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Estudios especiales y de Patología de Obras Geotécnicas

La alta especialización y cualificación del personal técnico de INTEMAC, apoyándose en el conocimiento y

empleo de un extenso abanico de herramientas informáticas, ha permitido desarrollar Estudios Singulares y de

Patología, alcanzando gran solvencia y amplia experiencia en el ámbito de la Geotecnia e Ingeniería del

Terreno en las siguientes materias:

• Estudios sobre las causas de anomalías o daños motivados por movimientos de cimentaciones,

recintos apantallados, muros, suelos reforzados, desmontes, terraplenes, etc.

• Análisis sobre condiciones de cimentación en casos de patología y rehabilitación

• Análisis sobre condiciones de estabilidad de laderas

• Análisis sobre soluciones correctoras, de recalce de cimentaciones o consolidación del terreno

• Comprobaciones de cálculo y modelizaciones de casos singulares

• Túneles urbanos. Análisis de subsidencias

• Estudios de condiciones de apoyo de pavimentos y solera

• Resumen

• Partiendo de tres casos muy singulares de intervencion, referentes a recalces

realizados por diferentes procedimientos sobre cimentaciones de tipo supercial

con zapatas aisladas sin arriostrar, los datos reales extraidos durante los

respectivos procesos de ejecucion expresaron como causa comun a las

patologias desarrolladas, por una parte, la existencia de vicios o carencias de

origen en elementos constructivos y materiales y por otra, la presencia de

factores sobrevenidos, y comun a todos los casos, una importante aportacion de

agua al terreno.

Las edicaciones afectadas, construidas en los anos sesenta, adolecen de carencias cronicas

generalizadas, implantandose en terrenos de escasa competencia. El importante asentamiento

en un edicio sobre terreno de rellenos naturales de derrubio uvial sobre sub�base arcillosa,

por una rotura de la red de abastecimiento, resuelto mediante un recalce por micropilotaje.

!nadecuadamente ejecutado, origino rotura a compresion de varios pilares de "ormigon

armado. La disparatada disposicion constructiva de una cimentacion �con carencia

dimensional y "ormigon de escasa resistencia� sobre terreno limoso muy blando.#esestimado el micropilotaje, fue resuelta con un recalce supercial por vigas. El asentamiento

repentino superior a $ cm de una cimentacion por zapatas �con excentricidades

inexplicables� sobre terreno arcilloso�limoso uido, provoco danos puntuales en la

estructura, implicando el desalojo de %& viviendas. 'e opto por un recalce mediante losa, con

previo recrecido por zunc"ado de cintura de zapatas (ue resolvio la conexion zapata�losa.

El objetivo del estudio es la constatacion del conjunto de causas de origen y sobrevenidas (ue,

actuando concatenadamente, determinaron los comportamientos patologicos expresados.

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Sistemas para el Recalce de CimentacionesSuperficiales

Enviado por  MSc. Ing. Civil: Beatriz Romero Durán

1. Descripción

2.

3. Causas que pueden dar lugar a un recalce

4. ases de un recalce

5. Recalces super!iciales

6. Creación de losas

7. "ro!undización del plano de apo#o

8. Re!uerzo o creación de cimientos

9. Recalces pro!undos

10. "ilotes que atraviesan las cimentaciones e$istentes

11. "ilotes adosados con ca%ezales posteriores de unión

12. "ilotes puestos en carga de !orma controlada

13. Conclusiones

14. Bi%liogra!&a

15. Re!erencias %i%liográ!icas

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Descripción

Se describen los diferentes Sistemas de Recalces de Cimentaciones Superficiales dependiendo de lasdiferentes soluciones !ue sean posibles reali"ar con#u$ando el tipo de cimentaci%n & los materiales !ue sedispon$an para esto.Introducción.

'os recalces superficiales consisten en la transferencia de car$as a elementos de cimentaci%n de ma&orsuperficie !ue los cimientos ori$inales o apo&ados en ni(eles inferiores) pero sin lle$ar a profundidadesconsiderables.*ste escrito como el t+tulo indica aborda los diferentes sistemas para el recalce de cimentacionessuperficiales las causas !ue pueden dar lu$ar a acometer un recalce. ,eremos tambi-n como no siempre setraba#a en el cimiento directamente sino !ue se puede inter(enir en el propio suelo dndole al mismo laspropiedades necesarias para su funcionamiento frente a las car$as !ue se le imponen.Causas que pueden dar lugar a un recalce. / pesar de !ue cada recalce resulta distinto en parte o en todoa los dems las causas $enerales !ue pueden dar lu$ar a este tipo de actuaciones pueden clasificarse encuatro $randes $rupos

• 'as !ue se deri(an de un defecto del pro&ecto.

• 'as ori$inadas por un defecto de e#ecuci%n.

• 'as deri(adas de una (ariaci%n en las condiciones del entorno de la estructura.

• 'as moti(adas por (ariaciones en las ip%tesis con arre$lo a las !ue se pro&ect% ori$inalmente la

estructura.

'as dos primeras corresponden a actuaciones !ue an de resol(er situaciones patol%$icas !uee(identemente no deber+an eistir si la obra se pro&ect% & constru&% correctamente. Sin embar$o resultanarto frecuentes en la prctica abitual. e eco por poner un e#emplo las estad+sticas de las compa+asase$uradoras ms importantes refle#an !ue la siniestralidad asociada a los defectos de cimentaci%n es delorden del triple de la ori$inada por cual!uier otra causa en el mbito de la construcci%n. or otra parte deentre las causas particulares !ue dan lu$ar a una obra defectuosa las mismas estad+sticas refle#ancontundentemente c%mo una $ran parte de los siniestros se producen por ausencia insuficiencia o malainterpretaci%n de los reconocimientos $eot-cnicos. e los datos anteriores se deri(a directamente la $rantrascendencia de in(esti$ar & anali"ar con detalle el terreno al$o !ue des$raciadamente a menudo seinfra(alora en su importancia. *n cuanto a las (ariaciones del entorno de la estructura tambi-n al$unas de

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estas causas deber+an o podr+an pre(erse de antemano al menos las ms frecuentes. *ntre ellas cabedestacar las alteraciones ori$inadas por construcciones & obras pr%imas a la estructura eca(aciones(ibraciones reba#amientos del ni(el fretico por bombeos cercanos etc.inalmente el cuarto $rupo es !ui"s el nico !ue no es pre(isible de antemano dado !ue suponeun cambio sustancial en la concepci%n ori$inal de la obra incremento de alturas del edificio eca(aci%n denue(os s%tanos aumento de sobrecar$as por cambios de uso etc.

'os principios para la reali"aci%n de un recalce con -ito son los mismos de antao m+nima interferencia conla construcci%n eistente & transferencia de las car$as a la nue(a cimentaci%n de modo adecuado. Sinembar$o o& eisten nue(as t-cnicas por e#emplo la del ormi$%n pretensado !ue acen ms fcil estalabor.ases de un recalce.

*n un caso $eneral el recalce puede tener las si$uientes fasesa. Refuer"o & apo&o pro(isional de la estructura si se precisa.

b. :ransferencia de car$as de la cimentaci%n primiti(a al apo&o pro(isional.

c. Construcci%n de la nue(a cimentaci%n.

d. :ransferencia de las car$as a la nue(a cimentaci%n.

Refuerzo y apoyo provisional de la estructura, si se precisa.

S%lo la prudencia puede dictar  normas a este respecto. *n edificios anti$uos este traba#o preparatorio puedeconstituir la ma&or parte de la operaci%n como ocurre en las $randes catedrales e i$lesias. Se refuer"an losmuros con barras de acero los uecos se rellenan mediante in&ecciones etc.*n edificios modernos puede bastar un apuntalamiento eterior !ui"s mediante estructuras reticulares o elapuntalamiento de arcos & (i$as.Cuando a& !ue recal"ar una serie de cimientos aislados es frecuente unirlos mediante (i$as de atado.Transferencia de cargas de la cimentación primitiva al apoyo provisional.

*ste proceso est +ntimamente li$ado al anterior. Con frecuencia es deseable transmitir la car$a del miembroestructural !ue se (a a recal"ar a soportes pro(isionales antes de proceder al recalce de a!uel. *sto sueleacerse mediante cuas & $atos idrulicos.

*n muco casos se transfieren las car$as a los soportes pro(isionalmente mediante una serie de (i$asllamadas ; a$u#as < paralelas & ori"ontales !ue atra(iesan el muro !ue se (a a recal"ar a tra(-s de unaserie de aberturas. *stas a$u#as apo&an a (eces mediante $atos en dos apo&os pro(isionales.Cuando se trata de pilares o columnas metlicas se pueden soldar dos an$ulares en lados opuestos del pilar!ue apo&an sobre estas (i$as. ara cual!uier tipo de pilar se puede emplear cepos de fricci%n.'as cuas tienen la (enta#a de su econom+a & sencille" pero tienen el incon(eniente de !ue con ellas no sepuede controlar la fuer"a aplicada.

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i$ura 4.1. /po&o pro(isional de un pilar de ladrillo para e(itar despla"amientos (erticales & ori"ontalesdurante el recalce. Cimiento pro(isional de madera & sistema de cuas.Construcción de la nueva cimentación.

*n los m-todos clsicos de recalce las nue(as cimentaciones se constru&en deba#o de las eistentes paraello se comien"a por eca(ar ba#o estas.ara no tener !ue transferir las car$as a apo&os pro(isionales se puede confiar en el efecto b%(eda deba#ode un muro continuo.=n posible dispositi(o para construir la nue(a cimentaci%n se indica a continuaci%n.

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 *n el caso de muros continuos la distancia entre "an#as abiertas simultneamente debe ser i$ual al menos a1 > (eces su profundidad. Su anco suele ser de 1 m & su lon$itud de 1.5 a 2 m.=na (e" terminado el primer recal"o se eca(an los po"os 2 & se recal"an.

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=na (e" terminado el se$undo recal"o se recal"an los espacios intermedios.

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*l material ms usado o& para construir la nue(a cimentaci%n es el ormi$%n el mismo tiene $randes(enta#as para ser usado en recalces puede fluir puede ser bombeado & desarrolla $ran resistencia inclusoba#o el a$ua.

 /l$unos autores Scult"e & Simmer 1970 & aterson 1970 recomiendan etraer las maderas de laentibaci%n una (e" fra$uado el ormi$%n. Sin embar$o otros ?ite 1968 indican !ue ello no es necesariopues la eperiencia demuestra !ue incluso cuando las maderas se pudren las fibras de celulosa permanecenin situ & no se forman uecos en el suelo lo !ue ser+a nefasto pues ocasionar+a deformaciones del terreno. *l$asto suplementario !ue traer+a consi$o la utili"aci%n de madera tratada ormi$%n o acero no est #ustificado@'A.Transferencia de las cargas a la nueva cimentación.

:radicionalmente se an empleado como cuas la#as de pi"arra !ue se situaban en el ueco entre la nue(a

cimentaci%n & la anti$ua.=na des(enta#a de este m-todo es !ue la car$a transferida no se conoce. Bo es adecuado para transferircar$as puntuales. Si la transferencia de la car$a es insuficiente ocurrirn asientos al !uitar losapuntalamientos.'as cuas de acero representan un a(ance. Si se conoce el n$ulo de un par de cuas se puede calcularcuanto se an separado de las cimentaciones. Sin embar$o s%lo se puede acer una estimaci%n $rosera dela car$a transferida.'os $atos de usillo son en este aspecto seme#antes a las cuas de acero pero son ms c%modos permitenun me#or  control & ma&or separaci%n cuando se re!uiere.Cada (e" se usan ms los $atos idrulicos para transferir car$as pues con ellos se conoce la car$atransferida & el control es adecuado la bomba puede estar separada del $ato por e#emplo en la superficie delterreno como en $eneral se re!uiere !ue este ocupe poco espacio se usan con frecuencia $atos planos.

 /ntes de transferir la car$a de modo permanente a la nue(a cimentaci%n deber+an terminarse los asientos.

*sto puede re!uerir introducir nue(as cuas de tiempo en tiempo o (ol(er a dar presi%n a los $atos.Cuando la nue(a cimentaci%n se lle(a asta un suelo $ranular cabe esperar !ue el asiento sea pe!ueo perosi el suelo es arcilloso puede aber asientos de consolidaci%n importantes. *nsa&os de laboratorio o in situanteriores deben permitir predecir el asiento lento & estos resultados deben corre$irse con las primerasmedidas en la obra. *l a#uste de los $atos debe continuarse asta !ue el asiento remanente pueda serabsorbido por la estructura sin dao.ara la uni%n final se re#untan las la#as de pi"arra & se sueldan las cuas. *l espacio no ocupado por cuas o$atos debe rellenarse & acuarse con la#as de pi"arra o mortero seco apisonado. 'os $atos pueden retirarse o

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rempla"ar finalmente el fluido idrulico por uno !ue se solidifi!ue & proporcione un medio permanente detransferencia de car$as.Recalces super!iciales.

'os recalces pueden ser desde el punto de (ista tipol%$ico1. *nsance de cimiento.

2. Creaci%n de losas.

3. rofundi"aci%n del plano de apo&o.

4. Refuer"o o creaci%n de cimientos.

Ensanc(e de cimiento.

*s un caso abitual cuando los cimientos resultan insuficientes por traba#ar a presiones mu& ele(adas o sean de$radado perdiendo parte de su rea efecti(a. :ambi-n se emplea este m-todo cuando se (an a aplicar ma&ores car$as !ue las preeistentes & el estrato de apo&o es de resistencia suficiente para la nue(asituaci%n.*l problema fundamental es la uni%n de la parte nue(a con la anti$ua & !ue la puesta en car$a del con#unto se

consi$a sin asientos apreciables.*n l+neas $enerales puede acerse la si$uiente clasificaci%n de solucionesEnsanche del cimiento en su plano. 'a traba"%n puede conse$uirse mediante bulones resinas dentado de la

 #unta de contacto o acuamiento de forma i$ura 4.2.

i$ura 4.2 Soluciones para el ensance de cimientos.=na (ariante patentada la constitu&e el sistema &nford !ue consiste en introducir unos castilletes metlicos

en uecos abiertos en las cimentaciones pasando entre ellos las armaduras & sustitu&endo as+ los (ie#oscimientos de mamposter+a por blo!ues de ormi$%n armado i$ura 4.3. @2A

Puenteo del cimiento por encima del mismo transmitiendo las car$as a un anillo !ue contornea & ensanca lacimentaci%n. *n el caso de muros el puente puede formarse mediante (i$as de acero u ormi$%n needle

beams !ue descansan sobre carreras preformadas paralelamente al cimiento i$ura 4.4.

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i$ura 4.3 Recalce con castilletes &nford. 

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i$ura 4.4 Soluciones de puenteo & ensance de cimientos corridos.Si se trata de pilares o columnas aisladas es necesario formar una base armada contorneando el arran!ue de

los mismos lo cual plantea problemas de espacio. *l ensance de los cimientos puede tener unaconfi$uraci%n distinta de la ori$inal i$ura 4.5.

i$ura 4.5 *nsance de cimientos corridos con me#ora local del terreno.'a uni%n del ormi$%n fresco con el anti$uo se efecta mediante la presi%n !ue resulta de la contracci%n del

ormi$%n fresco por la retracci%n. ara e(itar las $rietas !ue podr+an producirse & !ue per#udicar+an a estauni%n & para resistir a los esfuer"os resultantes de la descomposici%n de las fuer"as aplicadas es necesarioarmar este ormi$%n mediante cercos suficientemente numerosos.Cuando la losa no es accesible en todas sus caras columnas en medianer+a) la reconstrucci%n es mu&delicada siendo necesario constituir una (i$a completa !ue en(uel(a la columna & a$a cuerpo monol+ticocon el mismo.

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*l incon(eniente de todos estos m-todos pro(iene de !ue no es posible efectuar una puesta en car$apro$resi(a. 'as car$as iniciales continan pasando por la losa primiti(a & las sobrecar$as se repartirn sobretoda la nue(a ancura aumentando as+ los esfuer"os en la cimentaci%n inicial.Creación de losas.

*s un caso l+mite del ensance de cimientos & consiste en maci"ar el espacio eistente entre los mismoscreando una especie de losa l%$icamente el armado difiere del !ue corresponder+a a aber pro&ectado deentrada la losa. S"-c& 1964 cita un caso en el !ue la losa se constru&% por encima de los cimientospasando armaduras por los plintos eistentes sobre los mismos & ormi$onando posteriormente el con#unto.Con esta soluci%n se consi$ui% reducir los asientos de las capas de turba sub&acentes pero en otros casosal formarse un bulbo de presiones muco ms profundo !ue el de los cimientos aun!ue de menor

intensidad se an (isto afectados estratos inferiores mu& comprensibles & ello a redundado en asientosimportantes posteriores al recalce.*n la fi$ura 4.6 se indican di(ersas soluciones constructi(as para este tipo de recalces.

 

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i$ura 4.6. Soluciones de creaci%n de losas sobre cimientos eistentes."ro!undización del plano de apo#o.

Suele acerse mediante po"os construidos con descalce parcial de la cimentaci%n eistente bataces &ba#ando asta un ni(el de suficiente resistencia. Bormalmente se consi$ue tambi-n un aumento del rea dereparto. / (eces se lle$a a esta soluci%n para crear s%tanos ba#o edificios eistentes.*s un m-todo mu& usado para el recalce de muros con cimiento corrido &a !ue la propia ri$ide" estructural

permite puentear los sucesi(os uecos creados i$ura 4.7. *n el caso de cimientos aislados es de dif+cile#ecuci%n &a !ue el proceso supone una concentraci%n de esfuer"os desfa(orable recurri-ndose$eneralmente a la sustituci%n completa del cimiento pre(io apuntalamiento de la columna. Dnicamente cabeutili"ar este m-todo sin apuntalamiento intermedio cuando se trata de $randes maci"os de cimentaci%n.

i$ura 4.7. Recalce por bataces de cimentaci%n corrida. Secci%n t+pica.

=n tipo especial de recalce es el procedimiento Soilcrete de la firma alemana Eeller !ue consiste en abriruna ca(idad o batace de asta 1 m. de dimetro ba#o un cimiento mediante a$ua in&ectada a presiones de100 a 300 F$Gcm2 por un pe!ueo taladro. 'a ca(idad se rellena con mortero de cemento lle$ando a acertantos bataces como re!uiera el recalce i$ura 4.8.*l procedimiento re!uiere un control mu& cuidadoso & es aplicable preferentemente en suelos finos al$ocoesi(os FH10<6 a 10<8 cmGs 'a puesta en car$a del batace se consi$ue por la misma presi%n dein&ecci%n.

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i$ura 4.8. rocedimiento Soilcrete.Re!uerzo o creación de cimientos.

*n al$unos cimientos de mamposter+a de rea suficiente para las car$as a soportar puede producirse unla(ado o de$radaci%n del mortero de uni%n o la dis$re$aci%n por alteraci%n de los elementos p-treos. *n esoscasos un tratamiento efica" puede ser la cimentaci%n por in&ecci%n de la mamposter+a dando la coesi%n oresistencia a tracci%n & frenando su de$radaci%n.

 / (eces esta operaci%n es in(iable por lo somero del elemento de cimentaci%n siendo necesario crear unaut-ntico nue(o cimiento in(olucrando parte del terreno o introduciendo elementos de soporte auiliares.*n al$unos casos se crea un marco de ormi$%n en torno a la columna o muro o un emparrillado de (i$ascontorneando un con#unto de pilares & se in&ecta el espacio interior asta crear un blo!ue cementado.=n e#emplo es la soluci%n de refuer"o propuesta para el recalce de las pilastras !ue consiste en unos marcosde ormi$%n armado !ue contornean los anti$uos cimientos corridos de mamposter+a arriostrados por unalosa de solera.*l terreno !ueda as+ confinado por arriba & lateralmente cerrndose interiormente con una in&ecci%n !u+mica!ue al mismo tiempo refuer"a el terreno. or ltimo se cementa la mamposter+a & el terreno confinadomediante una in&ecci%n de cemento ms barata & con la cual se puede lo$rar un cierto ni(el de puesta en

car$a re$ulando adecuadamente las presiones.Sin embar$o por problemas de in&ectabilidad & e#ecuci%n se est pensando en otro tipo de confinamientoperif-rico de los cimientos.

 / (eces el marco de ormi$%n se sustitu&e por un tablestacado corto 1<1.50 m pero es dif+cil !ue un edificioen precario estado soporte la inca sin problemas. 'a introducci%n de las tablestacas a presi%n puede ser unaalternati(a en al$unos casos.Cuando el cimiento est mu& deteriorado o es claramente insuficiente la soluci%n usual consiste en elapuntalamiento lateral de la columna e(entualmente con atirantado o refuer"o de la misma & construcci%n deun nue(o cimiento. Como (ariante tambi-n puede puentearse el pilar mediante (i$as metlicas transmitiendoa unas carreras auiliares eca(ando lue$o el ueco del nue(o cimiento & rellenndolo de ormi$%n armado.*n al$unos casos estos recalces se e#ecutan descar$ando los muros o columnas) pero normalmente eldescalce es s%lo parcial constru&endo la nue(a cimentaci%n por puntos o bataces. *ste tipo de recalcesimpone ciertas limitaciones &a !ue

• 'a cimentaci%n o la superestructura debe ser capa" de puentear el ueco creado.

• ebe !uedar $aranti"ada la estabilidad de la tierra en las paredes de la eca(aci%n.

• *l apo&o sobre los nue(os cimientos debe !uedar ase$urado con deformaciones m+nimas & sin

transmitir car$as anormales a la estructura.

Recalces pro!undos.

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Con el desarrollo a lo lar$o del si$lo II de los pilotes in situ como elementos de cimentaci%n resultabaine(itable la etrapolaci%n a ma&ores profundidades de los bataces o po"os de recalces mediante los citadoselementos de pe!ueo dimetro & ele(ada resistencia.=n e#emplo de pilote de recal"o !ue se inca en el terreno por elementos mediante un $ato es el !uese muestra en la fi$ura 4.9. *l dimetro de estos pilotes puede oscilar entre 23 & 25 cm.

 / principios el recalce por medio de pilotes incados con $ato dio resultados mediocres. *l irst Bational Cit&

JanF de Kall street en Bue(a LorF result% daado como consecuencia de un asiento de 5 cm durante & trasel recalce por esta (+a.*n 1915 *. /. rentis ad(irti% !ue cuando se descar$aba un pilote incado de una car$a de 75 t se produc+auna ele(aci%n de 1 cm pero al (ol(er a aplicar la car$a el asiento era de 5 cm.

i$ura 4.9 ilote incado mediante $atos.*sto dio lu$ar al concepto de bulbo de presiones !ue soporta el pilote sin asiento mientras se manten$a lapresi%n. Si se retira la car$a es necesario !ue el pilote asiente de forma importante para reconstruir eseblo!ue.Como consecuencia rentis & '. ?ite patentaron el pilote ;retest< en 1917 con el cual los $atospermanec+an en car$a asta colocar una (i$a doble : & cuas de acero entre el etremo superior del pilote &el inferior del cimiento lo cual imped+a la descar$a.*l a(ance ms considerable se produ#o a partir de 1973 con el desarrollo en Mtalia de los micropilotese#ecutables con ma!uinarias de reducidas dimensiones & mu& adaptables al traba#o dentro de edificios &aconstruidos. *n el momento actual cabe admitir !ue el 90N de los recalces profundos se ace con este tipode pilote.*n l+neas $enerales puede decirse !ue resulta necesario un recalce profundo cuando

• *l estrato de apo&o de las cimentaciones tiene una capacidad portante insuficiente &a refle#ada en

asientos importantes ba#o las car$as actuantes o con posibles ries$os de los mismos al aplicar nue(ascar$as no siendo (iable o econ%mica la me#ora de las cimentaciones eistentes o del terreno sub&acente.

• 'a e#ecuci%n de recalces superficiales es mu& dificultosa por la presencia de terrenos inestables o la

presencia de ni(eles freticos.

• Se desea ampliar el edificio ba#o los ni(eles actuales.

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• Se (an a reali"ar obras en el entorno !ue pueden afectar la estabilidad de las cimentaciones

eistentes.

*ste tipo de recalce se ac+a anti$uamente mediante po"os construidos por bataces ba#o muros odescubriendo por partes la cimentaci%n anti$ua. *n el recalce del castillo de Oerten en /lemania reali"ado enlos aos 60 mediante po"os de 1.20 m de dimetro & 4 m de profundidad formado por anillos prefabricados &

arriostrados en cabe"a por carreras de ormi$%n armado de 1.20 1.30 m2 cosidas mediante bulones a loscimientos corridos o aislados.*n la actualidad para este tipo de recalce se recurre casi eclusi(amente a los pilotes con las modalidadessi$uientes1.  /tra(esando la cimentaci%n eistente transmitiendo las car$as por aderencia uni%n de armaduras

etc.

2.  /dosando los pilotes a las cimentaciones o intercalndolos en la planta & constru&endo lue$o unelemento puente o m-nsula !ue transmita las car$as.

3. *#ecutando los pilotes desde bataces abiertos ba#o las cimentaciones & lo$rando lue$o la puesta encar$a mediante cuas o $atos.

*n el si$uiente ep+$rafe se comentan con ma&or detalle las posibles soluciones.).*.' "ilotes que atraviesan las cimentaciones e$istentes.

Suele ser de pe!ueo dimetro de los denominados micropilotes o pilotes<a$u#a pali radice en laterminolo$+a italiana de la primera patente. /ctualmente se dispone de tipos mu& di(ersos de pilotes depe!ueo dimetro como sona Micropilotes realizados con batería de perforación a rotación !ue sir(e al mismo tiempo de entubaci%n conepulsi%n de los detritus mediante el a$ua de refri$eraci%n de la corona de corte. :erminada la perforaci%n secoloca la armadura & se (a llenando el taladro con mortero retirando por tramos la entubaci%n. Suelea&udarse la penetraci%n & densificaci%n del mortero cerrando la entubaci%n en cabe"a & aplicando presi%nde aire i$ura 4.11.

 /l poder introducir la entubaci%n por tramos roscados de mu& corta lon$itud este tipo de pilote utili"ama!uinaria de tamao mu& pe!ueo lo cual permite traba#ar en espacios mu& reducidos. :ienen el

incon(eniente de la adici%n de a$ua lo cual puede ser per#udicial en terrenos inestables o flo#os tampoco esfcil colocar armaduras tubulares.

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i$ura 4.11 ases de e#ecuci%n de un pilote con(encional.a+ "er!oración con e$tracción del terreno con agua de re!rigeración.

%+ Introducción de armaduras.

c+ ,ormigonado con retirada progresiva de la %ater&a de per!oración con eventual o%turación en %oca

# aplicación de presión de aire.

b Micropilotes realizados en seco sin entubación y con barrena helicoidal  sal(o la perforaci%n del cimiento.:ambi-n se puede perforar con coronas refri$eradas por aire =na (e" limpio el taladro se coloca la armadura& se in&ecta un mortero fluido o una lecada de aba#o a arriba mediante una tuber+a auiliar. *n el caso dearmadura tubular la lecada se in&ecta por la boca del tubo aci-ndolo refluir por el fondo & la pared eteriordel mismo asta la superficie. *(entualmente puede taponarse la salida & poner en presi%n la lecada.*stos micropilotes ei$en un terreno no mu& duro & despro(isto de obstculos blo!ues capas cementadasetc. $eneralmente sin ni(el fretico & !ue no se desprenda al perforar. :ambi-n pueden reali"arse conentubaci%n pero entonces la e#ecuci%n se complica considerablemente.c Micropilotes con bulbo inyectado a presión sistema tubfi.=na (e" reali"ada la perforaci%n por el sistema impuesto por el terreno se coloca una armadura tubularpro(ista en su parte inferior de man$uitos elsticos !ue acen de (l(ula anti<retorno a continuaci%n se acendescender por el interior del tubo con obturadores colocados a la distancia necesaria para aislar cadaman$uito. *n primer lu$ar se in&ecta por el man$uito ms profundo & a tra(-s del tubo interior una lecada

fluida !ue rellena el espacio comprendido entre la armadura tubular & el terreno creando una (aina de cierre.Se$uidamente & antes de !ue esta lecada a&a fra$uado totalmente se in&ecta nue(amente por lossucesi(os man$uitos de aba#o a arriba & con presi%n suficiente para romper la (aina & crear un bulbodespla"ando el terreno. i$ura 4.12.'os micropilotes tienen la (enta#a de e#ecutarse con ma!uinarias de reducidas dimensiones lo cual permitetraba#ar en s%tanos & lu$ares de ba#o teco para problemas concretos pero en $eneral suele ser complicadointroducir las m!uinas desde el eterior del edificio & mo(erlas por lu$ares tabicados.

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i$ura 4.12 ases de e#ecuci%n de un pilote con bulbo in&ectado a presi%n.a+ "er!oración.

%+ Colocación de la armadura tu%ular.

c+ In#ección de relleno para !ormación de la vaina.

d+ In#ección a presión para !ormación del %ul%o.

e+ Relleno del interior del tu%o.

ara el -ito de este tipo de recalces se deben dar una serie de condiciones- a cimentación a recalzar de%e tener su!iciente canto # resistencia para transmitir las cargas por

ad(erencia.- El !irme de apo#o de%e encontrarse a distancia moderada /0 12 m+ #a que es di!&cil garantizar la

continuidad estructural3 alineación recta # posición espacial en pilotes mu# largos.

- El terreno atravesado de%e ser relativamente esta%le para no introducir !le$iones3 rozamientos

negativos3 etc.3 en los micropilotes.

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i$ura 4.13 Secciones t+picas de micropilotes.'a capacidad portante de los micropilotes depende muco del sistema constructi(o in&ecci%n a presi%n o nodel tipo de armadura tubo o redondos i$ura 4.13 la lon$itud inclinaci%n terrenos de apo&o etc.ebe sealarse !ue las pruebas de car$a en este tipo de pilotes dan (alores bastante superiores a los

pre(isibles por las teor+as usuales de la Pecnica del Suelo. :ampoco eiste ries$o de pandeo sal(o enterrenos ecepcionalmente blandos CuQ2 tGm2. or otra parte al formarse $rupos numerosos demicropilotes me#ora notablemente la resistencia frente a la del micropilote aislado con eficiencias pr%imas a2.*n el caso de micropilotes de $ran lon$itud con armadura tubular es importante reali"ar correctamente lasuniones de los distintos tramos de tubo lo !ue se consi$ue efica"mente con man$uitos roscados. / (eces sedisponen tambi-n costillas anulares soldadas para me#orar la aderencia entre el tubo & el mortero perif-ricosi bien no es usual contar con la resistencia de este ltimo.'os micropilotes como otros elementos de recalce plantean el problema de tal transferencia de car$as de laestructura & las deformaciones asociadas con este proceso.*n $eneral se deben adoptar (alores mu& conser(adores para la resistencia por aderencia del contactocimiento < micropilote sal(o !ue se adopten precauciones especiales como la in&ecci%n a presi%n empleo de

resinas etc. / t+tulo indicati(o pueden considerarse los (alores de la :abla 4.1.4a%la ).' 4ensiones de ad(erencia admisi%les en micropilotes.

Tipo de fábrica.

Mampostería de rocas de resistencia media a baja con mortero pobre.

Mampostería de rocas resistentes con mortero de buena calidad.

Fábrica de ladrillo de baja calidad con mortero pobre.

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Fábrica de ladrillo de buena calidad.

Hormigones. ( )

Si la aderencia es insuficiente o eisten problemas de cortante puede ensancarse o acampanarse elentron!ue con el cimiento o a$randar la secci%n estructural de la misma i$ura 4.13 o bien aumentar suresistencia mediante bulones barras resinadas etc. i$ura 4.14.*n cuanto a los asientos debe contarse con la deformaci%n elstica del micropilote & los debidos a lacomprensibilidad del terreno. e acuerdo con las teor+as usuales de la Pecnica del Suelo.

i$ura 4.13 /umento de la secci%n estructural de uni%n con los micropilotes.Si se !uiere !ue los asientos de puesta en car$a no se transmitan a la estructura se colocarn pre(iamente ala conei%n $atos !ue car$an con p%rticos auiliares o ms raramente car$ando mediante $atos planoscontra la base del encepado & unos salientes metlicos soldados al tubo del micropilote sellando despu-s elcontacto cil+ndrico entre el tubo & el encepado.=na soluci%n intermedia consiste en formar un tap%n en el fondo del micropilote & anclar all+ una barrametlica roscable. :ensando esta barra mediante un $ato ueco !ue apo&e contra la armadura tubular sepuede pro(ocar la deformaci%n elstica de la misma $eneralmente car$ando el 60 < 80N de la car$a nominalteniendo en cuenta el pandeo del tubo libre manteniendo dica deformaci%n mediante una tuercapre(iamente colocada en la base del $ato.=na (e" encepado el micropilote se retira la tuerca con lo cual el tubo libera la ener$+a elstica almacenadacar$ando contra el encepado & el terreno. or ltimo se in&ecta el micropilote.

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i$ura 4.14 Refuer"o de cimiento de mamposter+a mediante in&ecci%n.or lo !ue respecta al diseo del recalce debe procurarse !ue las car$as concentradas coincidan con elcentro de $ra(edad de cada cepa de micropilotes o indu"can esfuer"os comparables en cada uno de ellos deforma !ue no se produ"can $iros o despla"amientos ori"ontales del apo&o. *llo se consi$ue con $rupos detres o ms micropilotes sim-tricamente dispuestos.'a estabilidad del apo&o me#ora si se da a los micropilotes una li$era inclinaci%n acia afuera $eneralmente15o % 51 abriendo el $rupo pero ello no es absolutamente necesario. e incluso puede dar problemas si losmicropilotes son mu& lar$os & atra(iesan capas comprensibles &a !ue pueden inducirse en los mismosfleiones importantes. *n bastantes casos la inclinaci%n obedece a una ma&or facilidad constructi(a.*n torres pilares mu& car$ados etc. suele recurrirse a la creaci%n de un ret+culo de micropilotesentrecru"ados !ue confina un ncleo importante de terreno formando as+ una $ran "apata de recalce !ueprolon$a la cimentaci%n asta el firme.

).*.1 "ilotes adosados con ca%ezales posteriores de unión.Suele tratarse de pilotes (erticales de dimetros entre 30 & 60 cm adecuados para el recalce de muros ocimientos corridos con car$as importantes & cuando la obra permite introducir ma!uinaria relati(amentepesada & de bastante altura al$o superior a la lon$itud final de los pilotes.'a uni%n con la cimentaci%n anti$ua puede conse$uirse de formas di(ersas- Mediante vigas pasantes que encepan los pilotes colocados a am%os lados.

- Constru#endo vigas carreras longitudinales3 encepando los pilotes de cada lado3 # atirantándolas

posteriormente contra el cimiento mediante pernos o pasadores metálicos /igura ).'*+. Es !recuente

que el contacto se (aga dentado para me5orar la resistencia de la 5unta.

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i$ura 4.15 Carreras unidas por pernos tensados.*n el primer caso las (i$as pueden ser metlicas de ormi$%n armado i$ura 4.16 o de ormi$%npretensado i$ura 4.17 en el pro&ecto debe comprobarse- 6ue las reacciones de la viga so%re el cimiento sean admisi%les so%re todo en el caso de

mamposter&as. Esto se re!iere tanto a la compresión de la !á%rica como a es!uerzos de cortante #

!le$ión.

- 6ue las !lec(as de puesta en carga sean admisi%les para la estructura inclu#endo en el caso del

(ormigón armado los asientos por retracción. Siempre ca%en correcciones mediante gatos.

igura ).'7 8igas pasantes de (ormigón armado.

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i$ura 4.17 ,i$a pasante pretensada.Con las tra(iesas pretensadas se eliminan los efectos de la retracci%n & flei%n &a !ue pueden conse$uirsecontraflecas !ue los compensen. :ambi-n se consi$ue un menor canto a la flei%n en el caso de cimientosmu& ancos.*n al$unos casos se an utili"ado los castilletes &nford para ali$erar la base del muro o columna &construir un encepado pasante.*n el dimensionamiento de los pilotes deben tenerse en cuenta los momentos flectores transmitidos a lacabe"a de los mismos por las (i$as tra(iesas.

or ra"ones constructi(as o me#or apro(ecamiento de los pilotes -stos pueden disponerse al tresbolillo con(i$as pasantes oblicuas a los paramentos repartiendo de forma e!uilibrada la car$a de la superestructura.*n Suecia se a utili"ado bastante este sistema con micropilotes metlicos incados a presi%n a tra(-s deuecos abiertos en las (i$as o losas enca#adas ba#o los anti$uos muros.Bormalmente la necesidad del recalce se deri(aba de la pudrici%n de los pilotes de madera por descenso delni(el fretico.

 / continuaci%n se muestran al$unos de los diferentes tipos de conei%n de los micropilotes con la estructuratanto en recalces como en nue(as construcciones.

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i$ura 4.18 *ncepado de tres Picropilotes. i$ura 4.19 ,i$a en pilar medianero.

i$ura 4.20 Recalce con perforaci%n de muro. i$ura 4.21 Recalce con encepadoatirantado.

).*.9. "ilotes puestos en carga de !orma controlada.

*n obras delicadas es importante !ue la transmisi%n de car$a a los nue(os elementos de construcci%n sea$a con deformaciones m+nimas no siendo suficiente con los m-todos antes descritos. 'os sistemas msutili"ados son del tipo si$uientea Pilotes hincados a presión bajo el cimiento.Son pilotes formados por elementos prefabricados de acero u ormi$%n de 1.20 a 1.60 m de lon$itud !ue seintroducen mediante $atos en el terreno etra&endo el suelo !ue !ueda en el interior en el caso de tubosabiertos. *n otros casos los tubos lle(an un a"uce metlico !ue despla"a el terreno. 'os dimetros usualesson de 45 a 60 cm. & puede soportar de 40 a 50t o ms en arena. *stos pilotes re!uieren abrir bataces ba#oel cimiento con una altura del orden de 1.50 < 1.80 m.

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'a ori$inalidad del sistema consiste en acuar el pilote contra el cimiento mediante una pie"a metlica antesde retirar los $atos con lo cual los asientos adicionales son mu& pe!ueos. i$ura 4.22.

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i$ura 4.22 ilote retest.

Oa& !ue tener en cuenta el efecto de $rupo para ensa&ar un $rupo de pilotes constituido por una fila secar$an en primer lu$ar los tres primeros simultneamente. / continuaci%n se acua el primer pilote & setransfieren los $atos al cuarto. /l car$ar dico pilote se producir un asiento suplementario en los anteriores!ue ser un m+nimo en el primero por ser el ms ale#ado. *sta operaci%n se (a repitiendo sucesi(amente.:ras el acuado las etremidades superiores de cada pilote & (i$a M se ormi$onan definiti(amente. =nasiento posterior puede precisar el acceso a los pilotes para aplicar nue(as car$as cosa !ue no permite elormi$onado. ado !ue este se reali"a para dar estabilidad a la cimentaci%n frente a las car$as laterales sepuede sustituir por una inmo(ili"aci%n de la cimentaci%n en dos direcciones ori"ontales mediante tra(esaosde madera de mamposter+a o metlicos !ue proporcionan estabilidad lateral & de#an los pilotes accesibles.ara la protecci%n anticorrosi(a las (i$as M & las cuas se embuten en la fbrica o se cubren con una capaprotectora. 'os uecos se rellenan con tierra u ormi$%n para e(itar la acumulaci%n de $as procedente de lasinstalaciones (ecinas. e este modo se e(itan los desprendimientos !ue ocurrir+an si cediesen las

entibaciones de los po"os de acceso.=na (ariante posterior del mismo sistema es el pilote mega formado por elementos de ormi$%n con unueco tubular en el centro.Recientemente se an empe"ado a utili"ar en Suecia pilotes metlicos tubulares de pe!ueos dimetros 60 a76 mm. 'os pilotes son de acero $al(ani"ado a (eces con recubrimiento plstico & relleno posteriormentecon mortero de cemento. 'a inca se ace mediante $atos por tramos unidos por man$uitos especiales.*n la fi$ura 4.23 se muestra un recalce reali"ado con estos pilotes ba#o una cimentaci%n de mamposter+a lacual fue precisamente cosida con barras metlicas e in&ectada con lecada de cemento. / continuaci%n seabrieron en la misma unos nicos para dar cabida a la ma!uinaria especial de inca de pilotes rellenndoloscon ormi$%n despu-s de la e#ecuci%n de los mismos.Bormalmente cuando se utili"an micropilotes para este tipo de recalce se a$rupan en cepas de un nmeroele(ado de micropilotes.

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i$ura 4.23 Oinca a presi%n de micropilotes metlicos a tra(-s de una losa preformada.b Pilotes cargando contra macizos adosados contra el cimiento.ara e(itar eca(ar ba#o cimiento suele recurrirse al puenteo o ensance de cimiento estableciendo la uni%ncon los pilotes a tra(-s de $atos !ue se eliminan una (e" efectuada la puesta en car$a de forma controlada.*n la fi$ura 4.24 se muestra un e#emplo de este tipo de recalce. B%tese el n$ulo de inclinaci%n de los pilotesms eternos con respecto a la (ertical.

i$ura 4.24 Recalce de la i$lesia de Santa Catalina de Oambur$o.).7 Conclusiones.

1. e modo $eneral se an presentado al$unas soluciones para la reparaci%n de una cimentaci%nafectada. *n la prctica para la selecci%n del m-todo adecuado se tendrn en cuenta las condiciones dellu$ar & de la obra & se reali"ar el debido anlisis puesto !ue las (ariantes pueden sufrir cambios paracada caso espec+fico.

2. *l a(ance de las t-cnicas especiali"adas de recalce de cimentaciones & refuer"o del terreno permiteafrontar dif+ciles problemas tanto deri(ados de patolo$+a $eot-cnica como de la necesidad de crear o

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profundi"ar s%tanos ba#o edificios eistentes. Se dispone actualmente de una multiplicidad de soluciones!ue adecuadamente combinadas permite resol(er situaciones comple#as con $arant+as de -ito.

3. 'a elecci%n de uno u otro m-todo de recalce depender en $ran medida de la eperiencia de losprofesionales encar$ados del diseo del mismo de la calidad de las in(esti$aciones in$eniero <$eol%$icas reali"adas para corroborar las ip%tesis del fallo ocurrido & del e!uipamiento con !ue se

cuente para lle(arlo a cabo.

4. Bo deben reali"arse a!uellos recalces !ue indu"can (ibraciones adicionales !ue pudieran afectar deforma si$nificati(a a las edificaciones colindantes con la !ue se est recal"ando. 'a eistencia de una$ran cantidad de linderos comunes medianer+a necesita de !ue el anlisis !ue se realice para laselecci%n del m-todo a emplear sea toda(+a ms cuidadoso !ue en otros casos !ue se an epuesto a lolar$o de este cap+tulo. Bi%liogra!&a

o  l(are" Rodr+$ue" dal&s atolo$+a de las cimentaciones. :-cnicas de inter(enci%n.

atolo$+a ia$n%stico & Reabilitaci%n de *dificaciones. Pono$raf+a. 'a a". Joli(ia. Par"o 2003.

o Jab- Ruano Panuel Pantenimiento & reconstrucci%n de edificios. Pinisterio de *ducaci%n

Superior. Ciudad de 'a Oabana. Cuba. 1986.

o Cala(era Rui" Tos- ro&ecto & Clculo de *structuras de Oormi$%n :omo MM Mnstituto

:-cnico de Pateriales & Construcciones MB:*P/C *spaa.

o Colecti(o de autores. Curso sobre ltimos a(ances en in$enier+a $eot-cnica. Cap+tulo

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o Rui" Uerardo) ernnde" *duardo /puntes de Reabilitaci%n de *dificios. :omo

1. BU S=R. Padrid. *spaa. 1995.

o Romero Parante orfirio P-todo de clculo para la determinaci%n del rea de la base de

cimentaciones superficiales. *ditorial -li ,arela. 'a Oabana. 1998.

Re!erencias %i%liográ!icas.

@'A Tim-ne" Salas Tos- /ntonio. Ueotecnia & Cimientos. *ditorial Rueda. Padrid *spaa. 1980.@1A Rui" Uerardo) ernnde" *duardo /puntes de Reabilitaci%n de *dificios. :omo 1. BU S=R.Padrid. *spaa. 1995.

 

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  MSc. Ing. Civil: Beatriz Romero Durán

Departamento de Ingeniería Civil , C!"#, $a Habana, C%"

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Ciudad niversitaria!os* "ntonio #c+everríaIngeniería Civil.

  $os ejemplos descritos ponen de maniiesto claramente las amplias posibilidades con

-ue se cuenta, para circunstancias geot*cnicas de cual-uier tipo, así como la especialiaci/n

-ue se re-uiere para acometer pro0ectos 0 obras de recalce 0 reuero de cimientos, por lo

-ue casi siempre se conían estos trabajos a empresas especialiadas a tal eecto.

'eer ms ttpGGKKK.mono$rafias.comGtraba#os30GrecalcesGrecalces.stmlVi""3fIt5UI