DERECHOS RESERVADOS

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN
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DE
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO SOBRE PILOTES PRETENSADOS E
INSTALACIÓN (HINCADOS) EN EL LAGO DE MARACAIBO
Trabajo Especial de Grado presentado por:
Eurípides José Romero Sulbarán
Especialización en Construcción de Obras Civiles
Maracaibo, Marzo de 2008
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN
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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO SOBRE PILOTES PRETENSADOS E
INSTALACIÓN (HINCADOS) EN EL LAGO DE MARACAIBO
Trabajo Especial de Grado para optar
al título de Especialista en
Construcción de Obras Civiles
Eurípides José, Romero Sulbarán
C.I. 13.529.055
II
DEDICATORIA
A Dios y la virgen por guiarme siempre por el buen camino.
A mis padres por siempre apoyarme en cada momento y por el esfuerzo que hicieron
para que yo llegara hasta este punto de mi vida con dicha y alegría, y que este título de
Ingeniero Civil también es de ellos.
A mis hermanos porque siempre han estado a mi lado y apoyándome en cada
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momento.
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A mis abuelos y tíos por poner un granito de arena para poder haber terminado mi
carrera.
A mis amigos por ayudarme y apoyarme cuando los necesite.
Eurípides.
III
AGRADECIMIENTO
A la Universidad Rafael Urdaneta por haberme abierto las puertas para conseguir
este titulo de especialización.
A todas aquellas personas que de una u otra forma, colaboraron en la realización de
este trabajo.
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ÍNDICE GENERAL
Pág.
TITULO
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE CUADROS
ÍNDICE DE TABLAS
ÍNDICE DE GRÁFICOS
RESUMEN
II
III
IV
V
VII
VII
VII
VIII
CAPITULO I: FUNDAMENTACIÓN
Planteamiento y Formulación del Problema
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Objetivos Específicos
Justificación de la Investigación
Delimitación de la Investigación
1
1
3
3
3
5
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CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la Investigación
Alcance de la Investigación
Bases Teóricas de la Investigación
Definición de Términos Básicos
Definiciones Generales
Definición Operacional de las Variables
8
8
11
11
80
80
95
CAPITULO III: MARCO METODOLÓGICO
Tipo y Nivel de la Investigación
Diseño de la Investigación
Población y Muestra
Técnicas e instrumentos de Recolección de Información
Procedimientos de la Investigación
96
96
98
100
101
102
CAPITULO IV: RESULTADOS
Análisis e Interpretación de los Resultados
Conclusiones
Recomendaciones
104
104
119
121
CAPITULO V: PROPUESTA
Introducción
Misión
Visión
Objetivo General
Objetivos Específicos
122
122
122
122
123
123
V
Procedimientos
124
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
153
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VI
ÍNDICE DE CUADROS, TABLAS, GRÁFICOS Y ANEXOS
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro No. 1: Cuadro de variables
Pag.
94
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla No. 2.1: Tipos de Martillos
Tabla No. 2.2: Tipos de Pilotes, Martillos y Eficiencia
Pag.
74
74
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico No. 2.1: Barra presforzada sometida a una fuerza de tensión.
Gráfico No. 2.2: Armadura de Whipple.
Gráfico No. 2.3: Preforzado de una viga por medio de una carga vertical.
Gráfico No. 2.4: Preforzado de una viga por medio de momentos.
Gráfico No. 2.5: Ejemplos de vigas atirantadas.
Gráfico No. 2.6: Preforzado de una viga de concreto simple en un andamiaje.
Gráfico No. 2.7: Distribución de esfuerzos en una viga de concreto presforzada.
Gráfico No. 2.8: Variación de los esfuerzos a lo largo de la viga.
Gráfico No. 2.9: Relación típica entre el tiempo y la deformación.
Gráfico No. 2.10: Vista superior de un lecho de fraguado.
Gráfico No. 2.11: Un sujetacables típico de apriete.
Gráfico No. 2.12: Dispositivos típicos de retención.
Gráfico No. 2.13: Instalación típica de un dispositivo de retención.
Gráfico No. 2.14: Detalles de un muro de sostén de acero.
Gráfico No. 2.15: Corte longitudinal del sistema de tensión.
Gráfico No. 2.16: Proceso de Tesado.
Gráfico No. 2.17a: Formaletas internas.
Gráfico No. 2.17b: Formaletas externas.
Gráfico No. 2.18a: Separadores de cables.
Gráfico No. 2.18b: Cables instalados.
Gráfico No. 2.19a: Armado de cabillas.
Gráfico No. 2.19b: Colocación de amarres.
Gráfico No. 2.19c: Armado Terminado.
Gráfico No. 2.20: Proceso de cortado.
Gráfico No. 2.21: Gráfico de la Resistencia de Pilotes.
Gráfico No. 2.22: Promedio diario de las Resistencias.
Gráfico No. 2.23: Prueba de Flexión del Pilote.
Gráfico No. 2.24: Martinete Rotterdam.
Gráfico No. 2.25: Pilotes Pretensados - Detalles Estructurales.
Gráfico No. 2.26: Martillo Hidráulico
Gráfico No. 2.27 y 2.28: Hincado con chorro de agua externo e interno.
Pag.
12
13
15
15
17
18
20
23
25
31
33
33
35
37
54
55
56
56
61
61
62
62
62
62
64
65
66
68
76
77
79
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VII
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
DECANATO DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN
RESUMEN
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO SOBRE PILOTES PRETENSADOS E
INSTALACIÓN (HINCADOS) EN EL LAGO DE MARACAIBO
Autor: Euripides J. Romero S.
Tutor: Ernesto Velásquez
Fecha: Marzo 2008
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Este trabajo de investigación se trazó como objetivo proponer un procedimiento
constructivo de pilotes pretensados y su hincado en el Lago de Maracaibo, teniendo
como objetivos el de describir el proceso constructivo de pilotes pretensados, redactar el
procedimiento de hincado de pilotes, y el de elaborar un procedimiento práctico de
seguridad para las actividades de construcción e hincado de pilotes pretensados en el
Lago de Maracaibo. La metodología utilizada en esta investigación fue descriptiva
definida por Chávez (2001), la cual describe lo que se mide sin realizar interferencias ni
verificar hipótesis, es aplicada según la definen Tamayo y Tamayo (2003), y es de
campo con un diseño no experimental y transversal. Se utilizaron instrumentos de
estudio como textos, revistas, monografías y recursos electrónicos. Este estudio se basó
técnicamente en autores como Hansen (1977), Gurfinkel (1969), entre otros. Los
resultados obtenidos permitieron describir el proceso constructivo de Pilotes
Pretensados y el Hincados de los mismos en Lago de Maracaibo, sirviendo de base para
la propuesta. Se puede concluir que esta investigación es de gran importancia para los
profesionales para inspeccionar correctamente la construcción de dichos pilotes, así
como su manipulación e hincado cumpliendo con todos los requerimientos de la buena
práctica de la ingeniería. Este estudio permitirá a los nuevos profesionales tener
conocimientos suficientes para llevar a cabo con éxito una inspección del sistema
constructivo e hincado de pilotes pretensados.
Descriptores:
[email protected]
VIII
CAPITULO I
FUNDAMENTACIÓN
Planteamiento y Formulación del Problema
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RVy ha traído grandes beneficios en
La tecnología del pretensado no es nueva en el mundo,
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el diseño y construcción, lográndose
HO elementos estructurales más livianos; es decir, de
C
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DERpero mucho más resistentes. Dicha tecnología permite elementos
menor dimensión
estructurales de grandes luces (Vanos) y es utilizada en proyectos de gran envergadura, tal
es el caso de las obras de presas de arco, puentes, estadios e inclusive edificios de gran
magnitud. Esta tecnología ha evolucionado significativamente en países como Alemania,
Japón, Estados Unidos, entre otros; donde se han formado los profesionales más calificados
de la Ingeniería Estructural a nivel Mundial con gran capacidad y habilidad para el diseño,
sobre todo en Alemania pionera en esta tecnología y la que mayor investigación ha
realizado hasta la presente fecha.
En Venezuela, la tecnología del pretensado no es usual, su utilización ha sido aplicada
únicamente en vigas isostáticas, silos, pilotes y losas. Actualmente, existen muy pocos
profesionales especializados en la materia, debido a que en las universidades se dictan
1
2
materias electivas de pretensado en su aspecto muy elemental, tanto es así, que sólo existe
un P.H.D en Ingeniería Estructural especializado en Estructuras Pretensado, egresado de
Alemania y algunos P.H.D y Magíster en Ingeniería Estructural en General egresados de
otros países más no especializados en tal área de diseño y construcción.
Actualmente, las pocas empresas en Venezuela dedicadas a la construcción de
elementos estructurales pretensados tienen la necesidad de formar profesionales altamente
OS
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RV que pudiesen suscitarse en
para obtener un producto de óptima calidad y evitarse
accidentes
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el proceso, ocasionando lesiones
HOo inclusive la perdida de vidas humanas, gracias al
C
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R del proceso constructivo.
DEexacto
desconocimiento
capacitados para la fiscalización del proceso constructivo de los elementos estructurales
En la región del Estado Zulia, la construcción de pilotes pretensados es muy común,
debido al auge producido por la explotación petrolera en el Lago de Maracaibo. Los pilotes
pretensados son las fundaciones más comunes para soportes de distintos modelos de
plataformas de explotación de crudo y cualquier otra función concerniente a la Industria
Petrolera, como plataformas para compresores de gas, múltiples de crudo, subestaciones
eléctricas, estaciones de flujo, entre otras.
A pesar de dicho auge, como consecuencia de la ausencia en las universidades
venezolanas de
la formación en esta área, no se encuentran profesionales altamente
capacitados para el diseño y construcción de pilotes pretensados y su instalación, sólo
queda en la experiencia de las pocas empresas que realizan tal actividad y algunos
3
profesionales dentro de la Industria Petrolera, especializados en esta área de trabajo, que
han sido formados en Universidades Extranjeras, patrocinados en su mayoría por PDVSA.
Actualmente, los inspectores no poseen pleno dominio y/o conocimiento en relación al
pretensado e hincado de pilotes, por lo que es mayor el número de obras que presentan
fallas durante su construcción, colocando en riesgo la ejecución de la misma; lo cual
ocasiona pérdidas significativas de vidas humanas. Razón por la cual se plantea la
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necesidad de establecer un Procedimiento Constructivo sobre Pilotes Pretensados e
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SR
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Instalación (Hincados) en el Lago.
Objetivos de la investigación
Objetivo General
Esta investigación tiene por objetivo fundamental proponer un Procedimiento
Constructivo sobre Pilotes Pretensados e Instalación (Hincados) en el Lago de Maracaibo.
Objetivos Específicos
La presente investigación tiene por objetivos los siguientes:
Describir el proceso constructivo de Pilotes Pretensados.
Describir el procedimiento de Hincado de Pilotes en el Lago de Maracaibo.
4
Elaborar un procedimiento práctico de seguridad para las actividades de construcción e
hincado de pilotes pretensados en el Lago de Maracaibo.
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5
Justificación de la Investigación
La presente investigación llega a ser conveniente por diversos motivos los cuales son:
Conveniencia: la investigación sirve para organizar los procedimientos constructivos de
pilotes presforzados e hincados en el lago de Maracaibo con el objeto de que el ingeniero
inspector considere todas las variables en el proceso constructivo, evitándose errores de
OS
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RV Nacional.
actualmente utilizados, básicamente para la Industria
Petrolera
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Relevancia Social:
la investigación es trascendente para la sociedad debido a que ayuda
DER
construcción que pueda acarrear perdidas económicas y humanas. Estos procedimientos son
a la formación de profesionales, técnicos y mano de obra especializada para este tipo de
sistema constructivo perteneciente a la Industria Petrolera donde la inversión es cuantiosa.
Los beneficiarios de esta investigación son la población estudiantil de pregrado y postgrado, ya que adquieren los conocimientos básicos necesarios para llevar con éxito la
inspección de obras civiles en el área de construcción e instalación de pilotes presforzados.
Implicaciones Prácticas: la investigación ayudará a resolver la deficiencia de
conocimientos sobre la construcción de pilotes presforzados, así como su instalación en el
lago de Maracaibo. También ayudará a conocer el sistema de construcción actual y de
algunas actualizaciones de equipos modernos con las cuales la población de inspectores no
están familiarizados.
Valor Teórico: la investigación permitirá a los nuevos profesionales innovar en la
creación de nuevas técnicas constructivas y a la inversión de nuevos equipos que permitan
6
construir e instalar pilotes pretensados de mejor calidad y con seguridad. Esto traerá como
consecuencia llenar las deficiencias de conocimiento de nuestro medio; así como, sugerir
ideas, recomendaciones e hipótesis a futuros estudios.
Utilidad Metodológica: la investigación puede ayudar a crear un nuevo instrumento
para recolectar ó analizar datos, ayuda a la definición de un nuevo concepto de ambiente,
contexto variable ó relación entre variables; así como también, regular los enfoques
OS
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cuantitativos para enriquecer la búsqueda de conocimiento.
E
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SR
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H
Ceconómicas y humanas, obtener un producto de calidad, formar
E
puedan ocasionar pérdidas
R
DE
La investigación tiene gran importancia debido a que ayuda a evitar accidentes que
nuevos profesionales con amplios conocimientos en la inspección y construcción de pilotes
pretensados y actualizar a los profesionales especializados de las variaciones en la
tecnología de pretensado.
Delimitación de la Investigación
Delimitación Espacial
La presente Investigación es desarrollada en la Universidad Rafael Urdaneta, en el
Municipio Maracaibo, Estado Zulia, República Bolivariana de Venezuela.
7
Delimitación Temporal
El presente trabajo de Investigación es desarrollado en el período académico: Enero
2007 hasta Diciembre 2007.
Delimitación Temática
OS
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RV
Dentro de la especialización de construcción de obras civiles de la Universidad Rafael
E
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E
SR
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H
Cárea de la construcción, específicamente el proceso constructivo
E
Tamayo (2003) dirigida
al
R
DE
Urdaneta, seguirá los lineamientos de la investigación según Chávez (2001) y Tamayo y
y colocación de pilotes pretensados e hincados en el lago.
8
CAPITULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la Investigación
OS
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A
RseV
La aplicación más efectiva y amplia del preforzado
relaciona con el concreto. Puesto
E
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Sa laRtensión, pero al mismo tiempo puede resistir una
O
que el concreto es de baja resistencia
H
C
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DE es particularmente adecuado para el preforzado. La primera aplicación
gran compresión,
del preforzado en el concreto se atribuye al ingeniero P.A. Jackson, de San Francisco,
Estados Unidos de Norte América, el cual patentó en el año de 1872 un esquema novedoso
para la construcción de arcos y bóvedas. En este método, Jackson hizo pasar los tirantes
sensores de hierro a través de los bloques de mampostería o concreto y los fijó por medio
de tuercas. La ilustración de este esquema se muestra en la figura 2.1.
Durante las cinco décadas posteriores al novedoso método de construcción de Jackson,
se registró un progreso relativamente pequeño en el concreto preforzado. Algunos
ingenieros americanos y europeos aplicaron la misma idea a estructuras diferentes con
algunas variantes. Entre los ingenieros de importancia en el periodo inicial se tiene al
ingeniero noruego de diseño J.G.F Lund y al ingeniero americano de diseño G. R. Steiner.
9
De acuerdo con Hansen (1977) en el año de 1907, Lund inicio la fabricación de bóvedas
preforzadas constituidas por bloques de concreto, unidos mediante mortero. En este método,
el preforzado se logró por medio de tirantes tensores de hierro y la compresión se transmitió
a los bloques por medio de placas de apoyo en los extremos, mientras que la traba se
destruyó por alargamiento. En el año de 1908 se inició un método similar por parte de G. R.
Steiner, quien propuso apretar inicialmente los tirantes de preforzado en contra del concreto
húmedo con objeto de destruir la traba o ligazón y luego aumentar la tensión después del
endurecimiento del concreto.
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S Rpruebas de que en alguno de los miembros de
O
Actualmente, no se han H
encontrado
C
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R
DE anteriores se hayan considerado las pérdidas de preforzado originadas
concreto preforzado
por la contracción y la deformación progresiva o escurrimiento. El procedimiento de
preforzado en el método de Hill se realiza después que se presenta la mayor parte de la
contracción en el concreto. Para compensar el efecto de la deformación progresiva o
escurrimiento, las tuercas se aprietan ocasionalmente. En el sistema de Hill, la ligazón se
evita recubriendo el acero con una sustancia plástica.
En el año de 1992, W. H. Hewett, de Minneápolis, Minnesota, aplicó con éxito el
preforzado en tanques de concreto con el principal objeto de desarrollar un concreto
impermeabilizado o sin agrietamiento. De modo similar, Hewett reconoció el significado de
la contracción en el concreto. Se utilizaron argollas horizontales de triple tensor roscado,
cada una colocada alrededor del tanque. Los tensores roscados se apretaron manualmente y
se vació una capa exterior de concreto de 7.6 cm. de espesor para cubrir el acero.
10
En el año 1928, el ingeniero francés E. Freyssinet introdujo una importante innovación al
utilizar el acero de alta resistencia para el preforzado. Esto no solo redundó en la economía
considerable de acero, sino que permitió un preforzado tan alto que, aún después de las
pérdidas, la fuerza de tensión remanente era suficiente para ejercer esfuerzos de compresión
de gran magnitud en la junta o viga. En sus trabes, ligó el acero con el concreto, originado un
material homogéneo. Asimismo, Freyssinet demostró claramente el efecto de la deformación
progresiva o escurrimiento en el concreto y, mediante el uso de acero de alta resistencia,
OS
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demostró que la mayor parte del preforzado puede conservarse. Se considera que esto
E
S
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SR
O
H
C de Freyssinet, sin embargo, la idea básica continúa siendo la
muchas variantes R
del E
método
DE
constituye el principio del concreto preforzado tal como se conoce en la actualidad. Existen
misma.
En la búsqueda de antecedentes sobre el tema a investigar se ha localizado en la
Universidad del Zulia dos trabajos especiales de grado como lo son:
“Aplicación de pilotes Preforzados en estructuras del lago de Maracaibo”; Borges Anisen.
La cual consiste en las experiencias del autor en el diseño y construcción de plataformas
marinas.
“Análisis y diseño estructural de pilotes de concreto Preforzado Asistido por el
computador”; J. Borges, J. Colmenares y H. Useche., esta básicamente se refiere al diseño de
pilotes pretensados.
11
Alcance de la Investigación
En esta investigación solo se desarrolla la descripción de los procesos del sistema
constructivo de pilotes pretensados e hincados en el lago de Maracaibo, así como, algunas
sugerencias de seguridad, higiene y ambiente para evitar accidentes y daños a instalaciones.
En la investigación no se contempla las deducciones matemáticas, ni diseños de pilotes
pretensados.
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Bases Teóricas de la Investigación
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HO
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DEdelRPreforzado ó Pretensado.
La Idea Básica
En el preforzado o pretensado de un miembro estructural se inducen permanentes
esfuerzos internos en el miembro con objeto de neutralizar, hasta cierto punto, los esfuerzos
de signo opuesto causados por las cargas accionantes. Por ejemplo, si una barra
precomprimida axialmente se somete a una fuerza de tensión axial, el esfuerzo de
compresión existente previamente neutraliza el esfuerzo de tensión hasta cierto grado. La
figura 2.1 muestra un miembro precomprimido corto sometido a la fuerza de tensión axial T.
Antes de que el miembro se someta a la fuerza de tensión T, dispone de una fuerza de
comprensión permanente P que da por resultado un esfuerzo de compresión permanente,
como se muestra en la figura 2.1.a.
El efecto de la fuerza de Tensión T sola se muestra en la figura 2.1.b. Si la fuerza de
comprensión P es igual a la fuerza de tensión T, las dos fuerzas se cancelan completamente
12
entre sí y no existe algún esfuerzo en el miembro, tal como se ilustra en la figura 2.1.c.
Cuando la fuerza P es mayor que T, la sobreposición de las dos fuerzas de dirección opuesta
da por resultado cierto esfuerzo de compresión en la sección, véase la figura 2.1.d.
En consecuencia, cuando el material de este miembro tiene una resistencia pequeña a la
tensión, mientras que la resistencia a la comprensión es alta, existe la posibilidad de permitir
una fuerza de tensión axial en el miembro al aplicar primeramente una fuerza de
OS
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A
RV
miembro, existen dos requisitos a cumplirse. En primer
lugar, la fuerza de comprensión P
E
S
E
R que el esfuerzo de comprensión resultante no
Spara
O
debe ser lo suficientementeH
pequeña
C
E
R
DE de comprensión permisible en el material. En segundo lugar, la carga P
exceda el esfuerzo
comprensión que al menos sea igual a la fuerza de tensión. Con objeto de diseñar tal
debe ser lo suficientemente grande de modo posterior a la aplicación de la carga T, los
esfuerzos de tensión sean pequeños. Cuando estos dos requisitos no se cumplen de manera
simultánea, el área de la sección transversal del miembro debe incrementarse. La fuerza P
generalmente se denomina carga de preforzado.
Fig. 2.1. Barra presforzada sometida a una fuerza de tensión. 2.1 a. esfuerzo a la compresión.
2.1 b. esfuerzo a la tensión. 2.1 c. no hay esfuerzos. 2.1 d. esfuerzo compartidos.
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
13
Una de las primeras aplicaciones de los principios del preforzado se realizó en 1837 por
parte de Squire Whipple, fabricante norteamericano de instrumentos, de Troy, Nueva York.
Desarrolló lo que se conoce con el nombre de armadura de Whipple o de doble intersección,
en que el sistema de tirantes se extiende entre dos paneles como se muestra en la figura 2.2.
El cordón superior y los verticales se formaron de hierro fundido y el cordón inferior estaba
formado de enlaces de acero suave. El hierro colado tiene una resistencia pequeña a la
tensión, introduce una comprensión axial en las verticales de la armadura por medio de
OS
D
A
RV
cuatro tirantes que se aprietan mediante tuercas, como se muestra en la figura 2.2.b. Estos
E
S
E
SR
O
H
C de tensión posible.
E
preforzado contra el
esfuerzo
R
DE
tirantes introducen la comprensión inicial en las verticales, con lo cual se someten al
Fig. 2.2. Armadura de Whipple; la proyección vertical se muestra en (a) y el detalle de los
verticales de hierro colado se ilustra en (b).
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
El principio del preforzado puede y ha sido aplicado a las vigas. Una viga sometida a
14
cargas descendentes se deflexiona introduciendo el esfuerzo de comprensión en la fibra
superior y el esfuerzo de tensión en la fibra inferior. Si la viga se sometiera en algún modo a
las cargas permanentes, originando la deflexión hacia arriba, el efecto de las cargas hacia
abajo se anularía hasta cierto punto. La figura 2.3.a, además del diagrama de momentos
resultante, muestra una viga soportada de manera simple, que se encuentra sometida a una
carga permanente hacia arriba P.
OS
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A
Vsupone que el efecto de la carga
R
diagrama de momentos se ilustran en la figura 2.3.b.
Si se
E
S
E
R
S
O
hacia abajo es superior que elH
correspondiente
a la carga hacia arriba, la sobre imposición de
C
E
ERpor resultado el diagrama de momentos que se muestra en la figura 2.3.c.
Ddará
las dos cargas
Posteriormente, esta viga se somete a una carga distribuida uniformemente. La carga y el
En este caso, puede observarse que los momentos debidos a las cargas aplicadas hacia abajo
se reducen considerablemente por medio del preforzado.
En la figura 2.4 se muestra un problema algo similar. En este caso, la viga se somete a
alguna forma permanente de momentos negativos iguales que actúan en los extremos. La
viga y el diagrama de momentos se muestran en la figura 2.4.a. Tal como antes, la viga está
sometida a una carga distribuida uniformemente que actúa hacia abajo, y el efecto
combinado se muestra en la figura 2.4.c.
Es de hacerse notar en este caso, que después del preforzado, el momento negativo debido
al preforzado es igual al momento positivo final en el centro del tramo o vano. Aun cuando en
esta solución el momento positivo en el centro de la viga ha sido reducido a la mitad por medio
del preforzado, existen momentos negativos de cierta magnitud en los extremos.
15
Las vigas también pueden presforzarse por medio de la compresión axial directa. Sin
embargo, este método no es eficiente. En las vigas presforzadas, tal como en los miembros
cargados axialmente, hay dos conjuntos de requisitos que deben cumplirse. En primer lugar,
Fig. 2.3.a,b,c Preforzado de una viga por medio de una carga vertical.
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Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
Fig. 2.4.a,b,c Preforzado de una viga por medio de momentos.
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
16
el esfuerzo en cualquier punto de la viga debido al preforzado y el peso de la viga, antes de la
aplicación de las cargas de servicio, no deben exceder los esfuerzos permisibles para el
material. En segundo lugar, los esfuerzos posteriores a la aplicación de las cargas accionantes
no deben exceder los esfuerzos permisibles.
Una de las aplicaciones mejor conocidas del preforzado en las vigas es la armadura de
pendolón o viga atirantada de compresión simple. Esta estructura consiste en una viga de
OS
D
A
V estáticamente y la fuerza
R
tracción en el tirante es conocida, la estructura está
determinada
E
S
E
R
S
O el poste tiende a neutralizar el efecto de las cargas
vertical hacia arriba aplicada
Hpor
C
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R
accionantes.D
LaEfigura 2.5.a muestra de modo diagramático la armadura de espolón. La
madera que está reforzada por tirantes que pasan sobre un poste de madera. Cuando la
armadura de dos péndolas a trapecial que se ilustra en la figura 2.5.b es una variación de la
misma idea.
Una de las aplicaciones comunes del preforzado, que con frecuencia no se reconoce como
tal, es la utilización de los tensores o tirantes para la estabilidad de las torres. La tensión en
los tirantes introduce la comprensión en la torre donde los mismos se encuentran acoplados
con la torre. De este modo, la torre tiene la capacidad de resistir una fuerza lateral de gran
magnitud. Este ejemplo es tan solo uno de la variedad de problemas en que la idea del
preforzado se ha aplicado, o aún se continúa aplicando.
Los principios del preforzado han sido aplicados al acero, madera, concreto y otros
materiales. Tanto los miembros cargados axialmente cuanto los flexorales pueden someterse
al preforzado. El preforzado tiene un uso variado y versátil en la ingeniería. Sus principios se
17
utilizan en la reparación de estructura antiguas, en el diseño de estructuras nuevas y algo en
la impermeabilización. Aun cuando el preforzado ha tenido numerosas aplicaciones, en este
texto se dirigirá la atención hacia el concreto preforzado, lo cual es una de las aplicaciones de
mayor importancia. Específicamente se describirá el comportamiento y diseño de las vigas o
trabes de concreto preforzado para diversos tipos de construcción.
Fig. 2.5. Ejemplos de vigas atirantadas. El preforzado se logra por medio de tirantes que
OS
D
A
RV
pasan bajo los postes.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
Concreto Preforzado
Con objeto de comprender el efecto del preforzado en el concreto, considérese un
miembro de concreto simple apoyado en algún tipo de apuntalamiento. Se supondrá que la
resistencia del concreto a los 28 días es de 246.5 kg/cm2 y que el miembro tiene una sección
trasversal rectangular de 30.5 cm de profundidad y 15.2 cm de ancho. El miembro, cuya
longitud es de 6.1 m., será utilizado como viga que soporta una carga de 446 kg/m en un
espacio o vano de 6.1. m.
18
Fig. 2.6. Preforzado de una viga de concreto simple en un andamiaje.
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
S
O
D
A
Considérese que se aplica una fuerza de preforzado
RdeV20.43 ton a 7.6 cm del fondo en
E
S
E
cada extremo por medio de gatos S
que R
se apoyan en contra de las paredes ancladas con
HO
C
E
rigidez, las D
cuales
prácticamente no tienen deflexión horizontal por efecto de la carga. Este
ER
arreglo se muestra en la figura 2.6. Cuando se aplica la fuerza de preforzado horizontal de
20.43 ton y tomando en cuenta que el punto de acción de la fuerza de preforzado se
encuentra localizado a 7.6. cm abajo del eje neutro, se generan momentos en los extremos y
la viga comienza a doblarse. Tan pronto como esto ocurre, el propio peso de la viga se
transforma en una carga hacia abajo que actúa sobre la misma.
Los esfuerzos en las fibras de los extremos superior e inferior a lo largo de la trabe o viga
debidas a la fuerza de preforzado, solo pueden expresarse como sigue:
−
P Pey
+
A
I
−
P Pey
−
A
I
Respectivamente, en que el signo negativo indica un esfuerzo de compresión y en que:
P = fuerza de preforzado
A = área de la sección trasversal de la viga
19
e = excentricidad de la fuerza de preforzado
y = distancia
I = momento de inercia de la sección alrededor del eje horizontal.
En este problema, las propiedades de sección de la viga son como sigue:
A = 15.2 X 30.5 = 436.5 cm2
I = 1 15.2 (30.5)3 = 35.939 cm4
12
I 35939
=
= 2.364 cm3
Y
15.2
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
P = 20.43 ton
R
DE
Asimismo, los esfuerzos de preforzado y la excentricidad son conocidas:
e = 7.6 cm
El esfuerzo en la fibra superior extrema de cualquier sección a lo largo de la viga debido
tan solo a la fuerza de preforzado es:
−
P Pey 20.43 20.43 X 7.6
+
=
+
= −0.044 + 0.066
A
I
463.6
2 364
= 0.022 ton/cm² (tensión)
E esfuerzo en la fibra interior extrema es:
−
P Pey 20.43 20.43 X 7.6
+
=
+
= −0.044 − 0.066
463.6
2 364
A
I
= 0.110 ton/cm² (compresión)
La figura 2.7.a. muestra la distribución de esfuerzos debidos a la fuerza de preforzado. El
diagrama de la izquierda muestra la distribución de esfuerzos a través de la profundidad de
20
la viga debida a la carga axial P.
Fig. 2.7 a,b,c Distribución de esfuerzos en una viga de concreto presforzada.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
El diagrama intermedio muestra la distribución de esfuerzos debida al momento Pe. El
diagrama de la derecha muestra la distribución de esfuerzos en cualquier sección alrededor
de la viga debida a la superposición de los efectos axial y de doblado de la fuerza de
preforzado. Como se mencionó antes, la fuerza de preforzado no actúa sola. Tan pronto como
la viga se flexiona hacia arriba cambiando la forma de esta, el peso de la viga comienza a
actuar. Sin embargo, el peso de la viga no tiene efecto en los extremos de la misma, ya que el
momento de flexión debido al peso de la viga en los extremos es cero. Por consiguiente, los
esfuerzos en los extremos de la viga serán iguales a los mostrados en la figura 2.7.a. Sin
21
embargo, en la mitad del vano, los esfuerzos debidos a la fuerza de preforzado y el peso de la
viga en las fibras superior e inferior serán:
−
P Pey Mgy
+
−
A
I
I
Y
−
P Pey Mgy
−
+
A
I
I
OS
D
A
RV
Mg es el momento en la mitad del vano debido al peso de la
Respectivamente, en donde
E
S
E
Para este problema se tiene:
SR
O
H
C
E
R
(6.1)
10
2
403
M = 463.6DE
= 51.8 cm − ton
viga.
2
4
g
8
10 6
Se ha supuesto que el peso unitario del concreto es de 2 403 g/m3.
El esfuerzo de la fibra superior extrema a mitad de vano debido a la fuerza de preforzado y la
carga muerta es, como sigue:
−
51.9
P Pey Mgy
−
+
= 0.022 −
=0
A
I
I
2 364
El esfuerzo de la fibra inferior extrema a la mitad del vano debido a la fuerza de preforzado y
la carga muerta es como sigue:
−
P Pey Mgy
−
+
= 0.110 + 0.022 + −0.088 ton / cm2 (compresión)
A
I
I
Puede observarse que, debido a la fuerza de preforzado y el peso de la viga, se presenta un
esfuerzo de comprensión de 0.088 ton/cm2 en la fibra inferior y un esfuerzo de cero en la
fibra superior. La figura 2.7.b muestra la distribución de esfuerzos en la mitad de vano
22
debida a la carga muerta y la fuerza de preforzado. Ahora se aplicará una carga distribuida
uniformemente de 446 kg/m en la viga. El esfuerzo de la fibra superior extrema en la mitad
del vano debido a la fuerza de preforzado, carga muerta y carga aplicada es como sigue:
−
P Pey Mgy May
+
−
−
A
I
I
I
En donde
Ma es el momento a la mitad del vano debido a la carga aplicada.
El esfuerzo en la fibra inferior extrema debido a la fuerza de preforzado, carga muerta y
OS
D
A
RV
carga aplicada es como sigue:
E
S
E
SR
O
H
C
E
Para este problema
se
tiene
R
DE
−
P Pey Mgy May
−
+
+
A
I
I
I
(6.1) 2 1
= 208 cm / ton
8 100
y los esfuerzos totales en las fibras superior e inferior son:
Ma = 0.446
−
208
P Pey Mgy May
+
−
−
= 0= 0.088 ton/cm 2 (compresión)
2 364
A
I
I
I
y
−
208
P Pey Mgy May
−
+
+
= - 0.088 +
=0
2 364
A
I
I
I
La figura 2.7.c muestra la distribución de esfuerzos a la mitad del vano debida a la carga
aplicada y la carga total. La figura 2.8.a muestra la variación del esfuerzo de la fibra superior
a lo largo del vano. La línea discontinua indica la variación en el esfuerzo de la fibra superior
debida a la fuerza de preforzado y la carga muerta. La línea continua muestra la variación del
esfuerzo de la fibra superior debido a todas las cargas que actúan en la viga. La figura 2.8.b
indica la variación de los esfuerzos a lo largo del vano para la fibra inferior. El estudio de la
23
magnitud del esfuerzo a lo largo del vano indica que todos los esfuerzos se encuentran dentro
de los límites permisibles usuales. El esfuerzo de tensión de 0.022 ton/cm2 en la fibra
superior extrema probablemente es menor que la resistencia a la tensión flexural.
Si fuera posible aplicar la fuerza de preforzado de 20.43 ton en forma permanente en
contra de las paredes de anclaje indeformables, la viga podría soportar satisfactoriamente la
carga. No obstante, ha sido demostrado que en la práctica no es posible asegurar la existencia
OS
D
A
RV
de ensambles rígidos y un movimiento relativamente pequeño eliminaría el preforzado en la
E
S
E
SR
O
H
C
E
Fig. 2.8 Variación R
de los
esfuerzos a lo largo de la viga.
DE
viga.
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
24
Ahora bien, si se colocan dos barras de esfuerzo ordinarias número 9 a 7.6 cm de la fibra
inferior y se estiran hasta lograr un esfuerzo de 1.58 ton/cm2 en cada una de las mismas,
pasando a través de orificios preformados y anclando las barras en los extremos, se tendrá
una fuerza total de 20.43 ton. Las propiedades de la sección cambiarán ligeramente a causa
de los orificios; sin embargo, este cambio puede despreciarse considerando que es pequeño.
Es evidente que este esquema proporcionaría el mismo preforzado en comparación con el
resultante de los gatos.
OS
D
A
V comenzará a contraerse y
Rvaciado,
Inmediatamente después de que el concreto seE
haya
S
E
R
S
eventualmente alcanzará un límite
HOdefinido. La deformación por contracción total varía entre
C
E
DER 0.0002, dependiendo de la mezcla particular y de la resistencia
0.0004 y aproximadamente
del concreto. Para este problema, se supondrá una deformación por contracción total de
0.0003. Supóngase que, cuando el concreto se haya fraguado y la viga se encuentra lista para
el preforzado, cerca de la tercera parte de la contracción ya se haya efectuado.
En consecuencia, solamente dos tercios de la contracción total serán efectivos para reducir la
fuerza de preforzado. El encogimiento total de la viga debido a la contracción será
aproximadamente de:
0.0003 X ( 2 ) X 610 = 0.122 cm.
3
La proporción de la deformación progresiva o escurrimiento depende de muchas
variables. Parece ser que las variables importantes son el nivel de esfuerzo, relación de agua
a cemento y el tipo de cemento. La deformación total por escurrimiento generalmente es de
25
1.5 a 2.5 veces la deformación elástica. La figura 2.9 muestra una relación típica entre el
tiempo y la deformación por escurrimiento.
Fig. 2.9. Relación típica entre el tiempo y la deformación por escurrimiento.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
E
R
Fuente: Narbey
Khachaturian
DE
En este problema se supondrá que la deformación por escurrimiento es aproximadamente el
doble de la deformación elástica. El encogimiento total del concreto en la viga al nivel del
acero será de:
2
f
X 6.1
Ec
En donde f = esfuerzo promedio en el concreto al nivel del acero debido a la fuerza de
preforzado y carga muerta.
Ec = módulo de elasticidad del concreto.
El esfuerzo al nivel del acero debido al preforzado es:
0.044 + 0.066 X 3/6 = 0.077 ton/cm2
y este esfuerzo es una cantidad constante a lo largo de la viga. El esfuerzo promedio debido a
la carga muerta al nivel del acero puede considerarse como
2/3 X 0.022 X 3/6 = -0.007 ton/cm2
26
En consecuencia, el valor de f es:
0.077 – 0.007 = 0.070 ton/cm2
Para concreto de 246.5 kg/cm2, puede suponerse que Ec = 2.11 X 105 kg/cm2
Por lo tanto, el acortamiento de la viga al nivel del acero será de:
2 fL =2
Ec
70
X 610 =0.40 cm
2.11 X105
El efecto de encogimiento total del escurrimiento y la contracción es:
0.40 + 0.122 = 0.522 cm
OS
D
A
RV
E
S
E
R
OElSalargamiento
H
cm más corta al nivel delC
acero.
que debe mantenerse en el reforzamiento
E
DER
Puede observarse que después de aproximadamente 2 o 3 años, la viga de concreto será 0.522
preforzado con objeto de conservar la fuerza de 20.43 ton es como sigue:
1 580
610
= 0.46 cm
2.1 X 106
Tan pronto como el concreto al nivel del acero comience a acortarse, el alargamiento total
en el acero debido al preforzado se vuelve menor, lo cual da por resultado la pérdida de la
fuerza de preforzado. Cuando el encogimiento total alcanza el valor de 0.46 cm, todo el
preforzado se pierde y resulta una viga de concreto simple. Una de las formas en que puede
resolverse esta situación consiste en apretar continuamente las tuercas durante los primeros
años de la duración de la estructura hasta que se haya presentado la deformación progresiva o
escurrimiento y la contracción. Esto no es práctico ya que requiere de la comprobación
constante para determinar la presencia de la cantidad requerida de fuerza de preforzado.
Otra solución más práctica a este problema es la de aumentar el alargamiento total del
acero de preforzado hasta un nivel que el acortamiento del concreto sea relativamente
27
pequeño. Esto puede lograrse por medio del uso de acero de alta resistencia con una
resistencia a la rotura fraccional en las cercanías de 17 605 kg/cm2. Si se utiliza este tipo de
acero, se le puede someter seguramente a un esfuerzo al menos de 10.56 ton/cm2 , en cuyo
caso el alargamiento total del acero será de:
10 560
610
= 3.05 cm
2.11 X 10 6
OS
D
A
RV
En comparación con el alargamiento anterior, el acortamiento o encogimiento de 0.522
E
S
E
y la contracción, solamente el (0.522/3.05)
S R = 17% del preforzado se perderá. Como se
O
H
C de una comprensión clara de las pérdidas causadas por la
E
mencionó antes,
el
crédito
R
DE
cm del concreto al nivel del acero es pequeño. Después que se ha presentado el escurrimiento
deformación progresiva o escurrimiento y la contracción, así como la cancelación de las
pérdidas por medio del acero de alta resistencia, es de Freyssinet.
Es de hacerse notar que los cálculos anteriores para la contracción y la deformación
progresiva o escurrimientos son, a lo sumo, aproximados, proporcionando tan solo una
indicación del orden de magnitud de las deformaciones. Aún cuando la contracción puede
medirse y determinarse con relativa precisión e independientemente del escurrimiento, es
imposible medir o calcular el escurrimiento de modo independiente a la contracción.
Además de la pérdida calculada de aproximadamente 17% en el preforzado debida a la
deformación progresiva o escurrimiento y la contracción en el concreto, se tiene la pérdida de
preforzado debida a la atenuación del esfuerzo en el acero. La atenuación se presenta cuando
el nivel de carga del preforzado es mayor que la mitad de la resistencia a la rotura traccional
28
del acero. Generalmente, para un preforzado de 10.56 ton/cm2, la pérdida por atenuación
puede ser de 5 a 10%.
Aplicación del Concreto Preforzado ó Pretensado
De acuerdo con Hansen(1977), el concreto preforzado probablemente es la innovación de
mayor importancia en el concreto estructural y en la industria de la construcción de los años
OS
D
A
RV
recientes. El preforzado del concreto por medio del acero de alta resistencia permite el uso
E
S
E
SR
O
H
C masivo e impráctico para los vanos simples mayores de 12 m.
forma convencional
seE
vuelve
R
DE
del acero y el concreto con un grado de eficiencia sumamente alto. El concreto reforzado en
En el concreto reforzado, el uso eficiente del concreto de alta resistencia requiere de grandes
cantidades de acero, y esto no necesariamente es económico. Asimismo, la limitación de los
esfuerzos permisibles para el acero bajo condiciones de trabajo con objeto de evitar los
agrietamientos hace ineficiente el uso del acero de alta resistencia en el concreto reforzado.
No existen limitaciones de este tipo en el concreto preforzado. El concreto preforzado
puede aplicarse en vanos mayores de 30 m. Tanto el acero de alta resistencia como el
concreto pueden utilizarse con grandes ventajas en el concreto preforzado de tipo estructural.
El concreto preforzado proporciona muchas posibilidades para la construcción y puede
emplearse en una gran diversidad de situaciones con ventaja. Puede usarse en vanos simples,
vanos continuos y en la construcción compuesta con una gran variedad de métodos de
preforzado. En un campo altamente receptivo a los estudios creativos.
29
Métodos de Preforzado ó Pretensado
En términos generales, existen dos formas en que puede lograrse el preforzado del
concreto por medio de elementos de acero, es decir, el pretensado y el postensado. La
principal diferencia entre los dos métodos se refiere a la condición del concreto durante el
momento en que los elementos de acero se estiran. En el método del pretensado, el acero se
estira antes de vaciar el concreto, mientras que en el del postensado los cables de acero se
OS
D
A
RV
estiran después de que el concreto ha sido vaciado y solamente cuando tiene la suficiente
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DEdiferencias de importancia entre los dos procedimientos. El pretensado, tal
Existen otras
resistencia para soportar el esfuerzo.
como se práctica en Estados Unidos, requiere de instalaciones industriales elaboradas con
lechos de esforzado y equipo de preforzado, además de todos los otros servicios
convencionales, e implica una gran inversión de capital. El postensado también puede
realizarse en una planta de manufactura, pero se requiere de una proporción
considerablemente menor de equipo y servicios en comparación con el pretensado. El
postensado también permite la construcción de estructuras in situ tal como las armaduras y
puentes continuos, losas de construcción y bóvedas laminares que requieren del preforzado
del concreto pero que no pueden fabricarse en la planta.
En las estructuras continuas, en que los cables curvados son más eficientes que los cables
lineales, el postensado es de particular utilidad, ya que pueden obtenerse con facilidad pasos
curvados para los cables mediante el uso de un vaciado de revestimiento permanente en el
concreto. Por otra parte, aun cuando existe la posibilidad de alguna deflexión de los cordones
30
con relación a una trayectoria recta en los sistemas de pretensado con dispositivos de
retención, siempre constituye un procedimiento limitado y costoso.
Sin embargo, no existen dudas de que la eficiencia del preforzado, medido en términos del
costo por kilogramo de carga de tensionamiento, es mayor en el sistema de pretensado. Esto
es cierto debido a los costos del material y la mano de obra implicados en el revestimiento
adicional, anclajes terminales y cimentación requeridos por el sistema de postensado.
OS
D
A
RdeVtodos los cordones lo cual es la
tiempo y esfuerzo a diferencia del tensado simultáneo
E
S
E
R
S
práctica usual en las operaciones
de pretensado modernas.
HO
C
E
DER
Asimismo, el tensado individual de los cables en un miembro postensado requiere de mayor
Sistemas de Pretensado
En los sistemas de pretensado que se utilizan en Estados Unidos, los elementos de
preforzado consisten de varios cordones de siete alambres. Este sistema de preforzado toma
su nombre del hecho de que los cordones de acero se estiran antes de que el concreto se haya
vaciado. Considerando la forma en que el acero preforzado se mantiene en tal estado hasta
que se suelta en el concreto, se observa que existen dos modos en que el pretensado puede
lograrse.
El primer método, que no se utiliza frecuentemente en este país, consiste en el
estiramiento de los cordones y anclaje de los mismos directamente en las formas de metal.
Una vez que el concreto ha logrado la suficiente resistencia, se somete a la acción del
preforzado. En este método, las formas de metal deben tener la suficiente resistencia para
31
soportar la carga de pandeo originada por los cordones de acero, esta condición aumenta el
costo de tal método.
Fig. 2.10. Vista superior de un lecho de fraguado de 40 m dispuesto para dos vigas simples
de tipo T en Iowa Falls Prestressed Company. Un Travelift Drott está montado a ambos lados
del pozo para el llenado de la forma (Concrete Industries Yearbook).
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
El segundo método de pretensado se utiliza de manera predominante en Estados Unidos,
debido a su adaptabilidad para la producción en serie en las plantas de prevaciado. En el
patio de prefraguado se establece un lecho de esforzado que consiste de una losa de concreto
reforzado sobre el piso, paredes de anclaje de acero verticales en los extremos denominados
montantes, y el equipo de preforzado. Los cordones de acero se estiran y se anclan en los
montantes verticales, los cuales son bastante rígidos y que generalmente se forman de
secciones de acero de ala ancha en cimentaciones de concreto reforzado.
32
Los montantes pueden diseñarse para soportar las fuerzas excéntricas generadas por el
acero preforzado. Esta técnica se presta por sí misma para la producción en serie eficiente, ya
que los lechos de esforzado se hacen lo suficientemente largos de modo que sea posible la
fabricación de varios miembros similares de manera simultánea por medio de una sola
operación de tracción. La primera planta de pretensado se estableció en Estados Unidos en el
año de 1950 en Pottstown, Pennsylvania. El lecho de esforzado de esta planta eran tan solo
de 0.9 m de ancho y 38 m de longitud, y fue diseñado para el uso de cordones de siete
OS
D
A
RV
alambres de 6.3 mm con anclajes de fricción con manguito de cobre embutidos.
E
S
E
SdeResforzado tienen una longitud promedio de 107 m,
En las plantas modernas, H
los O
lechos
C
E
R
DE hasta de 183 m de longitud, y con una capacidad de 70.4 ton/cm de
existiendo algunas
2
pretensado. La figura 2.10 muestra una planta de pretensado moderna. El cordón de siete
alambres de 9.5 mm es el tipo de acero que se utiliza con mayor frecuencia. Sin embargo, la
tendencia actual es hacia el aumento en el uso del cordón de 12.7 mm para reducir el numero
de cordones requerido en un elemento dado. El anclaje temporal del cordón al equipo
esforzado se obtiene por medio de chavetas de cono dividido de tipo friccionante o
retenedores de desprendimiento rápido. Ejemplos de estos últimos son los sujetacables de
estiramiento de acero de triple chaveta o cuña que se fabrican por parte de Reliable Electric
Company, y que se muestran en la figura 2.11, así como el sujetador de cuatro cuñas de
British Europa.
El cordón de siete alambres se proporciona en carretes cuya longitud varía desde 1830 m
para el cordón de 12.7 mm hasta 7720 m para el cordón de 6.3 mm. Para evitar la formación
33
de incrustaciones de herrumbe dañinas en los cordones, los carretes se almacenan en la planta
sobre plataformas limpias y secas. El contacto con el suelo se evita siempre.
Fig. 2.11. Un sujetacables típico de apriete- aflojamiento rápido que se utiliza para la
retención de los cordones en el pretensado.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
Fig. 2.12. Dispositivos típicos de retención para el uso en la deflexión de los cordones con
objeto de proporcionar el modelo deseado (Superior Concrete Accesories).
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
34
Las plantas modernas disponen del equipo de esforzado que puede estirar cada cordón
individualmente o todos los cordones de manera simultánea. El principal componentes del
sistema de esforzado consiste en el gato hidráulico, el cual debe tener una carrera al menos
de 122 cm (lo cual incluye la tolerancia para el cordón no tensado) de modo que resulte
adecuado para el estiramiento de los cordones mediante la operación de una etapa. Con el
propósito de soltar gradualmente los cordones y aplicar la fuerza de preforzado al concreto
sin impacto, se hace uso de gatos grandes de carrera corta (15.25 cm) en los extremos de
OS
D
A
RV
liberación de los lechos donde el tensionamiento se realiza en cada cordón individual.
E
S
E
SR
O
H
C que la operación de tracción completa es con mucho uno
E
gatos. Generalmente,
se reconoce
R
DE
Cuando se hace uso de los gatos grandes, la liberación del preforzado mediante los mismos
de los procedimientos menos costosos en la planta de pretensado.
Los lechos de esforzado de algunas plantas disponen de dispositivos de retención para la
deflexión de los cordones. Por medio de estos dispositivos es posible el logro del perfil
deseado para los cordones. La figura 2.12 muestra un tipo de dispositivo de retención que se
utiliza específicamente para cordones. El lecho de esforzado debe disponer del suficiente
refuerzo para soportar las fuerzas verticales que se aplican a los dispositivos de retención.
Como se muestra en la figura 2.13, un perno de alta resistencia se proyecta a través del fondo
de la forma para sostener el dispositivo mostrado.
Debe tenerse un cuidado especial durante la liberación de la conexión existente entre el
dispositivo de retención y el lecho de esforzado antes de que los cordones queden sueltos; de
otro modo, el movimiento longitudinal del miembro puede trabar el dispositivo y evitar su
desprendimiento. Por otra parte, el diseñador debe considerar el efecto de las fuerzas
35
verticales concentradas hacia arriba sobre la viga que se originan por el desprendimiento de
los dispositivos de retención. Pudiera ser necesario presforzar parcialmente el miembro
mediante la liberación de algunos cordones antes de soltar los dispositivos de retención de
modo que se eviten los agrietamientos en la parte superior.
Fig. 2.13. Instalación típica de un dispositivo de retención para la deflexión simultánea de un
grupo de ocho cordones (Superior Concrete Accesories)
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
Una vez que se ha logrado el tensado del acero de alta resistencia, se prosigue la
fabricación del miembro como en el caso de la construcción de prefraguado convencional,
siendo tan solo necesarias algunas precauciones adicionales para evitar el daño de los
cordones. Por ejemplo, los cordones deben protegerse de la exposición al calor excesivo o
del arco eléctrico que se genera al soldar la estructura de esfuerzo del miembro en las
cercanías.
36
Generalmente, para los miembros que se producen en gran proporción, las formas de
acero se encuentran disponibles en los patios de prefraguado (figura 2.14). Existen ciertas
ventajas de las formas de acero con relación a las formas de madera que compensan su alto
costo inicial. Las formas de acero son de mayor duración, pueden manejarse con más
facilidad, pueden ajustarse sin dificultades para lograr el mínimo de vibración en el modelo
del miembro y, finalmente, son convenientes para la vibración del concreto. Las formas no se
remueven hasta que se haya realizado el fraguado del concreto. El mejor procedimiento de
OS
D
A
RV
fraguado consiste en la aplicación de calor húmedo a modo de vapor de agua vivo bajo una
E
S
E
SR
O
H
C
mismo durante 12 R
a 14E
horas.
DE
cubierta de protección 2 o 3 horas después de que el concreto se ha vaciado, y continuando el
La operación final a que se somete el miembro mientras aún se encuentra en el lecho de
esforzado consiste en el desprendimiento de los cordones con relación a los anclajes
terminales. Esto se realiza después de que las probetas de prueba han demostrado que el
concreto en el miembro ha alcanzado la resistencia especificada por el diseñador. La
transportación y levantamiento de los miembros terminados sigue inmediatamente después
del cortado de los cordones. No existen dudas acerca de que el manejo y transportación
eficientes son bastante importantes para lograr que los costos de producción se mantengan
competitivos.
En consecuencia, las industrias de pretensado deben disponer de todos los servicios para
el manejo y transportación eficiente de los productos terminados. Asimismo, las plantas
deben localizarse de tal modo que se encuentren capacitadas para lograr el máximo de
37
ventaja de los sistemas de carretera y ferrocarril. Normalmente esto permite que los
productos se lleven de la planta hacia el lugar de trabajo en forma económica.
Fig. 2.14. Detalles de un muro de sostén de acero de doble pieza con sección superior
ranurada. Las aberturas alrededor de los cordones se cierran con cartón. El cordón en la
sección inferior se ensarta a través de los orificios de muro de sostén antes de que la sección
superior se coloque en su lugar (Concrete Industries Yearbook).
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: Narbey Khachaturian y German Gurfinkel “Concreto Preforzado” (1969).
Aparatos Mecánicos
Con los aparatos de tesar se ejercen fuerzas relativamente altas, cuyo valor debe ser
medido con exactitud. Para ello existen los siguientes aparatos mecánicos: pesos con o sin
transmisión por palanca, transmisión por engranajes en combinación con polipastos, husillos,
con o sin mecanismo de multiplicación y máquinas devanadoras.
38
Aparatos Simples
Los dispositivos mecánicos son utilizados casi exclusivamente en bancos de tesado. El
sistema de pesos tiene la ventaja de que se aplica la fuerza de tesado con toda exactitud, e
independientemente del alargamiento de los alambres. El
alambre de pretensar es
empalmado detrás del bloque de anclaje (estribo) al cable de tracción por medio de una
grapa. El cable de tracción pasa por poleas provistas de rodamientos de bolas, y de él cuelgan
OS
D
A
RV
los pesos, que corresponden exactamente a la fuerza de tesado necesaria. La polea superior es
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE de tesado se detiene mediante un interruptor de pedal. Tan pronto el peso
El movimiento
accionada con un motor eléctrico.
ha entrado por completo en acción, alcanzándose con ello el alargamiento de tesado, se
desconecta el motor por medio de un relee. Idénticas ventajas se alcanzan con la segunda
solución, empleada por ejemplo por la empresa Stahlton AG. Zurich, en sus bancos de
tesado. La fuerza es medida con un dinamómetro. Los alambres son tesados por parejas.
Para desarrollar y extender los alambres sobre el banco, así como para cortarlos en las
longitudes deseadas se utiliza el dispositivo accionado eléctricamente. Se pueden obtener
grandes fuerzas de tesado por medio de un husillo (gato de rosca), si el paso de la rosca es
muy pequeño y el diámetro lo bastante grande para que no se originen presiones demasiado
elevadas en la rosca y la sección del núcleo pueda hacer frente al momento de torsión
necesario. En la técnica de la construcción es corriente el empleo de tales husillos en las
cimbras.
39
Constituye una desventaja el hecho de que no se pueda medir bien la fuerza que se ejerce
con un gato de rosca, de forma que para determinar la fuerza de tesado es necesario recurrir
al alargamiento de los alambres. En general el husillo está fijado al anclaje al que se sujetan
los alambres a tesar. El tesado se realiza con una tuerca anular accionada, cuando las fuerzas
son muy grandes, a través de unos engranajes de multiplicación (Husillo de Braunbock).
Devanadoras
OS
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RV
E
S
E
SR
O
H
Cel alambre en tensión alrededor de unos mandriles fijados a una
E
pretensadas, que devanan
R
DE
En la URSS se han creado unas máquinas, para la fabricación en masa de placas
plataforma de tesado metálica, formando madejas, tanto en dirección longitudinal como
transversal. En un cierto tipo de máquinas el aparato de tesado es fijo y la mesa de tesado se
encuentra sobre la base giratoria. Por medio del giro de la mesa se enrolla el alambre
alrededor de los mandriles de anclaje. La tensión en el alambre se logra por medio de un peso
que cuelga entre dos poleas de desviación.
Del lado del rollo de alambre se absorbe la fuerza de tesado, originada por el peso,
haciendo pasar el alambre por dos poleas frenadas con garganta en V. La mesa giratoria está
rodeada por una rejilla protectora para el caso de que se rompa algún alambre. Esta máquina
es apropiada para placas cortas y no muy anchas (longitud hasta unos 7 m, anchura 1 a 4 m).
Los grandes mandriles de anclaje fuera de la placa. Una vez endurecido el hormigón se
cortan los alambres en el borde de la placa, creándose el anclaje por adherencia.
40
Últimamente se dejan mandriles de pequeño diámetro en el interior de la placa, sobre los
que se coloca una funda que queda en el hormigón, mientras que los mandriles, al levantar la
placa, permanecen en la mesa de tesado. En cada punto de desviación de los alambres se da
lugar, pues, a un anclaje de bucle. Otro tipo de máquina, pueden moverse a lo largo del banco
de tesado. El alambre sale de la máquina a través de una pequeña polea de desvío situada
sobre un brazo de altura regulable, y que puede moverse transversalmente al banco de tesado,
pudiendo devanar el alambre longitudinal o transversalmente, e incluso en dirección diagonal
en caso de necesidad.
OS
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Aparatos Hidráulicos
R
DE
Los gatos hidráulicos son empleados con gran frecuencia, ya que la presión hidráulica es
el medio más fácil para obtener grandes fuerzas de tesado. Los gatos para cables individuales
están proyectados, en general, de tal forma que el cable de pretensar se une, bien
directamente o por medio de una barra de tracción, al cilindro, mientras que el pistón empuja,
bien directamente o a través de una pieza intermedia, sobre la placa de anclaje y el hormigón
endurecido, o sobre el estribo del banco de tesado.
En los gatos más corrientemente utilizados se coloca entre el pistón y el cilindro un fuerte
resorte helicoidal que, una vez abierta la válvula de retroceso, hace volver atrás
automáticamente al pistón. En los gatos pequeños se dispone el resorte de retroceso
preferentemente por fuera. También se puede hacer retroceder a mano el pistón, o por medio
de una pequeña palanca. Últimamente se prefiere la recuperación hidráulica del gato, para lo
41
cual se disponen empaquetaduras de sellado en los extremos superior e inferior del espacio
intermedio entre pistón y cilindro, de forma que inyectando líquido en dicho espacio se hace
retroceder el pistón.
Dado que también colaboran la base del cilindro y la parte de la pared situada por encima
de la empaquetadura, los gatos en los que se utiliza sólo una parte de la carrera pueden ser
usados para fuerzas mayores que cuando se aprovecha al máximo el posible recorrido del
OS
D
A
V e1 peso del gato. Actualmente
para la pared del cilindro (St 52 a St 100), al objetoE
deR
reducir
S
E
R
S
Ode metal ligero.
se encuentran en el comercioH
gatos
C
E
DER
pistón, en tanto que lo admita la junta estanca. En general se eligen aceros de alta resistencia
La pared del cilindro del gato debe resistir la tracción anular (P*D*H)/2 y ciertos
momentos longitudinales, siendo:
D = diámetro interior del cilindro
P = presión hidráulica
H = distancia de la empaquetadura a la base del cilindro
Como empaquetadura del gato se recomienda la goma o el Vulcollan. Como fluido puede
utilizarse el aceite en los gatos pequeños, y en los grandes, una emulsión de aceite igual a la
empleada como lubricante en las maquinas-herramientas (taladrina). En caso de heladas hay
que utilizar el aceite o una mezcla de agua y glicerina. Los gatos hidráulicos son aparatos
delicados en los que la seguridad del proceso de tesado depende de la limpieza y estado de
las superficies del cilindro, de las empaquetaduras, etc. Deben ser tratados con cuidado y
42
mantenidos perfectamente protegidos de la oxidación. En obra debe haber siempre juntas de
repuesto para cada gato.
Se suele adoptar una presión hidráulica entre 200 y 700 kg/cm2. Las presiones más bajas
se emplean en gatos cuyo pistón actúa directamente contra el hormigón. Con las presiones
más altas es necesario el uso de piezas intermedias de reparto, o placas de tesado, siempre
que no se trabaje con hormigón zunchado (ejemplo: el anclaje Freyssinet.) cuando se tesa un
OS
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A
RV del pistón debido al momento
sea estirado centradamente y no se produzcan rozamientos
E
S
E
R
S
causado por el descentramiento.
Se intenta conseguir esto por diversos procedimientos, por
HO
C
E
DERla placa de anclaje exactamente ortogonal al cable.
ejemplo colocando
cable individual, el eje del gato debe coincidir exactamente con el eje del cable, para que éste
Es fácil de conseguir el que la correspondiente superficie de apoyo del gato sea
exactamente perpendicular a su eje, siendo, por el contrario, muy difícil garantizar la exacta
ortogonalidad entre el cable y la placa de anclaje. Por ello, hay que contar con que se
produzcan tensiones de doblado en la barra o alambre a tesar, en el punto en que emerge de
la placa de anclaje. En consecuencia, se pueden originar rozamientos del pistón, que hacen
creer que se ha alcanzado una fuerza de pretensado mayor que la lograda en realidad.
Durante el tesado se debe poder medir con exactitud tanto la fuerza ejercida por el gato
como el recorrido de tesado, al objeto de poder llevar un control correcto de la tensión de los
alambres. La fuerza de tesado es obtenida como producto de la superficie del pistón por la
presión del liquido leída en el manómetro, teniendo que deducir de un 1 a un 3% por el
rozamiento de la empaquetadura en el cilindro. Es necesario emplear manómetros bien
43
tarados que sean manejados cuidadosamente, y cuya escala alcance aproximadamente un
30% por encima de la presión requerida, para poder hacer las lecturas con suficiente
exactitud. Con un gato cuya presión de trabajo sea 200 kg/cm2 no se debe emplear un
manómetro para 600 kg/cm2 de presión máxima, sino que alcance aproximadamente hasta
300 kg/cm2.
Se recomiendan especialmente los manómetros de precisión (exactitud de medición ± 6%)
OS
D
A
V de reserva. Se obtiene buenos
Runo
manómetros hace aconsejable el disponer siempre
de
E
S
E
R
S
O
resultados cuando se taranHconjuntamente
el gato y el correspondiente manómetro,
C
E
ER
eliminando D
así las influencias de los rozamientos, el resorte de retroceso etc.
con dispositivo de seguridad contra el golpe de ariete. La facilidad con que se estropean los
Con frecuencia el manómetro va incorporado a la bomba. En el caso de tuberías largas se
debe colocar un segundo manómetro junto al gato hidráulico, en una derivación especial de
la conducción, para que no se vea la lectura por el golpe de ariete de la bomba. La lectura
definitiva es la correspondiente a la presión hidrostática al poco tiempo de terminar de dar a
la bomba que debe ser igual en todos los puntos de la conducción.
La máxima garantía en la medición de la fuerza de tesado se consigue por medio de
dinamómetros, interpuestos detrás del gato entre el pistón y la barra a tesar. Los ingenieros
suizos BBRV han creado con este fin un dinamómetro provisto de un agujero central para la
barra de pretensar, pudiéndose leer la fuerza en una esfera indicadora, con un error ± 1%
(longitud, 220 mm, peso, 18 kg, con campo de medida de 20 a 150 t). Existen seis diferentes
tamaños que pueden medir una fuerza máxima de 20 a 300 t. R. Walter, de Karlsruhe, ha
44
creado un dinamómetro parecido.
Ocasionalmente se emplean también dinamómetros de anillo como los utilizados en los
laboratorios de ensayo de materiales. El recorrido de tesado puede ser leído en una escala
sencilla trazada en el pistón, utilizando como guía el borde inferior del cilindro. De esta
forma se puede obtener una aproximación de 1/2 mm, suficiente para los recorridos de tesado
normales, superiores a 20 mm. Si se manejan con frecuencia recorridos de tesados menores,
OS
D
A
RV Dywidad) se ha instalado un
ejemplo un tornillo micrométrico. En el gato PIV
(Patente
E
S
E
R
S
contador del número de vuelta
HqueOse da a la tuerca de anclaje, al reajustarla con una carraca.
C
E
DER
se recomienda entonces equipar al gato con un dispositivo de medida más exacto. Por
Bombas de Alta Presión
Para obtener presiones elevadas se utilizan en general bombas de émbolo de pequeño
diámetro de forma que con cada carrera del émbolo se inyectan sólo pequeñas cantidades de
líquido. Existen bombas accionadas a mano y bombas accionadas eléctricamente con
rendimientos diversos, incluso de rendimiento variable gradualmente con la presión. A partir
del recorrido de tesado y de la superficie del pistón de gato, se puede deducir la cantidad de
líquido que hace falta bombear en la operación de tesado de que se trate, y entonces el
rendimiento de la bomba nos da una idea de la duración de la operación de tesado. Cuando es
pequeño el volumen necesario de líquido, se usan bombas de mano que suministran, por
ejemplo 16 cm3 cada embolada, y permiten con ello un rendimiento de 45 litros/hora a una
presión de 200 kg/cm2 .
45
El rendimiento en litros de la bomba decrece, naturalmente, según aumenta la presión. La
empresa Proceq, S. A., de Zürich, diseñó una moderna bomba accionada a mano, de alto
rendimiento, en presiones bajas proporciona 12 cm3 por embolada, y a presiones altas, 4 cm3,
pudiendo alcanzar presiones de hasta 750 kg/cm2. Tiene un depósito de aceite para 5,5 litros.
Cuando hay que tesar con cierta frecuencia o hay que bombear una mayor cantidad de
liquido, se recomiendan las bombas eléctricas de alta presión, que suministran, por ejemplo,
a 200 kg/cm2 de presión
360 litros/hora y a 400 kg/cm2 de presión 100 litros/hora,
OS
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A
RV
permitiendo realizar en poco tiempo operaciones de tesado relativamente grandes, o un gran
E
S
E
SR
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H
C
E
R
DE
número de ellas.
También en el caso de tener que realizar muchas pequeñas operaciones de tesado puede
resultar interesante el utilizar una pequeña bomba eléctrica, ya que es suficiente un solo
hombre para el manejo de gato y bomba. Para llevar el líquido de la bomba al gato, dan buen
resultado las mangueras de goma de alta presión. Para conducciones largas y más fijas son
apropiados los tubos de acero sin costuras, de pequeño diámetro interior de 4 a 6 mm y 1,0 a
2 mm de espesor de pared, que pueden empalmarse por medio de acoplamientos herméticos
especiales, dejándose doblar a voluntad.
Gato de Tesado de la “Heilitbau”
Para pretensar alambres individuales situados muy próximos unos de otros, con anclaje de
cuña anular. Alambres ∅ 5 a 10 mm; fuerza de tesado, 3 t; carrera aproximada, 32 cm;
46
longitud, 70 cm; peso, 12 kg; presión de trabajo, 240 kg/cm2.
Gato Magnel
Para tesar alambres por parejas. Fijación de los alambres por medio de cuñas; fuerza de
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RV
tesado, 8 t; carrera aproximada, 36 cm; longitud, unos 150 cm; presión de trabajo, 250
E
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retroceso situados por fuera junto al S
cilindro.
O
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DE
kg/cm2; medición de la fuerza con dinamómetro, con ± 1% de aproximación. Dos resortes de
Gato Freyssinet
De doble pistón, cada uno con muelle de retroceso. Sujeción de 12 a 17 alambres por parejas
por medio de cuñas; fuerza de tesado, 36 o 73 t; carrera, 30 cm; longitud aproximada, 80 cm;
peso, 65 ó 85 kg; presión de trabajo, 450 kg/cm2. Últimamente se hacen gatos de este tipo
para 30 alambres y una fuerza de tesado de 180 t.
Gato PIV (Patente Dywidag)
Conexión con la barra a tesar a través de un agujero central (pistón y cilindro de sección
47
anular). La tuerca se ajusta con una llave de carraca y contador de vueltas. Pistón con resorte
de retroceso. Fuerza de tesado, 32 t; carrera, 5 cm; longitud, 47 cm; peso, 42 kg; presión de
trabajo, 490 kg/cm2.
Gatos “Leoba”
OS
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RV
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S
E
R central. Tuerca ajustable con una llave de
cable. Encima se coloca un gato con
S agujero
O
H
C carecen de resorte de retroceso del pistón. Fuerza de tesado,
E
R
carraca. Los modelos
primitivos
DE
Una barra de tracción ∅ 30 mm de acero St 130, provista de rosca, agarre el anclaje del
35 t; carrera, 9 cm; longitud, 20 cm; peso, 12 kg; presión de trabajo, 220 a 260 kg/cm2. Los
nuevos gatos Leoba tienen retroceso hidráulico del pistón y están previstos para una presión
de trabajo de 400 kg/cm2, y poseen las siguientes características:
50 t de fuerza de tesado; 12 cm de carrera; 26 cm de longitud, y 31 kg de peso; y el otro es
100 t de fuerza de tesado; 18 cm de carrera; 31 cm de longitud, y 56 kg de peso.
Gatos BBRV
La empresa Proceq, S.A., de Zurich suministra los llamados gatos Vektor con agujero
central, en seis diferentes tamaños, y para fuerzas de tesado de 30 a 250 t, todos con 100 mm
de carrera. El peso varía entre 21 y 125 kg, y la longitud del gato, entre 28 y 34 cm. Los
48
gatos alcanzan su fuerza nominal para 750 kg/cm2 de presión del aceite, y necesitan, por
tanto, la bomba de alta presión del mismo nombre. El retroceso del pistón se realizar por
medio de resortes de plato.
Los gatos Proceq son suministrados también con bomba de mano y manómetro
incorporados. El dispositivo completo de tesado para un cable BBRV de 170 t con
dinamómetro y una pieza cilíndrica provistas de ventanas para poder enroscar el collar de
retención, fijándolo contra la placa de anclaje.
OS
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RV
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S
E
SR
O
H
C
E
R
DispositivoD
de E
Tesado con Gatos Gemelos
Últimamente se utilizan con frecuencia los gatos Lukas, de sección llena (sin agujero
central) dispuestos por parejas. Los cilindros son enroscados en un bloque llamado “cabeza
de tesado”, provisto de un taladro entre los gatos, en cuyo extremo posterior se ancla la barra.
Los pistones actúan contra una silla de tesado, por debajo de la cual se puede ajustar a la
barra la tuerca, con fuerzas de tesado desde 10 hasta 50 t.
Gatos Hidráulicos para Bancos de Tesado
Entre la gran cantidad de dispositivos de tesado que se emplean en las fábricas de piezas
de hormigón pretensado, existe un gato de la Maschinnenfabrik Weiler, Brauer KG. Su
49
carrera alcanza hasta 1200 mm y la fuerza desarrollada hasta 100 t. M. Paul & Sühne fabrica
gatos parecidos que pueden desarrollar fuerzas de hasta 210 t. En USA se emplean para las
grandes vigas de cubiertas y de puentes pretensados con cordones y gatos individuales.
Grandes Gatos Hidráulicos de 200 hasta 600 T.
OS
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RV
E
S
E
hidráulicos empleados frecuentemente
SenRla técnica de la construcción. Después de tesar se
O
H
C contra el cilindro por medio de un anillo o collar de retención,
E
R
puede hacer apoyar
el
pistón
DE
Cuando hay que ejercer grandes fuerzas de tesado, se utilizan a menudo los grandes gatos
con lo cual es posible eliminar la presión hidráulica. Estos gatos pueden ir provistos de una
placa de centrado, sobre el pistón, para preservar a éste de los rozamientos. El pistón debe
moverse exactamente en su eje longitudinal, para que no se originen rozamientos y para que
el collar de retención se aplique regularmente contra la cara superior del cilindro. Si un gato
tuviese pérdidas una vez ajustado el col1ar de retención, a veces no quedaría otro remedio
que retirar el gato con ayuda de un escoplo y no se podría soltar el collar a no ser que se
elevase la presión.
Si se aplican dos o más gatos entre dos partes rígidas de la estructura, los ejes de los gatos
deben quedar entonces exactamente paralelos entre sí y a la dirección de tesado. Si no ocurre
esto, se originan unas fuerzas horizontales en los pistones que los aprietan lateralmente
contra la pared del cilindro (rozamiento del pistón), pudiendo dañarse el roscado de los
mismos. Muchas veces ha sucedido que se han “agarrotado” los gatos, deteniéndose
50
prácticamente el movimiento de tesado, a pesar de aumentar la presión. Por ello, los collares
de retención no deben ser ajustados hasta que haya acabado la operación de tesado, para que
en caso de que se produzcan perdidas durante el tesado puedan retroceder regularmente los
pistones.
Para evitar estos atascamientos fueron creados para el procedimiento Baur-Leonhardt, en
el cual se disponen con frecuencia varios gatos juntos, unos gatos especiales en los que se
OS
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A
RV
atenúan estos inconvenientes. Consisten en dos tubos Mannesmann gruesos con placas de
E
S
E
SR
O
H
C estructurales. El pistón hueco es llenado de líquido y lleva en
de hormigón de los elementos
E
R
DE
fondo delgadas, soldadas, que transmiten directamente la presión del líquido a las superficies
su extremo abierto un anillo metálico que ajusta exactamente en el cilindro, con la
empaquetadura de sellado. El resto del pistón deja una holgura de 2 a 4 mm con la pared del
cilindro. Unos pequeños resaltos en la base del pistón cuidan de que en la posición inicial y
el cilindro estén paralelos. Tan pronto comienza a moverse el pistón, el líquido inyectado
forma una articulación ideal, ya que el pistón puede girar con respecto al cilindro todo lo que
le permite la holgura entre ambos tubos.
Si hay dos gatos que no estén completamente paralelos, no basta sólo con este efecto de
articulación, ya que puede variar la separación de las bases de los pistones. El
desplazamiento transversal que compensa esto, se hace posible muy fácilmente colocando
entre el pistón y el elemento estructural una placa de goma blanda sin tejido intermedio de 5
mm de espesor, que, incluso bajo presión alta, permite por deformación tangencial el
movimiento transversal requerido.
51
Está capa intermedia de goma blanda sirve al mismo tiempo para compensar las
pequeñas desigualdades y rugosidades de la superpie de hormigón frente a la base de chapa
del pistón. También en la base del cilindro es conveniente interponer una placa de este tipo,
por ejemplo de madera de pino corriente o de madera contrachapada, incluso aunque haya
sido terminada con todo cuidado la superficie de hormigón.
Después de tesar se mantiene la presión hidráulica hasta que se asegura el pretensado,
OS
D
A
RVestanquidad del gato, y en las
endurecimiento rápido. Se confía para ello en laE
buena
S
E
R
S
O ser dimensionados ambos elementos con el mismo
válvulas de cierre existentes,H
pudiendo
C
E
DERque los collares de retención. Las juntas y válvulas deben ser fabricadas,
grado de seguridad
por medio de bloques prefabricados de hormigón o rellenando la junta con hormigón de
pues, con materiales adecuados y de calidad.
En vista de que en algunas ocasiones las autoridades prescriben el empleo de collares,
fueron perfeccionados estos gatos colocando, una caperuza de superficie interior esférica,
encima del collar de retención, de forma que no pueden ser transmitidos momentos flectores
al pistón, incluso aún en el caso de que los ejes de los gatos no estén exactamente paralelos.
Dado que las articulaciones esféricas admiten la rodadura pero no el desplazamiento entre
ambas partes, transmitiendo por ello la fuerza, en el caso de variaciones angulares,
excéntricamente al pistón, se utilizan en los últimos gatos superficies de articulación de
radios idénticos, perfectamente pulidas y cubiertas con Teflón, lo cual permite el giro en
forma de desplazamiento entre ambas superficies, incluso bajo presión.
En este caso se debe prescindir de la articulación del pistón, ya que, en caso contrario, la
52
existencia de ambas articulaciones podría conducir a estados de inestabilidad, si no están
fijados lateralmente
los elementos a pretensar. La articulación esférica puede ser
reemplazada por un apoyo de caja de goma más moderno y económico. Se usan gatos de
250 y 300 t de fuerza de tesado, que tienen muchas más aplicaciones que los de 600 t.
Gatos de Plato, Gatos Saco (Gatos Planos).
OS
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RV
E
S
E
SR
O
H
de plato, de chapa deEacero
C dulce, soldados a lo largo del reborde. Al inyectar agua se
R
DE
Para grandes fuerzas y pequeños recorridos de tesado se emplean en ocasiones los gatos
separan las bases de los platos que estaban inicialmente en contacto, hasta alcanzar el
recorrido de tesado, limitado por la capacidad resistente del reborde. Para recorridos de
tesado mayores se colocan varios gatos de plato uno encima de otro. La presión p está
limitada por la imposibilidad de usar para la fabricación chapas gruesas o de alta resistencia,
de forma que la sección de acero que resiste la presión radial es pequeña. Por otra parte, la
chapa tiene que soportar solamente la fuerza p . d , siendo d el pequeño diámetro del reborde
2
o el ancho exterior de la hendidura del bloque de hormigón. La soldadura debe estar
perfectamente realizada.
De igual manera se pueden emplear los gatos saco, hechos de chapa plegada con costura
soldada y terminaciones semicirculares para pretensar tubos, silos, revestimientos de galerías
o incluso túneles (Procedimiento G. Jauch). El recorrido de tesado dv – do depende, en un
53
gato de anchura suficiente, del espesor de la chapa y de la presión, p, pues debe ser
p . dv
≤ σ adm. (t = espesor de la chapa). Es conveniente empalmar el conducto de inyección a
2t
la parte de la chapa que no se deforma. La construcción y el manejo de estos gatos requieren
cuidados y conocimientos técnicos especiales.
Planta de Fabricado
OS
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A
RV
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S
E
SR
O
H
CPistas Nº 1 y Nº 2 tienen cada una un largo máximo de 235m con
fabricar una fila deR
pilotes.
E
DE
Las tres pistas de pretensión forman la parte principal de la planta. En cada pista se puede
posibilidades de recortarles a 229,5mtrs.; 223,50mtrs. ó 217,50mtrs.; según la necesidad,
pista Nº 3 tiene un largo máximo de 247,50mtrs, se fijan los largos de las pistas de acuerdo
con los diferentes largos de pilotes a fabricarse para economizar guaya de pretensión. Cada
pista tiene en sus extremos un bloque subterráneo de concreto de 2m de profundidad. De
bloque a bloque hay un piso de concreto de 2m de ancho y 0,30m de espesor, fuertemente
armado. Los bloques tienen varias aberturas para colocar las vigas de anclajes, de acuerdo
con los largos deseados de las pistas.
La Fig. 2.15, corte longitudinal A-A muestra el propio sistema de tensión. En el extremo
fijo se ve la viga de anclaje, atrás está el marco de anclaje que soporta las cuñas. En el
extremo móvil están los 2 gatos hidráulicos que, trabajando contra las vigas de anclaje
mediante 4 pernos, hala el marco de anclaje móvil y así produce la tensión en las guayas
tendidas entre los dos marcos de anclaje. Se puede observar que el proceso de tensado es una
54
sola operación, que normalmente dura unos 15 minutos. En la Fig. 2.16 se ve mejor el
funcionamiento del extremo vivo. La capacidad de los gatos es de 250ton cada uno, están
Fig. 2.15, Corte longitudinal A-A muestra el propio sistema de tensión.
OS
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SR
O
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DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
55
accionados por una bomba hidráulica eléctrica. Al efectuar la tensión se toma la lectura del
manómetro y se mide la elongación correspondiente. Se chequean las elongaciones medidas
con las calculadas.
Fig. 2.16, Proceso de Tesado.
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DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
En las Fig. 2.17 a y 2.17 b, se muestra el sistema de formaletas tanto exteriores como
interiores. Las formaletas son de acero. Las formaletas inferiores descansan sobre durmientes
(vigas U12) apoyados cada uno sobre bloques de neopreno para hacer más eficiente la
vibración. Las formaletas laterales se encuentran abajo con las formaletas inferiores y están
fijadas con pernos en los durmientes. Arriba están interconectadas con espaciadores
angulares dejando una abertura donde entra el concreto durante el vaciado. Las formaletas
laterales tienen los soportes para los vibradores exteriores así como los cables eléctricos para
alimentarlos. La mayoría de las formaletas laterales tienen largos de 9,15m y unos pocos de
56
largo de 6,10mtrs.; 3,05mtrs. y 1,53mtrs. respectivamente para hacer las variaciones
deseadas. Se instalan y se sacan con grúas.
Fig. 2.17 a, Formaletas internas.
Fig. 2.17 b, Formaletas externas.
OS
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E “(1977).
Fuente: B. H.
DHansen
Las formaletas interiores consisten de camisas de láminas de 6mm, de acero especial,
dobladas formando un tubo con diámetro 0,55m y en secciones de 6m de largo. Dentro de las
camisas hay un tubo inflable de goma (marca conduits) de unos 60m de largo y con diámetro
de 0,66m (26”). Al llenarse el conducto con aire la camisa se abre hasta que se encuentra con
unos pernos radiales y unos bloques de concreto en el lado interior de la armadura. En otras
palabras el conjunto de camisas de acero y el conduits es la formaleta interior. En el
desarrollo del pilote pretensado de ø36” la elaboración del sistema de formaletas interiores
fue el problema más difícil de resolver.
Las formaletas de madera de los pilotes hexagonales y octagonales no eran prácticas y
solamente podían ser rehusados pocas veces. Se hicieron pruebas con formaletas de acero
plegables, hasta con un sistema hidráulico. Al recibir el primer conduits e creía tener la
57
solución definitiva se creía tener la solución definitiva, pero faltaba mucho. El conduits sólo
no mantuvo su posición al vaciar concreto, flotaba. Se trató de mantenerlo amarrándolo en
sitio con alambres, pero debido a su flexibilidad flotaba arriba la parte donde no había
alambre; pernos y espaciadores de concreto dio el mismo resultado, hasta se trató con una
lámina continua doblada cubriendo la mitad superior del conduits, pero este se expandía
lateralmente. De ahí hasta la solución con una camisa cubriendo el conduits en toda su
extensión había un paso corto.
OS
D
A
RdeV1m de capacidad; el fabricante lo
El concreto se mezcla en una mezcladora horizontal,
E
S
E
R
S
llama “Activadora de Concreto”.
HOCon este tipo de mezcladora se logra según los expertos
C
E
ER de compresión que con el tipo vertical con la misma mezcla. A la vez
10% mejor D
resistencia
3
el tiempo de mezcla es corto. Los agregados granzoncillo y arena llegan por gabarra y se
descargan por una grúa equipada con cucharón. El frijolito llega por camión. El cemento
llega a granel. Hay 3 silos para cemento con una capacidad total de 148ton. Los agregados
serán cargados a sus tolvas respectivamente con la misma grúa que los descarga. De sus
tolvas caen en la tolva de pesa y luego serán introducidos en la mezcladora. El cemento tiene
su dosificadora automática.
De la planta mezcladora el concreto es transportado en dos baldes de 0,5m3 cada una por
camión. A lo largo de las pistas se mueve un camión-grúa que levanta el balde sobre la
formaleta y lo vacía poco a poco caminando adelante. Cuando el balde está vacío la grúa lo
devuelve al camión que regresa a la mezcladora por otra barcada. Trabajando con dos baldes
sobre camión se logra vaciar una pista de pilotes en cuatro horas. Una pista contiene de 65m3
a 75m3 de concreto.
58
Los pilotes terminados se levantan de las pistas por cuatro grúas pórticas eléctricas, que se
colocan cada una sobre uno de los cuatro puntos de levantar. Como las grúas están
sincronizadas pueden levantar los pilotes manteniendo las reacciones exactamente iguales.
Las grúas colocan el pilote sobre dos vagones de ferrocarril, que lo transportan al otro
extremo del patio donde una grúa fija lo coloca en depósito. La misma grúa fija también
carga sobre la gabarra los pilotes que van a ser hincados. Se han establecido otros depósitos
donde los pilotes están manejados por grúas flotantes. La modalidad de la empresa es
OS
D
A
RV
mantener cierta cantidad de pilotes de diferentes largos para el consumo de sus clientes
E
S
E
SR
O
H
C de otro lote, normalmente unos 120 pilotes.
mínimo se comienza
laE
fabricación
R
DE
principales: las compañías petroleras. Cuando la cantidad de pilotes se baja hasta cierto nivel
Procedimiento Constructivo de Pilotes
Según Hansen (1977), es el proceso mediante el cual se arman las cabillas a ser tensadas
por los gatos hidráulicos dentro de una pista especial para vaciado de pilotes, de forma tal
que queden alargadas sobre la misma y separadas de forma simétrica en forma cilíndrica
dentro de unas formaletas curvas normalmente de metal, las cuales sirven de molde para el
posterior vaciado de concreto de alta resistencia. Una vez vaciado el concreto se introduce un
vibrador para así poder sacar las burbujas de aire que se crean al momento del vaciado.
Luego de que se halla fraguado el concreto, aproximadamente a las 36 horas, se cortan las
guayas tensadas por los gatos y se quitan las formaletas, a partir de ese punto esta totalmente
construido el pilote.
59
A continuación se describe el proceso técnico que debe seguirse para la construcción de los
pilotes:
La fabricación de pilotes está planeado en tal forma que se completa una pista diaria. En
este caso la pista contiene 4 pilotes. Para llegar a esta producción, el personal está dividido
en seis grupos que trabajan con horarios diferidos, según una planificación determinada que
se cumple a cabalidad. El ciclo de producción sobre una pista se trabaja en la siguiente
OS
D
A
RVlos cables de extremo a extremo,
cada pilote sobre la pista. Luego el mismo grupoE
tiende
S
E
R
S
utilizando un winche que tiende
4 cables a la vez directamente de los rollos a través de los
HO
C
E
DERSe coloca cada alambre con las cuñas en sus sitios respectivos en el
grupos de estribos.
forma: Grupo Nº1, llamado “Tensión Cables” con la colocación de un grupo de estribos por
marco de anclaje en cada extremo. Cuando todos los alambres están en sus sitios se colocan
las divisiones entre pilote y pilote, las cuales a la vez sirven para mantener la distancia entre
los cables.
Cuando todo este preparado se procede el tensado. El tensado se hace por medio de los
dos gatos durante el tensado se efectúa las lecturas del manómetro por cada 20Kg/cm2 y se
mide la elongación correspondiente de los cables. El grupo Nº2 llamado “Cabilleros”, son los
que distribuyen los estribos de ¼” con sus distancias correctas y los amarres. El grupo Nº3
llamado “Formaletas Interiores”, comienzan a colocar en su sitio dentro del armazón, las
camisas debidamente limpias y engrasadas. El grupo Nº4 llamado “Formaletas Exteriores”,
colocan las formaletas exteriores de acero debidamente limpiadas y engrasadas conectadas a
la cama vibratoria.
60
Grupo Nº3 “Formaletas Interiores” introduce dentro de las formaletas interiores los
“Conduits”, los cuales se comienza en un extremo a llenar con aire con el objeto de mantener
firme las formaletas interiores durante el proceso de vaciado del concreto. Los técnicos de la
empresa hacen una inspección minuciosa en el vaciado para detectar cualquier error en el
proceso. Grupo Nº5 llamado “Fabricación y Colocación del Concreto” encargado del
transporte del concreto en dos camiones, cada uno con un balde de 0,5m3, que es levantado y
vaciado en las formaletas del pilote por un camión-grúa. La grúa va hacia adelante mientras
OS
D
A
RV
vacía el balde poco a poco. El recorrido del camión-grúa es de unos 20mtrs. por balde. Al
E
S
E
SR
O
H
Cproducida por 9 vibradores exteriores
E
vibración del concreto
es
R
DE
llegar otro camión por completo la grúa retrocede unos 18 m para comenzar otro vaciado. La
en cada lado de las
formaletas con una distancia entre ellos de 5 mts.
Durante el proceso del vaciado los vibradores serán llevados hacia delante uno por uno,
desde arriba se utilizan dos vibradores de aguja para bajar el concreto en la formaleta así
como un vibrador superficial para terminar la superficie del concreto. Aproximadamente 4
horas después de completar el vaciado de un largo correspondiente a un conduits se saca el
aire y las formaletas de acero se despegan del concreto. La sacada del aire en el momento
correcto es de suma importancia, si es demorada la adhesión entre la formaleta y el concreto
dificulta y hasta puede impedir que se saquen las formaletas inferiores.
Grupo Nº3 “Formaletas Interiores” comienza la tarea de sacar los conduits y luego las
camisas, utilizando un winche en cada extremo de la pista. Grupo Nº4 “Formaletas
Exteriores” comienza a sacar las formaletas exteriores. Tanto las formaletas exteriores como
las interiores serán limpiadas y engrasadas quedando listas para usar en la otra pista. Grupo
61
Nº6 “Albañilería” sacan las formaletas exteriores y mantienen la superficie del concreto
mojado hasta que dos albañiles apliquen un “pulido” con mortero al concreto. De inmediato
se aplica con roseador un líquido curador de concreto y luego los pilotes se cubren con tela
plástica, para proteger la superficie contra el sol.
El Grupo Nº 1 “Tensión Cables” 36 horas después del vaciado, cuando el concreto tiene
aproximadamente 300Kg/cm2 se baja la tensión, se cortan los cables y se levantan los pilotes
OS
D
A
V comprensión ver las figuras
Rmejor
está lista y libre para otra serie de pilotes. ParaE
una
S
E
R
S
siguientes: 2.18 a, 2.18 b, 2.19
2.19 b, 2.19 c y 2.20.
Ha,O
C
E
DER
para transportarlos al depósito. Luego de 72 horas después del ciclo de producción, la pista
Fig. 2.18 a, Separadores de cables.
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
Fig. 2.18 b, Cables instalados.
62
Fig. 2.19 a, Armado de cabillas.
Fig. 2.19 b, Colocación de amarres.
OS
D
A
RV
E
S
E
Fig. 2.19 c, Armado Terminado.
S R Fig. 2.20, Proceso de cortado.
O
H
C
E
R
DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
El Concreto
Como mencionado anteriormente el criterio en el diseño de la mezcla ha sido de lograr la
más alta resistencia posible con los agregados disponibles. En la Fig. 2.21 están indicadas las
cantidades que entre la mezcla y la curva de las resistencias promedias de cilindros, que se
63
obtienen normalmente. Se puede observar que el aumento de resistencia de los primeros días
es violento, y que no hay problema en levantar los pilotes a las 36 horas. A la vez se puede
ver que normalmente los pilotes pueden ser hincados a los 7 días, ya que en ese momento la
resistencia sobrepasa los 460 Kg/cm2 en ese respecto se puede mencionar que durante la
construcción del puente Urdaneta en varias oportunidades se hincaron pilotes de ø36” que
tenían apenas 5 días desde su vaciado.
OS
D
A
V ) es tan alta. Sin embargo no se
R
por eso la dosificación de cemento (superior a los 500
Kg/m
E
S
E
R
S
O de contracción del concreto debido a su alto contenido
ha encontrado inconvenientesH
algunos
C
E
ER el vaciado del concreto se sacan pruebas del asentamiento con
DDurante
de cemento.
La arena usada en la mezcla tiene un módulo de finura de 1.5 a 1.9 es demasiado bajo y
3
regularidad, a la vez se sacan unos 4 cilindros de prueba de cada pilote para romper a las 24
horas, 7 días y 28 días. Se trata de mantener los asentamientos entre 2 y 3 cm, pero no se
considera esta prueba como otra cosa que una guía muy aproximada controlada por el
operador de la planta. Las pruebas de comprensión de los cilindros son importantes y se lleva
un control rígido con ellas.
En la Fig. 2.22 se observa un gráfico sobre el promedio diario de la resistencia del
concreto a las 24 horas, a los 7 días y a los 28 días. Se nota una variación considerable en la
resistencia a las 24 horas, mientras que hay más consistencia entre las resistencias a los 28
días. En ciertas oportunidades se ha verificado las resistencias con muestras sacadas de los
pilotes por el método de “Gredrill”, y siempre se han encontrado conformidad entre estas y
los cilindros.
64
Fig. 2.21, Gráfico de la Resistencia de Pilotes.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
65
Fig. 2.22, Promedio diario de las Resistencias.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
Prueba de Flexión
En la primera pista de pilotes de ø36” hecha en 1958 se hizo una sección de pilotes de
13.90 m de largo. Esta sección fue sometida a una prueba de flexión tanto para verificar los
cálculos como la calidad de los materiales. En la Fig. 2.23 se presenta gráficamente esta
prueba. Hubo 5 ciclos de carga. En el primer ciclo se cargó hasta 125ton cuando ocurrieron
las primeras fisuras de tracción, se descargó hasta 61ton cuando las fisuras desaparecieron
66
por completo. En el segundo y tercer ciclo se llevó hasta momentos de 146ton y 175ton
respectivamente y después se descargó hasta que las fisuras se cerraron. El cuarto ciclo fue
llevado a 206ton y luego se descargó por completo, pero esta vez las fisuras ya no se cerraron
por completo. En el quinto ciclo se llevó la cargar hasta la ruptura total del concreto en
comprensión a las 220ton. La prueba mostró que en la realidad la sección tenía más
resistencia que la calculada, y por lo tanto no había problemas en el manejo de los pilotes
aunque el cálculo mostró una modesta tensión en el concreto. Más tarde el manejo e hinca de
unos cuantos miles de pilotes han reafirmado esto.
E
S
E
SR
Fig. 2.23, Prueba de Flexión H
del O
Pilote.
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
67
Manejo
Los pilotes prefabricados generalmente están expuestos a los momentos más grandes
durante su manejo y transporte, y en consecuencia son diseñados de acuerdo con los
momentos de manejo. Como se mencionó anteriormente los pilotes tipo Heerema se levantan
de las pistas y se transportan al depósito soportados en cuatro puntos, se colocan en depósito
y se cargan sobre gabarras soportados en tres puntos y en el sitio de su hinca se levantan dos
puntos.
OS
D
A
RV
E
S
E
R se levantan en un solo punto, pilotes un
Snormalmente
O
Los pilotes prefabricadosH
cortos
C
E
R
DEse levantan en dos puntos, mientras pilotes muy largos se levantan en 3 o 4
poco más largos
puntos. El eslingamiento para el manejo en uno o dos puntos no presenta problemas,
mientras que para el manejo de tres o cuatro puntos necesitan eslingamiento especial con
poleas para igualar las fuerzas, lo que consume más tiempo en el lugar de trabajo. Para
ahorrar tiempo valioso en el momento de levantar los pilotes antes de la hinca en el Lago la
Constructora Heerema ha diseñado todos los pilotes de ø36” para ser manejados en dos
puntos. Los dos puntos están situados de los extremos en una distancia de 0,207 x largo del
pilote. Estas distancias determinan que los momentos negativos sobre los apoyos son iguales
al momento positivo en el centro de los apoyos.
Para que los pilotes no sufran durante el transporte sobre la gabarra debe haber un apoyo
en la distancia de aprox. 0,15 x largo de los extremos. En la Fig. 2.24 se ve un pilote de
68,30m de largo levantado de la gabarra para ser hincado. Se puede apreciar la sencillez del
68
eslingamiento. El extremo derecho, la punta del pilote, se baja al agua, mientras el extremo
izquierdo se levanta hasta que el pilote esté vertical y bajo el martillo.
Fig. 2.24, Martinete Rotterdam.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
Detalles Estructurales
La compañía mantiene en existencia pilotes de ø36” de los siguientes largos: 162”, 175”,
187” y 210”. Según la experiencia estos largos son las más convenientes para los trabajos
normales en el Lago. Para trabajos determinados se puede hacer largo que se desea, así se
69
han hecho pilotes de 12m. hasta 68.30m.. de este último largo se hicieron 67 pilotes para la
planta Lago-Gas II de Shell en 1.968, y son los pilotes prefabricados más largos que se han
hecho en todo el mundo para la presente fecha. El número de guayas que se usa en los
diferentes largos son como sigue:
160”-168”:
24 Guayas.
169”-180”:
28 Guayas
181”-192”:
32 Guayas
193”-224”:
40 Guayas
OS
D
A
RVvaciado cuando el pilote está en
tapón en la punta. El tapón normal es de concretoE
armado
S
E
R
S
O del pilote con 0.40m por fuera. Para casos muy
depósito. El concreto entre H
0.40mdentro
C
E
DER
especiales: pilotes
muy largos con hinca muy dura se deja el concreto entrar 0.60m dentro del
Los pilotes con excepción de conductores para la perforación, siempre se hincan con
pilote y se instala una armadura adicional para evitar que el tapón que destruya durante la
hinca.
Procedimiento de Hincado de Pilotes
Según Hansen (1977) el hincado de un pilote es el proceso mediante el cual el pilote se
lleva a su sitio en la construcción por medio de golpes de un martillo. El martillo en su forma
más primitiva es un bloque de hierro que se levanta y se deja caer, repetidas veces hasta que
el pilote ha logrado cierta penetración en el terreno. Más tecnificado es el uso del martillo
mecánico, accionado por vapor, aire comprimido o por la explosión de combustible como en
el martillo diesel. Para la hinca de los pilotes objeto de este trabajo se usa exclusivamente
martillos de vapor. Acción por aire comprimido tiene la desventaja que su producción es
70
costosa y que el martillo se congela muy a menudo debido al constante enfriamiento del aire
expandiéndose. Al respecto de los martillos diesel se puede decir que aunque son prácticos y
económicos para la hinca de pilotes normales falta todavía comprobar su éxito en la hinca de
pilotes de concreto pretensado de 30 ton o más.
El martillo puede ser colgado en una grúa, mantenido en posición céntrica sobre el pilote
por una grúa corta; éste se llama martillo libre. Para pilotes largos es más conveniente
OS
D
A
RlaVtorre se coloca sobre una gabarra
sirva para manejar los pilotes. Para trabajar sobre E
agua,
S
E
R
S
junto con la caldera para suministrar
HO vapor al martillo. A la vez se equipa la gabarra con
C
E
ER
winches de D
anclas
para mantener la posición durante la hinca y para cambiar a las diferentes
colocar el martillo en una grúa larga, inclinable, soportada en una torre especial que a la vez
posiciones que la hinca requiere.
En fig. 2.24, se ve el equipo de hinca, el martinete “Rotterdam” de construcción Heerema.
Este equipo consiste de una gabarra que mide 18.30 m. de ancho, 46.00 m. de largo y 2.44 m.
de profundidad de construcción; tiene winches para 8 anclas de 4 ton. cada una, tiene una
grúa auxiliar de 10 ton. de capacidad y tiene oficina, cocina, comedor y alojamiento para un
personal de 24 trabajadores. La torre que tiene capacidad para levantar 150 ton. Se puede
inclinar hacia atrás y hacia adelante a 4:1 a la vez que la guía del martillo se puede inclinar
lateralmente la misma inclinación. Esto significa que el equipo puede hincar pilotes
inclinados en todas las direcciones hasta 4:1.
El pilote se levanta de la gabarra de transporte en dos puntos como se muestra, se saca la
gabarra de transporte, el punto de levante inferior se baja de manera que la punta del pilote
71
entre en el agua mientras se levanta el punto de levante superior, o sea, la cabeza del pilote.
Cuando el pilote está vertical se suelta la eslinga del punto inferior, la cabeza del
pilote se mete en el cabezote protector del martillo, el martinete trabajando con las guayas de
anclas busca su posición de hinca exacta, se baja el pilote con martillo hasta el fondo,
mientras el pilote penetra en el fondo, se chequea la verticalidad del pilote y la hinca puede
comenzar.
OS
D
A
RV Comienza la hinca lentamente
agua y de la penetración en el fondo del pilote con E
el martillo.
S
E
R
S
O corta. Se anota el número de golpes por cada pie y la
con golpes de 4-6 pulgadas H
de caída
C
E
DER Al aumentar la resistencia del suelo se aumenta la caída, si se baja la
caída correspondiente.
El pilote está marcado en pies, se toma nota en el reporte de la hinca de la profundidad de
resistencia se rebaja la caída, de manera que siempre se mantiene cierta relación entre la
resistencia y la caída. Al llegar a una resistencia de unos 25 golpes por pie se aumenta la
caída a 3’ con el martillo Menck-1500 y 2.5’ con el Menck-2000. Para no dañar los pilotes
se ha limitado el número de golpes por pie a 100 para el M-1500 y 80 para el m-2000 con las
caídas indicadas. Solamente se exceden estas limitaciones en casos muy especiales, si por
ejemplo hay una capa muy fina y se sabe que por debajo hay otra mucho más floja.
Investigaciones sobre la hinca han demostrado que cuando un pilote pretensado recibe un
golpe de martillo el impacto produce una onda de compresión que viaja hacia la punta con
una velocidad de aprox. 4.000 m. por segundo. Cuando la onda llega a la punta será reflejada.
Si la punta está en un suelo blando será reflejada como una onda de compresión. Si la punta
está en el suelo blando será reflejada como una onda de tensión. Mediciones efectuadas han
indicado tensiones por encima de 100 kg/cm². Las ondas pueden producir figuras
72
horizontales, que con la hinca prolongada puede ocasionar desprendimiento del concreto y
hasta destrucción del pilote. También puede ocurrir que cuando un pilote en el cual se han
producido figuras de tensión entra en suelo firme y se producen ondas de compresión con el
mismo lamentable resultado. Es evidente que un número excesivo de golpes por una
penetración puede dañar y hasta destruir cualquier pilote. En efecto se puede decir que es
posible destruir cualquier pilote si no se hinca con el cuidado necesario.
OS
D
A
RdeVla compañía alemana Menck &
el lago 4 tipos de martillos, todos de fabricación
E
S
E
R
S
Oindicadas las características de cada uno. Estos cuatro
Hambrock. En la tabla 2.1,H
están
C
E
ER
Dlos
martillos son
únicos martillos grandes semiautomáticos, eso quiere decir que están
La constructora Heerema tiene a su disposición para la hinca de pilotes para plataforma en
operados a mano, de manera que se puede ajustar la caída constante durante la hinca sin
parar. Se puede hincar con una caída de 0.10 m. hasta 1.20 m. Hay otros martillos grandes
que eventualmente pueden cambiar de caída completa, media caída o viceversa, pero, hay
que parar la hinca para hacer el cambio, de manera que exista más posibilidad de dañar los
pilotes por las razones expuestas.
La eficiencia con la cual el martillo puede hincar determinado pilote depende de la
relación entre el peso de la masa (M) y el peso del pilote (Pp). Se exige normalmente una
relación M / Pp ≥ ⅓. Si M es pequeño en relación al Pp, el martillo pierde eficiencia como
pasó cuando la compañía Heerema en 1957 hincó los pilotes octagonales ø 1.62 m. con un
M-600 con M/Pp = 0.09. El investigador alemán Dr. W. Schenck en su libro “Der
73
Rammpfahl” (El pilote de hinca) ha desarrollado una expresión de la eficiencia de la hinca, el
llamado “Factor de Eficiencia” C:
M+K² Pp
C = ------------------- ,
M+Pp
Donde K es un factor que depende del material del pilote, el tipo de protector usado en el
cabezote, tamaño de cabezote etc. Para pilotes de concreto se pone K= 0.3. C es el factor con
el cual debe multiplicarse la energía nominal de un martillo para lograr la energía efectiva,
Eef, al hincar determinado pilote:
OS
D
A
RV
E
S
E
R
O
Eef
= CS
x M x H;
H = caída.
H
C
E
DER
En la tabla 2.2 se ha presentado la combinación de varios tipos de de pilotes hincados con
diferentes martillos y los valores correspondientes de M / Pp y C. Cuando la Compañía
Heerema comenzó a fabricar e hincar los pilotes pretensados ø36”, en 1958 adquirió para su
martinete “Amsterdam” un martillo M-1500. Se pensaba en esa época que los pilotes no iban
a exceder 56 m. de largo y por lo tanto, con una relación de M / Pp = 0.33 no había
problemas. Sin embargo, cuando al año siguiente se empezó a negociar la hinca de pilotes de
60 m., para el puente Rafael Urdaneta se presentó la necesidad de adquirir un martillo más
grande. Se compró un M-2000 que para esa época era el martillo más grande del mundo.
Para acomodar este martillo se diseñó y construyó el martinete “Rotterdam”. La torre era de
52 m. de altura de manera que era necesario recortarla, para que ésta pudiera pasar por
debajo del puente cuando éste estuviera listo.
74
TABLA 2.1 Tipo de Martillos
PESO
PESO MASA
PESO
MARTILLO
(M)
CABEZOTE
t
t
t
MENCK 600
9.50
6.75
1.11
MENCK1500
31.00
15.00
MENCK 2000
38.00
MENCK 2500
45.00
MARTILLO
CAÍDA MÁX.
ENERGÍA
ENERGÍA
MÁX.
MÁX.
tm
H. lbs:
1.20
8.10
58.600
5.00
1.20
18.00
130.000
20.00
6.00
1.20
24.00
173.500
25.00
7.00
1.20
30.00
217.000
t
OS
D
A
RV
Fuente: Hansen (1977)
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
TABLA 2.2 Tipo de Pilotes, Martillos y Eficiencia
TIPO PILOTE
MARTILLO
PESO PILOTE P
(t)
MASA M(t)
M / Pp
M+K² Pp
C = -----------------M+Pp
HEXAGONAL ø
M-600
45.00
6.75
0.15
0.21
M-600
73.00
6.75
0.09
0.17
M-600
24.00
15.00
0.63
0.44
Ø 36” L=50.00 m
M-600
40.00
15.00
0.38
0.34
Ø 36” L=56.00 m
M-600
44.80
15.00
0.33
0.32
M-600
24.00
20.00
0.83
0.50
M-600
40.00
20.00
0.50
0.39
M-600
44.80
20.00
0.45
0.37
1.22L=50.30 m
OCTAGONAL ø
1.62 L=54.00 m
Ø 36”
L=30.00 m
Ø 36”
L=30.00 m
Ø 36” L=50.00 m
Ø 36”
L=56.00 m
Fuente: Hansen (1977)
75
Punta de los Pilotes
Los primeros pilotes Ø 36” que hincó la Compañía Heerema tenían puntas cónicas como
las de algunos de los pilotes experimentales. Pero al hacer pruebas de comparación entre
pilotes con punta cónica y un simple tapón como en la fig. 2.25, se podía comprobar que no
había diferencia ni en la hinca, ni en la capacidad de carga. Por eso se adaptó la punta de
tapón como norma, por ser más rápido de instalar. En esta misma serie de experimentos
OS
D
A
RV
también se probó hincar pilotes cilíndricos sin punta, es decir, abiertos
E
S
E
SeraRde lograr más penetración con menos hinca. Sin
La intención con el pilote abierto
O
H
C
E
R
embargo, todos
DElos pilotes que se hincaron abiertos sufrieron daños. Mostraron rajaduras
longitudinales en la parte central y algunas veces daños progresivos del extremo inferior. Las
rajaduras verticales se pueden explicar como el resultado de la presión radial hacia afuera del
agua, adentro del pilote, producida por la compresión del aire cuando el martillo golpea la
cabeza del pilote. El daño a la parte inferior del pilote está producido por la masa de la tierra
que se introduce en el pilote durante la hinca. Los daños pueden limitarse al aumentar el área
transversal de estribos o al bombear aire en grandes cantidades dentro del agua del pilote
durante la hinca. Por curiosidad se menciona aquí el uso de la cáscara fina de concreto en el
extremo del pilote, al llegar a cierta intensidad en el hinca, la cáscara se rompe y la diferencia
en presión dentro del pilote y del terreno hace que la tierra mezclada con el agua, entre en el
pilote violentamente a la vez que el pilote se baja rápidamente en la tierra.
76
Fig. 2.25, Pilotes Pretensados- Detalles Estructurales.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
En esta forma la Compañía hinco varios pilotes conductores en 1958, para evitar el
problema de las fracturas verticales. Sin embargo, se dejó de usar este procedimiento por
temor a que podría crearse vacíos en el terreno, que podrían causar asentamientos violentos
en los pilotes de carga. Aunque el método no es recomendable para la hinca de pilotes en una
locación con terreno arenoso difícil de penetrar en otra forma.
77
Hoy día la práctica de la Compañía en la hinca de pilotes conductores, es instalar en el
pilote de concreto el tubo de Ø 20” que hace falta de todas formas, en el patio, sellar en la
punta el vacío entre el tubo y el concreto, e hincar los dos como uno. De esta manera hay aire
dentro del pilote de concreto y se evitan las rajaduras verticales. Cuando el pilote de concreto
está hincado se suelda otra sección de tubo Ø 20” a la sección dentro del pilote de concreto;
al proceder con la hinca del tubo Ø 36” se rompe el sello entre éste y el concreto, y así se
puede hincar hasta que el tubo consigue la penetración deseada. Luego se llena el vacío con
concreto. (Ver Fig. 2.26).
E
S
E
SR
O
Fig. 2.26, Martillo Hidráulico.
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
78
Hinca con Chorro de Agua
Para lograr que un pilote penetre con más facilidad en el subsuelo se puede combinar la
hinca con el uso de un chorro de agua actuando en la punta o cerca de la punta del pilote. La
intención del chorro de agua (popularmente se usa la palabra en inglés “Jet”) es romper o
aflojar el suelo; trabaja muy bien en suelos granulares mientras que su efecto es reducido o
nulo en suelos cohesivos. A veces el chorro de agua hace más difícil la hinca. Esto ocurre
OS
D
A
RV
cuando el agua no puede escapar de la punta con suficiente rapidez, entonces el agua forma
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E para el uso del jet: externa e interna. En fig. 2.27, se ve el sistema
Hay dosD
formas
un “colchón” contra el cual se inca el pilote. Al parar el chorro la hinca va mejor.
externo, que consiste de dos tubos, que trabajan fuera del pilote, uno en cada lado. Los dos
tubos se pueden levantar y hacer caer para romper mejor la resistencia. En fig. 2.28 se ve la
forma interna; un tubo está instalado en el eje del pilote y sale en la punta, que en este caso es
cónica. En el extremo superior del tubo hay una conexión con la manguera de la bomba. Es
necesario empezar el bombeo antes de que la punta del pilote entre en el fondo.
Comparando las dos formas de jet, se ve que la forma exterior es más complicada de
instalar, pero tiene la ventaja de que se puede comenzar la hinca sin jet, y si se encuentra
terreno duro se pueden bajar los tubos y usar el chorro de agua. En agua de mucha
profundidad se necesita una guía especial submarina para mantener los tubos en su posición
cerca del pilote. La forma interna es costosa porque hay que instalar los tubos dentro de los
pilotes de antemano, y es difícil, por no decir imposible, recuperar los tubos. A la vez no
necesita ninguna guía especial submarina porque la salida del agua siempre está en la punta.
79
El uso de chorro de agua en la hinca exige un cuidado especial por parte del encargado de
la operación. Diferencias en el subsuelo puede resultar en la formación de un hueco desviado
donde el pilote será obligado a penetrar resultando en fractura hasta la destrucción del pilote.
Con el jet exterior se puede remediar este problema si se descubre a tiempo, pero con el jet
interior prácticamente no hay remedio si se comienza a desviar el pilote. Por esta razón no se
debe usar jet interior en suelos muy irregulares. En general no hay que considerar el riesgo, y
por lo tanto, su costo. El uso de jet, con la hinca es imperativo en los siguientes casos:
OS
D
A
RVHincado con chorro interno.
Fig. 2.27 Hincado con chorro de agua- externo y Fig.
2.28,
E
S
E
R
S
HO
C
E
DER
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
80
Definición de Términos Básicos
Validez y Alcance
Este Capítulo contiene las definiciones generales, la notación y unidades empleadas en
las presentes Normas, las cuales son aplicables a todas las Normas COVENIN - MINDUR
ya publicadas, excepto cuando una norma particular las defina con fines específicos. En el
OS
D
A
RV
Comentario se suministran referencias para otras definiciones no contempladas en el
E
S
E
SR
O
H
C una recopilación de las definiciones.
E
COVENIN-MINDUR",
aparece
R
DE
Artículo 2.2. En las Normas COVENIN-MINDUR 2004, "Terminología de las Normas
El usuario de las normas COVENIN-MINDUR está obligado a usar estas definiciones.
La unificación del vocabulario es esencial en la comunicación entre Ingenieros, Arquitectos,
Fabricantes, Constructores, Promotores, etc., y son los propios usuarios de estas normas los
más llamados a divulgarlas.
Definiciones Generales
Acabado: Dícese del último tratamiento que recibe un elemento de la construcción. Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
Acciones: Fenómenos que producen cambios en el estado de tensiones y deformaciones en
los elementos de una edificaci6n. Las acciones se clasifican en permanentes, variables,
accidentales, y extraordinarias. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
81
Acciones Variables: Son aquéllas que actúan sobre la edificación con una magnitud variable
en el tiempo y que se deben a su ocupación y uso habitual, como las cargas de personas,
objetos, vehículos, ascensores, maquinarias, grúas móviles, sus efectos de impacto, así como
las acciones variables de temperatura y reológicas, y los empujes de líquido y tierras que
tengan un carácter variable. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Acero: Aleación hierro - carbono, con un contenido máximo de carbono del dos por ciento
OS
D
A
RV
(2%) (steel). Véase en el Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN - MINDUR 2004-
E
S
E
SR
O
H
Cestructuras metálicas, aplicase a todo miembro o elemento que se
E
Acero Estructural:
En
las
R
DE
98, hierro. (2004)
designa así en los documentos del contrato y/o es necesario para la resistencia y la
estabilidad de la estructura. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Análisis Elástico: La determinación de las solicitaciones en los miembros y sus conexiones
suponiendo un comportamiento elástico lineal del material (elastic analisys). Véase en el
Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN - MINDUR 2004-98, solicitaciones, lineal.
Análisis Plástico: La determinación de las solicitaciones en los miembros y sus conexiones
suponiendo un comportamiento rígido-plástico, por ejemplo, que el equilibrio se satisface en
toda la estructura y la cedencia no es excedido en ninguna parte de la misma. Puede ser
necesario considerar los efectos de segundo orden (plastic analysis). Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
Armaduras: Conjunto de barras, alambres u otros elementos delgados que se colocan
82
dentro del concreto para resistir tensiones conjuntamente con éste (reinforcement). No se
use en lugar de celosía. Véase el Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN-MINDUR
2004-98.
Arriostramiento
Diagonal:
Miembros
estructurales
inclinados
que
soportan
primordialmente carga normal y que se emplean para permitirle a un pórtico estructural que
actúe como una celosía para resistir las cargas horizontales (diagonal bracing). Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
punto arriostrado R
en E
unaC
viga o columna (nodal bracing). Fuente: COVENIN-MINDUR.
DE
Arriostramiento Nodal: Arriostramiento discreto o puntual que controla el movimiento del
(2004)
Capacidad de Rotación: Es el incremento de rotación angular que un dado perfil es capaz
de soportar antes de una falla local. La capacidad de rotación se define como
R=(Øu/Øp)-1, donde Øu es la rotación total obtenida bajo el estado de solicitaciones
mayoradas y Øp es la rotación idealizada correspondiente a la teoría elástica aplicada al
caso de M = Mp (rotation capacity). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Carga de Agotamiento: Carga que conduce al estado limite de agotamiento resistente.
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Carga De Euler: La carga critica de una columna perfectamente recta, con extremos
articulados y cargada en su eje baricéntrico (Euler load). Fuente: COVENIN-MINDUR.
(2004)
83
Carga De Pandeo: La carga para la cual un miembro comprimido perfectamente recto
adopta una posición deformada (buckling load). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Carga de Servicio: Carga que probabilísticamente se espera ocurra durante la vida útil de
la edificación debida a su ocupación y uso habitual. Fuente: COVENIN-MINDUR.
(2004)
Carga Mayorada: Carga de servicio multiplicada por los factores de mayoración
OS
D
A
RV
indicados en las normas COVENIN-MINDUR (2004), correspondientes al material
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DlaEprimera tensión aplicada a un material para la cual ocurre un incremento
Cedencia: Es
utilizado.
en las deformaciones sin un aumento de las tensiones. También se llama tensión cedente
(yielding”, “yield point”, “yield stress”, “yield strength”). Fuente: COVENIN-MINDUR.
(2004)
Cimentación: es la parte de la estructura cuya misión es transmitir las cargas de la
edificación al suelo. Debido a que el suelo es generalmente mucho más débil que las
columnas o muros de concreto que soportará, el área de contacto entre el suelo y la
cimentación es mucho más grande que los miembros soportados y el suelo. Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
Columna: Miembro estructural utilizado principalmente para soportar la carga normal de
compresión acompañada o no de momentos flectores, y que tiene una altura de por lo menos
tres (3) veces su menor dimensión lateral (columna). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
84
Compuestos: Dícese de las secciones o miembros constituidos por dos o más planchas y/o
perfiles unidos entre sí de manera que trabajen en conjunto (built-up members). El caso
particular de las vigas armadas tiene una definición y un tratamiento especial. Véase el
Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN-MINDUR 2004-98.
Concentración de Tensiones: Tensiones localizadas cuya intensidad es mucho mayor que
el promedio, (aún en secciones de espesor constante cargadas uniformemente) debido a
OS
D
A
RV
cambios abruptos en la geometría o cargas localizadas (stress concentration). Fuente:
E
S
E
SR
O
H
Cde juntas para transmitir fuerzas entre dos o más miembros
E
Conexión: Combinación
R
DE
COVENIN-MINDUR. (2004)
(connection). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Conexión de Aplastamiento: Conexión en la cual las fuerzas cortantes se transmiten por
aplastamiento entre las planchas y los pernos, induciendo corte en éstos. Las planchas
pueden deslizarse entre sí al ser cargada la conexión (bearing connection). Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
Concreto: Mezcla homogénea de cemento Portland o cualquier otro cemento hidráulico,
agregados finos, gruesos y agua, con o sin aditivos. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Concreto Armado: Concreto que contiene el refuerzo metálico adecuado, diseñado bajo la
hipótesis que los dos componentes actuarán conjuntamente para resistir las solicitaciones a
las cuales está sometido. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
85
Concreto Estructural: Concreto armado que cumple con los requisitos de calidad del
Capítulo 4 de las Normas COVENIN-MINDUR 1753 “Estructuras de Concreto Armado para
Edificaciones, análisis y Diseño”. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Conduits: Conjunto de tuberías dispuestas para la conducción de un fluido, en especial
conducciones de agua . Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004).
Control de calidad: Comprende las técnicas y actividades operativas que tienen por objeto
OS
D
A
RV
tanto el seguimiento de un proceso, como la eliminación de las causas de desempeños no
E
S
E
SR
O
H
C control). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
E
resultados económicos
(quality
R
DE
satisfactorios en todas las fases del ciclo de la cantidad con el fin de obtener los mejores
Curvatura: La rotación por unidad de longitud debida a flexión (curvature). Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
Deformación Plástica: La diferencia entre la deformación total y la deformación elástica
(plastic strain). Fuente: COVENIN-MINDUR.
Deformación por Endurecimiento: En aquellos aceros estructurales que tiene una relación
tensión-deformación plana en la región plástica, el valor de deformación correspondiente al
inicio del endurecimiento por deformación (strain-hardening strain). Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
Diseño: En un miembro estructural, conocidas sus licitaciones, es la determinación racional
y económica de sus dimensiones, así como la distribución y detallado adecuados de todos sus
86
materiales y componentes, satisfaciendo a cabalidad las normas. Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
Diseño Límite: Un método para el diseño de estructuras para múltiplos de las condiciones
de servicio previstas, referido a un límite elegido de utilidad estructural. El límite de utilidad
estructural puede ser un límite plástico o elástico de estabilidad, de fatiga o un límite de
deformación (limit design, load factor design). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
Diseño Plástico: Un método de diseño para pórticos y vigas de acero contínuas que define
E
S
E
SR
O
H
Cdel hecho de que la carga máxima se calcula considerando el
E
término plástico proviene
R
DE
el límite de utilidad estructural como la carga máxima resistente o de agotamiento. El
comportamiento del acero en su dominio plástico (plastic design). Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
Empalme: La conexión entre dos elementos estructurales unidos en sus extremos para
formar un solo y más largo elemento (splice). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Espárrago: Conector de corte constituido por una barra corta de acero ensanchada en su
extremo superior, que se suelda al ala superior de los perfiles y queda embutida en el
concreto (slud). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Esfuerzo: Úsese preferentemente Tensión. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Especificación Técnica: Documento que establece las características de un producto o un
servicio tales como niveles de calidad, rendimiento, seguridad, dimensiones. Puede incluir
tambIén terminología, símbolos, métodos de ensayo, embalaje, requisitos de marcado o
87
rotulado. La especificación técnica puede adoptar la forma de un código de prácticas
(Definición oficial COVENIN). (2004)
Espectro: Representación gráfica de los valores máximos de una serie cronológica en
función de sus frecuencias o períodos. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Estado Límite de Resistencia: La condición límite que afecta la seguridad de la estructura,
y en la cual se alcanza la capacidad de agotamiento resistente (strength limit state). Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
Estado Límite de Servicio:H
Condición
límite que afecta la capacidad de la estructura de
C
E
ER mantenimiento, durabilidad, confort de sus ocupantes o función de
preservar suD
apariencia,
maquinarias bajo condiciones normales de ocupación y uso (serviceability limit state).
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Estructura: Conjunto de miembros y elementos cuya función es resistir y transmitir las
acciones al suelo a través de las fundaciones. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Fabricación: Proceso de manufactura para convertir materiales brutos en componentes
estructurales destinados a la construcción. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Factor de Longitud Efectiva: La relación entre la longitud efectiva y la longitud no
arriostrada de un miembro medida entre los baricentros de los miembros de arriostramiento
(effective lenght factor). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Factores de Mayoración: Factores empleados para incrementar las solicitaciones a fin de
88
diseñar en el estado limite de agotamiento resistente. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Factor de Minoración: Factores empleados para reducir la resistencia nominal y obtener la
resistencia de diseño. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Factor de Seguridad: Relación de un criterio de falla respecto a las condiciones de
utilización previstas. Aplicado al criterio de resistencia, cociente de la resistencia de
agotamiento dividida entre la resistencia de utilización o prevista. Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
E
S
E
S Rbuscado y de los criterios especificados. Fuente:
O
Falla: Inutilidad; depende del
propósito
H
C
E
R
DE (2004)
COVENIN-MINDUR.
Fatiga: Fenómeno de fractura que resulta de la aplicación cíclica de tensiones (fatigue).
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Fluencia: Deformación reológica que depende de la tensión aplicada ("creep"). No debe
confundirse con el término cedencia. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Galvanizado en Caliente: Recubrimiento del acero por inmersión en un baño de zinc
fundido (hot dip galvanizing). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Histéresis: Durante un ciclo de descarga, recuperación incompleta de las deformaciones
debida al consumo de energía. Este fenómeno físico puede observarse en un gráfico
tensiones-deformaciones correspondientes a una fuerza aplicada que varia gradualmente en
magnitud y sentido durante varios ciclos. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
89
Inestabilidad: Condición que se alcanza al cargar un elemento, miembro o estructura
comprimida, en la cual deformaciones progresivas resultan en una disminución de la
capacidad de carga (inestability). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Inspección de Obras: Actividad destinada a controlar que la fabricación y construcción de
una obra se realiza en cada una de sus etapas de acuerdo con los planos, las especificaciones
y demás documentos del proyecto. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
Junta: Área donde se unen dos o más extremos, superficies o bordes, y que incluye las
E
S
E
SR
O
H
C (joint). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
E
soldadas y juntas empernadas
R
DE
planchas, angulares, pernos, remaches y soldaduras empleadas. Se clasifican en juntas
Longitud efectiva: La longitud equivalente usada en las fórmulas de compresión para
calcular la resistencia de una columna (effective length). Fuente: COVENIN-MINDUR.
(2004)
Manómetro: Instrumento para medir la presión de los fluidos, principalmente de los gases.
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Memoria Descriptiva: Documento en el que se exponen las razones que justifican la
solución adoptada así como las hipótesis en el análisis y el diseño y, en general, todo lo
necesario para dar una visión completa del conjunto del trabajo. La memoria descriptiva
debe permitir su debida y clara interpretación por otros profesionales. Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
Método de Tensiones Admisibles: Método de diseño estructural donde las tensiones
90
calculadas en condiciones de servicio no exceden los valores limites establecidos por las
normas. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Norma: Es una especificación técnica u otro documento a disposición del público, elaborado
con la colaboración y consenso o aprobación general de todos los intereses afectados por ella,
basada en resultados consolidados de la ciencia, tecnología y experiencia, dirigida a
promover beneficios óptimos para la comunidad y aprobada por un organismo reconocido a
OS
D
A
RV
nivel nacional, regional o internacional (Definición oficial COVENIN). (2004)
E
S
E
SR
O
H
C(double concentrated forces). COVENIN-MINDUR. (2004)
E
lado del miembro R
cargado
DE
Par de fuerzas concentradas: Dos fuerzas iguales y opuestas que forman un par del mismo
Pilote: es un elemento constructivo utilizado para cimentación de obras, que permite
trasladar las cargas hasta un estrato resistente del suelo, cuando este se encuentra a una
profundidad que dificulta o encarece una cimentación directa. Fuente: COVENINMINDUR. (2004)
Pórtico Arriostrado: Pórtico en el cual la resistencia a las cargas laterales o a la
inestabilidad se suministra por medio de diagonales, sistemas de arriostramientos en forma
V o A u otros sistemas auxiliares (braced frames). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Recorrido de Tensiones: Diferencia algebraica entre los valores máximos y mínimo de las
tensiones a que un miembro está sometido bajo cargas cíclicas (stress range). Véase el
Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN-MINDUR 2004-98.
Relación Torque-Tensión: Término aplicado a la llave de impacto usada para producir la
91
pre-tracción especificada para los pernos de alta resistencia (torque -tensión relationship).
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Resistencia Requerida: Valores de las solicitaciones mayoradas necesarias para diseñar en
el estado limite de agotamiento resistente. Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Retracción: Deformación reológica que depende de los cambios de volumen que se
producen en ciertos materiales durante su fabricación o servicio como consecuencia de su
OS
D
A
RV
proceso de fraguado, endurecimiento, desecación, etc. (“shrinkage”). Fuente: COVENIN-
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DELa cobertura exterior de los componentes estructurales de una edificación
Revestimientos.
MINDUR. (2004)
(cladding). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Rigidez. La resistencia a la deformación de un miembro o estructura medida como la razón
entre la fuerza aplicada dividida por el correspondiente desplazamiento (stiffness). Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
Rotación Inelástica. En pórticos con arriostramientos excéntricos, el cambio permanente
en el valor del ángulo medido en el punto de intersección de la recta que conecta el eje
baricéntrico de la viga o viga eslabón en el punto de inflexión con el centroide de la
conexión en la cara de la columna. Experimentalmente se calculará a partir del análisis de
las deformaciones en el espécimen de ensayo. Para fines de diseño se descontará la porción
del ángulo debida a la cedencia previa de la viga (inelastic rotation of beam-to column
connection). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
92
Soldadura. Coalescencia localizada de metales producida sea por calentamiento a
temperaturas apropiadas, con o sin aplicar presión o por aplicación de presión solamente, y
con O sin utilización de metal de aporte (welding). Véase el Apéndice A de la Norma
venezolana. COVENIN-MINDUR 2004-98.
Soldadura de Filete. Una soldadura de sección aproximadamente triangular que une dos
superficies aproximadamente ortogonales, en una junta solapada o en forma de te o esquina
(fillet weld). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
Cfundida al metal base en todo su espesor (complete penetration
a través de la unión
yE
esta
R
DE
Soldadura de Penetración Completa. Soldadura de ranura que se extiende completamente
weld). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Solicitaciones Mayoradas: Conjunto de las solicitaciones simultáneas combinadas de
servicio o utilización previstas multiplicadas por los factores de mayoración fijados en las
normas aplicables al material utilizado, necesario para diseñar las secciones de los elementos
y miembros en el estado límite de agotamiento. Fuente: COVENIN-MINDUR (2004)
Tenacidad a la Fractura. Medida de la capacidad para absorber energía sin fractura. La
resistencia a la fractura se determina generalmente mediante cargas de impacto sobre
especímenes que poseen una entalladura de geometría normalizada (fracture toughness).
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Tensión: Fuerza por unidad de área; úsese preferentemente en lugar de esfuerzo. Fuente:
COVENIN-MINDUR. (2004)
93
Tensión Admisible. Tal como se utiliza en el diseño por el método de las tensiones
admisibles, es la tensión máxima que se permite bajo cargas de servicio o de utilización
previstas (allowable stress). Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
Torsión de Saint Venant. Es la porción de torsión inducida solamente por las tensiones de
corte en el miembro. También se le denomina torsión uniforme. (St. Venant torsion).
Fuente: COVENIN-MINDUR. (2004)
OS
D
A
RV
Vida Útil: Fuente: Duración económica probable de una edificación. Fuente: COVENIN-
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DEestructural en el cual puede considerarse que las tensiones internas en
Viga: Miembro
MINDUR. (2004)
cualquier sección transversal dan como resultantes una fuerza cortante y un momento
flector (beam girder). Véase el Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN - MINDUR
2004-98.
Viga Armada. Viga cuya sección está compuesta por dos planchas de acero que forman sus
alas, unidas a una plancha de una sola pieza que constituye el alma, añadiéndose
rigidizadores a uno o ambos lados del alma donde se necesiten (plate girders). Véase el
Apéndice A de la Norma venezolana COVENIN MINDUR 2004-98.
94
Objetivo General: Proponer Un Procedimiento Constructivo Sobre Pilotes Pretensados E Instalación (Hincados) en el
Lago de Maracaibo
Objetivos
Específicos
Describir el Proceso
Constructivo de Pilotes
Pretensados
Variable
Dimensiones
Indicadores
Proceso Constructivo
de Pilotes
Fuerza de Pretensión.
Gatos Hidráulicos.
Esfuerzo de Fluencia del Acero (Guayas).
Curado del Concreto.
Resistencia del Concreto a los 28 días.
Vibrado del Concreto.
Pérdidas de Tensión.
Anclaje.
Armadura.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
EC
DER
Describir el Procedimiento
de Hincado de Pilotes
Elaborar un Procedimiento
práctico de Seguridad para
las actividades de
Construcción e Hincado
de Pilotes Pretensados en
el lago de Maracaibo
Procedimiento
Constructivo
de Pilotes
Pretensados e
Hincados en el Lago
Procedimiento de
Hincado de Pilotes
Procedimiento Práctico
de Seguridad
Hincado de Pilotes.
Martillo Hidráulico.
Rechazo de Hincado.
Izamiento de Pilotes.
Transporte.
Poda de Pilotes.
Corte de Guayas
Equipos de Seguridad.
Áreas de Seguridad.
Suministro de Oficinas e Instalaciones con
sistema de seguridad contra incendio.
Adiestramiento de Personal.
Personal Médico.
95
Definición Operacional de las Variables
Procedimientos Constructivos de Pilotes Pretensados.
Es la recopilación y descripción ordenada de los pasos que se dan en un proceso
constructivo para ser inspeccionados.
Hincado de Pilotes Pretensados.
OS
D
A
RV
Es la técnica que se usa para la instalación de pilotes pretensados en obra.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
96
CAPITULOIII
MARCO METODOLÓGICO
En esta fase se presenta el marco metodológico que constituye la medula de cualquier
OS
D
A
RV técnica e instrumentos de
explicando lo relativo al tipo de diseño o método,
población,
E
S
E
R
S
recolección de datos utilizados
para obtener, procesar, evaluar e interpretar los resultados
HO
C
E
R
obtenidos deD
laE
investigación, así como el procedimiento llevado a cabo para el estudio.
estudio, por cuanto refiere en forma detallada sobre como trabajar en la investigación,
Tipo y Nivel de la Investigación
En este punto es importante acotar lo señalado por Chávez (2001), para quien el tipo de
investigación se determina de acuerdo con el tipo de problema a resolver, así como de los
objetivos que se pretenden lograr, y algo sumamente relevante, la disponibilidad de
recursos al momento de emprender la investigación.
Por otro lado, de acuerdo al tipo de estudio, dependerá la estrategia que se seguirá en el
desarrollo de la investigación, así como también el diseño, los datos necesarios a recolectar,
la manera como se obtendrán, y los demás componentes del proceso de investigación.
Dentro de este marco, se clasifico según el método utilizado como descriptiva, definida por
Chávez (2001) como
aquella
investigación
orientada
a recolectar informaciones
97
relacionadas con el estado real de las personas, objetos, situaciones o fenómenos, tal cual
como se presentaron en el momento de su recolección. Describe lo que se mide sin realizar
inferencias ni verificar hipótesis.
Para Salkind (1998), se considera como investigación descriptiva aquella en la cual se
reseñan las características o rasgos de la situación o fenómeno objeto de estudio.
Para Cerda (1998), tradicionalmente se define la palabra “describir” como el acto de
OS
D
A
RV
representar, reproducir o figurar a personas, animales o cosas; es decir, se deben describir
E
S
E
SR
O
H
situaciones o cosas,
oE
sea,C
aquellas propiedades que las hacen reconocibles a los ojos de los
R
DE
aquellos aspectos mas característicos distintivos y particulares de estas personas,
demás. De acuerdo con este autor, una de las funciones principales de la investigación
descriptiva es la capacidad para seleccionar las características fundamentales del objeto de
estudio y su descripción detallada de las partes, categorías o clases de dicho objeto.
Al respecto, Hernández, Fernández y Baptista (2003), señalan que con frecuencia el
propósito de todo investigador es básicamente describir situaciones y eventos: es decir,
definir los fenómenos en términos de cómo es y como se manifiestan. Desde esta
perspectiva, se considera descriptiva por tratarse de los procedimientos constructivos de
pilotes pretensados e hincados.
No obstante, también se ha catalogado como un estudio de tipo documental, por cuanto
se hizo necesaria la revisión de textos, revistas, monografías, recursos electrónicos como la
Internet, entre otros, sobre tópicos alusivos a la materia para poder desarrollar el marco
teórico que sirvió de fuentes documentales, recolectando, evaluando, verificando y
98
sintetizando evidencias de lo que se investiga, con el fin de establecer conclusiones
relacionadas con el objetivo de la investigación. Según su propósito, se trata de una
investigación aplicada, por cuanto su fin principal es resolver un problema en un periodo
corto de tiempo (Chávez, 2001).
La investigación aplicada o tecnológica, busca la obtención de un nuevo conocimiento
técnico con aplicación inmediata a un problema determinado. Este tipo de investigación se
OS
D
A
V separar (Vélez, 2001).
una necesidad social por resolver. Ambas practicas E
no R
se pueden
S
E
R
S
HO
C
E
DER
Diseño de la Investigación
fundamenta en los resultados de la investigación básica, la cual a su vez esta supeditada a
El diseño de la investigación se constituye en el plan o estrategias que guían al estudio
en la búsqueda de las respuestas a las preguntas planteadas tendientes a resolver un
problema
de investigación. En orden a lo anterior, la presente investigación fue no
experimental, por cuanto la variable objeto de estudio, “Procedimientos Constructivos de
Pilotes Pretensados e hincados”, no ha sido sometida a ningún tipo de manipulación o
variación: solo se han observado sus procedimientos constructivos en su ambiente real y en
un momento dado.
Según Hernández, Fernández y Baptista (2003), la investigación no experimental se
realiza sin manipular deliberadamente las variables, es decir, se trata de la investigación
donde no se hacen variar intencionalmente
las variables independientes. En la
investigación no experimental se observan los fenómenos tal y como se dan en su contexto
99
natural, para después analizarlos. Los sujetos son observados en su ambiente natural, en su
realidad.
Señalan los mismos autores, en estudios no experimentales no se construye ninguna
situación, solo se observan situaciones ya existentes, no provocadas intencionalmente por el
investigador: es decir, no existe un control directo por parte del investigador. Ahora bien,
tomando en consideración la evolución del fenómeno estudiado, la inestimación fue de tipo
OS
D
A
RV
es decir, en un momento dado su evolución (Chávez,
2001).
E
S
E
R
S
O
H
C
E
En tal sentido, siguiendo
a Hernández, Fernández y Baptista (2003), este diseño tiene la
DER
transversal, ya que durante el desarrollo de la misma cada variable se midió una sola vez:
finalidad de estudiar o realizar una solo observación del estado de una o diversas variables
en un momento dado, o bien cual es la relación entre un conjunto de variables en un punto
en el tiempo. Es decir, los diseños de investigación transeccional o transversal, se definen
como
aquellos que recolectan datos en un solo momento, en un tiempo único. Su
propósito es describir las variables, y analizar su incidencia e interrelación en momento
dado.
Por otro lado, esta investigación se ha calificado, de campo tomando en cuenta el
método a utilizar, pues su desarrollo se ha efectuado en contacto directo con el objeto de
estudio, en este caso con las empresas especializadas en construcción e hincado de pilotes
pretensados para la Industria Petrolera nacional.
Al respecto, sabino (1999) define los diseños de campo como aquellos que se basan en
información o datos de orden primario, obtenidos directamente de la realidad.
100
Población y Muestra
Población
En esta parte de la investigación, el interés consiste en definir quienes y que
características deberán tener los sujetos (personas, organizaciones o situaciones y factores)
objeto de estudio (Bernal, 2000). De acuerdo con Fracica (1988, p. 36), “población es el
OS
D
A
RV
conjunto de todos los elementos a los cuales se refiere la investigación. Se puede definir
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E p. 48), “población o unidad de análisis, es la totalidad de elementos o
D(1994,
Para Jany
también como el conjunto de todas las unidades de muestreo”.
individuos que tienen ciertas características similares y sobre las cuales se desea hacer
inferencia”. En efecto, según Tamayo y Tamayo (2003) una población esta determinada
por sus características definitorias; por tato, el conjunto de elementos con esta característica
se denomina población o universo. De allí que la población se define como la totalidad del
fenómeno a estudiar donde las unidades de población poseen una característica común, la
cual se estudia y da origen a los datos de la investigación.
Por otro lado, Hernández, Fernández y Baptista (2003) señalan la importancia de definir
la unidad de análisis; es decir, quienes van a ser medidos (personas, organizaciones, entre
otros), para ello se hace necesario delimitar la población a estudiar y sobre a cual se
pretende generalizar los resultados. Igualmente, Selltiz, Jahoda, Deutsch y Cook (1994),
conceptualizan la población como el conjunto de todas las cosas convergentes con una serie
de especificaciones.
101
Así mismo, indica la importancia de establecer claramente las características de la
población, a fin de delimitar cuales serán los parámetros muéstrales que se fijaran para
lograr la selección de una muestra representativa. En tal sentido, la población es esta
investigación ha estado constituida por todas las empresas constructoras y de hincado de
pilotes pretensados, tales como: VINCLER, CAMSAS, Raymond Brownd, PDVSA. De
acuerdo con Chávez (2001), se consideró finita y accesible.
OS
D
A
RV
Muestra
E
S
E
SR
O
H
C señala Chávez (2001), es una porción representativa de la
E
En cuanto a laR
muestra
DE
población, que permita generalizar sobre esta los resultados de una investigación, ya que
hace posible extraer información que resulta imposible estudiar en la población, porque esta
incluye la totalidad. En este sentido, en
esta investigación
se ha tomado
para la
muestra los pilotes fabricados en la Empresa Constructora CAMSAS.
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Información
Es importante destacar que los métodos de recolección de datos, se pueden definir como
el medio a través del cual el investigador se relaciona con los participantes para obtener la
información necesaria que le permita logar los objetivos de la investigación. Con relación a
este punto, las técnicas utilizadas para la recolección de información, se han basado en la
documentación bibliográfica mediante la consulta a varias Empresas Consultoras,
INELECTRA, TIVENCA, Centro de Investigaciones Científicas LEFMAN, C.A.,
de
102
donde se obtuvieron las asesorías y el material didáctico para la elaboración de esta
investigación.
Por otra parte, se realizaron entrevistas las cuales comprenden la relación directa
establecida entre el investigador y su objeto de estudio a través de individuos o grupos con
el fin de obtener testimonios orales (Tamayo y Tamayo, 2003). En el caso de esta
investigación, las entrevistas se efectuaron de forma individual a ingenieros especialistas en
OS
D
A
RV
la materia.
E
S
E
S Rde la Investigación
O
Procedimientos
H
REC
DE
La formulación y ejecución de la presente investigación involucró las siguientes etapas:
Elaboración del Procedimiento Constructivo de Pilotes Pretensados e Hincado.
Ejecución de la investigación, elaboración del planteamiento del problema, definición
de los objetivos, justificación y delimitación de la investigación.
Desarrollo del marco teórico del estudio, a través de la revisión de antecedentes y
bases teóricas, las cuales sustentaron la variable abordada en este trabajo,
“Procedimiento Constructivo de piotes Pretensados e Hincados”.
Determinación del tipo y diseño de la investigación.
Selección de la población y muestra de estudio, para determinar a que sujetos aplicar
el instrumento.
Elaboración de instrumento de recolección de datos.
103
Procedimientos y normas para la descripción del procedimiento constructivo de pilotes
pretensados e hincados.
Descripción del procedimiento de seguridad, higiene y ambiente a ejecutarse durante
el proceso constructivo de pilotes y su hincado.
Redacción definitiva del trabajo.
Elaboración de conclusiones y recomendaciones.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
104
CAPITULOIV
RESULTADOS
Análisis e Interpretación de los Resultados
OS
D
A
RV de Venezuela tres empresas
Actualmente en el Occidente de la República Bolivariana
E
S
E
R
S
privadas realizan construcciones
de pilotes pretensados, las cuales son: Vincler, Camsas y
HO
C
E
DEenRla Costa Oriental del Lago de Maracaibo (antigua Lagoven).
PDVSA, ubicada
Los equipos que se utilizan datan desde hace 30 años o más aproximadamente, como
son las Grúas, Gabarras, Martillos, Gatos Hidráulicos, entre otros. Durante este tiempo la
tecnología ha avanzado gigantescamente con respecto a equipos sofisticados y no se han
actualizado las empresas de construcción de pilotes pretensados.
El personal profesional para la construcción de pilotes pretensados es muy escaso, sólo
dichas empresas de generación en generación se traspasan los conocimientos y la buena
práctica de la Ingeniería más no existe un ente académico que se encargue de formar
Ingenieros, Técnicos y mano de obra calificada para dicha actividad y sobre todo, que se
mantenga actualizado el proceso constructivo debido al adelanto tecnológico.
105
En esta propuesta se organiza en forma ordenada los pasos del proceso constructivo y
de los controles que el constructor y/o Inspector deben considerar para obtener una buena
calidad del producto con un menor o ningún accidente que lamentar. El
proceso
constructivo en si es de alta peligrosidad, durante el proceso, así como, la manipulación de
los pilotes para su almacenaje e hincado en el Lago de Maracaibo. Siguiendo los pasos del
proceso se puede garantizar con éxito la calidad del producto (pilote pretensado) con un
mínimo de accidente.
OS
D
A
RVen esta investigación para cada
El análisis e interpretación de la propuesta realizada
E
S
E
R
S
objetivo específico son:
HO
C
E
DER
El proceso constructivo de Pilotes Pretensados es el proceso mediante el cual se arman
las cabillas a ser tensadas por los gatos hidráulicos dentro de una pista especial para
vaciado de pilotes, de forma tal que queden alargadas sobre la misma y separadas de forma
simétrica en forma cilíndrica dentro de unas formaletas curvas normalmente de metal, las
cuales sirven de molde para el posterior vaciado de concreto de alta resistencia. Una vez
vaciado el concreto se introduce un vibrador para así poder sacar las burbujas de aire que se
crean al momento del vaciado. Luego de que se halla fraguado el concreto,
aproximadamente a las 36 horas, se cortan las guayas tensadas por los gatos y se quitan las
formaletas, a partir de ese punto esta totalmente construido el pilote. Todo esto se ha
resumido en un paso a paso de manera práctico y sencillo a través de los procedimientos de
control de Inspección, que contempla el control de los materiales de construcción a utilizar
en el proceso; así como también, el control de equipos y de las actividades propias del
106
proceso constructivo con el objetivo fundamental de obtener un producto con calidad que
satisfaga las necesidades del cliente bajo los aspectos de tiempos, proceso y calidad.
Procedimiento de Hincado de Pilotes ha sido realizado de manera sencilla y práctica
para realizar el conjunto de actividades inherentes a la manipulación e hincado de pilotes en
el lago de Maracaibo. El cual se define como el proceso mediante el cual el pilote se lleva a
su sitio en la construcción por medio de golpes de un martillo. El martillo en su forma más
OS
D
A
RseV
pilote ha logrado cierta penetración en el terreno. Esto
ha resumido en el procedimiento
E
S
E
SR
O
de Hincado de Pilotes.
H
C
E
R
DE
primitiva es un bloque de hierro que se levanta y se deja caer, repetidas veces hasta que el
Procedimiento práctico de seguridad, que permite a los ingenieros residentes de obras y
a los inspectores, darle todo a todo el personal la seguridad físico y mental necesaria para
que cumplan con su trabajo eficientemente; también permite darle las instalaciones físicas
que el brinden a todo el personal una higiene corporal y por último la protección del medio
ambiente que permite minimizar el impacto que pueda ocasionar la construcción de pilotes
y su instalación al medio ambiente. Ese procedimiento permite a todos los trabajadores una
mayor calida de vida en sus respectivos trabajos
Con la aplicación del Procedimiento Constructivo de Pilotes Pretensados e Hincados en
el Lago de Maracaibo se realiza un gran aporte a los Ingenieros y Técnicos de inspección
y/o de construcción de pilotes, en el aspecto de tecnología actual en la industria Petrolera,
así como también, en las contratistas que le trabajan a PDVSA y sus filiales.
107
Procedimiento Constructivo de Pilotes
Este sistema de preforzado ó pretensado toma su nombre del hecho de que los cordones
de acero se estiran antes de que el concreto se haya vaciado. Considerando la forma en que
el acero preforzado se mantiene en tal estado hasta que se suelta en el concreto.
El método de pretensado se utiliza de manera predominante, debido a su adaptabilidad
OS
D
A
Vde concreto reforzado sobre el
R
establece un lecho de esforzado que consiste de una
losa
E
S
E
R
S
piso, paredes de anclaje de acero
HOverticales en los extremos denominados montantes, y el
C
E
ER Los cordones de acero se estiran y se anclan en los montantes
equipo de D
preforzado.
para la producción en serie en las plantas de prevaciado. En el patio de prefraguado se
verticales, los cuales son bastante rígidos y que generalmente se forman de secciones de
acero de ala ancha en cimentaciones de concreto reforzado.
Los montantes pueden diseñarse para soportar las fuerzas excéntricas generadas por el
acero preforzado. Esta técnica se presta por sí misma para la producción en serie eficiente,
ya que los lechos de esforzado se hacen lo suficientemente largos de modo que sea posible
la fabricación de varios miembros similares de manera simultánea por medio de una sola
operación de tracción.
La operación final a que se somete el miembro mientras aún se encuentra en el lecho de
esforzado consiste en el desprendimiento de los cordones con relación a los anclajes
terminales. Esto se realiza después de que las probetas de prueba han demostrado que el
concreto en el miembro ha alcanzado la resistencia especificada por el diseñador. La
108
transportación y levantamiento de los miembros terminados sigue inmediatamente después
del cortado de los cordones. No existen dudas acerca de que el manejo y transportación
eficientes son bastante importantes para lograr que los costos de producción se mantengan
competitivos.
Según Hansen (1977), es el proceso mediante el cual se arman las cabillas a ser tensadas
por los gatos hidráulicos dentro de una pista especial para vaciado de pilotes, de forma tal
OS
D
A
Vcuales sirven de molde para el
Rlas
dentro de unas formaletas curvas normalmente de metal,
E
S
E
R
S
posterior vaciado de concretoH
deO
alta resistencia. Una vez vaciado el concreto se introduce
C
E
EasíRpoder sacar las burbujas de aire que se crean al momento del vaciado.
un vibradorD
para
que queden alargadas sobre la misma y separadas de forma simétrica en forma cilíndrica
Luego de que se halla fraguado el concreto, aproximadamente a las 36 horas, se cortan las
guayas tensadas por los gatos y se quitan las formaletas, a partir de ese punto esta
totalmente construido el pilote.
A continuación se describe el proceso técnico que debe seguirse para la construcción de los
pilotes:
La fabricación de pilotes está planeado en tal forma que se completa una pista diaria. En
este caso la pista contiene 4 pilotes. Para llegar a esta producción, el personal está dividido
en seis grupos que trabajan con horarios diferidos, según una planificación determinada que
se cumple a cabalidad. El ciclo de producción sobre una pista se trabaja en la siguiente
forma: Grupo Nº1, llamado “Tensión Cables” con la colocación de un grupo de estribos por
cada pilote sobre la pista. Luego el mismo grupo tiende los cables de extremo a extremo,
109
utilizando un winche que tiende 4 cables a la vez directamente de los rollos a través de los
grupos de estribos. Se coloca cada alambre con las cuñas en sus sitios respectivos en el
marco de anclaje en cada extremo. Cuando todos los alambres están en sus sitios se colocan
las divisiones entre pilote y pilote, las cuales a la vez sirven para mantener la distancia entre
los cables.
Cuando todo este preparado se procede el tensado. El tensado se hace por medio de los
OS
D
A
RVNº2 llamado “Cabilleros”, son
mide la elongación correspondiente de los cables. E
El grupo
S
E
R
S
los que distribuyen los estribos
HdeO¼” con sus distancias correctas y los amarres. El grupo
C
E
ER Interiores”, comienzan a colocar en su sitio dentro del armazón,
Nº3 llamadoD
“Formaletas
dos gatos durante el tensado se efectúa las lecturas del manómetro por cada 20Kg/cm2 y se
las camisas debidamente limpias y engrasadas. El grupo Nº4 llamado “Formaletas
Exteriores”, colocan las formaletas exteriores de acero debidamente limpiadas y engrasadas
conectadas a la cama vibratoria.
Grupo Nº3 “Formaletas Interiores” introduce dentro de las formaletas interiores los
“Conduits”, los cuales se comienza en un extremo a llenar con aire con el objeto de
mantener firme las formaletas interiores durante el proceso de vaciado del concreto. Los
técnicos de la empresa hacen una inspección minuciosa en el vaciado para detectar
cualquier error en el proceso. Grupo Nº5 llamado “Fabricación y Colocación del Concreto”
encargado del transporte del concreto en dos camiones, cada uno con un balde de 0,5m3,
que es levantado y vaciado en las formaletas del pilote por un camión-grúa. La grúa va
hacia adelante mientras vacía el balde poco a poco. El recorrido del camión-grúa es de unos
110
20mtrs. por balde. Al llegar otro camión por completo la grúa retrocede unos 18 m para
comenzar otro vaciado. La vibración del concreto es producida por 9 vibradores exteriores
en cada lado de las formaletas con una distancia entre ellos de 5 mts.
Durante el proceso del vaciado los vibradores serán llevados hacia delante uno por uno,
desde arriba se utilizan dos vibradores de aguja para bajar el concreto en la formaleta así
como un vibrador superficial para terminar la superficie del concreto. Aproximadamente 4
OS
D
A
RLaVsacada del aire en el momento
aire y las formaletas de acero se despegan del concreto.
E
S
E
R
S
correcto es de suma importancia,
HO si es demorada la adhesión entre la formaleta y el
C
E
DEyRhasta puede impedir que se saquen las formaletas inferiores.
concreto dificulta
horas después de completar el vaciado de un largo correspondiente a un conduits se saca el
Grupo Nº3 “Formaletas Interiores” comienza la tarea de sacar los conduits y luego las
camisas, utilizando un winche en cada extremo de la pista. Grupo Nº4 “Formaletas
Exteriores” comienza a sacar las formaletas exteriores. Tanto las formaletas exteriores
como las interiores serán limpiadas y engrasadas quedando listas para usar en la otra pista.
Grupo Nº6 “Albañilería” sacan las formaletas exteriores y mantienen la superficie del
concreto mojado hasta que dos albañiles apliquen un “pulido” con mortero al concreto. De
inmediato se aplica con roseador un líquido curador de concreto y luego los pilotes se
cubren con tela plástica, para proteger la superficie contra el sol.
El Grupo Nº 1 “Tensión Cables” 36 horas después del vaciado, cuando el concreto tiene
aproximadamente 300Kg/cm2 se baja la tensión, se cortan los cables y se levantan los
pilotes para transportarlos al depósito. Luego de 72 horas después del ciclo de producción,
111
la pista está lista y libre para otra serie de pilotes. Para una mejor comprensión ver las
figuras siguientes: 4.18 a, 4.18 b, 4.19 a, 4.19 b, 4.19 c y 4.20.
Fig. 4.18 a, Separadores de cables.
Fig. 4.18 b, Cables instalados.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
E “(1977).
Fuente: B. H.
DHansen
Fig. 4.19 a, Armado de cabillas.
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
Fig. 4.19 b, Colocación de amarres.
112
Fig. 4.19 c, Armado Terminado.
Fig. 4.20, Proceso de cortado.
OS
D
A
RV
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
E
S
E
SR
O
Hincado de pilotes
H
C
E
R
DE
Según Hansen (1977) el hincado de un pilote es el proceso mediante el cual el pilote se
lleva a su sitio en la construcción por medio de golpes de un martillo. El martillo en su
forma más primitiva es un bloque de hierro que se levanta y se deja caer, repetidas veces
hasta que el pilote ha logrado cierta penetración en el terreno. Más tecnificado es el uso del
martillo mecánico, accionado por vapor, aire comprimido o por la explosión de combustible
como en el martillo diesel. Para la hinca de los pilotes objeto de este trabajo se usa
exclusivamente martillos de vapor. Acción por aire comprimido tiene la desventaja que su
producción es costosa y que el martillo se congela muy a menudo debido al constante
enfriamiento del aire expandiéndose. Al respecto de los martillos diesel se puede decir que
aunque son prácticos y económicos para la hinca de pilotes normales falta todavía
comprobar su éxito en la hinca de pilotes de concreto pretensado de 30 ton o más.
113
El martillo puede ser colgado en una grúa, mantenido en posición céntrica sobre el pilote
por una grúa corta; éste se llama martillo libre. Para pilotes largos es más conveniente
colocar el martillo en una grúa larga, inclinable, soportada en una torre especial que a la vez
sirva para manejar los pilotes. Para trabajar sobre agua, la torre se coloca sobre una gabarra
junto con la caldera para suministrar vapor al martillo. A la vez se equipa la gabarra con
winches de anclas para mantener la posición durante la hinca y para cambiar a las
diferentes posiciones que la hinca requiere.
OS
D
A
RV “Rotterdam” de construcción
En la fig. 4.21, se ve el equipo de hinca, el E
martinete
S
E
R
S
Heerema. Este equipo consiste
HdeOuna gabarra que mide 18.30 m. de ancho, 46.00 m. de
C
E
R
largo y 2.44D
m.E
de profundidad de construcción; tiene winches para 8 anclas de 4 ton. cada
una, tiene una grúa auxiliar de 10 ton. de capacidad y tiene oficina, cocina, comedor y
alojamiento para un personal de 24 trabajadores. La torre que tiene capacidad para levantar
150 ton. Se puede inclinar hacia atrás y hacia adelante a 4:1 a la vez que la guía del
martillo se puede inclinar lateralmente la misma inclinación. Esto significa que el equipo
puede hincar pilotes inclinados en todas las direcciones hasta 4:1.
El pilote se levanta de la gabarra de transporte en dos puntos como se muestra, se saca
la gabarra de transporte, el punto de levante inferior se baja de manera que la punta del
pilote entre en el agua mientras se levanta el punto de levante superior, o sea, la cabeza del
pilote. Cuando el pilote está vertical se suelta la eslinga del punto inferior, la cabeza del
pilote se mete en el cabezote protector del martillo, el martinete trabajando con las guayas
de anclas busca su posición de hinca exacta, se baja el pilote con martillo hasta el fondo,
114
mientras el pilote penetra en el fondo, se chequea la verticalidad del pilote y la hinca puede
comenzar.
El pilote está marcado en pies, se toma nota en el reporte de la hinca de la profundidad
de agua y de la penetración en el fondo del pilote con el martillo. Comienza la hinca
lentamente con golpes de 4-6 pulgadas de caída corta. Se anota el número de golpes por
cada pie y la caída correspondiente. Al aumentar la resistencia del suelo se aumenta la
OS
D
A
V de unos 25 golpes por pie
R
relación entre la resistencia y la caída. Al llegar a una
resistencia
E
S
E
R
S
se aumenta la caída a 3’ con
HelOmartillo Menck-1500 y 2.5’ con el Menck-2000. Para no
C
E
DEseRha limitado el número de golpes por pie a 100 para el M-1500 y 80 para
dañar los pilotes
caída, si se baja la resistencia se rebaja la caída, de manera que siempre se mantiene cierta
el m-2000 con las caídas indicadas. Solamente se exceden estas limitaciones en casos muy
especiales, si por ejemplo hay una capa muy fina y se sabe que por debajo hay otra mucho
más floja.
Investigaciones sobre la hinca han demostrado que cuando un pilote pretensado recibe
un golpe de martillo el impacto produce una onda de compresión que viaja hacia la punta
con una velocidad de aprox. 4.000 m. por segundo. Cuando la onda llega a la punta será
reflejada. Si la punta está en un suelo blando será reflejada como una onda de compresión.
Si la punta está en el suelo blando será reflejada como una onda de tensión. Mediciones
efectuadas han indicado tensiones por encima de 100 kg/cm². Las ondas pueden producir
figuras horizontales, que con la hinca prolongada puede ocasionar desprendimiento del
concreto y hasta destrucción del pilote. También puede ocurrir que cuando un pilote en el
115
cual se han producido figuras de tensión entra en suelo firme y se producen ondas de
compresión con el mismo lamentable resultado. Es evidente que un número excesivo de
golpes por una penetración puede dañar y hasta destruir cualquier pilote. En efecto se puede
decir que es posible destruir cualquier pilote si no se hinca con el cuidado necesario.
La constructora Heerema tiene a su disposición para la hinca de pilotes para plataforma
en el lago 4 tipos de martillos, todos de fabricación de la compañía alemana Menck &
OS
D
A
RV eso quiere decir que están
martillos son los únicos martillos grandes semiautomáticos,
E
S
E
R
S
Ose puede ajustar la caída constante durante la hinca sin
operados a mano, de maneraH
que
C
E
R con una caída de 0.10 m. hasta 1.20 m. Hay otros martillos grandes
DEhincar
parar. Se puede
Hambrock. En la tabla 4.1, están indicadas las características de cada uno. Estos cuatro
que eventualmente pueden cambiar de caída completa, media caída o viceversa, pero, hay
que parar la hinca para hacer el cambio, de manera que exista más posibilidad de dañar los
pilotes por las razones expuestas.
La eficiencia con la cual el martillo puede hincar determinado pilote depende de la
relación entre el peso de la masa (M) y el peso del pilote (Pp). Se exige normalmente una
relación M / Pp ≥ ⅓. Si M es pequeño en relación al Pp, el martillo pierde eficiencia como
pasó cuando la compañía Heerema en 1957 hincó los pilotes octagonales ø 1.62 m. con un
M-600 con M/Pp = 0.09. El investigador alemán Dr. W. Schenck en su libro “Der
Rammpfahl” (El pilote de hinca) ha desarrollado una expresión de la eficiencia de la hinca,
el llamado “Factor de Eficiencia” C:
116
M+K² Pp
C = ------------------- ,
M+Pp
Donde K es un factor que depende del material del pilote, el tipo de protector usado en
el cabezote, tamaño de cabezote etc. Para pilotes de concreto se pone K= 0.3. C es el factor
con el cual debe multiplicarse la energía nominal de un martillo para lograr la energía
efectiva, Eef, al hincar determinado pilote:
OS
D
A
V tipos de de pilotes hincados
En la tabla 4.2 se ha presentado la combinación
deR
varios
E
S
E
R
S
O correspondientes de M / Pp y C. Cuando la Compañía
con diferentes martillos y losH
valores
C
E
DERa fabricar e hincar los pilotes pretensados ø36”, en 1958 adquirió para
Heerema comenzó
Eef = C x M x H;
H = caída.
su martinete “Amsterdam” un martillo M-1500. Se pensaba en esa época que los pilotes no
iban a exceder 56 m. de largo y por lo tanto, con una relación de M / Pp = 0.33 no había
problemas. Sin embargo, cuando al año siguiente se empezó a negociar la hinca de pilotes
de 60 m., para el puente Rafael Urdaneta se presentó la necesidad de adquirir un martillo
más grande. Se compró un M-2000 que para esa época era el martillo más grande del
mundo. Para acomodar este martillo se diseñó y construyó el martinete “Rotterdam”. La
torre era de 52 m. de altura de manera que era necesario recortarla, para que ésta pudiera
pasar por debajo del puente cuando éste estuviera listo.
117
Fig. 4.21, Martinete Rotterdam.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Fuente: B. H. Hansen “(1977).
118
TABLA 4.1 Tipo de Martillos
PESO
PESO MASA
PESO
MARTILLO
(M)
CABEZOTE
t
t
t
MENCK 600
9.50
6.75
1.11
MENCK1500
31.00
15.00
MENCK 2000
38.00
MENCK 2500
45.00
MARTILLO
CAÍDA MÁX.
ENERGÍA
ENERGÍA
MÁX.
MÁX.
tm
H. lbs:
1.20
8.10
58.600
5.00
1.20
18.00
130.000
20.00
6.00
1.20
24.00
173.500
25.00
7.00
1.20
30.00
217.000
t
OS
D
A
TABLA 4.2 Tipo de Pilotes, Martillos
RVy Eficiencia
E
S
E
R
S
HO
C
E
DER
Fuente: Hansen (1977)
TIPO PILOTE
MARTILLO
PESO PILOTE P
(t)
MASA M(t)
M / Pp
M+K² Pp
C = -----------------M+Pp
HEXAGONAL ø
M-600
45.00
6.75
0.15
0.21
M-600
73.00
6.75
0.09
0.17
M-600
24.00
15.00
0.63
0.44
Ø 36” L=50.00 m
M-600
40.00
15.00
0.38
0.34
Ø 36” L=56.00 m
M-600
44.80
15.00
0.33
0.32
M-600
24.00
20.00
0.83
0.50
M-600
40.00
20.00
0.50
0.39
M-600
44.80
20.00
0.45
0.37
1.22L=50.30 m
OCTAGONAL ø
1.62 L=54.00 m
Ø 36”
L=30.00 m
Ø 36”
L=30.00 m
Ø 36” L=50.00 m
Ø 36”
L=56.00 m
Fuente: Hansen (1977)
119
CONCLUSIONES
Mediante este estudio se concluye que:
El procedimiento constructivo de los pilotes pretensados toma su nombre del hecho de que
los cordones de acero se estiran antes de que el concreto se haya vaciado. Considerando la
forma en que el acero pretensado se mantiene en tal estado hasta que se vacía el concreto y
se forma el pilote.
OS
D
A
RV al Post-grado de Inspección
Se realiza un aporte a la educación superior, específicamente
E
S
E
R
S
en Obras Civiles a la formación
HO de nuevos ingenieros inspectores de obras en el
C
E
ER del proceso constructivo en general de pilotes pretensados.
Ddetallado
conocimiento
Con la información plasmada sobre el hincado de pilotes pretensados se concluye que es el
proceso mediante el cual el pilote se lleva a su sitio en la construcción por medio de golpes
de un martillo. El martillo en su forma más primitiva es un bloque de hierro que se levanta
y se deja caer, repetidas veces hasta que el pilote ha logrado cierta penetración en el
terreno. Los ingenieros y técnicos adquieren un alto conocimiento en el hincado de los
mismos, debido al procedimiento paso a paso dentro de la investigación.
El establecimiento de unos parámetros de seguridad, higiene y ambiente mínimos para la
realización del proceso constructivo y de hincado de pilotes pretensados permitirá
minimizar accidentes y por ende mutilaciones del cuerpo humano, inclusive la muerte.
120
Proteger el medio ambiente del Lago de Maracaibo evitándose la contaminación del
mismo.
Mantener una higiene mental y corporal de los trabajadores.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
121
RECOMENDACIONES
Con la culminación de este trabajo de grado de investigación permite realizar las
siguientes recomendaciones.
Divulgar los conocimientos aquí procesados a los nuevos estudiantes del Post-grado de
Inspección de Obras Civiles.
OS
D
A
RVy de estructura metálica, con el
tensados y pilotes convencionales en concreto E
armado
S
E
R
S
O comparativo sobre el comportamiento estructural y los
objetivo de evaluar en unH
cuadro
C
E
ER
Dconstrucción.
costos de
Extender este trabajo de grado de investigación a la construcción de pilotes post-
Buscar nuevas tecnologías que pueden ser aplicables en las obras de construcción de
pilotes pretensazos en el Lago de Maracaibo.
122
CAPITULOV
PROPUESTA
Introducción
OS
D
A
V
R
Este capitulo tiene la finalidad de presentar los
procedimientos constructivos de los
E
S
E
R
S
O en el lago. Se describen los diferentes procesos
pilotes construidos en tierra H
e instalados
C
E
R
paso a pasoD
deE
la construcción de pilotes pretensados, el procedimiento del hincado del
pilote y el procedimiento de seguridad para las actividades tanto de construcción como de
hincado de pilotes en el lago de Maracaibo.
Misión
Recolectar y agrupar todos los conocimientos técnicos para el sistema constructivo e
instalación de pilotes en el lago de Maracaibo, con la misión de obtener un producto de
calidad manteniendo la seguridad, higiene y ambiente de todo el personal involucrado.
Visión
Mantener actualizado al personal sobre procedimientos constructivos y de instalación
123
de pilotes pretensados manteniendo una seguridad extrema, tanto al personal calificado
como al medio ambiente.
Objetivo General
Describir la secuencia de operaciones necesarias para realizar la construcción y posterior
hincado de pilotes en el lago.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Objetivos Específicos
Redactar la revisión preliminar del procedimiento constructivo de pilotes.
Describir la inspección del procedimiento constructivo de pilotes pretensados.
Reseñar la inspección de seguridad, higiene y ambiente para operaciones en tierra.
Explicar el proceso de manipulación e hincado de Pilotes.
Delinear la inspección de seguridad, higiene y ambiente durante las actividades de
hincado en el lago de Maracaibo.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
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D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Revisión Preliminar del Procedimiento Constructivo de
Pilotes.
ELABORADO POR: Euripides Romero
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
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Fecha:
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INDICE
OS
D
A
RV
Propósito
E
S
E
Responsabilidades
SR
O
H
C
E
Documentos Relacionados
R
DE
Alcance
Materiales
Equipos
Procedimiento
ELABORADO POR: Euripides Romero
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
Marzo 2008
Procedimiento
Revisión Preliminar del Procedimiento Constructivo de Pilotes.
Propósito
Describir la secuencia de la revisión preliminar del procedimiento constructivo de
pilotes.
OS
D
A
RV
E
S
E
Este procedimiento describe la inspección
S R preliminar del procedimiento constructivo de
O
pilotes.
H
C
E
R
DE
Alcance
Responsabilidades
Serán responsables los ingenieros inspectores, residentes y responsables de las obras.
Documentos Relacionados
Narbey Khachaturian, Germán Gurfinkel “Concreto Preesforzado”. (1969).
B. H. Hansen “Aspectos Prácticos en la Construcción de Puentes, Muelles y
Plataformas Petroleras”. (1977).
Normas Covenín.
Materiales
Cemento, Acero, Manto plástico y Pintura.
Equipos
Equipos menores, Cilindros metálicos, Manómetros, Grúas, Compresores y Encofrado.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
Marzo 2008
Procedimiento
1- Procedimiento de revisión del concreto.
Se revisa la cantidad de materiales para el concreto según especificaciones: agua, piedra,
arena, cemento, aditivo para la trabajabilidad del concreto y aditivo para obtener alta
resistencia a temprana edad. Por último se debe calibrar la balanza para chequear la
dosificación de la mezcla.
OS
D
A
RV
E
S
E
R tomar en cuenta que estén completos, sellados
Al momento de revisar los planosS
se debe
O
y firmados por profesionales
responsables,
y que estén bien detallados.
H
C
E
ER de los materiales según especificaciones.
Dpropiedades
3. Revisar las
2- Revisar los planos de detalles de pilotes.
Los materiales deben cumplir con las especificaciones del proyecto y con las normas
aplicables del caso, tanto para el acero de refuerzo, acero de alta resistencia en guayas y la
resistencia del concreto F’c (28 días).
4- Revisar los gatos hidraúlicos.
Revisar que los gatos estén en buen estado, y listos para la ejecución de los trabajos.
5- Revisar la calibración de los manómetros de presión.
Revisar que los manómetros tengan la presión adecuada para los trabajos a realizar, que
estén en buen estado siguiendo las especificaciones de construcción.
6- Revisar las grúas pórticas.
En el caso de las grúas, estas tienen que tener su certificado de operabilidad vigente, el
cual lo otorgan diversas compañías autorizadas para emitir la referida certificación, cuya
duración es de un (01) año.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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7- Revisar la cama vibratoria.
La cama vibratoria debe funcionar, ya que este es uno de los procesos más importantes
de la construcción de los pilotes, para que no queden burbujas de aire atrapados en ellos,
dañando el pilote.
8- Revisar los encofrados metálicos internos y externos.
OS
D
A
RV
Los encofrados deben estar engrasados, sin golpes y en cantidad suficiente para ejecutar
las actividades de construcción de pilotes.
E
S
E
9- Revisar el manto plástico.
SR
O
H
Cestar en buenas condiciones y que cumpla las especificaciones
E
El manto plástico
debe
R
DE
técnicas.
10- Revisar los compresores de pintura.
Los compresores deben tener buena presión y en buen estado, ya que con estos se rocía
la pintura antisol sobre el pilote.
11- Revisar el equipo del Cono de Abrahams.
El cono de Abrahams es el que mide el asentamiento del concreto, por eso debe estar
completo y en buen estado.
12- Revisar los cilindros metálicos para la toma de cilindros de concreto (ensayo de
compresión).
Se deben realizar tres muestras por cada pilote, para su futura ruptura chequeando la
compresión de los mismos a los 7, 21 y 28 días, según especificaciones.
13- Revisar el tanque de curado para el cilindro de concreto.
La piscina de curado debe estar lista antes de que se tomen las muestras del concreto ya
que estos serán introducidos en ella.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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14- Revisar los separadores metálicos.
Los separadores son muy importantes ya que estos aíslan un pilote del otro, por lo tanto
deben estar en buenas condiciones.
15- Revisar el equipo de cizallamiento de guayas.
OS
D
A
RV
Las cisallas deben tener las puntas filosas para poder cortar las guayas de alta tensión,
con facilidad y precisión.
E
S
E
R
OdeSforma
Los pilotes deben estarC
apilados
ordenada, con cunas y en un sitio seguro para
H
E
no molestar ni perjudicar
a
los
trabajadores.
DER
16- Revisar la zona de apilamiento de pilotes.
17- Revisar los mamparos de protección.
Al momento de tensar las guayas, se asegurará de tener mamparos cerca de los gatos,
para evitar una tragedia si se llegara a romper un de estas, y lastime a los trabajadores.
18- Revisar las guayas de izamiento de pilotes.
Las guayas deben estar en buen estado, y que aguanten las tensiones según las
especificaciones.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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A
RV
E
S
E
SR
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C
E
R
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Inspección del Procedimiento Constructivo de Pilotes
Pretensados.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
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INDICE
OS
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A
RV
Propósito
E
S
E
Responsabilidades
SR
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H
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Documentos Relacionados
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DE
Alcance
Materiales
Equipos
Procedimiento
ELABORADO POR: Euripides Romero
Marzo 2008
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
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Procedimiento
Inspección del Procedimiento Constructivo de Pilotes Pretensados.
Propósito
Describir la secuencia de la inspección del procedimiento constructivo de pilotes
pretensados.
OS
D
A
RV
E
S
E
R del procedimiento constructivo de pilotes
Este procedimiento describe la S
inspección
O
pretensados.
H
C
E
R
DE
Alcance
Responsabilidades
Serán responsables los ingenieros inspectores, residentes y responsables de las obras.
Documentos Relacionados
Narbey Khachaturian, Germán Gurfinkel “Concreto Preesforzado”. (1969)
B. H. Hansen “Aspectos Prácticos en la Construcción de Puentes, Muelles y
Plataformas Petroleras”. (1977).
Normas Covenín.
Materiales
Concreto. Cemento, Guayas y Pintura.
Equipos
Equipos menores, Formaletas, Manómetros, Grúas, Compresores y Encofrado.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
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Procedimiento
1- Determinar el número de pilotes por pista.
De acuerdo a la cantidad de pilotes necesarios se utilizarán las pistas necesarias para
ello, tomando en cuenta cuantos pilotes se fabricarán por pista.
OS
D
A
RV
2- Armado de los pilotes.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Distribuir el tendido de las guayas de uno de los extremos de la pista utilizando un
Winche, colocando un grupo de estribos por cada pilote, verificando que todas las guayas
estén dentro de los estribos. A su vez ubicar los separadores metálicos, donde estarán
ubicados cada alambre con sus cuñas en su sitio respectivo.
3- Tensado de las guayas.
Se debe preparar el tensado de las guayas y comenzar el proceso con los gatos
Hidraúlicos, chequeando las lecturas del manómetro por cada 20 Kg/cm2 y midiendo la
elongación correspondiente de las guayas.
4- Ubicación de formaletas.
Las formaletas metálicas internas se ubicarán dentro del armazón, dentro de estas se
coloca el conduit que será llenado de aire al momento del vaciado para aguantar el peso del
concreto. Luego se colocarán las formaletas externas, y se deja todo listo para el vaciado
del concreto. El vibrado del concreto será producido por vibradores exteriores colocados a
ambos lados de las formaletas cuya separación longitudinal deberá ser de 5 m. utilizando
vibradores de aguja para bajar el concreto en las formaletas y el uso de un vibrador
superficial para terminar la superficie del concreto. 4 horas después de completar el vaciado
de concreto se retirará el aire del conduit y se saca.
5- Retiro de formaletas.
Se retiran los conduits y luego las camisas (encofrado interior) con la utilización de
winches que estarán ubicados en cada extremo de la pista, siguiente a esto se retiran las
formaletas exteriores, se limpian y engrasan para el nuevo pilote.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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6- Terminado del pilote.
Se mantiene mojada la superficie con agua mientras se termina y pule el pilote con
mortero. Luego se aplica un líquido curador de concreto en forma de rocío y se le coloca un
manto plástico sobre el pilote, para conservar la humedad y ayudar al curado.
7- Se prueba la resistencia de las guayas del pilote.
OS
D
A
RV
Después del vaciado del concreto, se revisa que este tenga 300 Kg/cm2, se baja la
tensión de las guayas y se cortan con cizallas. Por último se levantan y transportan los
pilotes por medio de las grúas hacia el depósito.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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E
R
DE
Inspección de Seguridad, Higiene y Ambiente para
Operaciones en Tierra.
ELABORADO POR: Euripides Romero
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
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INDICE
OS
D
A
RV
Propósito
E
S
E
Responsabilidades
SR
O
H
C
E
Documentos Relacionados
R
DE
Alcance
Materiales
Equipos
Procedimiento
ELABORADO POR: Euripides Romero
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
Pagina 3 de 5
Fecha:
Marzo 2008
Procedimiento
Inspección de Seguridad, Higiene y Ambiente para Operaciones en Tierra.
Propósito
Describir la secuencia de la inspección de Seguridad, Higiene y Ambiente para
Operaciones en Tierra.
OS
D
A
RV
E
S
E
R de Seguridad, Higiene y Ambiente para
Este procedimiento describe la S
inspección
Operaciones en Tierra. CHO
E
R
E
D
Alcance
Responsabilidades
Serán responsables los ingenieros inspectores, residentes y responsables de las obras.
Documentos Relacionados
Narbey Khachaturian, Germán Gurfinkel “Concreto Preesforzado”. (1969).
B. H. Hansen “Aspectos Prácticos en la Construcción de Puentes, Muelles y
Plataformas Petroleras”. (1977).
Normas Covenín.
Materiales
Botas de seguridad, cascos, botas, guantes, mascarillas, jabón, papel higiénico, Insumos de
Primeros auxilios, entre otros.
Equipos
Lockers, comedor con mesas y sillas, lámparas, pinzas, mascarillas, camillas, etc.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
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Fecha:
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Procedimiento
1- El personal debe estar provisto de todos los elementos de seguridad según lo dicta el
contrato colectivo y las normas venezolanas.
El personal debe de estar provisto de Botas de seguridad (punta de acero), Casco, Lentes
de protección solar, Tapa oídos, Bragas, Guantes, Mascarillas, etc., como lo dicta el
contrato colectivo.
OS
D
A
RV
E
S
E
R
OSlimpio,
El área de trabajo debeC
encontrarse
ordenado, con áreas demarcadas para el paso
H
E
peatonal, ÁreasE
demarcadas
para
el
paso
de
carga
pesada, áreas demarcadas para estacionaD R
2- El sitio de trabajo debe encontrarse en buenas condiciones según lo dicta el contrato
colectivo y las normas venezolanas.
miento de vehículos, áreas señaladas con avisos y la utilización el código de colores reglamentado en la industria petrolera de nuestro país.
3- Condiciones de baños y vestier de los trabajadores:
El área de los baños y vestier deben estar limpios, provistos de jabón, papel higiénico y
secador de mano, con suministro de agua permanente, Provistos de lockers con llave
asigna-da, con buena iluminación, con bancos de asiento, y lavamanos, escusados y duchas
en cantidad suficiente y en buen estado.
4- El comedor debe estar en buenas condiciones.
El comedor debe estar limpio, ordenado, pintado permanentemente, con buena
iluminación, con mesas y sillas suficientes y en buen estado, ventilación suficiente y de
calidad, con un área suficiente para la cantidad de trabajadores que hay laboran.
5- Las oficinas deben estar aptas para los trabajadores.
Deben tener un área suficiente para el personal de oficina, limpias, ordenadas, bien señalizadas, pasillos de circulación amplios con ventilación e iluminación óptima, y suficientes
extintores de fuego operativos. También Puertas de emergencia (vía de escape), y
detectores de humo y fuego.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
Marzo 2008
6- Las instalaciones deben estar dotadas de Primeros auxilios.
Todas las instalaciones deben estar dotadas en diferentes áreas de primero auxilios, con
insumos médicos según reza la ley del trabajo y normas venezolanas como los son algodón,
gasa, alcohol, Rifocina, agua oxigenada, puntos de sutura, Bral 500ml, Bactrón, Benutrex,
Profenid, Loperán, curas, sal de frutas, cinta adhesiva y suero. También debe estar dotadas
de equipos como lámparas, pinzas, mascarillas, guantes quirúrgicos, inyectadoras, pluma
para sueros, bombona de oxígeno, estetoscopio, tensiómetro, etc.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Por ultimo deben tener personal médico calificado para estas labores, Seguro de AMEZULIA u otra compañía que presten el mismo servicio, Servicio de ambulancia, teléfono,
radio trasmisor, entre otros.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
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RV
E
S
E
SR
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C
E
R
DE
Inspección del Proceso de Manipulación e Hincado de
Pilotes.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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INDICE
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RV
Propósito
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Responsabilidades
SR
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Documentos Relacionados
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Alcance
Materiales
Equipos
Procedimiento
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
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Procedimiento
Inspección del Proceso de Manipulación e Hincado de Pilotes.
Propósito
Describir la secuencia de la inspección del Proceso de Manipulación e Hincado de
Pilotes
OS
D
A
RV
E
S
E
Este procedimiento describe la inspección
S R del Proceso de Manipulación e Hincado de
O
Pilotes
H
C
E
R
DE
Alcance
Responsabilidades
Serán responsables los ingenieros inspectores, residentes y responsables de las obras.
Documentos Relacionados
Narbey Khachaturian, Germán Gurfinkel “Concreto Preesforzado”. (1969).
B. H. Hansen “Aspectos Prácticos en la Construcción de Puentes, Muelles y
Plataformas Petroleras”. (1977).
Normas Covenín.
Materiales
Guía. Eslinga y Regleta.
Equipos
Equipos menores, Grúas, Martillo, Gabarra.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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Fecha:
Marzo 2008
Procedimiento
1- Marcar a lo largo del pilote la longitud en pies como unidad métrica.
Según normas internacionales se debe colocar medidas a lo largo del pilote, como
unidad métrica se utiliza el pie, estas medidas ayudan a visualizar cuanto penetra el pilote al
momento del hincado.
2- Marcar en el pilote los cuatro puntos de izamiento.
OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
Cmantenimiento de los equipos de grúa y marcos rígidos como
E
3- Revisar el programa
de
R
DE
Se debe marcar el pilote en cuatro puntos clave para que al momento del izaje no se
quiebre, estos puntos señalados por lo general están reforzados para tal fín.
puente grúa móvil.
Estas grúas y marcos se le deben realizar sus revisiones permanentemente, para que
estén en funcionamiento óptimo al momento de manipular los pilotes.
4- Colocar ordenadamente el pilote en el patio de depósito con los separadores de
madera para que los pilotes no queden juntos.
Colocarlos ordenadamente sirve para tener una mejor organización de los pilotes y para
que no se rueden y lastimen a los trabajadores.
5- Inspeccionar la gabarra que servirá como medio de transporte de los pilotes.
Las gabarras deben de haber pasado las revisiones de rigor hechas por los técnicos, y
avalar que estén en excelentes condiciones para ejecutar los trabajos.
6- Cargar los pilotes en la gabarra soportados por los puntos de izamiento.
Se deben colocar las guayas en estos puntos de izamiento, previamente marcados para
que el pilote no sufra ninguna fractura.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
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Fecha:
Marzo 2008
7- Los buzos inspeccionarán el fondo marino donde se ubicarán las anclas.
Al momento de empezar las operaciones de izaje y desmontaje, la gabarra debe anclarse
para no estar en movimiento, los buzos deben supervisar la zona antes de anclar, se debe
chequear el fondo del lago y corroborar que no se encuentran tuberías u otro elemento de la
industria petrolera que puedan verse afectado al soltar las anclas.
OS
D
A
RV
8- Posicionar el sito de hincado en el lugar adecuado y así colocar los ocho anclajes de
manera correcta en el fondo marino.
E
S
E
SR
O
H
C
E
9- Ubicar la gabarra
en
la
R
DE posición exacta donde se hincará el pilote según su plano.
Se necesitan de ocho anclajes para que la gabarra este sin ningún tipo de movimiento, y
colocados de manera estratégica para poder realizar la tarea de izaje de pilotes.
El inspector y los responsables deben regirse según los planos y seguir al pie de la letra
la posición de la gabarra para el momento de la manipulación de los pilotes.
10- Considerar el levantamiento de pilotes en tres o cuatro puntos de izamiento eslingado y
con el uso de poleas para igualar las fuerzas.
Este proceso sirve para el buen funcionamiento de esta actividad, los puntos de
izamiento marcados sirven también para el equilibrio del pilote al momento de bajarlos a la
profundidad, previos al hincado.
11- Los puntos de izamiento de los pilotes deben estar a una distancia de sus extremos de
0,207 x Long. del pilote.
Esta medida viene dada según las normas internacionales, la cual se toma en cuenta y se
marca el pilote al momento del izamiento.
12- En el momento del levantamiento del pilote, el extremo derecho de la punta del pilote
se baja al agua, mientras el extremo izquierdo se levanta hasta que el pilote esté vertical y
debajo del martillo.
Esto se hace para que el pilote este seguro, sin que sufra alguna fractura y quede listo
para el hincado.
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PROCEDIMIENTO
Procedimiento Constructivo sobre Pilotes
Pretensados e Instalación (Hincados)
en el Lago de Maracaibo
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13- Colocar el martillo concéntricamente sobre el pilote por una guía larga, con la
inclinación indicada en los planos.
La guía que se colocará servirá para mantener el pilote firme, y con la inclinación que se
indique en los planos para el proceso de hincado del mismo.
14- Soltar la eslinga una vez posicionado el pilote.
OS
D
A
RV
Una vez posicionado el pilote con la inclinación indicada se suelta la eslinga de manera
que quede listo para empezar el proceso de hincado.
E
S
E
R protector del martillo.
15- Colocar la cabeza del pilote en elS
cabezote
O
H
ECpara que al momento del hincado no sufra el pilote, y no se
Se coloca elEprotector
R
D
agriete.
16- Chequear la verticalidad del pilote.
Una vez posicionado se vuelve a chequear la inclinación del pilote que corresponda con
los planos.
17- Antes de comenzar el hincado se tomará nota de la profundidad del agua y de la
penetración en el fondo del pilote del martillo con la regleta.
Se tomarán las medidas del pilote por encima del nivel del agua, para poder cuantificar
cuanto bajara el pilote cuando el martillo caiga sobre este.
18- Comenzar la hinca con 4"- 6" de caída del martillo.
Se hincará con una distancia no mayor a 6”, para que el pilote no produzca grietas ni
deformaciones por el impacto del martillo.
19- Chequear el número de golpes por pie al pilote.
Al llegar a 25 golpes por pie se aumentará la altura de caída del martillo a 3" con el
martillo MENCK-1500 y 2.5" con el MENCK-2000. Si al llegar a 100 golpes no se ha
hincado por completo se usará el M-1500.
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PROCEDIMIENTO
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20- Verificar la eficiencia del martillo durante el hincado de pilotes.
Se verificará la eficiencia del pilotes utilizando la fórmula C = M+K2xPp / M+Pp y Ef
= CxMxH; donde H = caída del martillo.
Donde: M = Masa del Pilote, C = Energía Nominal, Pp = Peso del Pilote
K = Factor del Material del Pilote.
OS
D
A
RV
21- Chequear si se produjo el rechazo del pilote durante el hincado.
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Por ultimo el inspector chequea si el pilote quedo bien hincado y con la resistencia
especificada.
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OS
D
A
RV
E
S
E
SR
O
H
C
E
R
DE
Inspección de Seguridad, Higiene y Ambiente durante las
Actividades del Hincado en el Lago.
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PROCEDIMIENTO
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INDICE
OS
D
A
RV
Propósito
E
S
E
Responsabilidades
SR
O
H
C
E
Documentos Relacionados
R
DE
Alcance
Materiales
Equipos
Procedimiento
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Procedimiento
Inspección de Seguridad, Higiene y Ambiente durante las Actividades del Hincado en
el Lago.
Propósito
OS
D
A
RV
Describir la secuencia de la inspección de Seguridad, Higiene y Ambiente durante las
actividades del Hincado en el Lago.
E
S
E
S R de Seguridad, Higiene y Ambiente durante las
O
Este procedimiento describe
la
inspección
H
EenCel Lago.
actividades del E
Hincado
R
D
Alcance
Responsabilidades
Serán responsables los ingenieros inspectores, residentes y responsables de las obras.
Documentos Relacionados
Narbey Khachaturian, Germán Gurfinkel “Concreto Preesforzado”. (1969).
B. H. Hansen “Aspectos Prácticos en la Construcción de Puentes, Muelles y
Plataformas Petroleras”. (1977).
Normas Covenín.
Materiales
Mascarillas, Casco, Botas, Lentes, Esplosímetro, Arneses, Salvavidas, Rifocina, Alcohol,
Inyectadoras, Teragrip, Ampicilina, Dol, entre otros.
Equipos
Equipos menores, Grúas, Martillo, Gabarra, Bomba de Achique, Equipo de Buceo.
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Procedimiento
1- Se debe alistar el personal apto para el trabajo en el Lago.
Los inspectores deben probar la destreza y conocimiento del personal que se utilizará en
los procesos de hincados de pilotes.
OS
D
A
RV
2- Revisar el certificado de notificación emitido por PDVSA y el cuerpo de bomberos.
E
S
E
S Ral Lago de Maracaibo.
O
3- Dictar charla de SHA previa
a
la
salida
H
C
E
R
DE
El certicado debe estar firmado y sellado por los profesionales responsables que avalen
los permisos para ejecutar los trabajos.
La charla de SHA, es importante, y se debe dictar cada vez que los trabajadores salgan a
ejecutar labores en el lago de Maracaibo.
4- Dotar de todos los instrumentos de seguridad al personal.
El personal debe estar provisto de botas de seguridad (punta de acero), casco, lentes de
protección solar, tapa oídos, bragas, guantes, Mascarillas, esplosímetro, salvavidas, arneses,
etc.
5- Inspeccionar las gabarras, lanchas y equipos en general.
Todos los equipos deben pasar la revisiones realizadas por los técnicos y certificar que
estén en buen estado y cumpliendo las especificaciones del caso.
6- Chequear el equipo de Buceo.
Realizar la inspección de los equipos de buceo, los tanques de oxígeno no debe tener
fisuras, deben ser de alta capacidad y dispuestos con manómetros y medidores de presión, y
capacidad de oxigeno.
7- Chequear la planta eléctrica.
Todos los equipos, esencialmente las gabarras deben tener plantas eléctricas. En caso
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de que se presenten fallas eléctricas estas sirvan para solventar la falla.
8- Verificar el funcionamiento de las bombas de achique.
La gabarra debe estar provista de bombas de achique que cumplan con las
especificaciones técnicas del caso.
OS
D
A
RV
9- Revisar el funcionamiento del sistema de iluminación exterior e interior de las gabarras.
E
S
E
OSaguaRy comida necesarios para la estadía del personal.
10- Dotar las gabarras de C
materiales,
H
E
R
E
D
Las gabarras deben estar provistas de una buena iluminación, para poder trabajar sin
problemas en horas nocturnas.
Los procesos de hincados por ser delicados llevan mucho tiempo de ejecución, de
manera tal que las operaciones pueden durar hasta altas horas de la noche e inclusive días,
por esta razón las gabarras deben estar provistas de insumos para el personal de trabajo,
como lo son alimentos aguas, entre otros.
11- Habilitar lanchas para el transporte del personal de trabajo.
Los trabajadores deben tener siempre a disposición el transporte de lanchas al lugar del
trabajo.
12- Mantener el personal de seguridad en sitio.
El personal de seguridad debe estar siempre en sitio atento a cualquier eventualidad.
13- Paralizar las actividades de hincado cuando se presenta mal tiempo.
Cuando hay mal tiempo no se deben realizar trabajos en el lago, el riesgo se duplica en
estos casos.
14- Revisar el sistema de comunicaciones (radios).
Los radios y demás equipos deben estar en buen estado y en buen funcionamiento.
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15- Chequear que todo el personal mantenga los celulares fuera de las áreas restringidas.
Debido a que estas instalaciones hay fugas de gases, los celulares pueden ejercer chispas
y causar danos de gran magnitud., por eso se recomiendo no llevarlos al área de trabajo.
16- Respetar las horas de trabajo del trabajador.
OS
D
A
RV
El trabajador debe trabajar las horas adecuadas, siguiendo el contrato colectivo.
E
S
E
R
El botiquín de emergencia debe estar
provisto de algodón, gasa, alcohol, Rifocina, agua
S
O
oxigenada, puntos de sutura,
Bral
500ml,
Loperán, curas, sal de frutas, cinta adhesiva,
H
C
E
suero, estetoscopio,
entre
otros.
DER
17- Dotar de un botiquín de emergencia.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Narbey Khachaturian, Germán Gurfinkel (1969). “Concreto Preesforzado”.
B. H. Hansen (1977). “Aspectos Prácticos en la Construcción de Puentes, Muelles y
Plataformas Petroleras”.
Roberto Hernández Sampieri, Carlos Fernández Collado (2002). “Metodología de la
Investigación” (Tercera Edición). Mc Graw Hill.
E
S
E
R
S Pretensado”.
O
Fritz Leonhardt (1967). “Hormigón
H
C
E
R
DE
OS
D
A
RV
Normas COVENIN MINDUR (2004).
Normas PDVSA.