Intervención En Cimentaciones De Edificación

PATOLOGÍA E INTERVENCIÓN EN CIMENTACIONES DE EDIFICACIÓN

MÓDULO 4. INTERVENCIÓN EN CIMENTACIONES

Índice 4. Intervención en cimentaciones 4.1

Condicionantes para la intervención

4.2

Clases de intervenciones

4.3

Técnicas de tratamiento para la mejora del terreno 4.3.1 Las inyecciones 4.3.2 El jet grouting

4.4

Recalces superficiales 4.4.1 Aumento de las dimensiones en planta 4.4.2 Aumento de la profundidad del plano de apoyo

4.5

Recalces profundos

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Módulo 4. Intervención en cimentaciones

4. INTERVENCIÓN EN CIMENTACIONES 4.1. Condicionantes para la intervención Una vez conocido el origen de los daños y en el supuesto de que su diagnóstico haya establecido la necesidad de una intervención en el terreno o en los cimientos del edificio, se procede a redactar el Proyecto de Ejecución de las correspondientes reparaciones. Para concretar ese Proyecto, hay que analizar las diversas soluciones posibles, estudiar las técnicas y procedimientos que pueden ser adoptados, seleccionar aquellos que sean más adecuados para el caso y, finalmente, proceder a la redacción de los documentos técnicos necesarios. En todas estas tareas, de carácter claramente selectivo, hay que tener en cuenta los siguientes condicionantes: •

Causas que determinan la reparación.

•

Sistema de cimentación que va a ser objeto de intervención.

•

Problemas específicos que presentan el edificio y su entorno.

•

Grado de deterioro alcanzado.

•

Técnicas de reparación aplicables y, de entre ellas, técnicas que resultan realmente disponibles en la ubicación en la que se va a trabajar.

•

Condiciones económicas mínimamente necesarias para aplicar las técnicas disponibles y condiciones económicas que resultan realmente disponibles para la ejecución de la obra.

Si se ha llevado a término con el debido rigor la fase de información, se poseerán los conocimientos suficientes para concretar con exactitud cuáles son las causas que han exigido el llevar a cabo la reparación. Pero las soluciones y las técnicas de actuación son muchas y muy variadas, por lo que la correcta selección del procedimiento más adecuado para detener total y definitivamente el deterioro (o, por lo menos, para frenarlo) siempre va a exigir la detenida consideración de todos y cada uno de los condicionantes más arriba reseñados. A modo de aclaración de cómo deben ser considerados en la práctica real esos tan repetidos condicionantes y en el supuesto de que las causas determinantes de la reparación permanezcan constantes, cabe hacer los comentarios que se expresan a continuación. En lo relativo al sistema de cimentación que va a ser objeto de intervención, las soluciones elegidas serán distintas según se trate de un sistema de cimentación superficial o de un sistema de cimentación profunda. En una cimentación superficial es posible intervenir sobre el cimiento ya existente, mejorándolo mediante distintas clases de refuerzos (recalces superficiales). Pero, en una cimentación profunda por pilotaje, no es posible intervenir sobre los pilotes ya existentes, sino que es preciso añadir nuevos elementos de cimentación profunda, casi siempre micropilotes (recalces profundos). En lo relativo a la consideración de los problemas específicos inherentes al edificio, las soluciones elegidas serán distintas según se trate de edificios vacíos o en uso y ocupados, por cuanto las intervenciones sobre estos últimos conllevan graves riesgos, aparte de que resulta ineludible el mantener en ellos unas condiciones mínimas de habitabilidad y de funcionalidad. Y las soluciones también serán diferentes en función de que el inmueble se encuentre aislado o adosado a otros edificios, ya que la presencia de éstos no sólo condiciona la ejecución de las excavaciones sino que, además, favorece el que esas edificaciones colindantes se vean afectadas por los movimientos adicionales que puedan aparecer en el transcurso de la intervención. Y, por supuesto, la morfología general específica de cada edificio (existencia o carencia de sótanos, ritmos de la superestructura, dimensiones de las piezas, etc.) condiciona drásticamente todo lo referente al acceso, a la maniobrabilidad y al correcto rendimiento de la maquinaria imprescindible para muchos de los sistemas de actuación.

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Patologías e intervención en las cimentaciones de edificación

En lo relativo a la consideración del grado real de deterioro ya alcanzado por el edificio, debe tenerse en cuenta que los edificios objeto de intervención suelen tener muy mermadas las que fueron sus capacidades mecánicas iniciales y originales para afrontar con éxito cualquier movi-miento estructural. Y también que, en la aplicación práctica en obra de la gran mayoría de las técnicas de intervención, se producen subsidiaria e inevitablemente algunos movimientos adicionales, causados por las propias actuaciones (excavaciones hechas al lado o al pie de cimientos existentes, empleo de agua a alta presión, etc.) y por la puesta en carga de cimentaciones nuevas o de refuerzos incorporados a las cimentaciones preexistentes. Estas circunstancias son las que, tanto para evitar la progresión de los daños ya sobrevenidos como para coartar posibles movimientos adicionales, pueden aconsejar que, antes de iniciar cualquier intervención en los cimientos, se proceda a reforzar las estructuras originales del edificio y/o a introducir las estructuras auxiliares de presencia temporal (apeos) que se revelen necesarias. Siguiendo con el análisis de los condicionantes para seleccionar debidamente una de las diversas soluciones de intervención posibles y por encima de que todas ellas puedan ser bien conocidas y estén sobradamente experimentadas, se puede poner un ejemplo aclaratorio de la importante influencia que tiene, a la hora de elegir una solución constructiva, la real disponibilidad a pie de obra de una o de otra técnica de actuación. Ese ejemplo es el siguiente: En un emplazamiento relativamente aislado y que tenga un difícil o incómodo acceso, aunque se encomiende la intervención a los mejores técnicos y se tenga la certeza científica de cuál es el procedimiento óptimo para hacer las reparaciones, su ejecución resultará prácticamente imposible si hay que aplicar soluciones cuyas tecnologías exijan el empleo de la maquinaria con la que suelen operar las denominadas “empresas especializadas”. Si, además, la obra va a ser de pequeño volumen, es muy probable que a estas “empresas especializadas” no les resulte rentable el acudir a ese emplazamiento aislado e incómodo. Y, en lo relativo a la importancia que tienen las condiciones económicas en el proceso de selección de la intervención más adecuada, debe hacerse constar que, cuando los recursos disponibles sean limitados, es preferible plantear la ejecución de una actuación total, escalonada en una sucesión bien planificada de fases de obra, que correr los riesgos que se derivarían de llevar a cabo una solución parcial e incompleta o, lo que es peor, de tener que interrumpir forzosamente las obras. La interrupción de los trabajos por indecisiones técnicas o por agotamiento de los recursos económicos suele dar lugar a los mayores fracasos, sobre todo cuando se hacen recalces. Efectivamente, durante los períodos en los que la obra está parada, se producen interacciones mecánicas de los elementos que ya han sido tratados sobre el resto de los elementos del edificio que todavía no lo han sido. Y de ello se deriva un incremento de los movimientos que inicialmente padecía el edificio, incremento que, a su vez, causa un aumento del grado de deterioro inicial. Para continuar con la presente exposición, corresponde hacer unas breves consideraciones acerca de la ejecución de una obra de reparación. Ante todo, hay que dejar bien sentado que hacer cualquier obra de reparación es algo más complejo y más comprometido que ejecutar una obra de nueva planta. Como en cualquier otra obra, en las de reparación hay que cumplir toda la Normativa aplicable vigente, hay que respetar exactamente todos los contenidos del Proyecto y debe ejercerse un estricto control de calidad sobre todos los materiales, elementos, subsistemas y sistemas constructivos. Pero además, en las reparaciones de cimientos deben llevarse a cabo dos tareas importantísimas, que son las siguientes: •

Controlar todos los posibles movimientos del edificio, preferiblemente mediante instrumentos de precisión.

•

Vigilar la puesta en carga de todos los elementos de nueva introducción, para que se lleve a cabo de un modo paulatino y, además, temporalmente escalonado entre unas y otras zonas del edificio, de modo que se minimicen los posibles movimientos de aparición subsidiaria.

Por último, debe advertirse que una obra de reparación de cimientos no finaliza cuando ya han concluido las tareas correspondientes a su ejecución propiamente dicha. Después de esta conclusión, se requiere un pe4

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ríodo mínimo de tiempo para comprobar tanto la estabilización de todos los movimientos (los que dieron lugar a la reparación y los inducidos por las propias intervenciones y por la puesta en carga de los elementos correctores) como la ausencia de nuevos daños que pudieran haber surgido por insuficiencias o por deficiencias en las soluciones adoptadas. Este período de comprobación es variable según el tipo y la complejidad de la obra ejecutada, pero nunca debería ser inferior a un año. Obviamente, es muy conveniente que el control de movimientos durante el período de comprobación se realice mediante instrumentos de precisión, lo cual obliga a mantener las bases de la instrumentación y, en consecuencia, a retrasar la fase final de ejecución de los acabados hasta pasado ese período de comprobación o hasta que las comprobaciones resulten satisfactorias.

4.2. Clases de intervenciones. Las soluciones de intervención en un edificio con fallos en la cimentación son muchas y muy variadas, pero todas ellas se concretan en tres clases fundamentales, que son: •

Intervenciones para el tratamiento y mejora del terreno afectado por los elementos de cimentación.

•

Recalces o intervenciones sobre los elementos de cimentación.

•

Intervenciones sobre las superestructuras.

Las intervenciones sobre el terreno, obviamente con la finalidad de mejorarlo, pueden ser las más adecuadas cuando éste se encuentre en estado flojo, con muchos huecos y con una baja capacidad portante, o bien cuando haya que reducir su permeabilidad porque contenga una cantidad de agua tan notable que las excavaciones resulten muy difíciles o muy incómodas. En estas intervenciones no se actúa sobre los elementos de cimentación, sino solamente sobre el terreno afectado por ellos. Las técnicas más utilizadas en edificación son: •

Las inyecciones.

•

El “jet-grouting”.

Los recalces o intervenciones sobre los elementos de cimentación resultan adecuados en dos casos: primero, cuando, considerados como un elemento constructivo más, los cimientos presenten insuficiencias o deficiencias intrínsecas que pongan en peligro parcial o totalmente su integridad o su estabilidad; y segundo, cuando se vayan a realizar obras por debajo de las superestructuras o muy cerca de la base de las mismas, de manera que resulte presumible que estos elementos vean alteradas sus condiciones de equilibrio iniciales. Los recalces pueden clasificarse en dos grandes grupos: •

Recalces superficiales.

•

Recalces profundos.

Los recalces superficiales son actuaciones de reparación o de refuerzo sobre los cimientos superficiales preexistentes (generalmente, zapatas) con la finalidad de aumentar la superficie de transmisión al terreno de las cargas actuantes, o sea, para mayorar la superficie de contacto cimiento-suelo. Pero debe hacerse constar que, en ocasiones, los recalces superficiales también tienen como finalidad el profundizar el plano de apoyo del cimiento hasta alcanzar un terreno más resistente. Los recalces profundos consisten en añadir nuevos elementos de cimentación profunda (generalmente, micropilotes), que pueden construirse o bien atravesando las cimentaciones preexistentes o bien junto al perímetro de las mismas.

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Conviene advertir que los recalces constituyen una solución de tipo quirúrgico, que debe emplearse solamente en aquellos casos en los que no sea posible frenar o eliminar los daños mediante otra solución menos drástica. Este criterio está basado en que las obras de recalce conllevan forzosamente grandes repercusiones de carácter funcional, económico y estético que, en muchos casos, se podrían soslayar mediante otras intervenciones más sencillas. En efecto, el recalce es un proceso constructivo un tanto complejo que, normalmente, se desarrolla en tres fases sucesivas, que son: •

PRIMERA FASE: Transferencia temporal de las cargas que actúan sobre la cimentación preexistente hasta una estructura provisional (el ”apeo”), que debe ser preparada antes de comenzar las actuaciones y que suele exigir la construcción de una cimentación propia, temporal, que luego se abandona o se elimina.

•

SEGUNDA FASE: Ejecución del recalce propiamente dicho.

•

TERCERA FASE: Transmisión definitiva de las cargas temporalmente actuantes sobre el apeo hasta la cimentación preexistente ya debidamente reforzada o, en su caso, hasta la nueva cimentación creada. Esta operación es la que se denomina “puesta en carga”.

El desarrollo de cada una de estas tres fases provoca inevitablemente unos movimientos adicionales que se superponen a los ya sobrevenidos y que, si llegan a afectar a una construcción que ya esté muy deteriorada, pueden conducir a su ruina irremediable y definitiva o, en el mejor de los casos, a la necesidad de proceder a un refuerzo de la superestructura del edificio. En ocasiones, en la “Primera Fase” del proceso puede prescindirse de la estructura provisional antes mencionada. Así sucede cuando se aplica la solución de recalzar mediante micropilotes que atraviesen la cimentación superficial preexistente. Pero, como se detallará más adelante, la aplicación de esta solución requiere que la cimentación objeto de intervención posea unas determinadas condiciones favorables (en su dimensionado y en el estado de sus fábricas) que en la práctica solamente se dan en rarísimas ocasiones. En lo relativo a las intervenciones sobre las superestructuras, debe hacerse constar que estas actuaciones se revelan adecuadas en dos casos: el primero, preventivo, cuando las estruc-turas originales del edificio requieren un refuerzo de sus elementos constitutivos (muros y/o barras y/o nudos) porque las capacidades mecánicas de tales elementos resultan insuficientes para afrontar los movimientos adicionales que vayan a sobrevenir como consecuencia del recalce; y el segundo, corrector, cuando haya que frenar o que subsanar los daños ya ocasionados por determinadas clases de acciones o de movimientos. A título de ejemplo de este segundo supuesto cabe reseñar la intervención consistente en un atirantado de las superestructuras de un edificio afectado por un movimiento de asiento combinado con el giro de uno de sus bordes. En este caso, el atirantado no solamente frena la progresión de dicho movimiento, sino que también reduce y homogeneiza la distribución de tensiones que el elemento de cimentación causa sobre el terreno. Esto es así porque el atirantado genera un giro de sentido contrario al que ha afectado a la cimentación y reduce la excentricidad inicial de las cargas. En resumen, desempeña las funciones que serían propias de un recalce, sin tener que realizar excavación alguna. (Véase Figura 4-1).

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Figura 4-1: Efectos del atirantado en un edificio con movimiento combinado de asiento y de giro en uno de sus bordes.

Hay casos en los que estos atirantados de las superestructuras pueden resultar imprescindibles como medidas de precaución (apeos provisionales) antes de acometer las intervenciones necesarias sobre el terreno o sobre los cimientos. Y para concluir estos comentarios acerca de las distintas clases de intervenciones, debe hacerse constar que, en varias ocasiones, hay actuaciones mucho más sencillas y elementales que las que se puedan hacer sobre el terreno o sobre los cimientos o sobre las superestructuras y que, a pesar de su simplicidad, son de una sorprendente eficacia, al menos para frenar la progresión de los daños. De entre esas actuaciones sencillas, cabe mencionar las siguientes: la optimización, la reparación o la reconstrucción de las acometidas, conducciones y demás elementos de las instalaciones de agua a presión y de las redes de evacuación de aguas residuales y pluviales; la ventilación permanente de las cámaras de aire en contacto con el terreno; la supresión del arbolado y de la vegetación existentes en el entorno inmediato de las edificaciones; la pavimentación de este mismo entorno; etc.

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4.3. Técnicas de tratamiento para la mejora del terreno. Aunque resulte obvio, conviene dejar constancia de que, en las intervenciones sobre el terreno con la finalidad de mejorarlo no se actúa sobre los elementos de cimentación, sino sobre el terreno afectado por estos elementos. En las cimentaciones directas o superficiales, el volumen de terreno afectado por el cimiento está en función del ancho de este último. Como es lógico, la mejora del terreno debe ser aplicada en esta zona de influencia. (Véase Figura 4-2).

Figura 4-2: Zona de influencia de una cimentación directa o superficial (DB-SE-C).

En las cimentaciones profundas por pilotaje, el terreno afectado por el cimiento es función de la longitud o profundidad de empotramiento de los pilotes en el terreno (Véase Figura 4-3). Y habida cuenta de que un pilote suele atravesar varias capas de terreno cuyas características y propiedades geotécnicas suelen ser diferentes, las técnicas de tratamiento pueden ser aplicadas a una o a varias de esas capas.

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Figura 4-3: Zona de influencia de un pilote en fuste y en punta (DB-SE-C).

Como ya se ha mencionado, las técnicas habituales para el tratamiento del terreno afectado por la cimentación en la edificación son: las inyecciones y el “jet-grouting”. 4.3.1 Las inyecciones. Las inyecciones consisten en hacer penetrar en los huecos y en las fisuras del terreno un fluido que mejore la cohesión interna del mismo. Se emplean como tratamiento del terreno para reducir su permeabilidad, para mejorar su capacidad portante y para reducir su compresibilidad. De entre las ventajas de la aplicación de inyecciones cabe destacar las siguientes: •

Rellenan los huecos y fisuras del terreno y le añaden una componente cohesiva, todo lo cual favorece una mejora de su compacidad y una reducción de su permeabilidad.

•

No requieren ni una solidarización con los cimientos preexistentes ni una puesta en carga, por cuanto son aplicadas al terreno que está situado alrededor o por debajo de esos cimientos.

•

No suelen requerir apeos, porque lo frecuente es que no haya que hacer excavaciones ni al pie ni junto a los cimientos existentes. Y, puesto que no se hacen ni solidarización con los cimientos preexistentes ni puesta en carga ni excavaciones, solamente pueden sobrevenir movimientos extemporáneos debidos a la puesta en obra de la propia técnica de inyección.

Y, como inconvenientes de la aplicación de inyecciones, cabe señalar los siguientes: •

Incompatibilidad de las inyecciones con la penetrabilidad del terreno. Donde las inyecciones son más fácilmente aplicables es en los terrenos granulares gruesos, pero en ellos rara vez se presentan deficiencias o insuficiencias de capacidad portante. En tiempo pasado, el fluido que se inyectaba siem9

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pre era una lechada de cemento, pero actualmente existen numerosos productos que han mejorado notablemente la compatibilidad de las inyecciones con las distintas clases de terrenos. De entre esos productos, cabe destacar los geles de sílice, las resinas, los poliuretanos, el microcemento, etc. •

Difícil control de las inyecciones, porque, al introducir en el terreno un fluido, éste puede alcanzar alguna vía que facilite su escape y su circulación, como pueden ser una canalización del saneamiento enterrada o una galería. Como consecuencia de esas fugas, no solo queda inutilizada la canalización que actúa como vía de circulación, sino que, además, el volumen de producto inyectado aumenta considerablemente, elevando el costo de la intervención sin que se logre la mejora del terreno afectado por el cimiento.

•

Incertidumbre acerca de la mejora real que puede ser obtenida con las inyecciones, a menos que, una vez hechas, se complementen con la ejecución de sondeos y ensayos “in situ” y con la extracción de muestras del terreno con la finalidad de ensayarlas en laboratorio, únicas vías que permiten hacer una estimación seria y científica de la mejora obtenida en los parámetros geotécnicos. Y la ejecución de esos nuevos sondeos y ensayos da lugar a una notable repercusión económica en aquellas obras que tienen un volumen limitado, tal y como suele ocurrir en las de edificación.

Los dos tipos habituales de inyección son: las inyecciones superficiales con resinas expansivas y las inyecciones profundas con tubo-manguito y doble obturador. 4.3.1.1 Inyecciones superficiales con resinas expansivas. Las inyecciones superficiales con resinas expansivas comenzaron a aplicarse en Italia hace unos veinte años, pero en España su empleo es mucho más reciente. Consisten en inyectar una de esas resinas, o bien por simple gravedad o bien mediante una presión controlada, en una perforación previamente abierta en el terreno con la ayuda de una maquinaria muy simple. (Véanse Figura 4-4 y Figura 4-5).

Figura 4-4: Ejecución de la perforación previa a la inyección.

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Figura 4-5: Inyección de la perforación.

Las perforaciones suelen hacerse a distancias comprendidas entre 1,0 m y 3,0 m, distribuidas en líneas o formando una cuadrícula. (Véase Figura 4-6).

Figura 4-6: Consolidación de la subbase de una acera.

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Esta técnica tiene un costo mucho más reducido que la de la inyección profunda con tubo-manguito, pero al contrario que ésta, no permite ni inyectar en profundidad ni a distancias predeterminadas en cada taladro. No obstante, puede proporcionar buenos resultados en la consolidación del terreno en casos sencillos, como, por ejemplo, por debajo de cimientos muy someros que correspondan a edificios de pequeña entidad (que transmiten cargas reducidas al terreno), o bien por debajo de elementos secundarios, como son las aceras, las soleras, etc. 4.3.1.2. Inyecciones profundas con tubo-manguito y doble obturador. Son las inyecciones tradicionales, cuya ejecución conlleva las siguientes fases (Véase Figura 4-7): •

Ejecución de la perforación mediante una sonda hasta la profundidad requerida. Si el terreno no se sostiene o contiene agua, la perforación se realiza al abrigo de una entubación.

•

Instalación en la perforación del denominado “tubo-manguito”. Se trata de un tubo en el que se realizan taladros equidistantes con separaciones predeterminadas (de entre 0,50 m y 1,0 m). Sobre estos taladros se colocan unos manguitos de caucho que los obturan. (Véase Figura 4-8).

•

Vertido del fluido por el interior del tubo-manguito, por simple gravedad. El fluido sale por el extremo inferior del tubo y asciende por el espacio entre éste y las paredes de la perforación, creando una vaina alrededor del tubo. Una vez completada esa vaina y con el fluido aún fresco, puede retirarse la entubación que haya servido para sostener la perforación, ya que ésta queda sostenida por la vaina.

•

Instalación del tubo de inyección con doble obturador (Véase, de nuevo, Figura 4-8) por el interior del tubo-manguito e inyección de fluido a alta presión, moviendo el tubo de inyección desde abajo hasta arriba. Al aplicar la alta presión, la inyección va venciendo los manguitos, rompe la vaina y va creando zonas de terreno mejoradas alrededor de los taladros del tubo-manguito. (Véase Figura 4-9). El doble obturador permite inyectar la zona requerida a las distancias predeterminadas, una o más veces.

Figura 4-7: Fases de la inyección con tubo-manguito y doble obturador.

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Figura 4-8: Tubo-manguito y tubo de inyección con doble obturador.

Figura 4-9: Proceso de inyección.

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Las perforaciones para la inyección pueden hacerse en cualquier dirección y atravesar cimientos existentes. A título de ejemplo, la Figura 4-10 muestra un esquema de la disposición de las perforaciones en la zona de influencia de una zapata.

Figura 4-10: Perforaciones para inyectar la zona de influencia de una zapata.

Como ya se ha comentado, en zonas urbanas consolidadas y/o por debajo de edificios existentes existe un riesgo de fuga de la inyección hacia alguna galería o conducción enterradas, las cuales brindan un camino más fácil para que circule un fluido a alta presión. Para evitar este riesgo, algunos autores proponen realizar un recinto perimetral al pie del cimiento existente o bien mediante jet-grouting o bien mediante inyección a baja presión y, una vez creado ese recinto perimetral, inyectar a alta presión por debajo del cimiento. (Véase Figura 4-11).

Figura 4-11: Creación de recinto perimetral con jet-grouting e inyección a alta presión bajo el centro.

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Otros autores proponen crear ese recinto perimetral mediante la construcción de vigas de hormigón armado, las cuales, a su vez, pueden servir de refuerzo de las cimentaciones existentes. Pero esta solución requiere la introducción de apeos, por cuanto la construcción de esas vigas obliga a realizar excavaciones al pìe o junto a los cimientos existentes. A título de ejemplo, la Figura 4-12 muestra una solución mixta que fue empleada en la basílica del Pilar de Zaragoza y en la que el recinto perimetral fue creado mediante refuerzos de hormigón e inyecciones a baja presión.

Figura 4-12: Creación de recinto perimetral con refuerzos de hormigón e inyecciones a baja presión.

4.3.2 El jet-grouting. El jet-grouting es una técnica de sustitución del terreno deficiente por un terreno mejorado con cemento. Más concretamente, consiste en lo siguiente: en el terreno deficiente y hasta la profundidad requerida, se construyen unas columnas por debajo del cimiento existente (atravesándolo) o bien junto al mismo, las cuales son parecidas a unos pilotes perforados “in situ”, aunque, a diferencia de éstos, no tienen una sección transversal constante y, además, están construidas con unos materiales de peor calidad. (Véase Figura 4-13).

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Figura 4-13: Columnas de jet-grouting por debajo de un cimiento existente.

Con respecto a las inyecciones tradicionales, el jet-grouting presenta las siguientes ventajas: •

La mejora del terreno está localizada y no existe ese riesgo de fuga del material que se aporta, tal y como sucede en las inyecciones tradicionales.

•

No hay incompatibilidad entre el terreno y la inyección, porque, al producir la mejora, el jet-grouting rompe y aparta el terreno.

•

La medición del volumen de las columnas de jet-grouting es bastante precisa, lo que permite elaborar un presupuesto más aproximado a la realidad de la obra que el que puede hacerse para las inyecciones tradicionales.

Y como principal inconveniente del jet-grouting, cabe destacar un incremento de los movimientos subsidiarios debidos a la puesta en obra de la propia técnica de mejora. Este incremento, además de requerir un control preciso de tales movimientos mediante instrumentos de precisión, obliga a la introducción de apeos localizados que aseguren la estabilidad y la integridad de aquellas estructuras que sean particularmente sensibles a los movimientos, como son las bóvedas, los arcos, etc Para llevar a cabo el jet-grouting, se perfora el terreno mediante una tubería cuyo extremo inferior lleva una cabeza de corte y tiene unas toberas a través de las que se inyecta agua o aire o agua-aire a alta presión. (Véase Figura 4-14).

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Figura 4-14: Tubería de perforación para la ejecución del jet-grouting.

Una vez alcanzada la profundidad requerida, por el eje de esa misma tubería se inyecta una lechada de cemento a alta presión, lechada que disgrega el terreno y que se mezcla con él y con el agua que ha sido introducida durante la perforación. A continuación, la tubería va siendo retirada hacia fuera y, a la vez, se le va imprimiendo un movimiento de rotación sobre su propio eje, con lo que en el seno del terreno se va formando, de abajo a arriba, una especie de columna de suelo mezclado con cemento. (Véase Figura 4-15).

Figura 4-15: Proceso de ejecución del jet-grouting.

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Una vez extraída la tubería de inyección, se puede hincar verticalmente una barra de armadura en la zona superior de la columna, para mejorar su resistencia a flexión en esa zona y para facilitar la futura unión con la estructura preexistente. (Véase Figura 4-16) Aunque lo más habitual sea la ejecución de columnas de jet-grouting verticales, tales columnas pueden tener cualquier dirección, sin más limitaciones que las debidas a la maniobrabilidad y al funcionamiento de la propia maquinaria de ejecución. Habida cuenta de que no pueden realizarse simultáneamente todas las columnas de jet-grouting y de que el fraguado de la lechada de aportación es muy lento, durante el tiempo de ejecución el terreno se convierte en un fluido viscoso, por lo que, inevitablemente, aumentan los movimientos (los asientos y sobre todo los giros) de los cimientos preexistentes. Otra causa del incremento de esos movimientos es la que se deriva de las altas presiones utilizadas en su ejecución, presiones que, antes de disiparse en el terreno, pueden llegar a transmitirse a capas de agua o a estratos duros, con el riesgo de que se produzcan levantamientos del terreno o de las cimentaciones próximas. Los mejores resultados de la técnica del jet-grouting, en los que se minimiza el riesgo de que aparezcan daños causados por movimientos subsidiariamente inducidos, son los obtenidos en la mejora del terreno por debajo de cimientos continuos rígidos, bastante robustos y masivos. Pero, lamentablemente, estas características favorables no suelen ser frecuentes cuando hay fallos en la cimentación.

Figura 4-16: Cabezas de las columnas de jet-grouting en un campo de pruebas.

A la hora de elegir esta solución, debe tenerse en cuenta la necesidad ineludible de un espacio de actuación libre en el entorno inmediato del edificio, en donde se puedan ubicar una mezcladora, los depósitos para las distintas mezclas y los contenedores para los detritos que son bombeados. Esta necesidad puede causar graves dificultades cuando se actúa en cascos urbanos consolidados. (Véase Figura 4-17). 18

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Figura 4-17: Dificultades en el casco urbano de Espinosa de los Monteros (Burgos) para la ejecución de un jet-grouting.

Cuando esta técnica de mejora es ejecutada en el interior de un edificio, también debe tenerse en cuenta la necesidad de disponer de un gálibo suficiente para que las columnas de jet-grouting puedan alcanzar la profundidad requerida. (Véase Figura 4-18).

Figura 4-18: Jet-grouting en el interior de la iglesia de Espinosa de los Monteros (Burgos).

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Patologías e intervención en las cimentaciones de edificación

El jet-grouting permite asociar sus columnas en una o en varias filas, por lo que es posible su aplicación para realizar recalces apantallados, al abrigo de los cuales pueden ser ejecutadas excavaciones al pie de cimientos existentes. (Véase Figura 4-19). En estos recalces apantallados es frecuente que las columnas sean ejecutadas con una mezcla de bentonita-cemento, con el objetivo de lograr la impermeabilización y la estanqueidad del recinto excavado frente a la entrada de agua contenida en el terreno.

Figura 4-19: Disposición en planta de un recalce apantallado con jet-grouting.

El dimensionado de las columnas de jet-grouting suele hacerse como el de los pilotes perforados “in situ”, considerando una resistencia en fuste y una resistencia en punta. Los valores de estas resistencias deben ser muy conservadores, por cuanto la sección de una misma columna de jet-grouting varía a cada profundidad, en función de la clase de terreno atravesado y de la resistencia que éste ofrezca a la perforación. De hecho, el diámetro de estas columnas puede llegar a ser de 1,50 m y hasta de 2,00 m cuando atraviesan terrenos muy flojos, mientras que se limita a menos de 0,30 m cuando atraviesan alguna capa muy dura. Por último, debe advertirse que, cuando se hacen columnas de jet-grouting atravesando un cimiento preexistente, no hay plena garantía de un buen contacto entre éste y las columnas, ya que estas últimas siempre padecen una cierta reducción de su sección dentro de su correspondiente perforación, a causa de su normal retracción durante el fraguado. No obstante, en la práctica este problema no es muy grave, porque esa holgura entre el cimiento y la columna es muy pequeña.

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4.4 Recalces superficiales Tal y como ya se ha hecho constar, los recalces superficiales son reparaciones, refuerzos o actuaciones sobre los cimientos superficiales preexistentes (generalmente, zapatas), con la finalidad de aumentar la superficie de transmisión de las cargas al terreno (esto es, la superficie de contacto suelo-cimiento) y, en ocasiones, con la finalidad de profundizar el plano de apoyo de la cimentación hasta alcanzar un terreno más competente. Conviene advertir que este tipo de recalces es cada vez menos frecuente, debido a tres causas: al elevado coste de la mano de obra, al largo tiempo necesario para su ejecución y al riesgo que conllevan las ineludibles excavaciones que hay que hacer al pie de los cimientos existentes. 4.4.1 Aumento de las dimensiones en planta. El aumento de las dimensiones en planta de los cimientos preexistentes está indicado en aquellos casos en que éstos apoyan sobre un terreno competente, pero con unas secciones mecánicas útiles que son inferiores a las mínimamente necesarias, ya sea porque el cimiento no está bien dimensionado, ya sea porque se han degradado sus materiales constituyentes, ya sea porque se van a aumentar las acciones transmitidas al terreno. Debe advertirse que, al aumentar las dimensiones en planta de un cimiento, también aumenta su zona de influencia, por lo que pueden incrementarse los asientos, sobre todo cuando los cimientos sobre los que se va a intervenir se encuentran muy próximos y los bulbos de presiones pueden superponerse. En estos casos, el volumen de terreno compresible y afectado por el cimiento es el correspondiente al bulbo conjunto. (Véase Figura 4-20).

Figura 4-20: Bulbo conjunto de presiones en cimientos próximos (DB-SE-C).

Y también debe advertirse, aunque resulte reiterativo, que para aumentar las dimensiones en planta de un cimiento resulta ineludible el realizar excavaciones al pie o junto a ese cimiento y que estas excavaciones reducen la capacidad portante del mismo, por cuanto desaparecen las tierras en sus laterales. Por ello, la más elemental prudencia aconseja que estos recalces sean acometidos después de haber introducido unas estructuras auxiliares temporales (apeos) que descarguen los cimientos objeto de intervención. 21

Patologías e intervención en las cimentaciones de edificación

Las soluciones más frecuentes pueden concretarse en las dos siguientes: •

Ensanche de zapata aislada, construyendo dos anillos perimetrales de refuerzo. (Véase Figura 4-21).

•

Ensanche de zapata corrida, construyendo dos vigas, adosadas a uno y a otro lado de la zapata. (Véase Figura 4-22).

En estas soluciones, los dos principales problemas son: la solidarización de la fábrica preexistente con los nuevos elementos de refuerzo y la puesta en carga del conjunto.

Figura 4-21: Ensanche de zapata aislada.

Figura 4-22: Ensanche de zapata corrida.

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En el ensanche de zapatas aisladas, la ejecución de un refuerzo compuesto de dos anillos perimetrales permite resolver la puesta en carga del conjunto. El proceso de ejecución es el siguiente: se comienza por la construcción de un primer anillo encima del cimiento, a nivel de la base del soporte. Una vez que este primer anillo ha fraguado, se hace una excavación en todo el perímetro del cimiento, hasta su plano de apoyo. Después, se hace un recorte perimetral a media altura del cimiento preexistente, creando una caja anular. En esa caja se disponen unos dispositivos (unos gatos hidráulicos o unos perfiles que posean algún sistema de extensión por husillo) que permitan apretar la base del cimiento preexistente contra la cara inferior del primer anillo. Mediante esos dispositivos se consigue la puesta en carga del sistema. Finalmente se hormigona el segundo anillo perimetral, dejando los repetidos dispositivos perdidos en la masa del hormigón. (Véase Figura 4-23).

Figura 4-23: Puesta en carga de un ensanche de zapata aislada.

Cuando el cimiento original es de hormigón, puede mejorarse su unión con el hormigón nuevo sin más que impregnar el plano de contacto con resinas adhesivas. (Véase Figura 4-24). En las zapatas corridas, la solidarización entre la fábrica antigua y la de los nuevos elementos de refuerzo suele hacerse mediante unos conectores pasantes, resueltos con redondos de acero bañados en resinas adhesivas, que son introducidos en unas perforaciones que calan de lado a lado el cimiento preexistente. (Véase, de nuevo, Figura 4-22). Cuando la zapata corrida preexistente es de hormigón, su unión con el hormigón nuevo suele hacerse mediante atirantados, cuya presencia también contribuye a mejorar la puesta en carga del conjunto. (Véase Figura 4-25).

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Figura 4-24: Unión entre hormigones en el ensanche de una zapata.

Figura 4-25: Unión atirantada en el ensanche de una zapata.

En una zapata corrida, el proceso de ejecución para conseguir la puesta en carga de los nuevos elementos de refuerzo conlleva las siguientes fases: •

Realizar unas perforaciones en la base del muro que apoya sobre el cimiento, a intervalos regulares (entre 1,0 m y 1,5 m);

•

Introducir en esas perforaciones unos perfiles de acero (las denominadas agujas) pasantes de lado a 24

Módulo 4. Intervención en cimentaciones

lado del conjunto; •

Llevar a cabo la puesta en carga.

Como solución alternativa a los mencionados perfiles de acero, algunos autores proponen la construcción de agujas de hormigón armado. Pero esta solución, además de aumentar el coste de la mano de obra, incrementa notablemente el tiempo de ejecución y, en consecuencia, el riesgo de movimientos adicionales subsidiarios. La puesta en carga puede conseguirse mediante alguna de las tres soluciones siguientes: •

Por acuñado de las agujas contra las vigas de refuerzo del cimiento. Para ello, durante el hormigonado de éstas se colocan unas placas de acero, para reparto de los esfuerzos. A continuación, se introducen cuñas de acero en el espacio comprendido entre esas placas y las agujas. Y, finalmente, se procede a apretar las cuñas. (Véase, una vez más, Figura 4-22).

•

Mediante la colocación de gatos hidráulicos planos en el espacio comprendido entre las agujas y las placas de acero preparadas en la coronación de las vigas de refuerzo. (Véase Figura 4-26).

•

Mediante el relleno con mortero de cemento expansivo del espacio comprendido entre las agujas y la coronación de las vigas de refuerzo.

Figura 4-26: Puesta en carga del ensanche de una zapata corrida mediante gatos hidráulicos.

4.4.2 Aumento de la profundidad del plano de apoyo. Se suele aumentar la profundidad del plano de apoyo de un cimiento cuando éste apoya sobre un terreno deficiente pero, debajo de ese apoyo, a una escasa profundidad (de menos de dos metros) se localiza un terreno mucho más resistente. Para aumentar esa profundidad, hay que realizar un descalce ordenado y temporizado de la cimentación preexistente, excavando por debajo de la misma una serie de pozos, los denominados bataches, hasta alcanzar el nivel de apoyo competente. Para hacer estos bataches, son imprescindibles dos cosas: que el terreno sea arcilloso (al menos de resistencia media) para que las paredes verticales de su excavación puedan sostenerse sin necesidad de entibación y que el nivel freático se encuentre por debajo de la profundidad de excavación, para que ésta pueda ejecutarse en seco. 25

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No se debe excavar ningún batache al lado de otro que ya esté abierto, sino que los bataches deben ser ejecutados en un orden alternado, para que la cimentación que se está tratando sea capaz de salvar, trabajando en arco, cada vacío que se va creando por debajo de ella. (Véase Figura 4-27).

Figura 4-27: Ejecución de bataches para profundizar el plano de apoyo de una cimentación corrida.

Este método no presenta graves dificultades para el recalce de muros apoyados sobre zapatas corridas, porque la rigidez del conjunto cimiento-muro puede permitir el reseñado trabajo en arco sobre cada uno de los sucesivos vacíos que van siendo abiertos por debajo del cimiento. Pero hay que tener en cuenta que ese trabajo en arco solamente es fiable cuando se cumplen cuatro condiciones: que la fábrica del cimiento se encuentre en buen estado, que esa fábrica tenga suficiente resistencia a tracción, que la anchura del batache sea reducida (del orden de 1,00 m a 1,50 m) y que las distancias entre cada dos bataches que estén abiertos simultáneamente sean superiores a unas tres veces la citada anchura. De aquí, la necesidad ineludible de definir con toda exactitud tanto las dimensiones como el orden de ejecución de los bataches. Si no se respetan estas cuatro premisas, se producirá la fractura en arco de la cimentación y de las fábricas preexistentes. (Véase Figura 4-28). Cuando va a ser profundizada una zapata aislada bajo un pilar, es imprescindible introducir previamente un apeo completo de los elementos estructurales cuyas acciones inciden en ese pilar y considerar la ejecución de dos y hasta de cuatro bataches por cada zapata. Puede comprenderse que, en este tipo de zapatas, el método de los bataches resulta muy lento, es extraordinariamente complejo y conlleva notables riesgos, por lo que generalmente no suele aplicarse, sino que se opta o bien por la demolición y la nueva construcción de los elementos estructurales afectados (tanto de las zapatas como de los pilares) o bien por otras soluciones de menor riesgo, como son los recalces profundos mediante micropilotes.

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Figura 4-28: Trabajo en arco de la fábrica del cimiento sobre el hueco creado por el batache.

Otros inconvenientes de la ejecución mediante bataches son los siguientes: •

La dificultad para rellenar totalmente cada volumen vaciado, habida cuenta de que el hormigón suele verterse desde una sola cara.

•

La separación que puede aparecer entre la base del cimiento preexistente y la coronación del batache, debida a la retracción del hormigón de relleno del mismo.

•

La dificultad para la puesta en carga del conjunto.

Para solventar estos inconvenientes, se recurre a las medidas siguientes: (Véase Figura 4-29) •

Formación de un bebedero (tolva o embudo) para el vertido del hormigón.

•

Relleno del batache en dos fases: una primera, de vertido de hormigón, en la que se deja sin rellenar un espacio por debajo del cimiento preexistente; y una segunda fase, en la que se lleva a cabo la puesta en carga y se completa el relleno. Ese espacio que en la primera fase se deja sin hormigonar tiene una altura variable (pero siempre inferior a 0,50 m), en función de la solución que vaya a ser adoptada para la puesta en carga.

Esa solución para llevar a cabo la segunda fase de la ejecución del batache puede ser alguna de las tres siguientes: •

Puesta en carga directa, mediante el simple macizado del espacio restante con un mortero de cemento expansivo.

•

Puesta en carga mediante cuñas de acero intercaladas entre chapas, también de acero, puestas en la coronación del batache y en la base del cimiento preexistente, rematando con un relleno de mortero de cemento sin retracción.

•

Puesta en carga mediante gatos hidráulicos, análogamente instalados entre chapas de acero puestas en 27

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la coronación del batache y en la base del cimiento preexistente. Una vez hecha la puesta en carga, los gatos se dejan perdidos en un relleno final hecho con un mortero de cemento sin retracción.

Figura 4-29: Solución para el relleno del batache.

4.5. Recalces profundos. Tal y como ya se ha hecho constar, los recalces profundos consisten en añadir nuevos elementos de cimentación profunda (generalmente, micropilotes), que pueden construirse o bien atravesando las cimentaciones preexistentes o bien junto al perímetro de las mismas. Están indicados cuando se presenta alguna de las siguientes situaciones: •

El terreno que constituye el plano de apoyo de los cimientos preexistentes no tiene capacidad portante suficiente para contrarrestar las cargas de la estructura, por lo que experimenta unas deformaciones que resultan intolerables para el edificio.

•

El estrato competente más próximo se encuentra a una profundidad que no puede ser alcanzada o resulta difícil de alcanzar mediante recalces superficiales.

•

La presencia de agua o de terrenos inestables es causa de que la ejecución de recalces superficiales resulte compleja y conlleve notables riesgos.

•

La intervención incluye la ejecución de sótanos por debajo de los volúmenes edificados preexistentes.

•

La cimentación preexistente es profunda y está resuelta mediante pozos o mediante pilotes.

Los micropilotes son pilotes de pequeño diámetro (usualmente, menor de 200 mm), que se construyen por tramos y con una maquinaria de dimensiones reducidas, por lo que resulta posible llevar a cabo su construcción en espacios de altura libre reducida, como son los del interior de los edificios. (Véase Figura 4-30). 28

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Figura 4-30: Maquinaria para la ejecución de micropilotes.

Suelen tener una armadura continua, resuelta mediante tramos de tubo de acero, que se empalman o con manguitos roscados o por soldadura directa. El proceso constructivo depende del tipo de micropilote elegido, pero en sus líneas generales, suele consistir en lo siguiente: (Véase Figura 4-31)

Figura 4-31: Fases en la construcción de un micropilote.

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•

Ejecución de una perforación, que generalmente es hecha a rotación. Cuando el terreno no se sostiene o cuando hay capas de agua, la perforación se realiza al abrigo de una entubación que se va colocando por tramos.

•

Colocación, también por tramos, de una armadura tubular continua, que constituye simultáneamente el elemento estructural y el medio indispensable para la ejecución de las diferentes fases de inyección.

•

Inyección de una lechada de cemento por el interior de la armadura tubular, desde cuyo fondo va rebosando hacia arriba, hasta alcanzar la cota de trabajo, con lo que se forma un revestimiento de sellado (la denominada “vaina”) entre la armadura y las paredes de la perforación.

•

A medida que se forma la vaina, ésta se encarga de sostener las paredes de la perforación, por lo que puede retirarse la entubación que las ha estado abrigando, si es caso.

•

Relleno del interior de la tubería de armadura con un mortero de cemento, bien sea vertiéndolo por gravedad, bien sea inyectándolo a presión, hasta culminar el macizado de la citada armadura.

•

Conexión del micropilote con la estructura preexistente.

En función del sistema empleado para la inyección a través de la armadura tubular, los micropilotes se clasifican en los siguientes tipos: •

De inyección única global (tipo IU). Son micropilotes que se inyectan en una sola fase. (Véase Figura 4-32).

•

De inyección repetitiva (tipo IR). Son micropilotes que pueden ser reinyectados a presión hasta dos veces, mediante tubos o circuitos provistos de válvulas antirretorno. (Véase Figura 4-33).

•

De inyección repetitiva selectiva (tipo IRS). Son micropilotes que pueden ser reinyectados a presión varias veces, mediante tubos-manguito instalados a lo largo de la armadura tubular. (Véase Figura 4-34).

Figura 4-32: Micropilote tipo IU.

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Figura 4-33: Micropilote tipo IR. (Variantes).

Figura 4-34: Micropilote tipo IRS.

Lo habitual es que los micropilotes trabajen fundamentalmente por rozamiento de su fuste con el terreno, por cuanto su sección transversal y, por tanto, la sección de su punta de apoyo es muy reducida, salvo en los casos de micropilotes empotrados en roca, en los que sí que puede ser considerada una cierta resistencia en punta. La resistencia en fuste es mayor en los micropilotes tipo IR y tipo IRS que en los del tipo IU, porque la reinyección a alta presión permite mejorar el terreno que rodea el micropilote. Por ello, los micropilotes tipo IR o tipo IRS están indicados o bien cuando el terreno que rodea los micropilotes es deficiente o bien cuando las cargas que van a ser transmitidas a dichos micropilotes son elevadas. 31

Patologías e intervención en las cimentaciones de edificación

Habitualmente, los micropilotes tienen unas longitudes moderadas (casi siempre, menores de 20 metros) porque, para longitudes mayores, es difícil garantizar que cumplan tres imprescindibles características: su debida alineación según la dirección que conviene, su continuidad estructural y su posición espacial con respecto a otros micropilotes. Debe tenerse en cuenta que, debido a sus reducidas secciones transversales y a sus moderadas longitudes, los micropilotes suelen admitir frente al hundimiento del terreno unas cargas mucho menores (del orden de 200 kN a 300 kN) que las que permiten los pilotes convencionales. Por ello, casi siempre se requiere la ejecución de un número elevado de micropilotes cuando se quiere hacer un recalce mediante esta técnica. En todo caso, para lograr el apoyo estable de un pilar aislado nunca deben disponerse menos de tres micropilotes. Las dos soluciones habituales de recalce con micropilotes son: •

Atravesar el cimiento preexistente.

•

Rodear el perímetro del cimiento preexistente, a poca distancia del mismo.

La solución de atravesar el cimiento preexistente es la más elemental, sencilla y económica para hacer un recalce con micropilotes. Este método consigue solidarizar las cabezas de los micropilotes sin necesidad de construir ningún encepado, por cuanto la función de éste es desempeñada por el propio cimiento preexistente. La puesta en carga del conjunto es directa e instantánea, sin necesidad de llevar a cabo ninguna operación específica. Y además, evita la ejecución de excavaciones junto a los cimientos preexistentes, minimizando los movimientos subsidiariamente inducidos por la intervención. Pero esta solución de atravesar el cimiento preexistente sólo es posible cuando este elemento tiene suficiente canto y/o cuando su fábrica posee una suficiente resistencia a cortante para que las acciones de la estructura sean transmitidas por la adherencia entre el micropilote y dicha fábrica. (Véase Figura 4-35).

Figura 4-35: Determinación de la carga máxima (P) que puede transmitir el micropilote por adherencia.

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Pero, lamentablemente, en los edificios que padecen deficiencias en sus cimientos, éstos ni suelen tener un canto suficiente, ni suelen estar construidos con una buena fábrica, ni dicha fábrica suele encontrarse en buen estado, por lo que resulta forzoso el recurrir a alguna de las soluciones siguientes: •

Aumentar el número de micropilotes por pilar, para reducir las cargas que van a ser transmitidas a cada uno de ellos.

•

Soldar redondos o aletas de acero en la coronación de la armadura de los micropilotes, para aumentar la adherencia entre estos y la fábrica del cimiento. (Véase Figura 4-36).

•

Soldar redondos o aletas de acero en la coronación de la armadura de los micropilotes y embeber esa coronación así preparada en un recrecido del canto del cimiento preexistente, debidamente creado a modo de suplemento. Esta solución solamente resulta adecuada cuando hay suficiente altura libre en la planta que está en contacto con el terreno, porque resulta inevitable el elevar el nivel de la coronación de los cimientos. (Véase Figura 4-37).

•

Ensanchar la perforación del micropilote en el tramo que atraviesa el cimiento preexistente, soldar redondos o aletas de acero en la coronación de los micropilotes y rematar con el macizado de la perforación. Esta solución solamente es posible en cimientos cuya fábrica sea de hormigón y se encuentre en buen estado, por cuanto el diámetro de la perforación tiene que aumentar unos diez centímetros, como mínimo. (Véase Figura 4-38).

Figura 4-36: Solución para aumentar la adherencia del micropilote con la fábrica del cimiento.

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Figura 4-37: Solución para aumentar la adherencia del micropilote con la fábrica del cimiento.

Figura 4-38: Solución para aumentar la adherencia del micropilote con la fábrica del cimiento.

Cuando no es posible atravesar el cimiento preexistente, no hay más salida que construir los micropilotes junto al perímetro de dicho cimiento y aislados del mismo. (Véase Figura 4-39). 34

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Figura 4-39: Micropilotes junto al perímetro de un cimiento preexistente.

Esta segunda solución requiere todo lo siguiente (Véase Figura 4-40): • La construcción de un encepado que solidarice las cabezas de todos los micropilotes introducidos para realizar el recalce. • La consecución del necesario y efi caz contacto entre el cimiento preexistente y el mencionado encepado. • La colocación de dispositivos específi cos que consigan la puesta en carga de los micropilotes. Aunque resulte obvio, debe hacerse constar que esta solución incrementa los movimientos subsidiariamente inducidos por la propia reparación, porque requiere hacer excavaciones junto al cimiento preexistente y porque es inevitable la aplicación de determinadas acciones cuando se procede a la puesta en carga del sistema. (Véase Figura 4-41).

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Figura 4-40: Recalce con micropilotes junto al perímetro del cimiento preexistente.

Figura 4-41: Ejecución de un recalce con micropilotes junto al perímetro del cimiento preexistente.

Finalmente, cabe señalar que los micropilotes también se emplean con cierta frecuencia como apeos provisionales de la estructura cuando se quiere crear sótanos por debajo de los volúmenes edificados preexistentes. Para esta ampliación de espacios bajo rasante nunca podrían utilizarse apeos convencionales, porque las propias excavaciones que vayan a ser realizadas eliminan las tierras sobre las que deberían apoyar las bases de tales apeos. En cambio, con micropilotes sí que se puede constituir un apeo estable, porque sus armaduras tubulares penetran en el terreno por debajo del fondo de la excavación y funcionan como unos pies derechos 36

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de acero. Otra ventaja de hacer el apeo con micropilotes es que con estos mismos elementos puede quedar resuelta la cimentación propia de las estructuras correspondientes a la ampliación que se vaya a hacer bajo los volúmenes edificados preexistentes. La solución más frecuente consiste en construir una losa al nivel del fondo de la excavación, losa que cumple la función de encepado de todos los micropilotes y que sirve para instalar los arranques de los pilares del nuevo sótano. La técnica más sencilla y económica para aplicar esta solución consiste, al igual que en los recalces, en atravesar el cimiento preexistente con los micropilotes y después excavar hasta la profundidad requerida. (Véase Figura 4-42).

Figura 4-42: Empleo de los micropilotes como apeo provisional.

En esta solución es imprescindible ir zunchando los grupos de micropilotes a medida que se va excavando, para evitar su pandeo. (Véase Figura 4-43).

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Patologías e intervención en las cimentaciones de edificación

Figura 4-43: Apeo de una zapata con tres micropilotes zunchados.

En el ejemplo que muestra la Figura 4-43, los micropilotes acabaron por constituir uno de los pilares definitivos del volumen excavado. Cuando se quiere apear un muro, la solución más frecuente consiste en construir, junto a una y a otra cara del mismo, dos alineaciones paralelas de micropilotes y después hacer las excavaciones hasta la cota proyectada. A continuación, sobre las cabezas de los micropilotes, convenientemente suplementadas y rigidizadas, se pueden añadir, mediante simples soldaduras, todos los elementos metálicos que se revelen necesarios para el apeo. (Véase Figura 4-44).

Figura 4-44: Detalle de las cabezas de los micropilotes en el apeo de la Casa de América (Madrid).

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El proceso constructivo es el siguiente: •

Construcción, desde la rasante inicial, de dos alineaciones paralelas de micropilotes, junto a una y a otra cara del muro que se pretende apear.

•

Descabezado de los micropilotes, dejando al descubierto la coronación de las armaduras tubulares.

•

Refuerzo y rigidización de la coronación de las armaduras de todos los micropilotes y solidarización de las cabezas de los micropilotes de cada alineación, mediante la construcción de una viga de coronación. Las vigas de coronación suelen ser de perfiles de acero, tal y como muestra la Figura 4-44.

•

Ejecución de una serie de perforaciones transversales en la base del muro, practicadas a intervalos regulares, y colocación a través de cada una de ellas de una viga pasante (la denominada “aguja”) cuyos extremos apoyen en las dos vigas de coronación ya construidas.

•

Excavación hasta la cota proyectada. A medida que se excava, ir atando los micropilotes de cada alineación con perfiles de acero. (Véase Figura 4-45).

•

Si es caso, a medida que se excava o como obra final, pueden ser demolidas la franja de muro y de su cimiento que queden por debajo de la rasante inicial. (Véanse Figura 4-46 y Figura 4-47).

Figura 4-45: Proceso de excavación junto a un muro apeado con micropilotes.

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Figura 4-46: Demolición de la franja de muro que queda por debajo de la zona apeada.

Figura 4-47: Apeo con micropilotes de los muros del edificio de la Casa de América (Madrid).

Debe advertirse que, cuando se hagan los cálculos para estos recalces de muros antes de la excavación de un nuevo sótano, siempre habrá que tener en cuenta que, una vez eliminadas las tierras, las alineaciones de micropilotes correspondientes a los muros perimetrales van a funcionar de hecho como una pantalla de contención. 40