnicos de datos no reemplazan completamente los registros tradicionales de campo que se usan todava para registrar informacin de apoyo, incluyendo croquis y notas de localizacin para el proyecto definitivo.

nivelacinFigura 3N+1.70 0.40 m N+1.30

N+1.70

N0+00

nivel de corte

alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Se considera el metro cuadrado (m2) o la hectrea (ha) como unidad de medicin. Para el trazo y la nivelacin de casas, edificios y edificaciones similares se considera la proyeccin horizontal sobre el terreno tomando los paos exteriores como lmites de la superficie, aunque haya habido sobreexcavaciones para realizar la construccin de la cimentacin. Se considerar slo una vez aunque se tengan varias plantas sobre la misma superficie. Para el trazo y la nivelacin de terrenos se toma en cuenta la superficie contenida en los linderos definitivos. 24ndice sinttico I

ndice figuras

Preliminares

excavacinGeneraliDaDes La excavacin es la actividad necesaria para la remocin y extraccin de materiales del suelo o terreno, ya sea para alcanzar el nivel de desplante de una cimentacin; la rasante en la construccin de un camino o el fondo de una cepa para alojar una tubera. El procedimiento para la excavacin est en funcin de las caractersticas del terreno y de los materiales por extraer o remover, as como el empleo de herramienta especial. De acuerdo al procedimiento la excavacin se clasifica de la siguiente manera: Excavacin por medios manuales. Excavacin por medios mecnicos. Excavacin con explosivos, en casos particulares y con la debida autorizacin. La profundidad es una de las caractersticas que determina la dificultad de una excavacin, por lo que tambin se clasifica en funcin de sta: Desde 0.00 hasta 2.00 m de profundidad. Desde 2.01 hasta 4.00 m de profundidad. Desde 4.01 hasta 6.00 m de profundidad. La presencia de agua durante la excavacin (nivel fretico) representa una condicin importante para valorar esta actividad, por lo que la excavacin se clasifica tambin as: Excavacin en seco. Cuando el material no presenta un contenido de humedad considerable. Excavacin en material saturado. Cuando en su estado natural y antes de la excavacin la superficie ha estado permanentemente expuesta al agua, an cuando el nivel fretico se abata durante el proceso de excavacin y construccin de la cimentacin. Excavaciones en agua. El abatimiento del nivel fretico durante el proceso de construccin se logra mediante acciones de bombeo. 25ndice sinttico I ndice general l

Preliminares

Si esto no es factible econmica o tcnicamente se considerar como excavacin en agua. Los suelos que sern excavados se clasifican considerando varias caractersticas tales como su origen, granulometra (densidad, tamao y distribucin de partculas), resistencia, deformabilidad, permeabilidad, etc. Para el proceso de excavacin la clasificacin de los suelos se define en funcin de la dificultad para ejecutar esta actividad y se clasifican as: Material I. Es aquel que es atacable, si el proceso es manual, utilizando nicamente pala, sin requerir el uso de pico, an cuando ste se emplee para facilitar la operacin. Si el proceso es por medios mecnicos, este material puede ser eficientemente excavado con una escrepa enganchada a un tractor sobre orugas cuya potencia sea de 90 a 110 caballos de fuerza (hp), sin el auxilio de arados o por otro similar, an cuando stos se utilicen para obtener mayores rendimientos. Los suelos de este tipo son blandos, no cementados cuya medida en prueba de penetracin estndar o en compresin simple es menor o igual a 2.5 toneladas por metro cuadrado (ton/m2). Lo anterior no excluye a otro tipo de suelo con otras caractersticas diferentes, si satisface las sealadas en el inicio de este inciso. Material II. Si el proceso es por medios manuales se requerir el uso de pico y pala. Si el proceso es por medios mecnicos la dificultad de extraccin y carga exigir el uso de un tractor sobre orugas con cuchilla de inclinacin variable con una potencia de 140 a 160 caballos de fuerza (hp) o con pala mecnica de 1 m3 de capacidad mnima y sin el uso de explosivos, an cuando por conveniencia se utilicen para aumentar el rendimiento. La resistencia a la compresin simple de este material es menor o igual a 40 ton/m2. Material III. Si el proceso es por medios manuales, este material slo puede removerse y alterarse con cua y marro o con el uso de equipo menor como martillos neumticos, o bien mediante explosivos o gel expansivo. Si el proceso es por medios mecnicos se requerir del uso de martillos neumticos adaptados al equipo pesado. En este material la resistencia a la compresin simple es de 400 ton/m2. Aspectos importantes para seleccionar el equipo bsico para una excavacin por medios mecnicos: Tipo de material que se va a excavar. 26


Preliminares

Tipo y tamao del equipo para acarreos. Capacidad de carga o resistencia del material que se va a excavar. Volumen del material excavado que se va a mover. Distancia a la zona de tiro. Tipo de camino para el acarreo. Tiempo mximo disponible para ejecutar los trabajos, cuando aplique. recomenDaciones Las dimensiones de las excavaciones, niveles y taludes debern estar indicadas claramente en el proyecto. Las excavaciones para cimentacin debern tener la holgura (sobreexcavacin) mnima necesaria (en algunos casos se consideran 10 cm por lado) para que sea posible construir el tipo de cimentacin proyectada. Esta holgura estar en funcin de la profundidad, del tipo de cimentacin y del tipo de material que forma el terreno. En excavaciones para alojar tuberas para drenaje el ancho libre de excavacin se determina en funcin del dimetro de la tubera a colocar dentro de la cepa y de la profundidad de la misma; esta informacin se presenta en la tabla 2. Los materiales resultantes de la excavacin debern emplearse para los fines que el proyecto especifique (relleno con producto de excavacin, por ejemplo) o depositarse en el lugar asignado previamente para despus acarrearlo fuera de la obra hasta la zona de tiro autorizada. Las caractersticas de diseo de algunas construcciones hacen posible aprovechar los taludes de la excavacin como cimbra. Esta prctica debe estar avalada por la autoridad tcnica de la obra y por el propietario del proyecto. Si es el caso, todas las races, troncos o cualquier otro material orgnico que sobresalga deber cortarse a ras. Cuando se excava en suelos de material blando que presentan inestabilidad en los taludes se utilizarn troqueles o ademes.

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Preliminares

Los taludes y el fondo de la excavacin sern terminados y afinados ajustndose a las secciones indicadas en el proyecto. Las piedras sueltas, derrumbes y en general todo material inestable del interior de la cepa ser removido. Durante el tiempo que la excavacin se encuentre abierta se tomarn medidas de seguridad y proteccin necesarias para evitar accidentes, derrumbes o inundaciones. En caso de encontrar agua y que sta invada considerablemente los niveles de desplante o rasante ser necesario sacarla mediante bombeo. Cuando se requiera excavar en material rocoso (material tipo III) y se autorice por escrito el uso de explosivos, el constructor est obligado a realizar las obras de proteccin necesarias para garantizar la seguridad de terceros, civiles o materiales. Est obligado tambin, a tramitar y obtener los permisos para su uso ante la Secretara de la Defensa Nacional y contar, durante la ejecucin, con el personal capacitado. El constructor ser el responsable de los daos y perjuicios que sean ocasionados por el uso inadecuado de los explosivos o los que resulten por el transporte, almacenamiento y falta de seguridad adems de la omisin de leyes y reglamentos vigentes relacionados con esta actividad. Durante el proceso de remocin y depsito del material producto de la excavacin se tendr especial cuidado en no interferir en las operaciones simultneas o subsecuentes de la construccin en general. Cuando la excavacin se realiza por medios manuales y en materiales tipo I o II se tendrn que hacer traspaleos, de acuerdo con la profundidad para extraer el material de la cepa.

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tabla 2 ancho libre De excavacin De cePas Para tuberaDimetro nominalCentmetros Pulgadas hasta de 1.25 m de 1.26m a 1.75 m de 1.76m a 2.25 m

PROFUNDIDAD DEL FONDO DE LA CEPA (H)de 2.26m a 2.75 m de 2.76m a 3.25 m de 3.26m a 3.75 m de 3.76m a 4.25 m de 4.26m a 4.75 m de 4.76m a 5.25 m de 5.26m a 5.75 m de 5.76m a 6.25 m

20

15

6

30 45 76

25 38 61 91

10 12 15 18

8

60 60

60 60

65 65

65 65

70 70 70

70 70 70

75 75 75 75

75 75 75 75

75 75 75 75

80 80 80 80

80 80 80 80

70

24

110

90

75

70

110

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75

70

30 36 48

135 155

110

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75

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110

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75

135 155 175

110

90

75

135 155 175

110

90

135 155 175

110

90

135 155 175

110

90

135 155 175

110

90

135 155 175

110

90

135 155 175

122 152 213

107

42

183

72

60

210

190

210

190

245

210 280

190

245

210 280

190

245

210 280

190

245

210 280

190

245

210 280

190

245

210 280

190

245

144

96

84

320

320 360

320 360

320 360

320 360

320 360

Notas: 1. Las tuberas que se instalarn sern de juntas de macho y campana a no ser que expresamente se defina otro tipo de junta. 2. El colchn mnimo sobre el lomo del tubo ser de 90 cm , a excepcin hecha de los lugares en que, por razones especiales, se indique en los planos otro distinto. 3. A las excavaciones se les podr dar el talud que se desee, pero slo se tomarn en cuenta el volumen correspondiente a cepa de paredes verticales con el ancho fijado en esta tabla y el precio unitario correspondiente. Si se autoriza por escrito un ademe provisional, el ancho de cepa ser el de esta tabla ms el ancho ocupado por ese ademe. Es indispensable que a la altura del lomo del tubo, la cepa tenga realmente como mximo el ancho de cepa que se tomar en cuenta segn esta nota.

A

H

Ancho libre de cepas segn la profundidad de su fondo y el dimetro de la tubera

alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Todas las excavaciones, ya sea por medios manuales o mecnicos, de cualquier tipo de material o profundidad, incluyen el depsito del material a borde de cepa. Los traspaleos o maniobras adicionales obligadas por la profundidad o dificultad del proceso estarn contempladas implcitamente en la seleccin de los rendimientos para cada caso. 29ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

Preliminares

El afine de fondo y taludes es una actividad integral del proceso de la excavacin. La medicin de los volmenes excavados se har empleando como unidad el metro cbico (m3). Todos los volmenes de la excavacin se medirn en banco respetando los trazos y niveles de proyecto y las sobre-excavaciones autorizadas. Para su cuantificacin no se considerar ningn abundamiento. Es permisible tcnicamente que el constructor realice sobreexcavaciones mayores a las autorizadas para proporcionar ms holgura a la maniobras de la cimentacin. Si estas sobre-excavaciones no son autorizadas y no hay justificacin tcnica el costo ser absorbido por el constructor. Cuando se trate de una excavacin cuyo nivel fretico haya sido abatido durante sta, se considera, generalmente, como realizada en seco, tomando en cuenta el bombeo como una actividad complementaria independiente. Aunque, es posible conciliar esta apreciacin, ya que a pesar de no excavar con la presencia de agua, la remocin y extraccin de un material saturado presenta una dificultad mayor que el seco, por lo tanto su rendimiento es menor.

bombeoGeneraliDaDes El control de los niveles del agua en el subsuelo es una parte fundamental durante la excavacin y la construccin de una cimentacin. Ser necesario, entonces, drenar o abatirlo a fin de permitir que los trabajos se efecten en condiciones relativamente secas. El abatimiento se lograr mediante el bombeo. La ausencia de agua (sin llegar a un estado completamente seco) en la excavacin estabiliza el fondo y los taludes, reduce las cargas laterales en los taludes, hace que el material de excavacin sea ms ligero y fcil de manejar y evita un fondo movedizo y lodoso, muy inconveniente para las actividades posteriores. Para conservar una excavacin libre de agua, en casi todos los tipos de suelos, el nivel fretico se debe mantener a una profundidad, por lo menos de 60 cm o, preferentemente, a 150 cm por debajo del fondo de la excavacin. 30


Preliminares

Los sondeos y estudios de mecnica de suelos realizados previamente proporcionan informacin til para seleccionar el mtodo de abatimiento ms apropiado y econmico. Es entonces importante conocer: La estratigrafa del terreno. La clasificacin del suelo. El nivel fretico probable durante la construccin. La permeabilidad del suelo. Los gastos de agua que debern controlarse. La cercana y disponibilidad de alguna fuente de energa para el equipo de bombeo. recomenDaciones En excavaciones pequeas, donde se encuentran suelos densos o cementados (partculas finas), es permisible recolectar el agua en zanjas o crcamos en el fondo y extraerla con bombas; cuidando que la ubicacin de las zanjas no interfiera con el proyecto. Las descargas de agua extradas de las cepas deber efectuarse evitando daos y perjuicios a terceros. La descarga se har lo ms distante posible de la zona de trabajo para evitar el retorno del agua. Los trabajos de bombeo se pueden realizar con equipo neumtico, elctrico o de combustin.

alcances y criterios De meDicin y cuantificacin La unidad para medir y cuantificar la labor de bombeo ser en horas (hr) y, usualmente, no se considerar tiempo parcial o fracciones de hora. Se deben registrar las horas efectivas de bombeo. Convencionalmente no se considera el tiempo ocioso de transporte y maniobras de instalacin de la bomba.

31


Preliminares

El trabajo de bombeo est en funcin directa de las caractersticas del equipo: tipo de motor (diesel, gasolina, elctrico), dimetro de la succin y descarga, tipo de acoplamiento, tipo de colador, tipo de bomba (sumergible, superficial, autocebante). Evitar que la bomba trabaje en seco, es decir, que el motor no funcione mientras no haya lquido que retirar. De no ser as se causarn graves daos en su funcionamiento. Tener disponible y cerca, bajo condiciones de seguridad, el combustible y los lubricantes, a fin de evitar tiempos muertos en la recarga.

carGa, acarreo y sobreacarreoGeneraliDaDes La carga es la maniobra que se realiza para depositar los materiales producto de trabajos varios como la demolicin, la excavacin o la explotacin de bancos de prstamo por medio de un vehculo (camin) o herramienta (carretilla) para ser transportados posteriormente. Acarreo es el efecto de trasladar o transportar esos mismos materiales, dentro de la obra, hacia un depsito provisional mientras no se le asigne un uso final o fuera de la obra, a una zona de tiro de depsito permanente o temporal, segn sea el caso. Acarreo libre es el traslado que se efecta hasta una estacin cuya distancia es definida en el proyecto: convencionalmente se hacen hasta 20 m si es por medios manuales (acarreo en carretilla) y hasta 1 km si es por medios mecnicos (acarreo en camin). El acarreo a una distancia total mayor se considera como sobreacarreo. Sobreacarreo es el traslado que se efecta a una distancia mayor a las contempladas en el acarreo libre y determinada por bloques, si el sobreacarreo es por medios manuales, en estaciones subsecuentes a la primera de 20 m y si es por medios mecnicos, en kilmetros subsecuentes al primero. Cabe hacer notar que estos rangos, 20 m para el acarreo manual y un kilmetro para acarreo en camin, no son limitativos; es aceptable fragmentar la distancia total en estaciones de cualquier otra medida, slo hay que cuidar que el rendimiento utilizado sea compatible (ver figura 4).

32


Preliminares

acarreo y sobreacarreoFigura 41 km

carga0.5 km

20 km

descarga0.5 km

19 km subsecuentes

carga

1 km

descarga

Acarreo a tiro libre es el traslado que se efecta desde la obra hacia cualquier destino y a cualquier distancia, siempre y cuando ese destino sea apto para tal efecto. Clasificacin de los acarreos por su carga: Carga manual. Cuando se utiliza nicamente pala y la fuerza humana para tal efecto. Carga mecnica. Cuando se utiliza algn equipo mecnico (maquinaria) para tal efecto. Los acarreos libres y sobreacarreos por medios manuales (en carretilla) usualmente se realizan dentro de la obra misma. Generalmente, los acarreos libres y sobreacarreos por medios mecnicos (en camin) son fuera de la obra, por lo que la velocidad de traslado, estar en funcin de las caractersticas del camino, del trnsito y de distancia. Clasificacin de sobreacarreos por las caractersticas del trayecto: Sobreacarreo en zona urbana. Trnsito normal. Pavimentado. Sobreacarreo en zona urbana. Trnsito intenso. Pavimentado. 33ndice sinttico I ndice general l ndice figuras

Preliminares

Sobreacarreo en camino montaoso o brecha. Sobreacarreo en camino de lomero pronunciado. Montaoso. Brecha. Terracera. Sobreacarreo en camino de lomero suave. Brecha de lomero pronunciado. Terracera. Montaoso revestido. Sobreacarreo en camino plano de brecha. Lomero suave terracera. Lomero pronunciado revestido. Montaoso pavimentado. Sobreacarreo en camino plano de terracera. Lomero suave revestido. Lomero pronunciado pavimentado. Sobreacarreo en camino plano revestido. Lomero suave pavimentado. Sobreacarreo en camino plano pavimentado. recomenDaciones Es muy importante tomar en cuenta los factores que determinan la eficiencia de los acarreos: La capacidad de carga de los camiones. La cantidad de camiones que se utilizarn. La capacidad y velocidad de la maquinaria. La habilidad del operador de la maquinaria. La distancia hasta la zona de tiro. Las caractersticas del camino y el trnsito del trayecto completo. El volumen total del material a trasladar. La combinacin balanceada, ptima y eficiente de los factores anteriores evitar los tiempos muertos durante el proceso de carga y acarreo. La maquinaria de carga estar inactiva cuando la distancia al tiro sea considerable, la cantidad de camiones reducida y la capacidad y velocidad de la maquinaria elevada. Los pocos camiones se cargarn rpidamente y mientras se dirigen al tiro, descargan y regresan, ya se gener un tiempo ocioso. O tambin, si se aumenta el nmero de camiones, a pesar de la 34


Preliminares

elevada capacidad y velocidad de carga estos estarn ociosos mientras esperan su turno para cargar. Por lo tanto es importante: Verificar y mantener siempre en buen estado los equipos y mquinas involucradas en este proceso. Tener cerca, bajo condiciones de seguridad, los lubricantes y combustibles necesarios para esta actividad. alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Los materiales que se consideran para efectuar los acarreos son: El producto de la excavacin. El producto de la demolicin (mampostera, elementos de concreto, pavimentos, muros de tabique, enladrillados, impermeabilizantes, entortados, rellenos o cualquier otro material similar) Material de desperdicio en general: concreto, mezclas, pedacera de tabique, madera; durante y al final de la obra. No se consideran materiales acarreables (para fines de costo independiente y cobrable) dentro ni fuera de la obra: arena, grava, piedra braza, agua, tepetate y/u otros materiales que se utilicen dentro de los alcances del proceso constructivo de la obra nueva. Estos acarreos deben estar incluidos en la actividad principal como la elaboracin de mortero, concreto o relleno. La unidad convencional utilizada para medir el acarreo libre y el acarreo a tiro libre es el metro cbico (m3) tanto para el acarreo por medios manuales como mecnicos. Las dimensiones se consideran medidas en banco, es decir, antes de disgregar el material. La unidad para medir y cuantificar los sobreacarreos por medios manuales (en carretilla) ser, convencionalmente, la estacin de 20 m subsecuente a la primera multiplicada por cada metro cbico (m3) que se acarree (m3-est). Los sobreacarreos por medios mecnicos (en camin) ser en kilmetros subsecuentes al primero multiplicados por la cantidad de metros cbicos que se acarreen (m3-km). Ser necesario, entonces, considerar factores de abundamiento aplicables a cada tipo de material para determinar y calcular el 35ndice sinttico I ndice general l

Preliminares

volumen que se tendr una vez excavado o demolido. Este volumen servir para determinar el nmero ptimo de vehculos de carga a utilizar en los acarreos. El factor de abundamiento servir para incluir en al anlisis de costos el criterio de medida en banco. Ejemplo: Si el factor de abundamiento aplicable al concreto demolido es de 1.50 (ver tabla 3), se debe entender que el volumen medido en banco se abundar o se aumentar en una proporcin del 50% ms con respecto a su estado antes de la demolicin del bloque. El rendimiento aplicable al anlisis del costo para acarrear cada 1.00 m3 de concreto demolido ser 0.66 m3; si se aplica el factor de 1.50 al volumen de 0.66 m3 se tendr como resultado 1.00 m3. En otras palabras: por cada 0.66 m3 de concreto medido en banco antes de su demolicin se tendr 1.00 m3 medido suelto, es decir, medido disgregado despus de la demolicin (1.00 m3 / 1.50 = 0.66 m3; o bien, 0.66 m3 x 1.50 = 1.00 m3) En la tabla 3 se presentan los factores de abundamiento de algunos materiales utilizados en la obra.

tabla 3factor De abunDamiento Por tiPo De materialMATERIAL FACTOR ABUNDAMIENTO

1 2 3

Tierra (material tipo I o II), tepetate, arcilla, limo. Arena, grava. Concreto, piedra, mamposteras, suelo (material tipo III)

1.30 1.12 1.50

rellenoGeneraliDaDes Es el efecto que consiste en colocar el material producto de la excavacin proveniente de un banco de prstamo para alcanzar niveles de desplante del proyecto, para mejorar o sustituir material natural inestable, para ocultar y confinar cimentaciones o cualquier otra excavacin que lo requiera. 36ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

Preliminares

El relleno se clasifica de diferentes maneras: Por el grado de compactacin: Relleno a volteo. Cuando el material que se usa para el relleno se coloca en el sitio sin compactacin alguna. Relleno compactado. Cuando al material que se usa para rellenar se le aplica un proceso para aumentar su peso volumtrico (eliminacin de vacos) con el objeto de incrementar la resistencia y disminuir la compresibilidad. Por el tipo de material Material producto de la excavacin. En ocasiones cuando el material sobre el cual se construye y sobre el que se aloja el sistema de cimentacin es resistente, estable y presenta gran capacidad de cohesin al aplicar la compactacin, adems de no estar contaminado, se utiliza para rellenar. Material de banco. Cuando las caractersticas del suelo no son apropiadas para usarse como material de relleno se sustituir por otro proveniente de un banco de prstamo. Entendindose por banco de prstamo el sitio de preferencia cercano a la obra y formado por material inherte, libre de contaminacin y de granulometra uniforme que permita alcanzar el nivel ptimo de humedad para el proceso de compactacin. El objeto de un relleno compactado es densificar el suelo y se puede hacer aplicando carga con un peso esttico; mediante golpes con un objeto; por vibracin; por medios manuales (pisn de mano) o por medios mecnicos ligeros o pesados (vibroapisonador, placa vibratoria, aplanadoras o rodillos). La compactacin se utiliza para eliminar los asentamientos y para hacer ms impermeable el suelo, cuando sea el caso. La compactacin que debe obtenerse en los rellenos se especifica como un porcentaje mnimo del peso volumtrico mximo con humedad ptima que se determina en pruebas de laboratorio. Es decir, para un suelo y un esfuerzo de compactacin dado, existe un contenido ptimo de humedad, expresado en porcentaje con respecto al peso del suelo seco, que permite el mximo grado de compactacin. Para verificar lo anterior existe una prueba de laboratorio llamada prueba Proctor que se desprende de la norma

37


Preliminares

ASTM (American Society of Testing Materials) D698 y D1557: Relaciones de humedad-densidad en suelos y con mezclas de suelo agregados, utilizando ariete de 2.50 kg (5.5 lb) para una cada de 30.50 cm (1.00 pie) y un ariete de 4.54 kg (10 lb) para una cada de 45.70 cm (1.50 pie), respectivamente. Se deben tomar varias muestras del relleno que se requiere verificar, aunado al grado de compactacin obtenido y se someten a las pruebas de laboratorio para encontrar la densidad de la muestra del material compactado con relacin al contenido de humedad; estos datos se grafican para determinar la densidad mxima con la humedad ptima, ver la figura 5. Grfica De DensiDaD-humeDaDFigura 5

1.68 Densidad del suelo (gr/cm3) 1.60 1.52 1.44 6 8 10

Contenido de humedad % de peso del suelo seco

La especificacin de compactacin para un relleno debe entenderse as: un requerimiento de compactacin de 95% significa que el material, ya compactado, debe tener una densidad mnima del 95% del peso volumtrico mximo del terreno, el cual como ya se mencion se obtiene cuando el material tiene un contenido ptimo de humedad. En la tabla 4 se presentan los requisitos de algunas compactaciones en funcin de su densidad en seco.

38


Preliminares

tabla 4comPactaciones recomenDaDas Para rellenos secossin Previa comPactacin

DensiDaD en seco

(kg/m3)

comPactacin recomenDaDa

(prueba Proctor)

%

1 2 3 4 5 6

Menos de 1400 Desde 1400 hasta 1600 Desde 1600 hasta 1760 Desde 1760 hasta 1920 Desde 1920 hasta 2080 Ms de 2080

95-100 95-100 90-95 90-95 90-95

mtoDo De la arena calibraDa Se aplica para determinar la densidad del suelo que se va a compactar. El procedimiento es el siguiente: Se excava un agujero a lo largo del material que se compactar. Se extrae toda la tierra, se pesa y se guarda una muestra para determinar la humedad. Se llena el agujero con arena seca de densidad conocida. Se determina el peso de la arena utilizada para llenar el agujero y se utiliza para calcular el volumen del mismo. Las caractersticas del material se determinarn as: Volumen del suelo (cm3) = peso de la arena para llenar el agujero (gr) / densidad de la arena (gr/cm3). % de humedad = 100 x (peso del suelo hmedo-peso del suelo seco)/peso del suelo seco. Densidad en obra = peso del suelo/volumen del suelo. 39ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

Preliminares

Densidad en seco = densidad en obra/(1 +% de humedad/100) . % de compactacin = 100 x (densidad en seco/densidad mxima en seco). Estos datos se representan grficamente como se muestra en la figura 5. recomenDaciones Los rellenos compactados por medios manuales se hacen usualmente con: Pisn de mano. Este utensilio se fabrica en obra y est hecho con una plancha de concreto o un pedazo de poln sujetos a un elemento vertical puede ser una varilla que sea rgido y con dimetro manuable que permita elevarlo verticalmente. El pisn se deja caer sobre el material; se realiza este proceso hasta alcanzar la compactacin especificada. Tomar en cuenta que la mxima compactacin alcanzable por medios manuales y en condiciones ptimas de humedad es de 82% aproximadamente, verificndose con la prueba Proctor. La compactacin por medios manuales tiene limitantes en cuanto al peso volumtrico alcanzable, ya que la energa proporcionada en la compactacin es menor que cualquier procedimiento de compactacin mecnico aplicado eficientemente. Como referencia, el porcentaje de compactacin del material propio para relleno, generalmente tepetate suelto que al llegar a la obra proveniente del banco de prstamo es entre 77 y 80%. Se acepta la aplicacin de procedimientos manuales de compactacin en cimentaciones poco profundas y con espacio de maniobra reducido dentro de la cepa y, si es obra en exteriores, en zonas donde no se tendrn condiciones de trnsito intenso de vehculos o para acostillados de tubera de concreto simple para drenaje. Los rellenos compactados por medios mecnicos se podrn hacer con equipo ligero o pesado: Con equipo ligero: Vibroapisonadora (bailarina). Es recomendable usarla cuando el espacio de maniobra para la compactacin es reducido e inaccesible para equipo ms grande y cuando 40


Preliminares

se especifiquen compactaciones de entre 90 y 95%. Este equipo opera manualmente y tiene un mecanismo neumtico de reaccin alternada para provocar en el suelo el efecto de elevacin/cada combinado con el de vibracin. Placa vibratoria y rodillo vibratorio. Se usa cuando el espacio disponible de maniobras en la compactacin es ms grande y alcanza compactaciones entre 90 y 95%. La compactacin con equipos ligeros est limitada al proceso por capas cuyo espesor promedio es de 20 cm. Con equipo pesado: Compactadores pata de cabra. Se utiliza para suelos granulares. Ofrecen produccin a alta velocidad; la compactacin depender de la presin unitaria y la velocidad del rodillo. No son adecuados para compactar material arenoso y estn limitados por el espesor de la capa que se va a compactar. Compactadores con neumticos. Se utilizan para suelos granulares y arcillosos; no limos. Su peso vara desde muy ligero hasta 200 toneladas. Pueden ser autopropulsados o remolcados con tractor. El espesor de las capas por compactar depender de su peso. Compactadoras vibratorias. Se utilizan para suelos granulares. La capacidad de compactacin depende de la frecuencia y energa de las vibraciones. El espesor de las capas, en este caso no es un factor tan importante como en otros medios de compactacin, aunque es preferible utilizarlo en capas no mayores de 20 cm de espesor. Los rellenos compactados deben realizarse por capas de espesores no mayores a 20 cm y cada capa se debe compactar antes de tender la siguiente. Con espesores mayores el esfuerzo se puede disipar y diluir, obtenindose nicamente compactaciones aceptables en la superficie de la capa. Cuando es necesario, el material para relleno se humedece con equipo de riego. El cuidado de la humedad ptima del material de relleno es menos crtico en materiales granulares que en materiales finos como limos y arcillas. Estos procedimientos no deben contemplarse cuando el contenido de agua no puede llevarse 41


Preliminares

hasta el ptimo especificado a causa de factores no sujetos a control, como la humedad del ambiente. En ocasiones, cuando el material de relleno es muy fino, se puede mezclar un poco de detergente o material jabonoso para disminuir la tensin superficial natural del agua usada para humedecer el material y lubricar mejor las partculas del relleno. Se sugiere una proporcin de 0.25 kg de detergente por cada metro cbico de agua para relleno. Cuando se compacta un material de partculas finas y uniformes como el arcilloso y no tiene un contenido de humedad igual o menor al ptimo, se dice que el utensilio o equipo utilizado en la compactacin rebota. El golpeteo constante, las vibraciones y la energa suministrada al relleno no logran que el material se cohesione o densifique debido a la falta de humedad, que funciona como lubricante entre las partculas de manera que al aplicar vibracin, peso y energa se logre apretar y juntarlas ms, desplazando los vacos y se tenga, en consecuencia, menor volumen de relleno en el mismo espacio original, esto es densificando el material de relleno. Antes de colocar el material para relleno es obligatorio quitar la capa orgnica superior. Por economa, es recomendable que el banco de prstamo del material para relleno se encuentre tan cerca de la obra como sea posible. En la mayor parte de los rellenos, las partculas de suelo que se encuentren a 50 cm por debajo de cimentaciones, losas o de la superficie del terreno no deben tener dimensiones superiores a 7.50 cm. En la mayora de los rellenos compactados resultan apropiadas densidades mnimas del 90 95% (prueba Proctor) de la densidad mxima. Sin embargo, en otro tipo de construcciones son necesarias compactaciones de 100%; por ejemplo en las carreteras, pistas de aterrizaje de los aeropuertos o en otras reas expuestas a grandes fuerzas de carga e impactos al suelo. Las densidades del material de relleno compactado en obra pueden ser mayores al 100% de la densidad mxima que se obtiene en pruebas de laboratorio. Con un esfuerzo de compactacin ms grande, se pueden alcanzar esas densidades cuyos contenidos de humedad no se encuentran en las curvas que se grafican con los resultados del laboratorio. Los suelos de grano fino no se deben sobrecompactar con una humedad menor a la ptima, porque al mojarse despus de ser compactados, pueden expandirse y ablandarse mucho. 42ndice sinttico I ndice general l

Preliminares

En el campo se puede medir la energa de compactacin por el nmero de pasadas que se dan con una mquina de peso dado a una velocidad determinada. Para una energa de compactacin dada, la densidad vara con relacin al contenido de humedad. Para un contenido de humedad determinado, aumentar el esfuerzo de compactacin incrementa la densidad del suelo y reduce la permeabilidad de materiales arcillosos, no as en materiales granulares ni en limos. Todo el material de relleno y el lugar donde se va a colocar debe estar libre de carbn, cenizas, material orgnico, terrones, rocas, piedras y otros materiales igualmente inapropiados. alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Los materiales para relleno se medirn considerando el metro cbico (m3) medido en el lugar del relleno y con base en los trazos, nivelaciones y sobreexcavaciones especificados en el proyecto o autorizados durante el proceso constructivo. Para rellenos compactados, la medicin se har en banco.

43


MANUAL


2

Acero de refuerzoEl acero de refuerzo es el que se coloca para absorber y resistir esfuerzos provocados por cargas y cambios volumtricos por temperatura y que queda ahogado dentro de la masa del concreto, ya sea colado en obra o precolado. El acero de refuerzo es la varilla corrugada o lisa; adems de los torones y cables utilizados para pretensados y postensados. Es posible, tambin, reforzar el concreto ahogando perfiles rolados tales como vigas I, H, etc. Otros elementos fabricados de acero se utilizan como refuerzo del concreto: mallas, castillos y cadenas electrosoldados. Todos estos elementos son prefabricados. Para efectos de este manual se considerarn: varillas corrugadas y lisas, mallas, escalerillas, castillos y cadenas electrosoldados. Definicin y caractersticas Varilla corrugada de acero. Desde el no. 3 (3/8) al no. 12 (1 1/2). sta ha sido especialmente fabricada para usarse como refuerzo en el concreto. La superficie de la varilla est provista de rebabas o salientes llamadas corrugaciones, las cuales evitan el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea. Alambrn. Varilla de acero que est desprovista de rebabas o salientes o si los tiene, no cumple con las especificaciones de corrugacin. Malla electrosoldada. Es un elemento fabricado con acero grado 60, laminado en fro, corrugado o liso electrosoldado. Se utiliza para reforzar firmes de concreto y capas de compresin en sistemas de losas aligeradas de concreto (las recomendaciones de uso se pueden consultar en el captulo 11 de este manual). Tiene forma cuadriculada. Sus caractersticas fsicas se presentan en la tabla 5. 44ndice sinttico I ndice general l

tabla 5caractersticas De malla electrosolDaDa De aceroDiseo calibre De alambreDimetro

mallarea transv.

mm

rea

cm2

cm2/m 2.08 1.69 1.23 0.87 0.61

66-1/4-1/4 66-44 66-66 66-88 66-1010

6.35 5.72 4.88 4.11 3.43

0.32 0.26 0.19 0.13 0.09

Escalerilla. Es un elemento fabricado con acero grado 60, laminado en fro y electrosoldado. Se utiliza para el refuerzo horizontal de muros de tabique rojo recocido, refractario o block de cemento (las recomendaciones de uso se pueden consultar en el captulo 11 de este manual). Est formada por dos alambres longitudinales lisos calibre 10 (3.43 mm de dimetro) y por alambres transversales lisos con las mismas caractersticas que los longitudinales, espaciados a cada 25 cm. Todo el sistema est unido por medio de soldadura elctrica. Sus caractersticas fsicas se presentan en la tabla 6.

tabla 6caractersticas De la escalerilla De aceroDiseo ancho muro seParacin alambre (cm)

cm 10 12 15

10-2 12-2 15-2

9.0 10.5 13.0

Castillos y cadenas presoldados. Son elementos fabricados con acero grado 60, laminado en fro, corrugado y electrosoldado. Se utiliza para reforzar castillos y cadenas de concreto (las recomendaciones de uso se pueden 45ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

acero de refuerzo

consultar en el captulo 11 de este manual). Estn formados por 2, 3 4 alambres longitudinales corrugados calibre 14 y por alambres transversales corrugados con las mismas caractersticas que los longitudinales, espaciados a cada 25 cm. Todo el sistema est unido por soldadura elctrica. Sus caractersticas se presentan en la tabla 7.

tabla 7caractersticas De castillos y caDenas PrefabricaDos De aceroseccin De concreto seccin Del armaDo

Diseo

rea De acero

cm

cm

cm2

15-10-4 15-15-4 15-20-4 15-25-4 4 varillas 15-30-4 12-12-4 12-20-4 12-25-4 12-30-4 10-10-3 12-12-3 3 varillas 15-15-3 12-20-3 15-20-3 2 varillas 12-2 15-2

15 x 10 15 x 15 15 x 20 15 x 25 15 x 30 12 x 12 12 x 20 12 x 25 12 x 30 10 x 10 12 x 12 15 x 15 12 x 20 15 x 20 12 15

10.2 x 5.1 10.2 x 10.2 10.2 x 15.3 10.2 x 20.3 10.2 x 25.4 7.6 x 7.6 7.6 x 15.3 7.6 x 20.3 7.6 x 25.4 5.1 x 5.1 7.6 x 7.6 10.2 x 10.2 7.6 x 15.3 10.2 x 15.3 7.6 10.2

1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 1.267 0.950 0.950 0.950 0.950 0.950 0.634 0.634

Caractersticas y requisitos de las corrugaciones para varillas corrugadas: Deben estar distribuidas de manera uniforme en la varilla. Deben estar colocadas a 45 con respecto al eje longitudinal de la varilla. La distancia entre las corrugaciones no debe exceder del 70% del dimetro nominal (ver tabla 9). 46


acero de refuerzo

clasificacin El acero de refuerzo se clasifica de acuerdo al lmite de fluencia, segn la tabla 8. Las caractersticas fsicas de las varillas se encuentran en la tabla 9.

tabla 8clasificacin Del acero De refuerzo Por su lmite De fluencialmite De fluencia mxima GraDo

newtons/mm2 (kg/cm2)

30 42 52

294 412 510

3000 4200 5200

Nota: Informacin extrada de la norma mexicana NMX-C-407-ONNCCE-2001 relativa a las varillas corrugadas y lisas de acero.

tabla 9caractersticas fsicas De las varillas corruGaDas Para refuerzo De concretoDimensiones nominalesnmero Peso/m Dimetro

(mm)

(pulgada)

Dimetro

rea

(mm2)

Permetro

(mm)

cantiDaD De varillas De 12m Po tonelaDa

2.5 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18

0.388 0.560 0.994 1.552 2.235 3.973 6.225 8.938 12.147 15.890 20.076

7.90 9.50 12.70 15.90 19.10 25.40 31.80 38.10 44.50 50.80 57.20

5/16 3/8 1/2 5/8 3/4 1 1 1/4 1 1/2 1 3/42

49.00 71.00 127.00 198.00 285.00 507.00 794.00 1140.00 1552.00 2026.00 2565.00

24.80 29.80 39.90 50.00 60.00 79.80 99.90 119.70 139.60 159.60 179.50

150 84 53 37 21 13 9 -

2 1/4

Nota 1. El nmero de designacin de las varillas corrugadas corresponde al nmero de octavos de pulgada de su dimetro nominal. Nota 2. El trmino peso utilizado en esta tabla debe considerarse ms adecuadamente como masa refirindose a la cantidad de materia que contienen los cuerpos. Nota 3. La informacin de esta tabla fue obtenida de la norma mexicana NMX-C-407 ONNCCE-2001 relativa a las varillas corrugadas y lisas de acero y a la informacin proporcionada por fabricantes de varillas.

47


acero de refuerzo

requerimientos mecnicos La respuesta a esfuerzos de tensin (prueba de tensin) se puede apreciar en la tabla 10. La respuesta y el comportamiento del doblado (prueba de doblado) se puede ver en la tabla 11. recomenDaciones Generales en el manejo Del acero De refuerzo El acero de refuerzo debe estar libre de oxidacin, sin grasa, quiebres, escamas, deformaciones e imperfecciones que afecten su uso. La presencia de escamas u oxidacin superficial no ser causa de rechazo slo si stas desaparecen al limpiar el acero manualmente con un cepillo de alambre adems de que la varilla cepillada cumpla con las caractersticas de dimensin (sobre todo del rea transversal) y los requerimientos mecnicos especificados. Es aceptable la superficie spera que se forma durante la oxidacin ya que no impedir la buena y eficiente adherencia entre el acero y el concreto.

tabla 10requisitos De tensin Para varillas corruGaDasresistencia a la tensin mnima en mPa (kgf/mm2)GraDo GraDo GraDo

nmero De DesiGnacin

esfuerzo de fluencia mnimo, en mPa (kgf/mm2)GraDo GraDo GraDo

alargamiento mnimo en 200 mm exPresado en %GraDo GraDo GraDo

30 (1)

42

52 (2)

30 (1)

42

52 (2)

30 (1)

42

52 (2)

todos 2.5 3 4, 5 y 6

490 (50)

618 (63)

706 (72)

294 (30)

412 (42) 510 (52) 9 11 12 9 9

8

8

48


acero de refuerzo

(cont. tabla 10)nmero De DesiGnacin

resistencia a la tensin mnima en mPa (kgf/mm2)GraDo GraDo GraDo

esfuerzo de fluencia mnimo, en mPa (kgf/mm2)GraDo GraDo GraDo

alargamiento mnimo en 200 mm exPresado en %GraDo GraDo GraDo

30 (1)

42

52 (2)

30 (1)

42

52 (2)

30 (1)

42

52 (2)

10 12 14, 16 y 18

7 7 6

7

6

Nota 1. Las varillas grado 30 se suministran slo en los nmeros de designacin 3 al 6 y sobrepedido. Nota 2. Las varillas grado 52 se suministran slo en los nmeros de designacin 12 al 18 y sobrepedido. Fuente: norma mexicana NMX-C-407- ONNCCE-2001.

tabla 11resPuesta y comPortamiento al DoblaDo (Prueba De DoblaDo)Dimetro Del manDril Para Pruebas De DoblaDonmero De DesiGnacin GraDo

30

GraDo

42

GraDo

52

2.5 3, 4 y 5 6 8 10 12 14, 16 y 18 3.5 d 5d

3.5 veces d 3.5 veces d 5 veces d 5 veces d 7 veces d 8 veces d 9 veces d 5 veces d 5 veces d 7 veces d 8 veces d 9 veces d

Nota 1. La probeta o pedazo de varilla debe doblarse alrededor de un mandril (mquina dobladora de acero en barra, que para el efecto de la prueba se apoya en un punto circular rgido) sin que se agriete en la parte exterior de la zona doblada. Nota 2. d es el dimetro de la varilla utilizada. Nota 3. Las probetas de varilla con nmeros de designacin del 2.5 al 12 deben doblarse alrededor de un mandril a 180 y las del nmero 14 al 18 en un mandril a 90. Fuente: norma mexicana NMX-C-407-ONNCCE-2001.

49


acero de refuerzo

Para una completa y adecuada designacin o referenciacin al solicitar el acero de refuerzo se debe sealar los siguientes datos: Cantidad expresada en kilogramos (kg), toneladas (ton) o metros (m). Nmero y nombre de la norma a la cual haya que apegarse. Nmero de varilla (ver tabla 9). Caracterstica de la superficie de contacto (corrugada o lisa). Grado. Presentacin (rollo, barra recta o doblada). Para una completa y adecuada designacin o referenciacin al solicitar el alambrn deben sealarse los siguientes datos: Cantidad expresada generalmente en kilogramos (kg). Nmero de designacin (ver tabla 9). Presentacin (tramos rectos o rollo). Los embarques, pedidos o remisiones de acero de refuerzo que se reciban en la obra, se estibarn de tal manera que se asle al material de la humedad excesiva para evitar deformaciones; adems de considerarlos como lotes independientes entre s cuidando de no revolver un lote con otro, cuya calidad haya sido verificada o aprobada. Del material estibado se tomarn las muestras para las pruebas y en caso de que los resultados no sean satisfactorios o no cumplan con las normas de calidad establecidas, el material del lote completo ser rechazado (ASTM-A-700 Practices for Packing, Marking and Loading Methods for Steel Products for Domestic Shipment). El acero de refuerzo debe estibarse y almacenarse por dimetros y grados en un lugar limpio, libre de contaminacin y sobre alguna base para protegerlo contra la oxidacin o cualquier otra afectacin. Si por alguna circunstancia el acero de refuerzo que ha permanecido almacenado un tiempo considerable (o no se tiene certeza de su procedencia) se encuentra oxidado o deteriorado, se deben realizar una vez ms, las pruebas de laboratorio necesarias para determinar si el acero es apto para utilizarse o no. 50ndice sinttico I ndice general l

acero de refuerzo

Cuando las pruebas determinen que el grado de oxidacin superficial no es tan grave, el retiro del polvo del xido podr hacerse mediante el uso de cepillo de alambre. Los procedimientos anteriores se aplicarn para retirar de la superficie del acero de refuerzo residuos de lechadas, cemento, concreto o pintura antes de colar. Debe evitarse el contacto de sustancias grasosas con la superficie de las varillas. Si esto sucediese se limpiarn con solventes que no dejen residuos grasos. El acero de refuerzo no se debe doblar o enderezar de ninguna forma que pueda daarlo. Salvo lo que se seala en la tabla 11 y el doblez normal para el embarque. En aquellos casos en que sea necesario aplicar calor para doblar las varillas, la temperatura no debe ser mayor a 530C y se debe dejar enfriar lentamente, sin inmersin, mediante la prdida de calor por contacto con el medio ambiente. Esta prctica ser vlida si se realiza en el taller, donde se puede verificar y controlar la temperatura de doblado. Los dobleces en obra se deben hacer en fro. Si las varillas se encuentran parcialmente inmersas o ahogadas en el concreto, la temperatura de calentamiento debe estar entre los 315 y 400 C. De acuerdo a sanas prcticas de construccin no se permite reenderezar y desdoblar varillas, ya sea por correccin de armado o para su reutilizacin. Las varillas se deben colocar y amarrar en los lugares indicados en los planos. Es importante verificar el alineamiento y colocacin del acero antes de vaciar el concreto. Antes y durante el colado se debe evitar que las varillas se muevan de la posicin especificada, mediante amarres, separadores, calzas, etc. El acero de refuerzo debe calzarse una vez colocado y armado para lograr el recubrimiento especificado. Se puede hacer con calzas prefabricadas de plstico o con calzas elaboradas de concreto o silletas de varilla. Estas ltimas no deben utilizarse cuando el concreto estar expuesto directamente a los sulfatos, ya que las puntas de la silleta pueden funcionar como conductores para penetrar al concreto 51ndice sinttico I ndice general l

acero de refuerzo

y daarlo, a menos que las puntas tengan un recubrimiento plstico. No utilizar madera. Tomar en cuenta las siguientes tolerancias en la colocacin y ubicacin del acero de refuerzo (CSRI: Concrete Reinforcing Steel Institute. Recomended Practice for Planning Reinforcing Bars. Manual of Standard Practice) En vigas y losas: 6 mm en la distancia especificada desde la cara de tensin o de compresin; 25 mm en el corte longitudinal y 30 mm en la colocacin longitudinal. En vigas y columnas, el peralte d (distancia entre el armado del lecho sujeto a compresin y el lecho sujeto a tensin) no es permisible que se reduzca ms de 3 mm con relacin a lo especificado, ni que se reduzca el recubrimiento ms de 5 mm. En cualquier elemento estructural el recubrimiento no debe variar 5 mm de lo especificado. En armados crticos se recomienda especificar 75 mm ms de longitud con relacin a la mnima calculada para varillas, a fin de compensar la acumulacin de tolerancias. Tomar en cuenta las siguientes tolerancias en los espaciamientos del acero de refuerzo (CSRI: Concrete Reinforcing Steel Institute. Recomended Practice for Planning Reinforcing Bars. Manual of Standard Practice). En las losas anchas y en muros altos: 13 mm de espaciamiento entre varillas con relacin a lo especificado. En las vigas y columnas, el espaciamiento lateral y el espaciamiento entre capas mltiples de varillas no debe ser menor al especificado pero puede excederse 6 mm como mximo. En las columnas, la distancia libre mnima entre varillas paralelas ser la que resulte mayor al dividir entre 1.5 veces el tamao mximo del agregado y, para varillas del no. 2.5 al no. 8, de 38 mm y para varillas del no. 10 o mayores, 1.5 veces el dimetro nominal de la varilla.

52


acero de refuerzo

a

b 2

b

Foto 1 a. Conector mecnico que sustituye traslapes del acero de refuerzo. b. Separadores de plstico para garantizar el recubrimiento del acero de refuerzo.

53

ndice sinttico I ndice general l ndice de fotos

acero de refuerzo

En las vigas y trabes, la distancia libre mnima entre las varillas paralelas ser la que resulte mayor al dividir entre 1.5 veces el tamao mximo del agregado y, para varillas del no. 2.5 al no. 8, de 38 mm y para varillas del no.10 o mayores, 1.5 veces el dimetro nominal de la varilla. En las vigas y columnas, el espaciamiento entre los estribos ser 25 mm, pero es importante evitar que se acumule el error sucesivamente. Para muros y losas macizas (no reticulares o nervadas) el espaciamiento mximo entre los ejes del refuerzo principal ser el que resulte menor entre 46 cm y 3 veces el espesor del muro o losa. Se permite el uso de paquetes de varillas de acero de refuerzo corrugadas paralelas y atadas para hacerlas funcionar como una unidad, debidamente amarradas y confinadas dentro de estribos. El nmero mximo de varillas en paquete es de 4. Es permisible tener traslapes en las varillas de estos paquetes a manera de escalonamiento: mnimo 40 veces el dimetro de la varilla que se trate. Este escalonamiento aumentar 20% para un paquete de 3 varillas y 33% para uno de 4.

recomenDaciones y requisitos Para el habilitaDo De Dobleces En la elaboracin de bastones a base de acero de refuerzo el gancho del extremo ser un doblez semicircular de 180 ms una extensin mnima de 4 veces el dimetro de la varilla, pero no menor a 65 mm (ver tabla 12). La escuadra a base de acero de refuerzo ser un doblez perpendicular (90) al eje longitudinal de la varilla ms una extensin 12 veces el dimetro de la varilla como mnimo y en el extremo libre (ver tabla 12). Para varillas o alambrn que funcionen como estribos, el doblez debe ser a 135 ms una extensin mnima de 6 veces el dimetro de la varilla o alambrn pero no menor de 65 mm.

54


tabla 12 Dimensiones recomenDaDas Para Ganchos y escuaDrasDe varilla corruGaDadimensin de detalle gancHo a

dimensin de detalle

g

dj

d

a d

g

d

12d4d o 2 1/2 min. H

gancHos de 180 nmero de varilla

escuadras de 90

cm

AoG (pulg)

cm

J

(pulg)

cm

AoG

(pulg)

2.5 3 4 5 6 8 10 12

13 (5) 13 (5) 15 (5) 18 (7)

6 8 10 13 15 20 32 46

(2 1/2) (3) (4) (5) (6) (8) (12 1/2) (23 3/4)

13 15 20 26 31 41 54 69

(5) (6) (8) (10) (12) (16) (21 1/2) (27)

Nota 1. Informacin obtenida de A.C.I.318.63 Nota 2. Aplicable a varillas grado 42

recomenDaciones y requisitos Para el habilitaDo y armaDo DetraslaPes y juntas

Todas las uniones de varillas se harn mediante traslapes con un empalme de 40 veces el dimetro de la varilla que se empalma, excepto cuando se determine otra especificacin diferente. Los traslapes no deben coincidir con secciones de mximo esfuerzo. A menos que se tomen las acciones necesarias avaladas por el proyectista, como aumentar la longitud del traslape o especificar un refuerzo adicional a base de estribos alrededor y a lo largo de la longitud empalmada.

55


acero de refuerzo

La ubicacin aceptable para un traslape es donde el esfuerzo de tensin sea menor. Ese lugar no debe excederse de 1/5 de claro desde los apoyos principales en los elementos estructurales. Es aceptable el traslape y amarre entre s de las varillas desde el no. 2.5 al no. 10. Los traslapes no podrn hacerse entre varillas de diferente dimetro. Si se requiere dar continuidad a varillas mayores del no. 10 no es aceptable el traslape. En este caso es recomendable la conexin por medio de soldadura. La especificacin de resistencia para la junta soldada debe ser igual al 125% de la resistencia de fluencia del acero de refuerzo utilizado (Cdigo AWS D12.1, Reinforcing Steel Welding Code. American Welding Society). Es deseable realizar pruebas fsicas y radiogrficas de las soldaduras para verificar la calidad y la eficiencia. Para tal efecto es importante revisar las condiciones contractuales y especificaciones que indiquen la obligatoriedad y la frecuencia para llevar a cabo estas inspecciones. Las conexiones a tope se ejecutarn con soldadura de relleno. El diseador estructural del proyecto debe especificar el procedimiento ms adecuado. Evitar traslapar o soldar ms del 33% del acero de refuerzo en una misma seccin. recomenDaciones y requisitos Para el recubrimiento Del acero De refuerzo Para proteger a las varillas de los efectos del fuego y de la corrosin, el recubrimiento de concreto debe estar de acuerdo con el contenido de las tablas 13, 14 y 15. recomenDaciones y requisitos Para la colocacin Del acero De refuerzo Durante el proceso del vaciado del concreto, las varillas deben colocarse y mantenerse de manera firme en su posicin, forma, longitud y separacin.

56


tabla 13clasificacin De los tiPos De exPosicin ambiental

tiPo De exPosicin

conDiciones ambientales

1

Ambiente seco. Interior de edificaciones habitables. Componentes interiores que no se encuentran expuestos en forma directa al viento ni a suelos o agua. Regiones con humedad relativa mayor al 60% por un lapso no mayor a tres meses al ao. Ambiente hmedo sin congelamiento. Interior de edificaciones con humedad relativa mayor a 60% por ms de tres meses al ao. Elementos exteriores expuestos al viento pero no al congelamiento. Elementos en suelos no reactivos ni agresivos y/o en agua sin posibilidad de congelamiento. Ambiente hmedo con congelamiento. Elementos exteriores expuestos al viento y al congelamiento. Elementos en suelos no reactivos ni agresivos y/o en agua con posibilidad de congelamiento. Ambiente hmedo con congelamiento y agentes descongelantes. Elementos exteriores expuestos al viento, con posibilidad de congelamiento y/o exposicin a agentes descongelantes. Elementos en suelos no reactivos o no agresivos, y/o en agua con posibilidad de congelamiento y agentes qumicos descongelantes. Ambiente marino. Elementos en zonas de humedad sumergidas en el mar con una cara expuesta al aire. Elementos en aire saturado de sales (zona costera).ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

2a

2b

3

4

57

acero de refuerzo

(cont. tabla 13)tiPo De exPosicin conDiciones ambientales

5a

Ambiente de agresividad qumica ligera (por gases, lquidos o slidos). En contacto con agua. En contacto con suelo. Ambiente de agresividad qumica moderada (por gases, lquidos o slidos). En contacto con agua. En contacto con suelo. Ambiente de agresividad qumica alta (por gases, lquidos o slidos). En contacto con agua. En contacto con suelo. Ambiente de agresividad qumica muy alta (por gases, lquidos o slidos). En contacto con agua. En contacto con suelo.

5b

5c

5d

Nota 1. Informacin obtenida de la norma mexicana NMX-C-403-ONNCCE-1999 relativa al concreto hidralico para uso estructural. Nota 2. En todos los casos regir la condicin o combinacin de exposicin ms agresiva.

tabla 14 recubrimientos mnimos Por tiPo De exPosicin ambientalDel concreto estructuraltiPo De exPosicin recubrimiento mnimo (mm) refuerzo normal recubrimiento mnimo PresforzaDo

(mm)

1 2a y 2b 3y4 5a, 5b, 5c, 5d

15 30 40 ver nota 3

25 35 50 ver nota 3

Nota 1. Informacin obtenida de la norma mexicana NMX-C-403-ONNCCE-1999 relativa al concreto hidralico para uso estructural. Nota 2. Los valores mnimos de recubrimiento deben incluir tolerancias para asegurar su valor bajo cualquier circunstancia. El valor de la tolerancia depende del control de calidad de la construccin. Con un adecuado control de calidad y un curado eficiente, la tolerancia es de 5mm; sin control de calidad debe incrementarse a 10 mm y si el curado es inadecuado a 20 mm. Nota 3. Depende del tipo de ambiente en que se encuentre (ver tabla 15).

58


tabla 15 recubrimientos mnimos Por tiPo De exPosicin ambientalDel concreto convencionalubicacin recubrimiento

Concreto en contacto directo y permanente con el terreno o con el suelo. Concreto expuesto al agua de mar (no aplica a pilotes de concreto precolado) Concreto expuesto a la intemperie o en contacto con el suelo: varillas desde el no. 2.5 al no. 5 varillas desde el no. 5 a mayores Concreto en losas, muros, columnas y trabes: varillas desde el no. 2.5 al no. 5 varillas desde el no. 5 a mayores

75 mm

100 mm

38 mm 50 mm

desde 13 a 20 mm desde 19 a 40 mm

Nota 1: La dimensin mnima del recubrimiento en cualquiera de los casos debe ser igual a 1.5 veces el tamao mximo del agregado utilizado. Fuente: NMX-C-403-ONNCCE-1999

alcances y criterios De meDicin y cuantificacin Se considera la tonelada (ton) como unidad de medicin, aunque en ocasiones es posible considerar el kilogramo (kg). Se calcular el peso de las varillas por la unidad de longitud (ver tabla 9) que especifique la norma mexicana NMX-C-407 ONNCCE-2001 y las dimensiones del proyecto. Para fines de estimacin o cobro, no se considera convencionalmente el peso del acero desperdiciado por los cortes, tampoco el utilizado para los traslapes, ganchos y escuadras. El acero que se ocupe en estas extensiones debe considerarse en el precio unitario. Generalmente se acepta el 7% adicional como factor de desperdicio, traslapes, ganchos y escuadras. En algunas ocasiones justificables, como la falta de varilla de algn dimetro especificado y con la autorizacin del proyectista, el constructor solicitar la sustitucin del acero de la seccin indicada 59ndice sinttico I ndice general l ndice tablas

acero de refuerzo

en el proyecto por otro de diferente seccin y rea equivalente o mayor. Invariablemente, se considerar el peso del acero indicado en el proyecto, a menos que las dos partes acuerden otro criterio. referencias Para complementar la informacin sobre este tema se sugiere consultar las siguientes normas mexicanas:NMX-B-001-1988

Mtodos de anlisis qumico para determinar la composicin de aceros y fundicin. Varilla corrugada de acero procedentes de lingote o palanquilla para refuerzo de concreto. Alambre corrugado de acerolaminado en fro para refuerzo de concreto. Prueba de doblado para productos de acero. Mtodo de prueba mecnica para productos de acero. Varillas corrugadas de acero torcidas en fro, procedentes de lingote o palanquilla para refuerzo de concreto Mtodos de prueba para la tensin de productos de acero. Mtodos de prueba para determinar el peso unitario y el rea transversal de las varillas lisas y corrugadas para refuerzo de concreto.

NMX-C-407-ONNCCE-2001

NMX-B-072-1986

NMX-B-113-1981 NMX-B-172-1988

NMX-B-294-1986

NMX-B-310-1981

NMX-B-434-1969

60


acero de refuerzo

NMX-H-121-1988

Procedimiento de soldadura estructural-acero de refuerzo. Industria siderrgica-alambre de acero liso o corrugado para refuerzo de concretoespecificaciones y mtodos de prueba (cancela a la NMX-B253-1988). I n d u s t r i a s i d e r r g i c a - malla electrosoldada de acero liso o corrugado para refuerzo de concreto-especificaciones y mtodos de prueba (cancela a la NMX-B-290-1988).

NMX-B-253-CANACERO-2006

NMX-B-290-CANACERO-2006

61


MANUAL


3

CementoDefinicin y caractersticas Segn Adam N. Neville el cemento puede definirse como un material con propiedades tanto adhesivas como cohesivas, las cuales le dan la capacidad de aglutinar fragmentos minerales para formar un todo compacto. Segn la norma mexicana el cemento hidrulico es un material inorgnico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea solo o mezclado con arena, grava, asbesto u otros materiales, tiene la propiedad de fraguar y endurecer, incluso bajo el agua, en virtud de reacciones qumicas durante la hidratacin y que, una vez endurecido, desarrolla su resistencia y conserva su estabilidad (NMX-C-414-ONNCCE-2004). Tipos de cemento: tabla 16 Clasificacin por sus caractersticas especiales: tabla 17 Composicin de los cementos: tabla 18 Clasificacin de los cementos por su resistencia mecnica a la compresin y caractersticas fsicas: tabla 19. DesiGnacin De los cementos De acuerDo a la norma mexicana viGente Para refererirse a un cemento se identificar el tipo (ver tabla 16) y la clase resistente (ver tabla 19). Si el cemento tiene especificada una resistencia inicial se aadir la letra R. Si el cemento tiene alguna de las caractersticas especiales que se describen en la tabla 17, su designacin se completa de acuerdo con la nomenclatura indicada en dicha tabla. Si presenta dos o ms de estas caractersticas especiales, la designacin se hace siguiendo el orden descendente de la tabla 17, separndolas con una diagonal.

62


DiaGrama simPle De fabricacin Del cemento

63CO rr EC tIvO S ADICIONES


tabla 16 aclasificacin Del cemento Por tiPo

tiPo

Denominacin

DescriPcin

CPO

Cemento Prtland ordinario Cemento Prtland puzolnico Cemento Prtland con escoria granulada de alto horno Cemento Prtland compuesto

Es el cemento producido a base de la molienda de clinker Prtland y usualmente, sulfato de calcio. Es el cemento que resulta de la integracin de clinker Prtland, materiales puzolnicos y sulfato de calcio. Es el cemento que resulta de la integracin de clinker Prtland, escoria granulada de alto horno y sulfato de calcio. Es el cemento que resulta de la integracin de clinker Prtland, sulfato de calcio y una mezcla de materiales puzolnicos, escoria de alto horno y caliza. En el caso de la caliza, ste puede ser nico. Es el cemento que resulta de la integracin de clinker Prtland, humo de slice y sulfato de calcio. Es el cemento que resulta de la integracin de clinker Prtland, sulfato de calcio y principalmente escoria granulada.

CPP

CPEG

CPC

CPS

Cemento Prtland con humo de slice Cemento con escoria granulada de alto horno

CEG

Documents

Manual técnico de construcción