Replanteo de cimientos

El Replanteo de cimientos significa trasladar al terreno los datos del plano de cimentación del proyecto. Para ello hay varios sistemas, pero el que más cómodo y exacto nos ha parecido siempre, es el utilizado por camillas.

Pero en el ejemplo que vamos a exponer, no nos limitaremos al edificio urbano de fácil solución, sino a ese tipo de construcción actual donde las casas, al agruparse por cientos, la línea recta tiene una importancia vital, ya que las fachadas, principalmente las que dan a la calle, tienen que pañear unas con otras en forma correcta e impecable, siendo motivo de orgullo para el que lo realiza, cuando, desde una esquina se ven todas las fachadas confundidas en una línea vertical perfectamente aplomada.

Para realizar un buen replanteo, lo primero de que tendremos que proveernos es de una cinta metálica, a ser posible de 50 metros.  Esta tiene la ventaja sobre las demás de que su variación es inapreciable a los cambios de temperatura y podemos trabajar aun cuando la lluvia humedezca el suelo.  También dispondremos de una docena de jalones de dos metros, estacas, listones de madera para camillas, martillo, clavos y cuerdas de albañil en cantidad suficiente para lo que queremos realizar.

EJEMPLO DE REPLANTEO

En posesión del plano de ordenación (fig. 33) observamos que representa una serie de casitas para colonos con los anexos de dependencias agrícolas y un extenso corral, cuyas parcelas o solares miden entre ejes 18 x 40 metros.  Este grupo está situado a 30 metros del eje de la carretera y paralelo al mismo, teniendo su arranque a partir del hito del km 92.

Procederemos así:

1°  Si la carretera es de 8 m, escantillaremos 4 en los puntos A y B.

2°   Con una cuerda uniremos A con B, con los que obtendremos el eje de la carretera.

3°  En el punto C haremos una escuadra con el 3, 4, 5 o múltiplos de estos números, que no es más que un triángulo cuyos catetos miden 3 y 4 metros respectivamente, teniendo 5 metros la hipotenusa (Fig. 34).

4°  Obteniendo el punto D, situaremos dos jalones, uno en C y otro en D, con los que podremos tirar líneas hasta los puntos H y E (Fig. 35), los cuales fijaremos exactamente midiendo 30 y 40 metros, respectivamente, según el acotado del plano.

5°  Para obtener el punto F (Fig. 33) mediremos, a partir del C, los 144 metros que nos piden.

6°  También, y desde el punto F y para conseguir el I y el G, operaremos de igual forma que lo descrito en el apartado 4°.

7°  Con una cuerda uniremos los puntos E, G, H, I, cuyo resultado serpa un rectángulo.

8°   Desplazándolas del eje una distancia suficiente para que luego no estorben al excavar las zanjas, situaremos las camillas de replanteo cada 18 metros, los que, a su vez, nos servirán de comprobación si el trabajo está bien realizado.

Para el replanteo de las casas de los diferentes tipos, recurriremos a los planos de cimentación, cuyo replanteo no ofrecerá dificultad si nos limitamos a ejecutarlo tal y como lo hemos hecho para su conjunto, máximo cuando tantos puntos y líneas tenemos ya como referencia.

Sea la figura 36 el plano de cimiento de una casa tipo A.  Inmediatamente observamos que su escuadra principal se corresponde exactamente con la formada en el plano de ordenación por el ángulo E, H, I, bastándonos, por lo tanto, medir desde el punto H y hacia el E los 7´50 metros para volver inmediatamente después al punto H y medir con dirección al I los 7 y 4 metros respectivamente, donde situaremos las camillas correspondientes, desde las cuales realizaremos nuevas escuadras hasta conseguir el conjunto de la figura 37.

Una vez clavadas las camillas en el terreno, señalaremos en las mismas el ancho de la cimentación (en nuestro caso 0´70 m) y uniremos las señales por medio de cordeles.  Una vez realizado esto, con la punta de un pico o con cal, señalaremos en el terreno las zanjas de cimentación.  Quitaremos después las cuerdas y ya podemos dar la orden de comenzar la excavación, no sin antes advertir al personal que respete las camillas, pues se da el caso, harto frecuente, de que éstas, o son arrancadas o quedan enterradas con los productos de la excavación, lo que significa, al poner miras para levantar muros, tener que volver a replantear, con la consiguiente pérdida de tiempo, errores, etc., mientras que, con la camilla intacta, el oficial de miras tendrá seguridad en su trabajo.

Una regla general y común para todos es la de cotejar los planos de cimientos con los de planta, pues se nos ha dado frecuentes casos de que uno y otro no se correspondían entre sí, bien por error del proyectista o bien por parte del delineante que los dibujó, lo que después da motivos a rectificaciones que en materia de cimientos puede resultar peligroso por los añadidos y pegados que hay que realizar sobre el hormigón ya fraguado y endurecido, cuando lo ideal es la continuidad monolítica de la cimentación.

SISTEMA PRÁCTICO PARA EL REPLANTEO DE ESCUADRAS EN EL TERRENO

Anteriormente nos hemos referido varias veces a la realización de escuadras y éstas podrán parecer complicadas para aquellos quienes se inicien en el oficio, por cuya circunstancia expondremos un método mucho más sencillo que simplifica extraordinariamente esta operación.

Supongamos (Fig. 38) que tenemos ya clavadas en el terreno las camillas A y B y que en el punto C tenemos que levantar una escuadra.

1°  Con cuerda de albañil bien tensada uniremos los ejes de las camillas A y B.

2°  A derecha e izquierda del punto C escantillaremos, con la cinta métrica, 4 metros, con lo que nos habrán salido dos nuevos puntos:  el D y el E.  Estos puntos estarán representados por estacas en cuya testa se habrá clavado un clavo sin terminar de embutir en la madera, cuando (de esto depende el éxito de la operación) de que el referido clavo sea vertical y a efe de la cuerda AB.

3°  Tomando un número cualquiera – por ejemplo el 12, situaremos la anilla de la cinta en el punto D y otro operario hará coincidir el número 12 con el clavo del punto E.

4°  Doblando la cinta por la mitad del número elegido, o sea 6, y utilizando para ello los dedos pulgar e índice, nos moveremos de forma hasta que veamos que la cinta ha quedado tensa.  Entonces formará un ángulo cuyo vértice será el punto F, donde situaremos otra estaca provista de su correspondiente clavo.

5°  Invirtiendo las cosas volveremos a realizar estas operaciones hasta conseguir el punto G, con lo cual quedará terminada la escuadra, y si hacemos pasar un cordel por los puntos F, C, G, esta nueva líneas será la perpendicular a la recta AB.

Advirtiendo que, como puede suceder que al tensar la cinta se tense más de un lado que de otro, es conveniente rectificar los puntos separadamente, es decir, que se medirán aisladamente partiendo desde D y desde E hacia F, G, los metros haciendo las rectificaciones a que haya lugar.

Debe cuidarse el plano de las estacas y la verticalidad de los clavos ya que una variación nos conduciría a errores.

SISTEMA PRÁCTICO PARA EL REPLANTEO DE ALINEACIONES

Si como es frecuente tenemos en obra un nivel corriente de anteojo (no es necesario que tenga limbo) podremos trazar ejes de 200 a 300 metros con extraordinaria exactitud, con lo que queda eliminado el pandeo de la cuerda, bien por su peso propio en largas distancias o bien por viento.

Sean los puntos A y B de la figura 39.  En A colocaremos el aparato perfecta y exactamente aplomado, de forma que estando en estación el objetivo capte perfectamente el jalón situado en B, el cual aparecerá en la forma que indica la Fig. 40, y después será tarea sencilla ir colocando jalones con dirección al aparato sin más cuidado que el de ir observando su verticalidad en relación con el anterior, ayudándonos del hilo del retículo.

Quien haga esto, no pase cuidado que si uno de los jalones está mal puesto, se verá perfectamente y con toda precisión.  Debe tenerse en cuenta que las imágenes se ven invertidas.

EXCAVACIÓN DE ZANJAS

Dijimos en un principio que para cimentar sobre un terreno el ideal es la roca, pues para cimentar sobre ella resultaría inútil dar base de sustentación a los muros e incluso se podría prescindir de las zanjas, pero éstas tienen la ventaja de evitar que se descalcen los muros cuando se practican ciertos trabajos en los sótanos, además de hacer más difícil todos los movimientos o deslizamientos que pudiera producir una causa cualquiera.

Por tanto, y después del replanteo, la excavación en zanjas será la primera operación a realizar en toda obra.

La excavación, pues, se realizará de acuerdo con el plano de cimentación del proyecto y con el ancho exigido, así como la profundidad que haya determinado el arquitecto o director de la obra, evitando en lo posible (a no ser que específicamente así se exija) la formación de taludes (Fig. 41), pues éstos perjudican la obra, ya que un cimiento construido así, presionará en forma de cuña sobre el terreno, produciéndose asientos difíciles de corregir luego.

Todos los parámetros de la zanja deberán estar perfectamente recortados, su fondo bien nivelado y completamente limpio de productos de excavación.

Al efectuar la excavación y ser arrancadas las tierras, éstas aumentan de volumen, produciéndose entonces lo que se llama esponjamiento, el cual varía según la naturaleza del terreno, pero en la práctica se admite un 25 por ciento de esponjamiento, o sea que, multiplicando la cubicación del terreno a excavar por 1,25, nos dará el volumen total a trasportar.  Este tanto por ciento es la medida que resulta de los diferentes terrenos, pues como decimos antes, el esponjamiento varía con arreglo a la naturaleza de las tierra, como seguidamente veremos por la tabla 6.

ESPONJAMIENTO DE LOS TERRENOS                                                                                

TABLA 6

NATURALEZA DE LAS TIERRAS	Un metro cúbico de excavación produce
	Sin compresión m3	Comprimida todo lo posible m3
Tierra vegetal (aluviones, arenas, etc.)…Tierra franca muy grasa … … … … … … Tierra margosa y arcillosa medianamente compacta … … … … … … … … … … … … . Tierra margosa y arcillosa muy compacta Roca desmontada con barrenos y reducida a trozos … … … … … … … … …	1´101´20   1´50 1´70   1´66	1´051´07   1´30 1´40   1´40

ENTIBACIONES

Hay muchas clases de entibaciones, pero ciñéndonos a lo meramente constructivo, señalaremos tres tipos de entibaciones para zanjas, vaciados y pozos.

Las entibaciones tienen como principal misión la de proteger al obrero cuando éste ejecuta una tarea bajo la rasante del terreno.  Mientras que las zanjas o pozos son de poca profundidad y se tiene la seguridad de que el terreno es coherente, no es necesario tomar tal precaución; pero si, por el contrario, se trata de terrenos movedizo o poco consistente, entonces es cuando se impone la entibación, sin escatimar material alguno, pues en estos casos un ahorro mal entendido de madera puede conducir a lamentables fracasos, muy difíciles de compensar por tratarse de vidas humanas que se ponen en juego.

Por lo tanto, entibación es la operación destinada a la contención de tierra, que se realiza de manera transitoria (hasta el relleno de cimiento) mediante piezas de madera, cuyo sistema varía con arreglo a la clase de excavación de que se trate así como de la calidad del terreno.

En el caso de que éste sea algo consistente, bastarán unos tablones adosados a la zanja y unos dales de rollizo par impedir el desprendimiento de tierras.  Los codales no entran a presión, sino que ésta se realiza mediante un par de cuñas que se introducen entre la testa del rollizo y la tabla o el tablón de sujeción conforme se dispone en la figura 42.

Para terrenos de menos cohesión y, por lo tanto, más propensos al desprendimiento, en las figuras 43, 44, 45 y 46 representamos varios sistemas de acodalamientos, observando la precaución, si ello es posible, de dejar, entre codales, el espacio suficiente para que de una forma más o menos cómoda pueda pasar un obrero con su herramienta.

A medida que se van rellenando las zanjas, podrá irse quitando la madera en pequeños trechos y mientras el hormigón va fraguando, ya que de otro modo sería muy difícil o costoso recuperar la madera.

Cuando los terrenos no son consistentes, se realizan los entibados (Fig. 47 y 48) mediante un forro de tablas que cubren totalmente las paredes de la zanja.  Esta tabla, que puede ser la denominada ripia, puede ir colocada tanto vertical como horizontalmente.

El sistema de acodalamiento de las figuras 47 y 48 se efectúa, en el primer caso (Fig. 47) mediante unos codales sobre una alfarjía o tablón que distribuye la presión uniformemente por todas las tablas; y en el segundo se realiza por tablones que sustituyen a los codales.

Las entibaciones de los vaciados difiere de los anteriores en que éstas no pueden realizarse por presión contra los dos paramentos verticales, ya que sólo existe uno, por lo que debían realizarse mediante tornapuntas

La entibación en este caso se realiza (Fig. 49) con un forro de tablas o tablones disponiéndolas vertical u horizontalmente, según se trate de las primeras o de las segundas, unidas por una alfarjía.  A cierta distancia se colocan unos tacos de madera hincados en el suelo, y entre éstos y las alfarjías se coloca el tornapunta.  En la citada Fig. 49 hay dos tornapuntas que son los que en realidad absorben el empuje de las tierras.

Esta entibación se desarma a medida que se va construyendo el muro, siendo conveniente dejar algunos huecos en el mismo para mantener algunas tornapuntas, hasta que el mismo tenga la altura y la rigidez necesaria para que su continuación no ofrezca peligro alguno.

Seguidamente presentaremos los tipos que para entibación de pozos se utiliza más corrientemente.

Para pozos circulares se realiza un forrado de tablas de la pared del pozo mediante tablas verticales y estrechas, las que permiten, más que las anchas, una mejor adaptación a la forma circular; estas tablas se sostienen mediante unos anillos extensibles de hierro (Fig. 50).

Este sistema posee el inconveniente de que, como las tablas tendrán una longitud menor que la profundidad del pozo, el entibado quedará cortado y, por lo tanto, formará dos zonas, existiendo el peligro de que, ala ser independiente una de otra, haya derrumbamientos.  Esto puede evitarse no emparejando tablas de igual longitud, sino alternando unas más largas con otras más cortas con el fin de presentar un entibado de superficie descontinúa y que las zonas queden enlazadas entre sí.

Las entibaciones de pozos rectangulares son más fáciles de realizar, ya que todo se reduce a un forrado de tablas, que se pueden disponer de manera horizontal o vertical, aconsejándose esta última por el ahorro de tabla que supone el aserrado que sería necesario ejecutar en la primera y un acodalamiento de rollizo que se fija mediante cuñas, tal y como se indica en la Fig. 51, que representan el alzado y la sección.

EXCAVACIÓN DE POSOS PARA CIMIENTOS DE PILARES

La excavación de pozos para pilares está sujeta a las mismas reglas que las preconizadas para la excavación de zanjas.

Los pozos formarán, una vez rellenos, lo que en construcción se denomina cimentación aislada, de la que ya hablaremos en el próximo capítulo, y es el lugar donde se exige más resistencia al terreno por la razón de que la carga será más concentrada, pues en una cimentación corrida, aquélla se reparte más uniformemente a todo su largo.

En una estructura de hormigón armado, el pozo para pilares adquiere una máxima importancia, ya que de él dependerá la estabilidad de todo el conjunto.  Por poco importante que sea el edificio, tendrá como mínimo un metro de lado, siendo su profundidad la que de antemano hayan dictado los ensayos sobre la resistencia del terreno.

AGOTAMIENTOS

Es frecuente que al hacer una excavación más o menos profunda haga su presencia el agua.  Esto sucede cuando se llega a una cota inferior del nivel freático, y es entonces cuando no sólo se hace necesaria su extracción, sino que la misma debe ser continua hasta que los orificios por donde pase el agua sea tapados convenientemente.

Uno de los procedimientos más utilizados es el agotamiento mediante bombas en caso de que las filtraciones sean pequeñas y fluyan de forma regular, en cuyo caso el agotamiento deberá ejecutarse sin interrupción alguna.  Sin embargo, este método no es aconsejable cuando se trate de suelos de composición arenosa, pues si ésta es fina existe el peligro de que sea absorbida por la propia bomba, produciéndose una subpresión hidráulica, lo que puede dar lugar a la formación de arenas movedizas.

Si antes de proceder a la excavación o vaciado de un terreno para cimentación de los sondeos preliminares sacamos la conclusión de que a cierto nivel del subsuelo existe agua que conviene extraer, se emplean los tubos sonda a que nos referimos, los que en su parte interior, llevan para la protección de los orificios una tupida tela metálica que hace las veces de filtro; y en la parte superior, conectado al tubo de aspiración, una bomba de agotamiento.

Toda operación de agotamiento deberá ser vigilada, no sólo durante la construcción de la cimentación propiamente dicha, sino algún tiempo después.

Para sacar el agua es muy recomendable hacer un pozo de toma o sumidero que se irá profundamente a medida que se continúa con la excavación (Fig. 53), a cuyo lugar deberá se dirigida el agua mediante pendientes apropiadas.

Una cuestión importante es elegir bien la situación de los pozos de agotamiento.  El número de éstos variará con arreglo a la extensión e importancia de la obra y de las facilidades con que se cuente para la evacuación del agua.  En cuanto a su situación, una norma general (salvo excepciones que teóricamente no son previsibles) son las esquinas o ángulos del edificio a construir.  Los pozos deberán tener una sección de unos dos metros en cuadro por 1´20 de profundidad,  aproximadamente, por debajo del nivel de los cimientos.

Para profundidades mayores de 7 metros, que es prácticamente  la altura máxima de operación de las bombas, se colocarán las mismas por debajo de la rasante del terreno y por encima de la capa freática.  De este modo el agua llegará hasta la boca de descarga por efectos de impulsión, en cuyo punto se realiza el desagüe mediante zanjas o tuberías.

Las bombas más frecuentemente usadas son las de diafragma (Fig. 54), accionadas a mano o con motor, y las bombas centrífugas (Fig. 55 y 56).

Indudablemente que la más aconsejable para esta clase de trabajo es la bomba centrífuga, cuyas dimensiones dependerán del volumen de agua a elevar.  Suelen estar provistas de un tubo de succión extensible mediante prensaestopas, y provisto de una válvula de pie.  El prensaestopas permite alargar el tubo de succión sin dificultad a medida que se va profundizando el pozo.  Hay que disponer de las cadenas o cables necesarios para que, fijados estos amarres junto a la bomba, se pueda trasladar con alguna comodidad.  Debe tenerse especial cuidado en que las juntas del tubo de succión sean perfectamente impermeables, para lo que se utilizará anillos de goma. 

Los codos deben tener un radio lo más amplio posible.  Las bombas centrífugas (como se ha dicho anteriormente) pueden elevar el agua hasta los 8 metros de altura, pero cuando dan su máximo rendimiento es en la comprendida entre los 2 y 2´50 metros.

MAQUINARIA PARA EXCAVAR ZANJAS

Azadón mecánico y zanjadoras

Aunque no es nuestra intención dar aquí noticias sobre la maquinaria empleada en construcción, señalaremos, por su elevado rendimiento práctico, dos tipos: el azadón mecánico y la zanjadora, cuyas descripciones hacemos seguidamente.

El azadón mecánico es una máquina para trabajar en movimiento de tierras a nivel inferior a su sustentación o ligeramente superior a ésta.  Tiene especial aplicación para hacer trincheras y zanjas, pues su brazo y la cuchara de que va provisto puede trabajar a 7 metros bajo su nivel de sustentación, y por encima de éste, 3 metros.

En la figura 57 puede verse la construcción de una zanja para tubería construida por un azadón; en la figura 58, una máquina de este tipo con entera movilidad montada sobre camión, y en la 59, un azadón mecánico remolcado por tractor, adecuado para pequeñas excavaciones.

Las zanjadoras reciben también el nombre de trincheradoras, y son máquinas que arrancan tierra de forma regular, abriendo zanjas del ancho requerido para luego disponer, dentro de las zanjas, cimientos, conductos de tuberías de desagües, de cables de instalación eléctrica, etc.

Este tipo de máquina lo maneja un solo operario (igual que la anterior) y van excavando a la vez que avanzando en el trabajo.  Su manejo es sencillo, como el de un tractor.

Los anchos y profundidades a realizar son variables, así las hay que excavan trincheras desde 40 a 150 cm de ancho y hasta 3´80 m de profundidad.

Están formadas por un aparato motor que actúa sobre una hilera continua de cangilones metálicos, los cuales pasan por un botalón telescópico, pudiendo excavar a razón de 2´50 metros longitudinales por minuto.

A ese tipo corresponde la zanjadora de la figura 60.  Hay también máquinas más pequeñas, igualmente en forma de rosario los cangilones, y montadas sobre carriles. 

Estas excavan en un ancho máximo de 90 cm y una profundidad de 2´50 metros.

Las zanjadoras gigantes pueden excavar 2´60 m de ancho a 5 m de profundidad.

El rosario va inclinado (aun cuando también pueden realizar cortes verticales), transportando la tierra movida hacia arriba, para descargar a un lado sobre la orilla de la zanja abierta e incluso directamente, si el material no va a ser aprovechado nuevamente, sobre camiones de trasporte (Fig. 61 y 62).

 

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