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PRESENTACIÓN

Compañía Mexicana de Concreto Pretensado, COMECOP, S.A. de C.V. ha elaborado esta Guía de Instalación como parte de una serie de publicaciones técnicas relacionadas con el tubo de concreto reforzado COMECOP, confiamos que sea de utilidad para los ingenieros

proyectistas, usuarios y contratistas, como una información necesaria, basada y respaldada por una amplia experiencia adquirida por más de 75 años y de centenares de instalaciones en muy distintos lugares y en condiciones diversas en México. El correcto planteamiento de un proyecto, el estudio de las condiciones y la solución de sus problemas en función de consideraciones técnicas y económicas es absolutamente necesario como base para llegar a realizar una obra que genere confianza y satisfacción para los promotores e inversionistas y orgullo para los técnicos. Pero el mejor proyecto, empleando el mejor tubo, puede resultar en un fracaso si la instalación se realiza en condiciones deficientes, defectuosas o incorrectas. Por ello y como guía de la instalación, resumimos en este documento una serie de condiciones fundamentales que deben ser tomadas en cuenta, que no requieren o plantean costo extra, pero que aseguran que el tubo quedara instalado en óptimas condiciones.

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ÍNDICE GENERAL

Página1.0 CONSIDERACIONES GENERALES................................................................................... 5 2.0 PLANEACIÓN DE LA PUESTA EN OBRA DE LOS TUBOS............................................... 5

2.1 Generalidades............................................................................................................. 5 2.2 Proyecto...................................................................................................................... 5 2.3 Trazado de zanjas...................................................................................................... 5 2.4 Plan de ejecución........................................................................................................ 5 2.5 Organización general de los trabajos......................................................................... 6 2.6 Documentación de la obra.......................................................................................... 6

3.0 TRANSPORTE, DESCARGA Y ACOPIO DE LOS TUBOS................................................. 6 3.1 Transporte................................................................................................................... 6 3.2 Recepción en obra...................................................................................................... 7 3.3 Descarga..................................................................................................................... 7 3.4 Almacenaje de tubos en obra.................................................................................... 10 3.5 Almacenaje de anillos de hule en obra....................................................................... 11

4.0 PREPARACIÓN DE CAMINOS DE ACCESO..................................................................... 12 5.0 SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE INSTALACIÓN DE TUBERÍA................................ 12

5.1 Riesgos....................................................................................................................... 12 5.2 Equipo de Protección Personal.................................................................................. 13 5.3 Brigadas de Seguridad............................................................................................... 14

6.0 VERIFICACIÓN DE OPERACIONES Y DATOS DEL PROYECTO ANTES DE INSTALAR LA TUBERÍA...................................................................................................... 14

7.0 GEOMETRÍA DEL TRAZO................................................................................................... 14 7.1 Radio de curvas.......................................................................................................... 14 7.2 Sentido de colocación................................................................................................. 14

8.0 TRAZADO, ESTACADO Y EXCAVACIÓN DE ZANJAS...................................................... 15 8.1 Topografía, Nivel y Estacado...................................................................................... 16

9.0 BOMBEO DE ACHIQUE, DRENAJES Y ADEMES............................................................. 17 9.1 Flotación de los tubos................................................................................................. 18 9.2 Aguas superficiales..................................................................................................... 18 9.3 Aguas subterráneas.................................................................................................... 18 9.4 Drenaje de alivio de la zanja....................................................................................... 18

10.0 PROFUNDIDAD DE LAS ZANJAS...................................................................................... 19 11.0 ANCHURA DE LA ZANJA.................................................................................................... 19 12.0 ACONDICIONAMIENTO DEL FONDO DE LA ZANJA (CAMA DE APOYO)....................... 20 13.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONES CONVENCIONALES........................... 23

13.1 Descenso y acomodo de los tubos en zanja.............................................................. 23 13.2 Preparación de las extremidades del tubo para la colocación de los anillos de hule. 25 13.3 Montaje (Enchufe) de los tubos.................................................................................. 25 13.4 Dispositivo de tracción................................................................................................ 27 13.5 Empuje de acoplamiento............................................................................................ 29 13.6 Juego entre tubos....................................................................................................... 29 13.7 Protección de los anillos de hule................................................................................ 29 13.8 Limpieza de la tubería……......................................................................................... 30

14.0 RELLENO Y COMPACTACIÓN DE LA ZANJA................................................................... 30 14.1 Acostillado.................................................................................................................. 30 14.2 Relleno clasificado compactado................................................................................. 31 14.3 Relleno a volteo.......................................................................................................... 32 14.4 Relleno principal........................................................................................................ 32 14.5 Desmontaje del apuntalamiento............................................................................... 33 14.6 Recomendaciones prácticas para la compactación................................................. 33

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14.7 Precauciones especiales con la maquinaria de movimiento de tierra y

compactación ……………………………………………………………………………...

34 15.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONES PARTICULARES............................... 35

15.1 Tubos hincados........................................................................................................ 35 BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................... 36 NORMATIVA........................................................................................................................ 36

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1.0 CONSIDERACIONES GENERALES Antes de la planeación de una obra hidráulica es importante conocer tanto los tipos de tubos disponibles para la instalación, como la constitución topográfica, física y química del terreno, lo cual ayudara a evitar gastos innecesarios por una deficiente selección. A continuación se hace una breve explicación de los tipos de tubos que pueden ser utilizados de acuerdo a cada obra, con lo que se tendrá una obra en óptimas condiciones. La correspondencia entre las especificaciones del proyecto, el tipo de tubería requerida y suministrada, la correcta interpretación de las instrucciones de manejo, instalación, prueba y puesta en marcha, así como una experta dirección debe ser estricta para el éxito. Queda entonces en manos del proyectista la correcta identificación de las condiciones generales del proyecto y las especificaciones de la obra, contando con la entera disposición de COMECOP para ofrecer asistencia técnica durante la misma (descarga, instalación y pruebas de tuberías), incluyendo supervisión de obra y capacitación en gabinete y en sitio.

2.0 PLANEACIÓN DE LA PUESTA EN OBRA DE LOS TUBOS 2.1 Generalidades Las obras para la colocación de la tubería comprenden una serie de operaciones, como apertura de zanjas, perforación de túneles, rellenos, compactación de suelos, etc., todo ello es necesario antes de la realización de las mismas, por lo cual es necesario hacer una revisión a fondo del proyecto para evitar trabajos innecesarios o fuera del plan original que incrementen el costo de la obra. 2.2 Proyecto Los documentos esenciales del proyecto para la puesta en obra del tubo son aquellos que contienen información sobre: Estudio físico – químico del terreno, El trazo de línea en obra (vista de planta), Perfil de la línea, Rellenos escasos o excesivos.

2.3 Trazado de zanjas Los trazos en planta y perfil deben materializarse sobre el terreno, antes de la colocación por: Estacas en los vértices de la poligonal del trazo, Un estacado paralelo, es decir fuera del eje de la tubería que no sea afectado ni por la terracería

excavada ni por la circulación a lo largo de la línea, Además el jefe de obra debe disponer de bancos de nivel en los vértices de la poligonal. Las estacas en los vértices de la poligonal deben ser niveladas frecuentemente con precisión para ser utilizadas como referencias. 2.4 Plan de ejecución El jefe de los trabajos de ejecución estará provisto del trazo en planta y del perfil de conducción que defina perfectamente, por referencia a los vértices de la poligonal y al estacado paralelo, la indicación de los niveles a intervalos de 50 m como máximo y los cambios de pendiente.

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2.5 Organización general de los trabajos Debiera ser inútil recordar que el programa del conjunto de los trabajos debe ser previsto para permitir el desarrollo sin interrupción de las tareas de colocación y luego las pruebas de recepción de la línea lo más pronto posible después de su instalación. Conviene pues prever cuidadosamente en particular: Las obras adicionales a construir, Cruces (corrientes de agua, vías férreas, caminos, etc.), (obras inducidas), Atraques, anclajes,

Estas disposiciones son válidas para cualquier tipo de conducción. Así pues la colocación y por consecuencia el conjunto de los trabajos deben ser organizados en función de: Las pendientes del terreno, Los puntos de desalojo de aguas residuales. Número de frentes de instalación.

2.6 Documentación de la obra Al término de los trabajos la entidad instaladora debe enviar al dueño de la obra un plano de perfil y de planta definitivo señalando la colocación precisa de los tubos debidamente numerados. Los reportes diarios de los diversos equipos y la bitácora de obra deben consignar por día: Las instrucciones recibidas, El avance de los diversos trabajos, Los incidentes que afecten la ejecución, Las recepciones por tramos.

3.0 TRANSPORTE, DESCARGA Y ACOPIO DE LOS TUBOS Durante el transporte de los tubos hasta el punto de instalación, es necesario tomar las precauciones debidas para evitar que los tubos sufran esfuerzos superiores a los que han sido calculados, en muchas ocasiones los esfuerzos por manipulación son superiores a los que se somete el tubo en servicio, especialmente en lo que a flexión longitudinal se refiere. 3.1 Transporte Los tubos se colocan en los vehículos en posición horizontal sobre cuñas o listones (debe apoyarse sobre dos bases guarnecidas de madera o de hule como se muestra en la figura 4, ambas bases deben ser suficientemente anchas, los tubos deben ser transportados de tal forma que se garantice la inmovilidad transversal y longitudinal de la carga, así como la adecuada sujeción de los tubos apilados. Cuando se utilicen cables o eslingas de acero, éstas deben ser convenientemente protegidas para evitar cualquier daño en la superficie del tubo, para evitar que pueda afectar negativamente a su durabilidad y su desempeño (de otra forma conviene insertar una banda ahulada entre cable y tubo.). La manipulación de los tubos en fábrica y el transporte a obra deben efectuarse sin que sufran golpes o rozaduras, principalmente en las espigas y en las campanas. Durante la carga de los vehículos se debe tener presente el número de hiladas de tubos que pueden elevarse, de tal forma que las tensiones producidas en estas operaciones no superen el 35 % de la resistencia característica del concreto en ese momento, ni el 50 % de la tensión máxima que corresponda a la carga de rotura.

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En la conducción de vehículos un alto nivel de seguridad y experiencia es requerido para reducir los riesgos de accidentes de tránsito, para la sujeción y revisión periódica en la conducción, evitando las maniobras bruscas que puedan producir daños.

FIGURA 1. Transporte de tubos 3.2. Recepción en obra El responsable de la obra debe realizar una inspección visual de los tubos desde la descarga a fin de eliminar del acomodo los tubos defectuosos o dañados durante el transporte, aunque este hecho es totalmente previsible desde fábrica para evitar mermas en los proyectos, para la recepción en obra, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos: Los tubos que entren en obra, aunque previamente hayan sido inspeccionados en la fábrica, deben ser

detenidamente revisados a su recepción, Es responsabilidad del receptor verificar que los tubos correspondan al pedido solicitado y que no han

sufrido daños al momento de la recepción, Cualquier anomalía que se detecte debe ser motivo de consideración, tomándose las precauciones

necesarias para apartar el material que ofrezca dudas para su utilización. Los extremos dañados, daños en la superficie o pequeñas fisuras pueden ser reparados en obra previamente a su instalación con materiales especiales (resinas epóxicas).

Las anomalías deben quedar reflejadas en el documento de recepción, anotándose la cantidad de piezas dañadas y el tipo de daño advertido. 3.3. Descarga La descarga se debe efectuar con equipos y mano de obra adecuados para que la misma se realice con seguridad. Deben adoptarse las instrucciones del fabricante al respecto. El contratista debe proveer el procedimiento de descarga y manipulación de tubos más acorde con las especificaciones de calidad de la obra. 3.3.1) Descarga mecánica Las piezas de concreto pueden descargarse con la maquinaria convencional de excavación y de elevación, siempre que se disponga de dispositivos adecuados, con el objeto de controlar con precisión los movimientos de descarga. Es recomendable el empleo de grúas automotrices para la descarga de tubos.

AE. Flores

COMECOP

AE. Flores

COMECOP

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Estrobo Estrobo

Estrobo

Pinzas

FIGURA 2. Descarga de tubos por medio de grúa En la figura 6 se muestran los elementos y accesorios empleados por lo general en la descarga. Los puntos de contacto de estos útiles deben disponer de protecciones elásticas. Una vez suspendido el tubo y hasta situarlo en su lugar de acopio han de tenerse en cuenta las siguientes recomendaciones:

Evitar golpes entre tubos y contra el terreno. Guiar la carga tanto al elevarla como al depositarla (puede utilizar cuerdas de control) para mayor

seguridad. Maniobrar con suavidad. Nunca situarse debajo de la carga. Evitar que el tubo quede apoyado sobre puntos aislados o sobre roca. Después de la descarga evitar que los tubos sean arrastrados o rodados. Descargarlos lo más cerca posible del lugar donde van a ser instalados.

¡Pero recuerde extremar las acciones de seguridad¡

FIGURA 3. Elementos y accesorios para descarga mecánica de los tubos

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Mueva el tubo equilibrado No dejar caer el tubo

No se admite la manipulación con dispositivos formados por cables desnudos, ni por cadenas que estén en contacto con los extremos campana y espiga del tubo. En caso necesario, los cables y cadenas deben tener revestimiento protector en la zona de contacto con el tubo. Se recomienda la suspensión por medio de bandas anchas o eslingas con el recubrimiento adecuado o de pinzas mecánicas que sujeten el tubo por la parte recta. En caso de emplearse balancines que ensarten el tubo, toda su zona de contacto con el mismo debe estar recubierta de madera o de goma; el tubo debe estar bien centrado de manera que este sea descargado nivelado y sin peligro de que se resbale y se golpee ó genere accidentes, véase figura 4. Una buena coordinación de los suministros con la marcha de la obra reduce el movimiento de los tubos y, en consecuencia, evita los riesgos por deterioro en la manipulación. Se recomienda siempre que sea posible, descargar con grúa con capacidad suficiente para el manejo del tubo. El manejo se asegura con cinchos o eslingas. En la figura 5 se da un ejemplo de un gancho de manejo para descarga de tubos.

FIGURA 4. Descarga de tubos por medios mecánicos

Movimiento del tubo con dos eslingas Movimiento del tubo con una eslingas

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FIGURA 5. Ejemplo de gancho y eslinga para descarga de tubos

3.4 Almacenaje de tubos en obra En el almacenaje de tubos deben ser seguidas las instrucciones del fabricante, así como las especificaciones propias del producto. El almacenaje de los tubos se hace generalmente lo más cerca posible del punto de instalación. El almacenaje de los tubos en obra puede hacerse de las siguientes maneras: 3.4.1) Estibado horizontal Se escogen zonas despejadas de la obra que permitan las maniobras de descarga y el paso de los vehículos y grúas. Los tubos estibados no deben ser colocados en las proximidades de zanjas abiertas. El estibado más frecuente es el piramidal debiéndose adoptar precauciones especiales al calzar lateralmente los tubos para evitar que rueden. Se debe evitar una altura excesiva de estibamiento para que los tubos de la parte inferior no estén sobrecargados. Se recomienda que la altura del estibado no exceda de lo indicado en la tabla 3. Los tubos de diámetro pequeño pueden ser estibados de la misma manera que se cargan en el camión. El almacenaje de los tubos debe ser de manera horizontal, la hilada inferior debe colocarse en una superficie plana y nivelada, apoyándose sobre tablones paralelos colocados a 1/5 de los extremos del tubo, además debe calzarse adecuadamente para evitar desplazamientos. En cada hilada de tubos, la campana y las espigas deben estar en la misma dirección, apoyándose los tubos sobre sus partes rectas.

TABLA 3. Hiladas de estibas de tubos

Diámetro nominal

mm Número de hiladas

de tubos 760 a 1 070 2

> 1 070 1

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Las campanas de la estiba siguiente deben estar cambiadas y dispuestas encima de las espigas de la estiba inferior. Los partes rectas de los tubos deben estar en contacto entre sí y las campanas voladas para evitar concentraciones de carga, véase figura 6.

FIGURA 6. Estibado horizontal de tubos 3.4.2) Almacenaje lineal El almacenaje a lo largo de las zanjas debe responder a los siguientes criterios: La tubería debe ser colocada lo más cerca posible de la zanja con el debido resguardo, La tubería debe estar al lado opuesto de las tierras de excavación, Tener en cuenta que la tubería no se encuentre expuesta al tránsito de los vehículos de la obra.

No deben almacenarse los tubos por largo de tiempo en condiciones expuestas en la obra. Si fuera inevitable hacerlo deben protegerse adecuadamente. Si durante los trabajos de almacenaje se detectara algún tubo dañado, debe ser separado, marcado y

almacenado preferentemente, por separado.

FIGURA 7. Almacenaje lineal de tubos 3.5 Almacenaje de anillos de hule en obra Los anillos de hule se deben almacenar bajo cubierta, en un lugar fresco y seco y protegidos de la luz, especialmente de la radiación solar directa y se deben almacenar en contenedores adecuados. Tampoco deben estar en contacto con materiales líquidos o semisólidos, en especial solventes, aceites y grasas, ni con metales. No deben almacenarse en puntos próximos a instalaciones eléctricas capaces de generar ozono, como por ejemplo, las lámparas de vapor de mercurio, el material eléctrico de alta tensión u otro tipo de equipos que

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puedan producir chispas o descargas eléctricas silenciosas. Deben protegerse de los gases de combustión y de los vapores orgánicos. Asimismo los anillos de hule deben estar libres de esfuerzos de tracción, compresión u otro tipo de esfuerzo que puedan deformarlos (retorcidos, con peso encima, etc.) Para controlar las necesidades de montaje y evitar errores los anillos de hule deben estar clasificados, bien localizados y limpios.

4.0 PREPARACIÓN DE CAMINOS DE ACCESO La amplitud de la zona de trabajo depende evidentemente de: Área de terreno disponible, Los métodos adoptados para:

- Disposición de productos de excavación, - Manejo y colocación de los tubos.

El camino de circulación suficiente para el acceso de camiones debe ser preparado paralelamente a la zanja. El camino de circulación y el camellón del material excavado se disponen a un costado u otro de la zanja de acuerdo con el mejor compromiso posible entre exigencias contradictorias que contemplan o plantean: Los caminos de acceso, Las pendientes transversales del terreno, La protección contra escurrimientos de agua, La eventual evacuación de las aguas bombeadas de la zanja.

5.0 SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE INSTALACIÓN DE TUBERÍA

5.1 Riesgos Los riesgos más comunes para el personal que interviene en todo el proceso de instalación de una tubería son: desprendimiento de tierras, caída de personas a distintos niveles, caídas de personas al interior de la zanja, enterramientos accidentales, atrapamientos de personas por la maquinaria y los derivados por interferencias con conducciones enterradas, inundación, golpes por objetos, caída de objetos, etc. Dadas las consecuencias que se pueden presentar deben adoptarse medidas preventivas, las cuales pueden resumirse en: El personal que va a trabajar en el interior de las zanjas debe conocer los riesgos a los que puede

estar expuesto, El acceso y salida de una zanja se debe efectuar mediante una escalera sólida, anclada en el borde

superior de la zanja y apoyada sobre una superficie sólida de reparto de cargas. La escalera debe sobrepasar en 1 m el borde de la zanja.

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FIGURA 8. Ejemplo de uso de una escalera de acceso y salida de una zanja Deben prohibirse los acopios (tierras, materiales, etc.) a una distancia menor a 2 m, como regla, del

borde de la zanja, Cuando la profundidad de la zanja sea igual o superior a los 2 m se deben proteger los bordes

mediante una barandilla situada a una distancia mínima de 2 m,

FIGURA 9. Ejemplo de ademe en zanja

Si la profundidad de la excavación es menor a 2 m, puede instalarse una señalización de peligro

(puede ser una línea de yeso o cal situada a 2 m del borde de la zanja, cuerda con banderolas, etc.), Si los trabajos requieren iluminación se efectuaran mediante torretas aisladas con toma de tierra, Si se requiere iluminación portátil, puede proporcionarse con lámparas o reflectores, Se deben revisar los taludes o cortes a intervalos regulares, para evitar desprendimientos debido al

uso de martillos neumáticos, compactadores, excavadoras, etc., Los trabajos a realizar en los bordes de las zanjas con taludes no muy estables, se deben llevar a cabo

con las medidas y equipo de seguridad, coordinados a través de las brigadas de seguridad del instalador.

Se debe efectuar el achique inmediato de las aguas que afloran o caen en el interior de las zanjas, para evitar que se altere la estabilidad de los taludes,

Todos los apuntalamientos deben ser revisados periódicamente, Para accesar o salir de una zanja deben utilizarse medios adecuados. Nunca debe pasarse sobre los

elementos del apuntalamiento.

5.2 Equipo de Protección Personal En lo referente al equipo de protección personal se han de utilizar: casco, mascarilla antipolvo, guantes de cuero, ropa de trabajo, entre otros.

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5.3 Brigadas de Seguridad Es recomendable contar con brigadas de seguridad, las cuales serán responsables de supervisar las maniobras de descarga y colocación de los tubos en una forma segura, también serán responsables de verificar que el equipo e instalaciones estén en buen estado o bien instalado, evitando con ello accidentes y retrazo de tiempo en el proyecto.

6.0 VERIFICACIÓN DE OPERACIONES Y DATOS DEL PROYECTO

ANTES DE INSTALAR LA TUBERÍA Es indispensable que un mismo técnico sea responsable cuando menos, de las siguientes operaciones: Verificación de la cama de apoyo (calidad, nivelación), Geometría del trazo, Radio de curvaturas, Pendientes, Acomodo de los tubos en las zanjas, Tipo de zanja, Preparación de los anillos de hule, Protección de los anillos de hule, Colocación propiamente dicha incluyendo pruebas de anillos de hule, Relleno acostillado.

Según la importancia y la organización de los trabajos, ésta responsabilidad del jefe de instalación puede abarcar también las siguientes operaciones: Confección de la cama de apoyo, Relleno apisonado y camellones, Relleno final y prueba de línea.

En todo momento el jefe de instalación debe asegurarse que: El trazo de las zanjas y las estacas de señalización estén en su lugar, El acomodo es correcto y en particular que los tubos sean recibidos en cantidad suficiente y el tipo

especificado.

7.0 GEOMETRÍA DEL TRAZO Antes de iniciar la excavación de las zanjas es necesario conocer perfectamente los detalles de la instalación, pendientes, tipo de tubos, la colocación de los tubos, el tipo de junta a utilizar, los atraques, etc. lo que permitirá contar con una obra de acuerdo al proyecto. 7.1 Radio de curvas De acuerdo con la calidad del terreno, los desplazamientos deben cuando mucho alcanzar los valores de deflexión recomendados por el fabricante (consulte nuestro departamento técnico). 7.2 Sentido de colocación En colocación normal, el extremo macho del tubo a colocar se introduce en la campana (enchufe) del tubo anteriormente colocado; pero el proceso inverso es posible. El trabajo más fácil consiste en que el progreso del tendido sea ascendente. En tal caso el peso del tubo ayuda al enchufe.

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Cuando el tendido progresa en descenso las pendientes de hasta 12 % aproximadamente no crean problemas si el fondo de la zanja no es resbaloso. Para pendientes superiores a 12 % hay que tomar precauciones especiales para anclar provisionalmente los tubos hasta la terminación del tendido del tramo en pendiente.

8.0 TRAZADO, ESTACADO Y EXCAVACIÓN DE ZANJAS Como paso previo a la excavación, debe ser marcada, trazada y referenciada con precisión la línea que pasa por el centro de la zanja y el ancho de la superficie de la zanja. Cuando se requieran marcas temporales de colocación, deben establecerse en puntos donde no sea posible que sean borradas o movidas. Los intervalos entre las operaciones de excavación, instalación de la tubería y relleno de tierras, deben ser lo más breves posibles. De esta forma se logra: Reducir el tiempo de reutilización de los elementos de apuntalamiento si los hubiera, Prevenir posibles inundaciones de la zanja y derrumbes en la misma, Reducir la necesidad de controlar el agua subterránea, Reducir los requerimientos de los equipos, Minimizar las roturas de los servicios existentes, reducir las perturbaciones al tráfico, Reducir los riesgos de accidentes, Reducir impactos adversos al medio ambiente.

Se recomienda que no transcurra más de una semana entre la excavación de la zanja y la colocación de la tubería. Si fuera absolutamente necesario mantener en más tiempo la apertura de las zanjas, se deberá dejar sin excavar unos veinte centímetros sobre la línea del suelo, para posteriormente realizar su acabado. Las zanjas pueden abrirse mecánicamente ó a mano, perfectamente alineadas en planta y con el nivel uniforme, salvo que el tipo de tubo a emplear requiera que se abran conchas. Estas conchas deben hacerse hasta el momento de instalar los tubos, para asegurar su posición y conservación. Cuando el terreno sea uniforme se excavará hasta la línea de nivel; si quedan al descubierto elementos rígidos tales como piedras, rocas, etc., será necesario excavar por debajo del nivel para efectuar posteriormente un relleno, manteniendo la capacidad portante del terreno. Cuando sea necesario realizar explosiones para las excavaciones, en general en poblaciones, se deben adoptaran las medidas necesarias de seguridad para la protección de personas y/o propiedades. El material procedente de la excavación se debe colocar lo suficientemente alejado del borde de las zanjas para evitar derrumbes de éstas o que los derrumbes puedan poner en peligro a los trabajadores. En el caso de que las excavaciones afecten a pavimentos, los materiales que puedan ser usados en la restauración de los mismos deben ser separados del material general de la excavación.

FIGURA 10. Excavación de una zanja

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La forma en que se colocar la tierra removida condiciona el empleo de equipo de excavación, la necesidad de ademar y las operaciones de relleno. En el caso de instalaciones en zanja, el material extraído se usa frecuentemente para el posterior relleno, por lo que es conveniente colocarlo a lo largo de la zanja a una distancia adecuada de uno de sus bordes, una regla es situar la tierra extraída a una distancia del borde de la zanja no menor que la mitad de su profundidad. Si la zanja se encuentra apuntalada suele ser suficiente una distancia libre de 90 cm. La tierra amontonada en la proximidad del borde de la zanja produce una sobre carga que afecta a su estabilidad. La capacidad de la pared de la zanja depende del grado de cohesión del suelo. Dicha sobrecarga debe ser considerada al estudiar la estabilidad de los taludes (verticales o no) que constituyen las paredes de la zanja. Cuando la estabilidad del talud no resulte suficientemente segura la zanja debe ser apuntalada. La apertura de zanjas muy profundas o muy anchas produce un gran volumen de tierras extraídas cuyo peso puede resultar excesivo para la estabilidad del talud. En este caso será necesario alejar una parte de dichas tierras o extenderlas en una superficie mayor. Si se prevé utilizar como relleno las mismas tierras procedentes de la excavación, éstas deben ser inspeccionadas a fin de retirar trozos grandes de roca, terrones, pedazos de escombro, y todo aquello cuyo peso y dureza pueda causar daños a la tubería por el impacto de caída o producir presiones puntuales al compactar el relleno. En el caso de alcantarillado, con arreglo a los planos, se fija el eje de las zanjas de las alcantarillas clavando estacas en los bordes y, sobre ellas, un listón de madera que se coloca en nivel y alineado mediante niveletas. En los cambios de nivel es donde ha de darse al encargado de obra la cota desde el hilo hasta el suelo de la zanja.

FIGURA 11. Uso de hilo y estaca para nivelación de una zanja

Abierta la zanja y llegando a las proximidades del nivel del suelo, se fija la alineación de la misma mediante un hilo tenso y se clavan las estacas en el fondo a 10 ó 15 m una de otra, que se clavan con cuidado hasta ponerse al nivel justo, mediante niveletas. Se pueden utilizar los diferentes equipos de excavación disponible. Es importante que para la selección del equipo más eficiente para la excavación de zanjas se considere que todo el equipo de excavación tiene limitaciones prácticas y económicas. Las consideraciones incluyen el tipo y cantidad de material para ser excavado, profundidad y anchura de excavación, las limitaciones dimensionales establecidas en los planos, tamaño del tubo, espacio de operación y colocación de las tierras excavadas. Los equipos más usuales pueden ser modificados o adaptados para su empleo en la mayoría de las operaciones de excavación y movimiento de tierras. 8.1 Topografía, Nivel y Estacado Para la instalación de los tubos en zanja, se comienza por fijar unos puntos de referencia mediante estacas, clavos o cualquier otro procedimiento. A partir de estos puntos se sitúa el eje de la tubería en el fondo de la zanja.

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Cuando la zanja es estrecha, pueden tenderse barras de uno a otro lado, sobre las que se tensa una cuerda de nivelación situada en el plano vertical que contiene el eje de la tubería. Posteriormente mediante plomada y cinta o cualquier otro procedimiento, se bajan los puntos del eje a la profundidad prevista en el fondo de la zanja. En zanjas cuyo ancho dificulte tender barras, puede ser conveniente replantear la tubería directamente en el fondo de la zanja. En el caso de tuberías que deben instalarse aproximadamente a nivel del terreno natural para ser después terraplenadas, el trazo se hace directamente sobre dicho terreno. Si primero se efectúa el relleno de tierras para abrir en él una zanja en que instalar la tubería, el trazo se realiza como en el caso de una zanja normal. Los cambios de dirección conviene efectuarlos en los pozos de registro. No obstante es posible efectuar ligeros cambios de dirección o curvas de gran radio con tubos rectos y deflexiones permitidas.

9.0 BOMBEO DE ACHIQUE, DRENAJES Y ADEMES Este sistema se emplea en excavaciones que permiten apuntalar el revestimiento de una pared contra la opuesta para estabilizar las paredes de la zanja, transmitiéndose los empujes de las tierras una a otra a través de los puntales y resultando compensados entre sí. Este es un sistema de ademe provisional, instalado a mano o con elementos mecánicos.

FIGURA 12. Apuntalamiento de las paredes de una zanja Desde el punto de vista técnico la necesidad de apuntalar y los empujes a considerar en el cálculo de los apuntalamientos depende de: La profundidad y el ancho de la excavación, Las características del suelo, La presencia o existencia de nivel freático, La proximidad de edificios y otras estructuras, La proximidad del tráfico y cualquier otra fuente de vibraciones, Del lugar donde se deposita el material excavado y otras sobrecargas, Las posibles condiciones o imposiciones de diseño o cálculo.

En caso de terrenos secos y firmes, el apuntalamiento puede reducirse a tablones separados de 1,5 a 2 m y reforzados de polines de madera de unos 15 cm de espesor. En estos casos puede excavarse el fondo de las zanjas, dándoles ya la forma de la sección a recibir. Cuando el terreno es suelto y no se mantiene sin desmoronarse en una altura igual al ancho del tablón, es necesario apuntalar verticalmente con maderos de sostén reforzados. Cuando existen terrenos superiores

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sueltos (generalmente diluviales o de acarreos) sobre otros compactos y, sobre todo (como es frecuente en las calles), la capa superior es de relleno y la inferior compacta, puede hacerse un apuntalamiento parcial, trabado en la parte superior. Con ello queda libre la zona de trabajo, que no suele requerir ademe o puede ser mínimo. Es recomendable que la apertura de zanjas, la colocación de las tuberías y el relleno, vayan lo más adecuadamente acompasados, para que ni aquella esté demasiado tiempo abierta, para evitar el peligro de derrumbes, inundaciones o dilataciones del terreno, ni daños a las tuberías ya colocadas además de evitar posibles accidentes. 9.1 Flotación de tubos Todas las tuberías vacías flotan en una zanja inundada. Además los tubos, aún llenos de agua, pueden llegar a flotar en fango o barro fluido. De ahí la necesidad imperativa de serias medidas de protección contra las aguas, desde la excavación hasta el relleno completo de la zanja. 9.2 Aguas Superficiales Si el terreno está saturado de agua o se sobrepasa el nivel freático se puede hacer descender el nivel de agua u optar por la colocación de tablas en las paredes para protección de la zanja. El descenso del nivel freático puede hacerse por simple drenaje natural por los laterales del fondo de la zanja o por bombeo del agua por medios mecánicos. La zanja abierta debe ser protegida contra la inundación de aguas corrientes por todos los medios adecuados: Canalización, represado o desvío de los cauces, Defensas de tierra o cunetas cuando las pendientes transversales son desfavorables, Tapones no excavados en la zanja.

Al terminar el relleno, el exceso de excavado constituye un cordón más o menos continuo en forma de camellón sobre la línea. Es necesario dejar espacios abiertos en este camellón para evitar la acumulación de agua corrientes y la erosión o ablandamiento del relleno. 9.3 Aguas subterráneas En los terrenos acuíferos la zanja, no debe excavarse más que con un mínimo de antelación previo a la instalación. La instalación de tubos COMECOP, sin exigir una zanja perfectamente seca, necesita el control de entradas importantes de agua ya sea por el abatimiento del nivel freático, o por achique. 9.4 Drenaje de alivio de la zanja Cuando la línea esta en pendiente y la zanja, aun rellena, es susceptible de colectar aguas superficiales o aguas subterráneas, se pueden producir condiciones incorrectas que afecten peligrosamente la cama de apoyo y el relleno de acostillado. Para prevenir tales riesgos es, a veces, necesario realizar un verdadero drenaje del fondo de la zanja, como se muestra en la figura 16. En tal caso los tubos se colocan sobre la cama de piedra triturada. Los métodos para el drenaje no deben afectar el relleno envolvente y a las tuberías. Se deben tomar en cuenta las precauciones para prevenir la pérdida de materiales finos durante el drenaje, además de la influencia del drenaje en los movimientos de tierra debidos al agua y la estabilidad de las áreas circundantes.

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FIGURA 13. Drenajes de alivio de la zanja

10.0 PROFUNDIDAD DE LAS ZANJAS La profundidad mínima de las zanjas, se determina de forma que las tuberías resulten protegidas de los efectos del tráfico y cargas exteriores. La altura del nivel queda impuesta por el perfil de la línea el cual se estudia para asegurar un relleno mínimo especificado “H” sobre el tubo. Este valor “H” de la figura 14 se precisa considerando: Protección contra el hielo, Condiciones de cultivo u otras, encima de la tubería, Se considera generalmente como mínimo un relleno de 1,20 m.

En la figura 17, la sobreprofundidad “p” entre el tubo y el fondo de la zanja es función de: Los métodos de excavación, La naturaleza de la cama, Diámetro del tubo.

FIGURA 14. Ejemplo zanja normal en terreno estable

11.0 ANCHURA DE LA ZANJA El ancho de la zanja depende del tamaño de los tubos, profundidad de la zanja, taludes de las paredes laterales, naturaleza del terreno y necesidad de apuntalamiento, etc.

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El ancho de zanja mínimo necesario para la instalación del tubo COMECOP deberá estar de acuerdo con la tabla 4 y están referenciados a la figura 14.

TABLA 4. Anchura mínima de zanja de acuerdo al diámetro del tubo

Diámetro nominal mm

Diámetro exterior del cuerpo del tubo “De” mm

Ancho nominal de zanja “B” mm

760 940 2 140 910 1 116 2 316

1 070 1 295 2 495 1 220 1 473 2 673 1 520 1 828 3 028 1 830 2 196 3 396 2 130 2 556 3 756 2 440 2 896 4 096

12.0 ACONDICIONAMIENTO DEL FONDO DE LA ZANJA (CAMA DE APOYO)

La pendiente y el material del fondo de la zanja deben cumplir las especificaciones del proyecto. Cuando el tendido de las canalizaciones sea sobre el fondo de la zanja, éste debe adaptarse a la pendiente y a la forma específica del tubo, de manera que se asegure un apoyo completo a lo largo del cuerpo de la tubería. La zanja no debe excavarse antes del mínimo tiempo posible previo a la colocación del tubo en función de: La capacidad del equipo de excavación, El comportamiento del terreno.

En terreno duro las máquinas deben excavar las conchas de enchufe, como se muestra en la figura 18. El fondo de la zanja listo para la colocación del tubo presentará una superficie plana alineada con la cota del proyecto y discontinua para dar lugar a: Una concha o nicho en el lugar de cada junta para permitir el enchufe y el alojamiento de la campana, Un hueco para permitir retirar los cables o eslingas de colocación.

En la tabla 5, se muestran las dimensiones recomendadas para las conchas de enchufe, las cotas indicadas en la misma son referenciadas a la figura 15.

FIGURA 15. Conchas para enchufe

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TABLA 5. Dimensiones recomendadas para conchas de enchufe

Diámetro nominal del tubo mm

“a” cm

“b” cm

“c” cm

“d” cm

760 14,0 39,5 12,5 52,0 910 16,5 44,0 12,5 56,5

1 070 16,5 43,0 12,5 55,5 1 220 18,0 47,0 12,5 59,5 1 520 6,0 28,0 15,0 43,0 1 830 6,0 * 30,5 * 17,0 47,5 2 130 * * 17,0 17,0 2 440 * * 17,0 17,0

(*) Son tubos de acoplamiento recto sin campana Entre la infinidad de casos posibles, mencionaremos cinco casos de fondo de zanja: 12.1) Terreno homogéneo de alta capacidad de carga (tierra granular no coherente pero

firme) La excavación se realiza a profundidad lo más cercana de la cota del fondo de la zanja, El fondo de la zanja se afina y las conchas o nichos se excavan después de emparejado el piso.

FIGURA 16. Cama de apoyo en terreno granular homogéneo 12.2) Terreno moderadamente heterogéneo bastante bueno para cargas. La excavación se realizará con una profundidad extra “p” de aproximadamente 10 cm. La cama de tendido estará constituida por material suelto o granular cuidadosamente compactado y emparejado, éste material clasificado procederá de la excavación o fuente ajena si lo excavado no lo proporciona en cantidad suficiente: Si la excavación se realiza mucho antes del tendido y la compactación se procede por aplanadora

vibrante con gran avance, el fondo de la zanja se prepara con superficie continua y los nichos se excavan después,

Si la ejecución del trabajo es inmediatamente antes del tendido, la base de apoyo del tubo estará constituida por dos banquetas por tubo.

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FIGURA 17. Cama de apoyo sobre terreno moderadamente heterogéneo

12.3) Terreno rocoso La excavación se ejecutará con sobreprofundidad “p” de 15 a 20 cm, fuera de los nichos, véase figura

18, La cama de apoyo estará constituida por dos banquetas de piedra triturada o grava, con dimensión

máxima de 6 cm.

FIGURA 18. Cama de apoyo en terreno rocoso 12.4) Terreno con poca capacidad de carga de capacidad de carga mediocre La excavación se realizará con una sobreprofundidad “p” aproximadamente de 10 cm, véase figura 19, La cama de apoyo será formada por dos banquetas de material duro, gravilla y piedra triturada o grava

con tamaño máximo de agregado de 6,0 cm, usando granulometría continua de preferencia. NOTA: La arena fina sola es peligrosa y se debe excluir, podría por asentamiento desaparecer en el terreno blando, dejando el tubo sin asiento.

FIGURA 19. Cama de apoyo en terreno poco resistente

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12.5) Terreno de baja cohesión baja capacidad de carga. La excavación se ejecuta con una sobreprofundidad “p” de 30 a 50 cm, véase figura 23, La cama de apoyo estará constituida por material duro en superficie continua interrumpida en los

nichos o conchas. Para evitar que el terreno blando se remonte, colándose entre los elementos de la cama, el material duro será de granulometría sensiblemente continua hasta la máxima dimensión de 6 cm.

FIGURA 20. Cama de apoyo en terreno blando coherente En el caso de terrenos aún más desfavorables que los cinco tipos antes descritos (terrenos pantanosos, barro o lodo), es indispensable prever una verdadera obra de arte para asentar el tubo, camas de piedra de gran espesor, losa de concreto o cimentación sobre pilotes.

13.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONES CONVENCIONALES

13.1 Descenso y acomodo de los tubos en zanja Generalmente se utilizan grúas para el descenso de los tubos a las zanjas. La bajada se hace lentamente para evitar los golpes y balanceos del tubo. El tubo se baja a la zanja después de: Inspeccionar visualmente y comprobar su especificación, Verificación de la cama de apoyo.

El equipo de colocación, se aproxima lo más cerca del punto de colocación y lo más próximo al borde de la zanja teniendo en cuenta la naturaleza del terreno. El acomodo es la operación que consiste en distribuir cada tubo lo más cerca posible de su lugar exacto de colocación. Cuando los camiones no tienen libre acceso a la zona de instalación, el acomodo implica un nuevo movimiento de cada tubo sea con un tractor o con grúa lateral. La operación debe ser bien realizada para evitar tiempos muertos en la colocación y eliminar inútiles desplazamientos de los medios de carga. Una vez los tubos en el fondo de la zanja, se deben examinar nuevamente para asegurase que su interior está libre de piedras, tierra, utensilios de trabajo, etc. y se realiza su centrado y perfecta alineación, posteriormente se procede a descansarlos sobre la plantilla previamente nivelada con su respectivo material seleccionado. No es permitido que el tubo descanse sobre piedras con aristas pronunciadas. Los tubos no se apoyarán directamente sobre la rasante de la zanja, sino sobre camas o lechos, como se muestra en la figura 21.

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CORRECTO

INCORRECTO

FIGURA 21. Apoyo de tubos en zanjas

Dentro de lo posible, los tubos son alineados paralelamente al eje de la línea. Entre tubo y tubo es necesario dejar un espacio de 30 a 50 cm, lo que implica depositar dos tubos, lado a lado cada 9,8 m aproximadamente. Siendo los tubos asimétricos (macho y campana) deben ser colocados en el sentido correcto que corresponde al tendido en función de la maniobra de la maquinaria.

FIGURA 22. Descenso de tubos con grúa

FIGURA 23. Acomodo de tubos en zanja

Apoyo en la parte recta de los tubos

Apoyo en campanas Apoyo no uniforme

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13.2 Preparación de las extremidades del tubo para la colocación de anillos de hule Antes del descenso de los tubos es necesario prepararlos con sus anillos de hule respectivos, ya que resulta más cómodo que realizar la colocación del anillo en la zanja. La preparación del anillo de hule implica las siguientes operaciones: Verificación del anillo de hule, Limpiar las sustancias extrañas de la superficie de unión campana, Limpiar cuidadosamente la espiga del tubo, Fijar el anillo de hule cuidadosamente. Igualar la tensión del anillo de hule recorriendo la circunferencia

entera varias veces (esta operación puede realizarse con las manos, con un destornillador o con un objeto redondo, liso entre la espiga y el anillo de hule),

Alinear concentricamente la campana y la espiga de los tubos que van a ser unidos. Comprobar que el anillo de hule hace contacto con la zona interior de la campana a lo largo de toda la circunferencia.

FIGURA 24. Procedimiento para colocación de juntas 13.3 Montaje (Enchufe) de los tubos Para el correcto enchufe y hermeticidad de la unión es necesario que el tubo entrante se encuentre suspendido y colineal con el tubo ya instalado. Con ello se reduce el esfuerzo de montaje y la posibilidad de dañar el tubo durante el proceso. Las partes que se ponen en contacto deben estar sin daños y limpias. Una vez bajado el tubo al fondo de la zanja según las recomendaciones anteriores, se procede a la operación de enchufe.

FIGURA 25. Montaje de tubos

Presentación del tubo a instalar

Limpiar cuidadosamente la superficie de la extremidad campana

Limpiar cuidadosamente la superficie de la extremidad espiga

Una tensión desigual de la junta de hule puede provocar fugas Ajustar la junta cuidadosamente, igualando la tensión del hule.

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Descripción del proceso habitual de enchufe: Durante esta operación los tubos a enchufar no deben estar apoyado en el fondo de la zanja, Presentación del extremo macho a insertar en la campana del último tubo colocado, Alinear los dos extremos de los tubos a enchufar, Equipo de colocación en tensión ligera, es decir, que el tubo a colocar es empujado ligeramente hacia

el enchufe por efecto pendular, Colocación del anillo de hule en la espiga, Verificación del anillo con ayuda de una espátula de madera, Colocación de tiras de madera para mantener una separación (5 mm para tubos de 760 a 1 520 mm de

diámetro y de 10 mm para tubos de 1 830 a 2 440 mm de diámetro), Comprobación de la posición del anillo de hule, en el interior del tubo con ayuda de un escantillón,

véase figura 29, el escantillón recorrerá toda la circunferencia de la junta, véase figura 30, Puesta en tensión del cable de acero con la máquina de colocación, Puesta en operación del sistema de tracción al mismo tiempo que el tubo recibe en su extremo libre un

ligero movimiento de balanceo, Cuando se alcanza el enchufe a tope con los separadores de 5 mm ó 10 mm de espesor la máquina

colocadora deja descansar el tubo sobre la cama de apoyo, Comprobación de nivelación y alineación (con nivel, reventón, etc.), Retirada de eslinga, cable, etc.,

Medición y anotación en el reporte de colocación del espacio interior entre tubos sobre 4 radios a 90º, véase figura 28.

FIGURA 26. Escantillón para verificación de juntas

FIGURA 27. Verificación de la colocación de la junta

83°

Lámina de 5 mm 250 x 20 mm

Todas las esquinas perfectamente redondeadas

20mm

5m

m

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FIGURA 28. Verificación del juego entre tubos Todo el equipo y herramienta que ejerzan esfuerzos sobre el tubo deben ser siempre de madera o revestidos de madera o hule. Nota: Se recomienda como sentido de montaje que la extremidad espiga del tubo a montar entre en la extremidad campana del tubo ya montado.

FIGURA 29. Colocación en campo del anillo de hule

13.4 Dispositivo de tracción El dispositivo de tracción normalmente es: Exterior para tubos de 760 y 910 mm de diámetro, véase figura 30.

FIGURA 30. Dispositivo de tracción exterior para enchufado de tubos

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FIGURA 31. Enchufado de tubos en campo con dispositivo de tracción exterior Interior para tubos mayores de 910 mm de diámetro, véase figura 32.

FIGURA 32. Dispositivo de tracción interior para enchufado de tubos

FIGURA 33. Enchufado en campo de tubos con dispositivo de tracción interior.

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En uno y otro caso, la reacción debera ser aplicada sobre el tercer tubo hacia atrás del frente de colocación. 13.5 Empuje de acoplamiento El esfuerzo de tracción puede ser obtenido por diversos equipos: Gato hidráulico. Polipasto de palanca. Poleas de engranes. En todos los casos, la capacidad mínima del equipo de tracción debe de estar de acuerdo con la tabla 6.

TABLA 6. Capacidad mínima del equipo de tracción para colocación de tubos

Diámetro nominal mm

Capacidad mínima Toneladas

Diámetro nominal mm

Capacidad mínima toneladas

760 2,0 1 520 5,0 910 3,5 1 830 5,0

1 070 3,5 2 130 6,5 1 220 3,6 2 440 6,5

13.6 Juego entre tubos Los tubos estándar están previstos para un largo útil teórico de 2 400 mm, dejando cierto juego nominal entre ellos. El juego entre tubos puede reducirse sin inconveniente a 5 mm por el contrario el juego máximo debe dejar la junta de hule suficientemente protegida en el interior de la campana. El juego “máxima deflexión” se refiere evidentemente al lado abierto de una junta con deflexión al máximo permitido, cuando la tubería ha estado en operación. En la instalación no debe hacerse uso de la máxima deflexión. . 13.7 Protección de los anillos de hule En las condiciones habituales, el juego entre tubos de uno y otro lado del anillo de hule permanece sin relleno.

FIGURA 34. Calafateo interior para protección de juntas

y sellador elástico de poleuretano

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13.8 Limpieza de la tubería En el uso de los trabajos de instalación, toda clase de precauciones deben ser tomadas para evitar la acumulación de cuerpos extraños que ensucien el interior de la línea. La limpieza debe ser hecha a medida que progresa la instalación, al fin de la jornada, la extremidad del último tubo colocado se cerrara con tapa para prevenir la entrada de materiales extraños y animales o a causa de inundación lodo.

14.0 RELLENO Y COMPACTACIÓN DE LA ZANJA El relleno se puede dividir en cuatro etapas. El relleno lateral (acostillado), relleno compactado, relleno a granel y el relleno principal, los cuales solo se iniciaran cuando los tubos estén unidos y colocados sobre las camas de apoyo, de manera que puedan soportar la carga. No son aceptadas como relleno las arcillas muy plásticas, ni los suelos altamente orgánicos, ni cualquier otro material que pueda ser perjudicial (física o químicamente) para la tubería, el concreto del tubo o las armaduras de acero. Para el correcto diseño del acostillamiento y relleno de la zanja se debe consultar en cada caso las especificaciones del proyecto y las recomendaciones del fabricante. 14.1 Acostillado Inmediatamente después de la colocación, se debe imperativamente proceder al acostillado hasta 75% del diámetro del tubo. La capacidad de carga de un tubo instalado, depende en gran medida del relleno que hay alrededor del mismo, véase figura 35, se recomienda que este relleno sea efectuado con un material homogéneo granular como: grava, balasto, tezontle, tepetate, etc. Para instalaciones en zanja, cuando el espacio está limitado, apisonadoras neumáticas o de impacto mecánico son generalmente el medio de compactación más efectivo. Las apisonadoras de impacto, son las más usadas en suelos arcillosos, mientras que en suelos granulares son consolidados más efectivamente por vibración. Cuando se utilicen apisonadoras de impacto debe tenerse cuidado en la compactación e introducción de las capas a ambos lados del tubo para que puedan quedar uniformes. El material de relleno no debe ser lanzado directamente sobre el tubo, véase figuras 36 y 37.

FIGURA 35. Acostillado de los tubos

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FIGURA 36. Relleno de zanja

Recomendamos una granulometría de máximo de 6 cm, e insistimos en el hecho de que el balasto de piedra triturada o de cantos rodados constituye un excelente material de acostillado.

FIGURA 37. Proceso del acostillado en los tubos 14.2 Relleno clasificado compactado El relleno inicial que va directamente sobre el tubo debe ser compactado manualmente donde sea necesario. La compactación mecánica del relleno principal directamente sobre el tubo no debe comenzar hasta que la profundidad del relleno sea de al menos 30 cm, por encima del lomo del tubo (véase figura 17). Este relleno es bastante semejante al relleno de acostillado, en sus exigencias, pudiendo ser menores por lo que concierne a la calidad del material y su compactación final. No se permite usar equipos de vibración para operar directamente sobre el tubo hasta que el relleno colocado alcance una altura mínima de 90 cm. En los casos en que resulte peligroso la utilización de compactadores de tamaño medio y grande, por estar los rellenos muy próximos a otras conducciones, se deben ejecutar los rellenos por capas de espesor pequeño (10 a 15 cm) y compactarlas con maquinas ligeras, como rodillos arrastrados a mano, placas vibratorias, pisones, etc. El relleno de la envolvente se debe instalar para prevenir la intrusión del terreno existente o la migración del material de relleno envolvente al terreno circundante. En algunas circunstancias puede ser necesario el uso de materiales geotéxtiles o filtros calibrados para mantener el relleno envolvente del tubo, especialmente si hay aguas subterráneas.

PROCESO INCORRECTO. El material de relleno no debe ser empujado a la zanja o lanzado directamente sobre el tubo. Se debe colocar de modo que no desplace ni dañe al tubo instalado.

PROCESO CORRECTO. El material de relleno adecuado, se coloca con cuidado, a lo largo del tubo y se acostilla compactadamente. El material se aportara con capas sucesivas a los lados del tubo y unos 30 cm por encima del lomo del tubo.

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14.3 Relleno a volteo El relleno se completa con el material excavado no clasificado. Salvo indicaciones específicas, este relleno no se compacta. El material debe ser descargado en la zanja en forma progresiva sobre el tubo para evitar los efectos dinámicos de cargas importantes cayendo sobre la tubería.

FIGURA 38. Relleno de la zanja a volteo

14.4 Relleno principal Una vez que el material de relleno se coloca alrededor del tubo y se compacta adecuadamente, el resto del relleno es colocado y compactado para prevenir asentamientos de la superficie. Entre los equipos de compactación más comunes están: Pala mecánica de rueda, la cual es adecuada para arcillas cohesivas o sedimentos, no es adecuada

para suelos granulares, Rodillos de llantas de goma, son efectivos para muchos tipos de suelos, Rodillos vibratorios, son efectivos para materiales granulares.

FIGURA 39. Proceso de relleno principal en los tubos

PROCESO INCORRECTO. No se debe trabajar con maquinaria pesada sobre el tubo hasta que el relleno esté adecuadamente colocado (excepto que el tubo esté diseñado para ello)

PROCESO CORRECTO. El material de relleno debe ser compactable y no debe contener grandes piedras, guijarros, terrones helados y otros materiales desaconsejables. El relleno debe ser colocado y compactado en capas según las especificaciones.

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FIGURA 40. Compactación del relleno principal 14.5 Desmontaje del apuntalamiento El desmontaje del apuntalamiento puede influir negativamente en la capacidad portante del terreno y, por ello, habrá que prestarle suficiente atención. El desmontaje del apuntalado debe ser llevado a cabo progresivamente durante la colocación del relleno acostillado. La eliminación del apuntalamiento a un nivel por debajo del relleno de acostillado, después de que el relleno principal esté colocado, puede traer serias consecuencias para la carga portante y la alineación y profundidad de la tubería. En zonas en las que no se puede hacer el desmontaje del apuntalamiento antes de completar el relleno de acostillamiento, se deben tomar precauciones especiales si fuera necesario: Especial diseño estructural, Dejar partes del apuntalamiento en el suelo, Selección especial del material de suelo.

14.6 Recomendaciones prácticas para la compactación Una vez extendido el material y su humedad correcta, se procede a su compactación. Esta operación debe hacerse de forma ordenada, controlando bien el número de pases y su distribución homogénea. A continuación exponemos algunas recomendaciones a tener en cuenta. En el caso de zanjas con terraplén o con terraplén inducido, debe empezarse dando el primer pase por los bordes del terraplén, y así se consigue después un efecto de “confinamiento que ayuda a la compactación”. Debido a que en todas las máquinas de compactación se consigue mayor eficiencia bajo el plano central de la misma que en los laterales, debe darse un cierto solape entre cada pase y el contiguo. Con ello se uniformiza la compactación. En los bordes de los terraplenes siempre queda una cuña sin compactar en forma debida, esto hay que tenerlo en cuenta para dar un pequeño sobre ancho sobre la zona que necesita la compactación correcta. Según sea el tipo de construcción, puede dejarse este sobre ancho o bien eliminarlo después de terminado el terraplenado. Debe procurarse utilizar un solo tipo de compactador, pues con ello se simplifica mucho el control, sin embargo hay casos en que es necesario utilizar varios, por ejemplo: Para sellar la capa superior al final de cada jornada, cuando se utilizan compactadores de huellas

profundas si se teme que pueda llover por la noche, Para compactar la capa final del terraplén, cuando se empleen compactadores de efecto en

profundidad. En ambos casos pueden utilizarse compactadores de neumáticos o de cilindros lisos para las últimas pasadas.

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14.7 Precauciones especiales con la maquinaria de movimiento de tierras y compactación

Uno de los problemas que suelen aparecer durante el proceso de instalación de tuberías, es la posible rotura de las mismas debido al paso de maquinaria pesada por la vertical de los tubos. Esto es debido a que la instalación proyectada no está pensada para soportar las grandes cargas que provoca ésta maquinaria pesada. Otro aspecto que hay que considerar es el de las cargas debido a compactadores y su repercusión sobre los tubos. En las tablas 7 y 8 se dan indicaciones prácticas para la compactación, según el estado del terreno, estos valores pueden ser modificados. Estos valores son indicativos, los valores reales no pueden ser determinados a través de pruebas de asentamiento.

TABLA 7. Compactación con compactadores ligeros (esenciales para la zona de colocación del colector)

Clases de compactación

C1 C2 C3 Tipos de compactadores y peso

en servicio (kg) Calidad Espesor de capa

(cm)

No. de pasadas

CalidadEspesor de capa

(cm)

No. de pasadas

Calidad Espesor de capa

(cm)

No. de pasadas

Vibro compactadores ligeros (25)

+ 15 2 a 4 + 15 2 a 4 + 10 2 a 4

Vibro compactadores medianos (25 a 60)

+ 20 a 30 2 a 4 + 15 a 30 3 a 4 + 10 a 30 2 a 4

Pisones vibrantes ligeros (100)

O 20 a 30 3 a 4 + 15 a 25 3 a 5 + 20 a 30 3 a 5

Placas vibratorias ligeras (100)

+ 20 3 a 5 O 15 4 a 6

Placas vibratorias medianas (100 a 300)

+ 20 a 30 3 a 5 O 15 a 25 4 a 6

Rodillos vibrantes ligeros (600)

+ 20 a 30 4 a 6 O 15 a 25 5 a 6

TABLA 8. Compactación con compactadores medianos y pesados (encima de la zona de

colocación del colector)

Clases de compactación C1 C2 C3

Tipos de compactadores y peso en servicio

(kg) Calidad Espesor de capa

(cm)

No. de pasadas

CalidadEspesor de capa

(cm)

No. de pasadas

Calidad Espesor de capa

(cm)

No. de pasadas

Vibro compactadores

medianos (25 a 60) + 20 a 40 2 a 4 + 15 a 30 2 a 4 + 10 a 30 2 a 4

Vibro compactadores

pesados (60 a 200) + 40 a 50 2 a 4 + 20 a 40 3 a 4 + 20 a 30 2 a 4

Pisones vibrantes medianos (100 a

500) O 20 a 40 3 a 4 + 25 a 35 3 a 4 + 20 a 30 3 a 5

Pisones vibrantes pesados (> 500)

O 30 a 50 3 a 4 + 30 a 50 3 a 4 + 30 a 40 3 a 5

Placas vibratorias ligeras (100)

+ 30 a 50 3 a 5 O 20 a 40 3 a 5

Placas vibratorias medianas (300 a

700) + 40 a 70 3 a 5 O 30 a 50 3 a 5

Rodillos vibrantes (600 a 8000)

+ 20 a 50 4 a 6 + 20 a 40 5 a 6

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C1 terrenos sin cohesión y débil cohesión (arena o grava) C2 terrenos coherentes compuestos de una mezcla granular (grava y arena con contenido de arcilla) C3 terrenos coherentes de granos finos (arcilla y limo) + Ideal O apropiado

15.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDICIONES PARTICULARES

15.1 Tubos Hincados Para la instalación de los tubos para hincado se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

1) El pozo de ataque debe tener suficiente espacio para alojar los componentes de la hinca y proteger la zona de trabajo, las paredes deben apuntalarse para resistir los empujes previstos para colocar la tubería.

2) Se deben colocar estaciones intermedias para compensar la presión de los cilindros.

FIGURA 41. Hincado de tubos de concreto

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BIBLIOGRAFÍA Mark J. Hammer Water and Wastewater Technology Varios Manual ATHA (Asociación de fabricantes de Tubos de Hormigón Armado) ACPA Concrete pipe. Design Manual FOUST A.S., Wenzel L.A., Principios de Operaciones Unitarias. C.E.C.S.A (1980) Maskew Fair G. Ingeniería Sanitaria y de Aguas Residuales. Ediciones Ciencia y Técnica,

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Derechos Reservados . Compañía Mexicana de Concreto Pretensado, COMECOP, S.A. de C.V. 2007. TCR-GI-1010

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NOTAS

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