muro pantalla

Proceso Constructivo de una Edificación con Sótano, utilizando Muros Pantalla Diplomado en Residencia y Supervisión de Obras Tema: Centro de Actualización Profesional Para Ingenierías CAPI

Ing. Genaro Delgado Contreras

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MUROS PANTALLA

1. ¿QUÉ SON LOS MUROS PANTALLA?

Básicamente las pantallas son unas paredes que se construyen al efectuar una

excavación profunda, con la doble misión de resistir los empujes del terreno y, en

ciertos casos, evitar o limitar la entrada de agua al terreno. También sirven para recoger

las cargas verticales que las puedan transmitir otros elementos estructurales y

constituyen la solución mas eficaz (Según las características de la obra y el proceso

constructivo) para limitar los movimientos del terreno consecuentes a toda excavación,

y reducir al riesgo de daños en construcciones próximas.

Entre las numerosas aplicaciones de la técnica de los muros – pantalla continuas cabe

citar los siguientes ejemplos:

� Sótanos de edificios.

� Aparcamientos subterráneos.

� Comunicaciones subterráneas: Túneles urbanos, pozos de acceso, pozos inferiores.

� Obras marítimas y portuarias: Dique secos, muelles.

� Cimentaciones profundas: Silos, estructuras singulares.

Estos muros – pantallas moldeadas en el suelo surgen en los años 50 como solución

para resolver los problemas que plantean las excavaciones profundas próximas a

edificios y estructuras subterráneas por debajo del nivel freático.

Desde entonces, la necesidad creciente de aprovechar al máximo las disponibilidades

del suelo urbano principalmente en áreas congestionadas, ha hecho que la aplicación de

estos muros – pantalla se encuentre actualmente difundida en otros países mas no en

nuestro medio, por lo que su utilización tanto en obras de edificación como en otro tipo

de obras ha permitido también la evolución de su técnica de ejecución en cuanto se

refiere a la maquinaria de perforación así como la forma de instalación del refuerzo.

2. EL PROYECTO Y EJECUCIÓN DE MUROS PANTALLA

El proyecto y la ejecución de cualquier obra de muro – pantalla debe partir del

conocimiento de una serie de datos básicos que se resumen a continuación.

a. Del terreno:

- Perfil estratigráfico.



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- características geotécnicas de las distintas capas.

- Niveles freáticos.

- agresividad del agua y de los suelos.

b. De los edificios próximos:

- Estado de conservación.

- Tipo de estructura.

- Situación, tipo y carga de la cimentación.

c. De obras subterráneas próximas:

- Situación y características (Conducciones, pozos, obstáculos).

- Condicionantes especiales.

d. De la obra que se proyecta:

- Profundidad de excavación.

- Acciones de la estructura.

- Condicionantes constructivos y funcionales.

El perfil estratigráfico, elaborado a partir de los cortes de los sondeos, debe extenderse

fuera del área del terreno que realmente va a empujar sobre el muro – pantalla en donde

puede convenir efectuar sobre el muro – pantalla en donde puede convenir efectuar

anclajes de arriostramiento.

La información sobre los edificios y construcciones próximas se necesita, no solo para

definir los empujes que puedan transmitir a la pantalla sino para estimar de alguna

manera los asentamientos admisibles.

El proyecto debe elaborarse teniendo en cuenta las condiciones generales que debe

satisfacer la solución del muro – pantalla, análogas a las de cualquier obra de

cimentación más la posible influencia en las edificaciones próximas. Estas condiciones,

en esencia, son:

a. Ubicación adecuada en planta y elevación.

b. resistencia estructural.

c. Seguridad frente al asentamiento del terreno.

d. Asientos y deformaciones del muro – pantalla compatibles con la propia estructura.

e. Asentamientos del terreno circundante admisible para edificaciones próximas.



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Para asegurar la estabilidad de la obra se debe efectuar una serie de comprobaciones,

contemplando situaciones críticas durante las diversas fases de excavación del recinto

y/o de la construcción de la edificación. Estas comprobaciones son:

a. Estabilidad del muro – pantalla frente a los empujes.

b. Estabilidad de los elementos de arriostramiento.

c. Estabilidad del conjunto.

d. Estabilidad de muro – pantalla frente a cargas verticales.

e. Estabilidad del fondo de la excavación por rotura o sifonamiento.

f. Modificaciones que se introducen en obra.

g. Riesgos de daño en las edificaciones próximas.

3. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS FLUVIO

ALUVIONALES DE LA CIUDAD DE LIMA

Los materiales granulares gruesos en estudio son suelos sedimentarios de aspecto

uniforme que pueden clasificarse cono un conglomerado de cantos rodados, gravas,

arenas y limos íntimamente mezclados. Los agregados que forman éste conglomerado

son en su totalidad ígneos cuya formación se remonta al periodo cuaternario desde el

pleistoceno hasta holoceno formando terrazas cuyos remanentes se distinguen en las

cuencas y/o subcuencas en donde se originan.

La potencia del conglomerado fluvio – aluvional que forma la parte central sobrepasa

los cuatrocientos metros de profundidad, razón por la que se considero que para

procesos de deformación elástica las partículas sólidas de los componentes del

conglomerado compacto pueden ser tomados como elementos absolutamente rígidos

depositados en estratos potentes, y por lo tanto es evidente que puede sumirse como

constituyentes de un material homogéneo, dado a que cualquier sistema discreto que

éste formado por partículas estáticamente uniformes, puede ser considerado homogéneo

y que en un elemento de volumen cuyas dimensiones son grandes en comparación de

las partículas del suelo, sus propiedades elásticas pueden ser constantes a través del

elemento. En base a estas consideraciones se han efectuado algunos ensayos de

resistencia al esfuerzo cortante sobre muestras reconstituyentes e inalteradas, estas

últimas como bloques tallados in situ ubicados a diferentes profundidades y ensayados a



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corte directo, encontrándose en general que el ángulo de fricción interna fluctúa entre

27° y 42° para una cohesión variable entre 0.43 kg /cm2 y 0.80 kg /cm2. Por otro lado

los ensayos efectuados por investigadores han demostrado que la resistencia a altas

compresiones para deformaciones finales varía desde 2.00mms a 6.00mms como

máximo.

De la comparación de los resultados de estos ensayos y sumado a un estudio de peligro

y riesgo sísmico donde se hizo la evaluación de la distribución de intensidades en Lima

se han encontrado una correlación adecuada, entre el tipo de suelo subyacente en cada

lugar y la evaluación de daños ocurridos durante sismos importantes llegándose a

establecer que para un terremoto de grado 7.6 con aceleración efectiva máxima de

0.20g. los suelos gravo – arenosos del conglomerado de Lima presentan en promedio

intensidades MMI VI siendo las velocidades de propagación de ondas de corte (VS)

entre 500 a 800 m/seg.

Se realizo así mismo un análisis de la estabilidad de taludes para las profundidades

deseadas que en nuestro caso fueron de 25mts, determinándose la ubicación de las

grietas de tensión que se puedan originar y el bulbo de deslizamiento en caso de que

ocurra un sismo extremo en el momento de la construcción.

4. EJECUCIÓN DEL MURO – PANTALLA

La ejecución de nuestras pantallas hormigonadas “in situ” consta de las siguientes fases

de trabajo:

4.1. Excavación del recinto

La perforación se realizo mediante máquinas a percusión, equipadas con trépano

capaces de atravesar capas de mayor consistencia como lo es el suelo fluvio –

aluvional de la ciudad de Lima, pero la primera etapa de excavación del recinto se

uso maquinarias dotadas de cucharas u otros elementos útiles de perforación

especialmente adaptadas para éste tipo de trabajo.

La perforación se efectuó por módulos o paneles alternos de tres a seis metros de

longitud con una anchura y profundidad variables dependiendo de las

dimensiones de la cuchara de la maquinaria. Cabe recalcar que se debe dejar el

espacio necesario para el libre tráfico de éstas y del personal.



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4.2. Perforación de conductos para el anclaje

Estas perforaciones para alojar las armaduras de anclaje suelen tener diámetros

que oscilan entre 75mm y 125mm. Y efectuó utilizando diversas técnicas según

naturaleza y las características del terreno a atravesar.

Los anclajes adoptaron diversas formas y detalles muy variados pero usualmente

para poder efectuar la inyección a presión de éstos en los conductos es necesario

llegar a valores que oscilaron entre 25 y 30 kg/cm2.

4.3. Colocación de armaduras

A continuación se colocaron las jaulas o enmallados en una o varias piezas, según

su tamaño, dejándolas suspendidas y bien centradas mediante separadores.

Integrados en las mallas o independientes.

La separación entre barras verticales u horizontales debieron ser, como mínimo,

igual a 10cm. y el recubrimiento de las barras.

Para éste caso fue preciso una supervisión minuciosa por cuanto es necesario

controlar la ubicación exacta de los puntos donde se colocaron las vigas, apoyos

de escaleras y tuberías que alojan los anclajes que a la vez ayudarán para que la

edificación en su conjunto se comporte monolíticamente.

4.4. Encofrado del muro – pantalla

Se uso un buen encofrado que ayudo a economizar tiempo, material y mano de

obra y que a la vez nos dé como resultado un buen trabajo recomendándose para

esto encofrados metálicos ya que son encofrados modulables, de poco peso y

máxima eficiencia y viene completados con accesorios para el aplome,

alineamiento y apuntalamiento perfecto.

4.5. Hormigonado

El hormigonado se efectuó usando concreto premezclado e impulsado mediante

bombeo por medio de tuberías de diámetro comprendido entre 15 y 30cm. Que es

introducido hasta el fondo de la perforación disponiéndola centrada en el panel.

Dado el sistema especial del hormigonado utilizado fue preciso que el concreto

reúna determinadas características que garantizaron la correcta ejecución, por lo

cual u consistencia debió ser fluida con un asentamiento en el cono de Abraham

del orden de 4 a 6” utilizándose resistencias del concreto iguales o superiores a los

350 kg/cm2.



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4.6. Tensado de cables

El tipo de anclaje activo es tensado con el fin de comprimir el terreno entre la zona

de anclaje y la estructura o la placa de apoyo de la cabeza. Cuando actúa la carga

exterior de tensado se produce la descompresión del terreno pero apenas se mueve

la cabeza del anclaje en tanto no se rebase el esfuerzo de pretensado, por lo que

no varía sensiblemente la tensión del tirante.

La disposición de anclajes puede efectuarse para actuar durante un tiempo de

servicios más o menos prolongado, por lo cual cabe distinguir en éste caso dos

tipos:

� Anclajes provisionales

� Anclajes permanentes.

Los primeros tienen el carácter de medio auxiliar y proporcionan las condiciones de

estabilidad a la estructura durante el tiempo necesario para disponer otros elementos

resistentes que lo sustituyan (siendo éste nuestro caso).

Los anclajes permanentes se dimensionan, evidentemente, con mayores coeficientes de

seguridad, pero fundamentalmente deben estar proyectados y ejecutados para hacer

frente a los peligros de corrosión.

Todos éstos pasos son representativos y la colocación de mallas es en forma intercalada

hasta llagar a la profundidad requerida donde se construirá la platea de fundación, y a

medida se levanta la estructura que es capaz de resistir los empujes del terreno se van

“soltando” los anclajes previamente tensionados.

5. EFECTOS CAUSADOS POR LAS EXCAVACIONES SOBRE LAS

ESTRUCTURAS ADYACENTES

En casi todos los casos teóricos y prácticos que se han estudiado se ha encontrado que

las paredes laterales de la excavación sufren un desplazamiento paralelo mayor en la

coronación y menor en su base. Estos desplazamientos dependen de factores tales como

rigidez del muro, sus dimensiones y profundidad de la excavación, las propiedades del

suelo y el tipo de apuntalamiento o anclaje a colocarse, además del procedimiento para

llevar a cabo las calzaduras correspondientes existiendo además un gran número de

factores que interrelacionados influyen en la magnitud y distribución de los



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movimientos que acompañaron la ejecución de la excavación en los casos estudiados,

estos pueden haberse debido a una programación inadecuadas del proceso y forma

de la excavación, a eventos sísmicos ocurridos durante las diferentes etapas de la

construcción, falta de soporte en algunas etapas constructivas, etc. Así en varios

casos se ha detectado agrietamientos, fisuramientos y roturas importantes

acompañados de atascamiento de ventanas y puertas que han dado origen en algunos

casos al desalojo de sus ocupantes, y en otros a costosas reparaciones y prolongados

procesos judiciales con el fin de deslindar responsabilidades.

Gracias al análisis con respecto a la ubicación de las grietas de tensión se pido

controlar los desplazamientos de las viviendas adyacentes en los linderos donde

existían construcciones vecinas a lo cual se hizo uso del apuntalamiento adecuado ya

que la zona donde se realizo la construcción es una zona residencial.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

� Cualquier excavación causa disipación de fuerzas concentradas en el terreno y una

correspondiente expansión en el suelo adyacente, lo que redunda en formación de

grietas de tensión que generan cuñas de deslizamiento que pueden ser activadas por

efecto de sobrecargas estáticas o dinámicas generadas en el área de excavación.

� La edificaciones en las ciudades de alta densidad poblacional plantean

frecuentemente problemas especiales debido a la proximidad de edificios altos que

por la exigencia del Reglamento Nacional de Construcciones del Perú el cual dice

que se debe proveer un área de estacionamiento de acuerdo con el área del edificio

nos obligo a la construcción de un determinado número de sótanos, teniendo en

cuenta la necesidad de utilizar al máximo el espacio por el alto costo de la tierra.

� Mediante los procedimientos y consideraciones indicadas se han realizado

exitosamente excavaciones con calzaduras de muros – pantalla hasta

profundidades de 20 metros tanto para el caso de excavaciones vecinas como para

el caso en el que no las hay.

� Considerando que los suelos fluvio – aluvionales de la ciudad de Lima tienen una

capacidad portante alta se hace favorable la factibilidad de ejecutar calzaduras del

tipo de muro – pantalla y edificaciones de gran envergadura.

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� El factor tiempo en la construcción fue también un ingrediente importante

considerando que aumenta el riesgo de derrumbe por posibles alteraciones de los

parámetros del suelo al estar sometido a periodos largos de exposición.

� No obstante haberse comprobado el procedimiento, se considera que dada la

naturaleza de los trabajos cuyo éxito dependió casi directamente de su ejecución así

como de los imprevistos que pudieron presentarse al realizar la excavación, fue

indispensable contar con el asesoramiento adecuado de especialistas en la

construcción de este tipo de estructuras para seguir el proceso de construcción,

tomando las medidas correctivas en caso fuese necesario.

� Finalmente para evitar problemas y aplicar criterios bien fundados, es recomendable

tomar en consideración el probable comportamiento del suelo, que por encontrarse

en estado compacto y estar conformado por gravas y piedras empacadas en arena,

se ha confirmado, en el pasado, demasiado en su resistencia o soporte lateral, sin

estimar la magnitud de los movimientos que puede acarrear no prever un adecuado

procedimiento de diseño y construcción.

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