construccion ii-cap iv - cimentaciones(r5)
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CONSTRUCCIONII
CAPITULO IVCIMENTACIONES
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1. JUNTAS
2. CIMENTACIONES3. CALZADURAS
4. IMPERMEABILIZACION
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4.1 INTRODUCCIONEn vista que en este capitulo se muestra diversidad de tipos
de Sub Estructuras (Cimentaciones), las que se presentan consus respectivos esquemas, se ha credo conveniente aprovecharpara tratar al tema dejuntas de concreto o simplemente juntas.Por lo que brevemente se muestran tambin algunoselementos de las Sper Estructuras (o simplemente Estructuras).
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Creemos que no podemos tratarprofundamente un tema de Cimentaciones, sindejar de tocar lo que son Juntas, y comointeractan dichas Cimentaciones con lasEstructuras.
Los esquemas de base son de dospublicaciones nacionales: Construccin deEstructuras, Manual de Obra editado porCAPECO, y Concreto Armado paraConstructores e Inspectores editado por elConsejo Departamental de Lima del CIP.
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4.2 JUNTAS
Para asegurar un comportamiento adecuado
en el concreto, sea por el proceso constructivo o
tecnologa empleada, como por la influencia de
factores externos como los sismos, latemperatura, o internos como la contraccin de
fragua, se prev realizar juntas dividiendo la
estructura.Debemos sealar que existe otro tipo
denominado Juntas de albailera, que se
tratar en otro capitulo.
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De acuerdo a la bibliografa podemos distinguir
dos grandes tipos: Juntas de Construccin o de
Vaciado yJuntas Funcionales.
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4.1.1 JUNTAS DE CONSTRUCCIONO DE VACIADOSe hace para dividir la estructura en partes,
compatible con la capacidad de produccin y de
colocacin del concreto.
Deben ubicarse teniendo en cuenta el
comportamiento estructural de tal forma de nomodificar- una vez realizado el vaciado- el
monolitismo proyectado del concreto.
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Pueden o no figurar en el proyecto original,ello porque el hecho de no figurar significa que
podra haberse evitado su uso (dependiendo delas capacidades mencionadas), o a la inversacuando su uso es demasiado evidente, caso delos elementos estructurales verticales.
En cualquier casodeben ser de conocimientoy aprobacin del Supervisory si es necesario deacuerdo al elemento estructural y ubicacin dedicha junta debe intervenir el Proyectista.
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PROCEDIMIENTO:A) Debe dejar la superficie lo mas rugosa posible
en el momento del vaciado, para ayudar a la
transmisin de esfuerzos.
B) La junta debe ser limpiada y rasqueteada de tal
forma de desprender los materiales quequedaron sueltos despus del vaciado delconcreto.
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C) Humedecer la junta para evitar que el concreto
vaciado en una primera etapa absorba el agua
del concreto vaciado en la segunda etapa.D) Echar una lechada de agua- cemento en el rea
de pegar (unir).
E) Vaciar el concreto de la segunda etapa.
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CRITERIOS A USAR
A) Una junta de construccin en elementos
horizontales debe ser inclinada a 45 de talforma que el concreto recin vaciado se apoyeen el vaciado anteriormente.
B) Una junta de construccin en elementos
verticales debe ser horizontal.C) Toda junta de construccin se coloca en la zona
de menor esfuerzo cortante.
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D) Si el elemento estructural fuera armado
deber colocarse conectores con detalle
del proyectista, para transmitir los esfuerzosde forma adecuada, salvo el caso que el
elemento estructural sea vertical donde no lo
necesita por el tipo de cargas predominante.
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E) No se deben hacer juntas de construccin
horizontales en elementos horizontales (salvo
en casos muy especiales y con aprobacindel supervisor, como el caso de zapatas
aisladas y con problema de produccin en el
vaciado).
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F) No se deben hacer juntas de construccinverticales en elementos verticales (salvo cuando
estos por su comportamiento estructuralpueden ser divididos as, como en las placas debuena longitud horizontal o muros decontencin).
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4.1.2 JUNTAS FUNCIONALES:Se hacen para permitir el irrestricto
movimiento de partes adyacentes de una o masestructuras o de la estructura y elementos no
estructurales (como los tabiques). Deben ser
indicadas y detalladas en el proyecto.
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TIPOS:A) DE DILATACION (o EXPANSIN):Se refieren a las de juntas Dilatacin o Expansin
por Aumento de Temperatura durante el da, o de
acuerdo a la estacin del ao.
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Generalmente su espesor est entre 1 y 2, deacuerdo al diseo, y depende obviamente de la
temperatura, del comportamiento del concreto y
de las dimensiones de los elementos.
En cuanto al espaciamiento puede ser
controlado en funcin a dicho espesor.
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Vase el detalle de las juntas y la forma de las lampas
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B) JUNTAS DE CONTRACCION(o DE CONTROL)Se refiere a las juntas de contraccin o control
por disminucin de la temperatura ambiental.
Se mantiene la continuidad en el concreto, pero
se logra la discontinuidad en el acero de refuerzo
en un 50% tanto en elementos verticales comoen horizontales.
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Su espesor puede ser de muy pocos mm.segn diseo y depende de los mismos factores
que de las Juntas de Dilatacin . Su
espaciamiento est en funcin a dicho espesor.
La distancia entre juntas de dilatacin ser 4
veces la distancia entre las juntas de contraccin.
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De Revista 1/2 de Construccin
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C) DE SEPARACION SISMICASe hacen para permitir el movimiento de las
estructuras sin que se presenten daos mayoresen ellas por la accin de los sismos.
Su espesor varia de a 2 generalmente,
dependiendo si separa la estructura de unatabiquera o de dos elementos estructurales y suinteraccin.
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Se utiliza material comprensible con densidadmenor a 200 kg/cm3, como el poli estirenoexpandido ( conocido en el Per por el nombrecomercial de tecnopor); otros materiales comofibrocemento que tambin se emplean nocumple con las condiciones necesarias para talfin.
Aun el poli estireno expandido no esadecuado si se requiere una junta impermeable,para el que podra usarseresinas y polmerosdesuficiente elasticidad, y que a la vez sonimpermeables y se adhieren perfectamente alconcreto.
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Por el alto costo de las resinas y polmerospuede emplearse en simultaneo con el poliestireno expandido; es decir hacia la partecontigua donde se encuentra (o se podraencontrar) el liquido a controlar se aplicara la
resina y polmero y detrs de ellos el poliestireno expandido.
Es decir elaborarse un detalle correspondienteque cumpla con los requerimientos funcionales.
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D) BANDAS DE CONTRACCION
DE FRAGUA
Se produce al dejar de vaciar bandas o franjasde concreto, produciendojuntas de construccintemporales (por un periodo aproximado de 4
semanas) con el propsito de esperar que seproduzca la contraccin de fragua.
Una vez vaciada las franjas que completan los
paos de concreto se evita la induccin deesfuerzos por dicha causa.
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E) JUNTAS DESLIZANTESSe utilizan cuando un elemento estructural
deben moverse en forma perpendicular a otro.
Normalmente se presenta en simultaneo conlas Juntas de Expansin o de Separacin Ssmica,pero no en todos los casos de las expansin.
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4.2 CIMENTACIONES
SUPERFICIALES
De acuerdo al tipo de estructuracin:Sistema de
Muros Portantes, Sistema Aporticado o SistemaDual (Placa - Prtico) o Sistema de Ductilidad
Limitada o la combinacin de ellos, se traducir
en cargas de diferente tipo y magnitud.
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El ingeniero estructural escoger el tipo decimentacin adems sobre la base de las
condiciones geotcnicas del material decimentacin (suelo o roca), adoptando comosolucin una determinada cimentacin,superficial o profunda.
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Debe conocerse como informacin previa aldiseo estructural, el estudio de suelos, endonde se conozca la capacidad portante delterreno (capacidad de soportar cargas sin sufrirdeformaciones considerables), la deformacintotal, la deformacin diferencial, y elcomportamiento del suelo con agua y sin ella.
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4.2.1 CIMIENTO CORRIDOSe emplea como cimentacin de muros
portantes y de tabiquera de ladrillo,
dependiendo de las cargas y tipos de suelo.
Son de concreto ciclpeo C-H: 1:10 + 30%
P.G., con un fc de 100 Kg./cm2.
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En este caso las juntas de construccin
pueden realizarse en cualquier parte, al ser las
cargas linealmente distribuidas y la resistencia
de los elementos igual, sin embargo es mascmodo hacer la interrupcin del vaciado (si
fuera necesario) en la parte central de los paos.
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4.2.2 CIMIENTO ARMADOSe emplea tambin como cimentacin de
muros portantes,cuando la calidad del suelo es
tal que requiere armadura en la cimentacin,
evitando las deformaciones verticales relativas.
La ubicacin de las juntas, si fueran
necesaria, sera en elintermedio de los paos.Lacalidad del concreto, al ser de concreto armado
es por lo menos de f c de 175 Kg./cm2.
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4.2.3 SOBRECIMIENTOCORRIDO
En realidad es una cimentacin que secomplementa con el cimiento sea armado o
ciclpeo, y va encima de dicho elemento estructural,y debajo del muro. El vaciado generalmente es al dasiguiente del vaciado del cimiento, siendo elconcreto ciclpeo: C-H 1:8 + 25 % P. M., con unalrededor de fc de 100 kg/cm2.
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Da mayor facilidad para los pases parainstalaciones por ser esbelto, teniendo que rayarsela superficie de contacto entre el cimiento y elsobrecimiento, y dejar piedras salientes delcimiento separadas entre si, para mejorar laadherencia.
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Debe vaciarse hasta un nivel superior al del NPT para evitar el paso de lahumedad, y facilitar la nivelacin del muro a construir encima de el(generalmente 5 10 cm).
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4.2.4 SOBRECIMIENTOARMADO
Es una cimentacin que se complementa conun cimiento corrido, que se diferencia del
sobrecimiento corrido por la calidad del concretoy presencia de armadura, por tanto evitandodeformaciones verticales relativas.
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Ante la necesidad de su uso, es mas econmicala combinacin cimiento corrido sobrecimientoarmado, que cimiento armado sobrecimientocorrido, sin embargo el ingeniero estructuralescoger entre estas y otras alternativas.
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Ante pendientes pronunciadas del terreno o lanecesidad de profundizar la cimentacin paraapoyarse en un suelo adecuado, siempre es maseconmico aumentar la altura del sobrecimiento(sea armado o no) que la altura del cimiento.
La ubicacin de las juntas de construccin sersiempre en la zona central de los paos, seaarmado o no.
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.4.2.5 ZAPATA AISLADAEste tipo de cimentacin se emplea para las
columnas, donde las cargas son principalmentepuntuales, pudiendo existir un momento relativo
bajo.
De acuerdo al tipo de suelo puede necesitarencofrado, igualmente puede necesitar la
denominadafalsazapata.
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Si es que lleva armadura y no existe falsazapata, el vaciado se realiza sobre una capa de
concreto de C-H 1:10 1:12, de 10cm.
denominada solado, que permite tener unasuperficie suficientemente plana y libre de
piedras. En caso de tener armadura de refuerzo
el concreto debe ser de por lo menos de f c de
175 kg/cm2.
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En ningn caso se podr hacer una junta
vertical, en caso extremo se podr hacer una
junta horizontal, empleado conectores de
acuerdo al diseo.
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4.2.6 ZAPATA COMBINADACuando requerimientos del proyecto exigen
que dos columnas vayan prximas entre si, o
simplemente las reas de sus zapatas aisladas se
traslapan o resultan demasiado prximas, se
construye la denominada zapata combinada.
Si debe hacerse la junta de construccin (no es
recomendable), se har en el tercio central.
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4.2.7 ZAPATAS CONECTADAS CONVIGAS DE CIMENTACIONSon las compuestas generalmente por una zapata
excntrica y una zapata aislada centrada, estn unidasmediante un elemento estructural denominado viga decimentacin, el cual es bastante rgido por su seccin:como 40 x 80 , 40 x 70 cm.
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La excentricidad de las cargas sobre laprimera de las zapatas puede ser contrarrestadacon dicha viga de cimentacin.
Muchas veces la seccin de la zapata esasimtrica con respecto a un eje central porquelos linderos de la propiedad impiden evitarlo.
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Sin embargo este tipo de refuerzo a laszapatas no se limita a este caso, pudiendoampliarse a toda la planta de la cimentacin dela construccin, sin necesidad que dicha viga unados zapatas de excentricidad muy diferente.
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En ambos casos, la viga de cimentacinaumentael rea de apoyo de la cimentaciny a su vez tieneun comportamiento similar al de una viga de una
superestructura (con la carga invertida).
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En teora en esta cimentacin no debera dehaber juntas de construccin; pero en la practicacuando hay excentricidad podra hacerse en laviga, en la zona cercana a la zapata centrada; yen el caso- que la excentricidad es casi nula- enel tercio central de la viga.
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4.2.8 ZAPATAS CONECTADASCON VIGA DE CONEXIN
Son zapatas que estn unidas mediante unelemento estructural muy esbelto denominado
viga de conexin, el cual se asume no absorbe elcortante, mas bien se comporta como unelemento a traccin, como un tirante, evitandolas deformaciones verticales relativas entre laszapatas.
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La seccin de una viga de conexin es de 25 x 40 20 x 40 cm.
En teora no debe haber junta de construccin, en esta cimentacinpero en la practica podra realizarse en cualquier parte de la viga.
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4.2.9 PLATEA O SOLADO DECIMENTACIONEs un elemento bastante rgido, y distribuido en
toda la planta de la estructura, cuyo
comportamiento podramos compararlo a unagran zapata combinada en las dos direcciones, o
similar a una losa de techo ( con la carga
invertida). El espesor es de 60 80 cm. de
acuerdo al clculo.
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Se utiliza cuando la capacidad portante del
terreno es muy baja, y podra combinarse
inclusive con otros elementos estructurales
como sobrecimientos armados, uniendo las
columnas.
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JUNTAS DE CONSTRUCCION ENOTROS ELEMENTOSESTRUCTURALES4.2.10 LOSAS, ALIGERADOS Y
VIGASAl ser todos estos elementos horizontales las
juntas de vaciado pueden hacerse en el tercio central
de un tramo determinado, considerando que en estazona se encuentra el esfuerzo cortante mnimo.
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A las losas aligeradas o techos aligerados se
les conoce simplemente comoaligerados,y a las
losas macizasse las conoce sencillamentecomo
losas, y ambos se les puede generalizar comotechos.
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4.2.11 COLUMNAS, PLACAS YMUROSAl ser elementos verticales las juntas de
vaciado se ubican en la interseccin con la
cimentacin y en la interseccin con vigas y
techos.
Eventualmente se permitir efectuar juntasde vaciado en secciones intermedias.
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4.2.12 ESCALERA APOYADA ENDOS ELEMENTOSTiene un comportamiento similar al de una
viga apoyada en dos elementos, por tanto se
puede hacer la junta de vaciado en el terciocentral del tramo, contra lo que se acostumbra
hacer (en el extremo donde el cortante es
mayor).
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El quiebre anguloso, por el cambio del tramoinclinado al horizontal se puede considerar como un
tercer apoyo, por tanto la junta se hace en el
nuevo tramo central.
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4.2.13 ESCALERAAUTOPORTANTE YESCALERA HELICOIDALEn el primer caso la zona de menor
esfuerzo cortante es el centro deldescanso, y en el segundo caso es en eltercio central, es en dichos zonas donde se
puede ubicar la junta de vaciado.
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OTROS CONCEPTOSSOLADO
Llamado as comnmente solado, o solado
para cimentacin, es una capa de generalmente
de 10 cm. que se usa para tener un nivelsuficientemente plano, libre de piedras, que
permite el armado de acero de construccin de
forma cmoda, evita la contaminacin de la
estructura (cimentacin). Su relacin C-H es de
1:10 1:12 .
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Se utiliza siempre que la cimentacin seaarmada, en un espesor de 10 cm; tambin se usacomo apoyo de ductos de concreto, tuberas de
redes exteriores, cables de alta tensin, en unespesor de 5 cm.
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DOWELSSon barras del refuerzo longitudinal de la
armadura pertenecientes a los elementosestructurales verticales (columnas, placas,
muros). Que estn empotrados en las
cimentaciones, para despus empalmarse con el
resto de la armadura longitudinal.
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Si bien pueden usarse para facilitar la
colocacin de la armadura cuando esta espesada, o porque no cuenta con todo el acero de
los elementos verticales, o para hacer
posteriormente una ampliacin, su empleo
genera mayor consumo de acero.
TEMPLADORES O VIENTOSSon alambres negros N 8 que sirven para dar
estabilidad a la armadura vertical.
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DADOSSon pequeos elementos de concreto(mortero estructural) de forma prismtica o
cbica, dependiendo de su ubicacin y su uso,que sirven para evitar que se cierren los
encofrados asegurando el espesor de loselementos estructurales , y/ o para asegurar losrecubrimientos necesarios del concreto.
Por sus dimensiones son de mortero (sinemplear piedra), pero debe ser de igual calidadestructural al concreto que reemplazan.
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ZAPATAS ESCALONADASSon soluciones podramos considerar tericas,
porque son prcticamente imposibles en su
construccin, en todo caso muy engorrosa y lenta,
es preferible utilizar secciones convencionales.
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FALSAS ZAPATAS
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(o SUBZAPATAS)Son cimentaciones de concreto ciclpeo que
se construye debajo de las cimentaciones deconcreto simple o armado y que solucionanbsicamente dos tipos de problemas:
I. Para no exceder (en la elaboracin delproyecto) con la esbeltez del diseo de lacolumna, o en los casos en que la ejecucin de laobra se encuentre terrenos suficientementeresistentes a mayor profundidad que la indicadaen los planos.
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II. Cuando las cimentaciones cercanas y a
niveles superiores pueden inducir presiones a
cimentaciones a niveles inferiores.
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4.3 CALZADURASSon cimentaciones de concreto ciclpeo quese construyen debajo de una cimentacin
existente (generalmente cimiento corrido) paratransmitir las cargas a un nivel inferior.
Esto es cuando se tenga que realizarexcavaciones a mayor profundidad y aledaas ala cimentacin existente, dicha cimentacin
existente no necesariamente est en lapropiedad donde se realiza la construccin.
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En realidad se trata de reforzamientos riesgosos
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En realidad se trata de reforzamientos riesgososque deben efectuarse con mucho control, y en paosque no deben exceder de 1 a 1.5 mts. de lado.
El libro Construccin de Estructuras, Manual deObra, nos da lmites de la altura total de lacalzadura (H), sin puntales (sin embargo serecomienda ser conservador):
. Conglomerado: 8m.
. Arcilla: 3m.
. Arena : 2m.
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Aunque es recomendable un diseo de la calzadura,
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Aunque es recomendable un diseo de la calzadura,
considerando las cargas actuantes, en paos de1.00
x 1.00 m 1.50 x 1.50 m, se debe terminarcompletamente un nivel de calzadura para empezar
el otro.
As mismo los paos deben ser vaciados de tal
forma de coincidir los niveles pares entre si y losimpares entre si.
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Se hacen paos de todo el ancho de la cimentacin a calzar. Asimismo es preferible
dejar dos paos para vaciar posteriormente y no uno solo, es decir cada nivel de
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calzadura en tres das, mnimo.
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Tenerse especial cuidado si hay filtraciones de agua,que facilitaran la desestabilizacin del terreno, lacimentacin existente y/ o calzaduras.
Igualmente los diferentes conglomerados tienen
diferente estabilidad. Debe vaciarse completamente con chutes de tal
forma que no queden vacos entre la cimentacin yel primer nivel de calzadura, e igualmente entre los
niveles de calzadura.
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4.4 IMPERMEABILIZACIONVamos a tocar brevemente el tema de la
impermeabilizacin, que se trata masampliamente en un siguiente curso, por la
diversidad de problemas que se enfrentan ytambin la diversidad de soluciones, las quemuchas veces se dan en simultaneo para serefectivas.
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El tema de impermeabilizar una estructura nosolo es para lograr eliminar efectos molestos de
la filtracin de agua cualquiera que sea su causa
(humedad del terreno, lluvia, etc.), sino lograrun adecuado mantenimiento y conservacin.
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4.4.1 IMPERMEABILIZACIONDE CIMENTACIONES YMUROSLa principal caracterstica que deben cumplir
los siguientes materiales sern los de evitar quela humedad del terreno llegue a la obra, por loque debemos crear una barrera impermeableentre el terreno y la construccin; tenemos
como SOLUCIONES ALTERNATIVAS NOEXCLUYENTES ENTRE SI:
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Telas del tipo asflticas colocadas en el interior oel exterior de los muros, que actan de maneraanticapilar.
Tratamientos superficiales basado en pinturasasflticas, que no dan buenos resultados con eltranscurrir el tiempo.
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Morteros de revestimiento con mayor contenido de
cemento y con la adicin de aditivos hidrfugos.
Concretos con aditivos hidrfugos, entendindose
que se realiza cuando el concreto es armado.
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Sistemas electro-osmicos, basado en la
diferencias de potencial, entre el terreno y el
muro, de 10 a 100 minivoltios, se crea una
polaridad contraria invirtindose el efecto de
polaridad., mediante el empleo de un cable decobre sin ninguna fuente de energa externa.
Laminas plsticas que se colocan traslapadas,
que imposibilitan el paso del agua.
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En los muros de contencin es necesario hacer un
drenaje para evitar la sobrepresin debida al
embalse de agua, colocando adems una capa degrava en contacto con el muro.
Bandas de water stop en juntas de construccin, si
lo hubieran.
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4.4.2 IMPERMEABILIZACION
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DE LOSAS Y TECHOSSi estos elementos estructurales estn en
contacto con el terreno, las soluciones sern las
mismas a las ya sealadas, pero si el problema
es el agua de lluvia,LAS SOLUCIONESseranlas
siguientes, QUE TAMPOCO SE EXCLUYEN ENTRE
SI:
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Telas de tipo asflticas colocadas sobre las
losas o techos.
Tratamientos superficiales basados en
pinturas asflticas.
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Sistemas de tuberas de drenaje conectados al
desage o a un dren, y que incluye techos
inclinados.
Laminas plsticas que se colocan traslapadas,
que imposibilitan el paso de agua.
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