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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN CARACAS
ESTUDIO DE LAS CAUSAS QUE CONLLEVARON LA ROTACIÓN DE LAS
TORRES 3 y 4 UBICADAS DENTRO DEL CONJUNTO RESIDENCIAL
NEPTUNO, EN LA URBANIZACION LA ESTRELLA, I ETAPA,
CHARALLAVE, EDO. MIRANDA
Propuesta de Trabajo Especial de Grado para optar al Titulo de
Ingeniero Civil
Autora: Yessika Y. De Abreu G.
Tutor: Ing. Richard Marcano
Asesora Metodológica: Dr. José J. Chourio
Caracas, Enero 2011
APROBACIÓN DEL(DE LA) PROFESOR(A)
En mi carácter de Profesor(a) de la asignatura Proyecto de Investigación
hago constar que la ciudadana Yessika Yudith De Abreu Gomez, Cedula de
Identidad N° V-18.269.582, de Ingeniería Civil; autora del Proyecto titulado:
ESTUDIO DE LAS CAUSAS QUE CONLLEVARON LA ROTACIÓN DE LAS
TORRES 3 y 4 UBICADAS DENTRO DEL CONJUNTO RESIDENCIAL
NEPTUNO, EN LA URBANIZACION LA ESTRELLA, I ETAPA, CHARALLAVE,
EDO. MIRANDA, aprobó dicha asignatura.
En la ciudad de Caracas, a los 17 días del mes de Enero del 2.011.
ACEPTACION DEL TUTOR
Por la presente hago constar que he leído el Proyecto de Investigación, que
como Propuesta de Trabajo Especial de Grado ha presentado la ciudadana
Yessika Yudith De Abreu Gomez, Cedula de Identidad N° V-18.269.582, de
Ingeniería Civil; cuyo título es ESTUDIO DE LAS CAUSAS QUE CONLLEVARON
LA ROTACIÓN DE LAS TORRES 3 y 4 UBICADAS DENTRO DEL CONJUNTO
RESIDENCIAL NEPTUNO, EN LA URBANIZACION LA ESTRELLA, I ETAPA,
CHARALLAVE, EDO. MIRANDA, y acepto actuar como Tutor durante la fase de
ejecución y presentación de dicho trabajo.
En la ciudad de Caracas, a los 17 días del mes de Enero del 2.011.
Ing. Richard Marcano
C.I.: V-
ACEPTACIÓN DEL ASESOR METODOLÓGICO
Por la presente hago constar que he leído el Proyecto de Investigación, que
como propuesta de Trabajo Especial de Grado ha presentado la ciudadana
Yessika Yudith De Abreu Gomez, Cedula de Identidad N° V-18.269.582, de
Ingeniería Civil; cuyo título es ESTUDIO DE LAS CAUSAS QUE CONLLEVARON
LA ROTACIÓN DE LAS TORRES 3 y 4 UBICADAS DENTRO DEL CONJUNTO
RESIDENCIAL NEPTUNO, EN LA URBANIZACION LA ESTRELLA, I ETAPA,
CHARALLAVE, EDO. MIRANDA, y acepto actuar como Asesor Metodológico
durante la fase de ejecución y presentación de dicho trabajo.
En la ciudad de Caracas, a los 17 días del mes de Enero del 2.011.
Dr. Jose J. Chourio
C.I.: V-
CAPITULO I
EL PROBLEMA
Contextualización del Problema
La Estrella es una urbanización dentro de la ciudad de Charallave,
permaneciente dentro del Estado Miranda, que consta de diferentes conjuntos
residenciales de cinco torres cada uno de ellos. Cada torre tiene 10 pisos con
cuatro apartamentos en cada piso. Fue construida aproximadamente hace 30
años por parte de una compañía privada, la cual no finalizó su ejecución en su
totalidad. Esta compañía llegó a un acuerdo de venta de la proyección del
urbanismo y los trabajos ya ejecutados por los mismos, con las entidades
gubernamentales del Estado quienes se encargaron de su culminación.
Está ubicado, a simple vista, en el norte del casco central de Charallave, sobre
un enorme terraplén. Reconocido por su gran capacidad habitacional y sobre todo
por los peculiares nombres que llevan cada una de los conjuntos residenciales que
conforman la urbanización, los cuales son nombres de planetas, asteroides,
estrellas, entre otros, que conforman el sistema solar.
Con el paso de los años se ha notado una pequeña rotación entre las torres
tres y cuatro dentro del Conjunto Residencial Neptuno, las cuales están una al
lado de otra con una separación original de 15 cm entre ellas. Esta separación ha
cedido, aproximadamente, 10 cm en su parte superior. Esto quiere decir que una
de las dos o las dos ha rotado de posición, lo que las hace ver inclinadas entre
ellas.
El cambio estructural del diseño de una edificación puede causar alteraciones
técnicas que por medio de eventos riesgosos, tales como incendios, temblores,
terremotos, sismos, entre otros; tienen un efecto adverso en el bienestar
económico en la organización. Así mismo, la edificación estaría propensa a ciertas
patologías que por más mínima que esta sea afectan el bienestar de las personas
que en ella habitan y de la misma manera se pone en riesgo su inversión. Cabe
destacar que son 80 viviendas que se ven afectadas por un hecho desconocido.
De conseguir las causas que conllevaron este cambio estructural a las
edificaciones los habitantes y vecinos de estas torres propiciarían soluciones
necesarias con el fin de evitar los efectos anteriormente mencionados y que mas
adelante profundizaré.
Estas edificaciones son sedes habitacionales en las que día a día se
desenvuelven personas. Por este simple hecho este tema debe ser estudiado a
profundidad, porque más que un efecto en el bienestar económico de las personas
que viven en ellas y daños que puedan ocasionárseles a terceras partes, está
como prioridad la vida humana que es invalorable. Algunas de estas personas se
han unido con el fin de tratar el tema pero no cuentan con el apoyo técnico
necesario para dar con este hecho al cual se encuentran sometidos, las entidades
públicas quienes pudieran ayudar a mitigar el problema no ha prestado el apoyo
necesario.
De la problemática anteriormente descrita surgen las siguientes incógnitas:
1.) ¿Cómo fue construido el Conjunto Residencial Neptuno, bajo que
metodología y cuales fueron los estudios previos en el terreno para su
ejecución?
2.) ¿Qué características tendrá el terreno y cuales serán las condiciones
estructurales en que se encuentran ambas torres?
3.) ¿Cuál será la causa de este suceso?
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Determinar las causas que originaron la rotación de las torres tres y cuatro del
Conjunto Residencial Neptuno, ubicadas en la Urbanización La Estrella, I Etapa,
Charallave, Edo. Miranda.
Objetivos Específicos
1.) Revisar los estudios realizados antes de la construcción del Conjunto
Residencial Neptuno.
2.) Identificar las características geológicas del terreno y las condiciones
estructurales actuales de las torres tres y cuatro del Conjunto Residencial
Neptuno.
3.) Evaluar las posibles causas de la rotación de las torres en cuestión.
Justificación de la Investigación
Mediante esta investigación se busca determinar las causas que inciden en la
rotación de las torres, ya que esta pone en riesgo 80 viviendas que se encuentran
en las mismas, así como también a las personas que allí habitan, además de
poder ocasionar daños a terceros, ubicados alrededor de las torres.
Este proyecto de infraestructura propicia posibles soluciones a la problemática
que afecta directamente 80 familias que se ven en riesgo por un hecho
desconocido, trayendo como beneficio alargar la vida útil de las torres, el
resguardo de estas familias y de las zonas aledañas.
La investigación que se propone encuentra su justificación en la necesidad de
mejorar y cuidar la vida de niños y niñas, jóvenes y adultos que conforman las
familias que habitan dentro de las torres del Conjunto Residencial Neptuno, salvar
la inversión que cada una de estas 80 familias ha aportado a su vivienda y a su
urbanismo, que por mas pequeña que haya sido es un sacrificio de tiempo y
dinero, valor que para muchos es de importancia y lo notan reflejado en su ser
como un valor sentimental.
Por otra parte, esta investigación pudiese ser también una guía para otros
proyectos que se requieren en otras comunidades y de soporte para futuros
proyectos.
CAPITULO II
MARCO REFERENCIAL
Antecedentes de la investigación
Benarroch (2006), en su trabajo de especial de grado titulado “Factibilidad de
una propuesta de estabilización con base en el diagnostico y evaluación del
asentamiento del suelo en la Urbanización Justo Briceño Otalora, ubicada en el
Fuerte Tiena, Caracas, D.C.”, de la Universidad Nacional Experimental Politécnica
de la Fuerza Armada Nacional (UNEFA), describe lo siguiente:
xxxxxxxxxx
Así pues, Toledo (2010), en su trabajo titulado “Análisis de alternativas de
solución al problema de desplazamiento de suelo de una vivienda sobre un talud”
del Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”, resume lo siguiente:
xxxxxxxxxx
Bases teóricas
Patologías de las edificaciones
Para poder diagnosticar bien una patología primero hay que saber la causa de
la misma, así se podrá encontrar la opción óptima para su reparación.
Conocer las patologías ayuda a evitarlas en futuras obras por lo que se va a
tratar las causas y las posibles soluciones de las anomalías que afectan a los
acabados (lesiones menores); las de aquellas que por un mal comportamiento del
suelo pueden generar lesiones en el edificio (patologías de los suelos); las debidas
a los esfuerzos no controlados (lesiones de los elementos estructurales del
hormigón); y finalmente, las debidas a las patologías de los forjados.
Lesiones menores
Se llama lesiones menores a los fallos que no afectan a la estructura de las
construcciones pero sí a su aspecto estético. Hay que tenerlas bastante en cuenta
porque toda lesión menor puede degenerar en una patología grave por lo que se
ha de proceder a su reparación de la manera más rápida posible.
Erosiones, fisuras y desprendimiento
De los revocos: Las fisuras que se producen en los revocos son debidas
generalmente a la retracción del mortero después de su secado, aunque también
pueden ser causados por:
(a) Acción de la lluvia. La lluvia produce ciclos alternativos de humectación y
desecación sometiendo a los revocos a tensiones de expansión y retracción. Con
el paso del tiempo se produce el desprendimiento y el desconchado.
(b) Acción de las heladas. El agua al congelarse aumenta de volumen por lo
que al estar los revocos empapados y bajar las temperaturas por debajo de los 0º
C produce la destrucción de las capas exteriores, siendo la entrada de
penetraciones posteriores de agua llegando a la destrucción de los revestimientos.
(c) Acción de las sales. Pueden encontrarse disueltas en agua o en las arenas
que confeccionan los morteros de los revocos. Se originan las eflorescencias en
los revocos y muros de obra vista.
Tratamiento: nunca debe realizarse un revoco encima de otro que haya sufrido
algún tipo de lesión menor. Debe actuarse eliminando la zona afectada intentando
enlazar con las zonas en buen estado, realizar una limpieza hasta la total
eliminación de residuos, incluir una malla de fibra de vidrio para que actúe como
armado y volver a ejecutar el revoco.
Desprendimiento de los aplacados
Se utilizan en el acabado final de los muros de fachada. Los más comunes
suelen ser de alicatados, piedra natural y artificial, mármol, granito etc.
Las principales causas de esta patología son la mala elección del material de
revestimiento para un determinado clima y defectos en el sistema de anclaje.
Tratamiento: cuando se produce un desprendimiento puntual de pequeñas
dimensiones suele recurrirse a la reposición. Si el desprendimiento es
generalizado puede ser necesaria la sustitución total del aplacado por un
revestimiento más seguro.
Suciedad en las fachadas
Las fachadas de los edificios sufren debido a la polución que si se da en
fachadas con acabados porosos se acentúa más debido a la capacidad de
absorción por la existencia de poros.
Puede también deberse a la existencia de animales o por factores
meteorológicos y la lluvia ácida debida a las partículas en suspensión que
contaminan la atmósfera.
Tratamiento: podemos optar por dos opciones: eliminar la suciedad existente o
el prevenir la formación de la misma.
La eliminación de la suciedad puede realizarse de dos maneras la húmeda y la
seca; el proceso seco se basa en la utilización de medios mecánicos como el
chorro de arena y el cepillo de púas de alambre de acero; el proceso húmedo se
puede realizar con agua caliente y una solución jabonosa lanzada a presión o con
un detergente activo.
La prevención se basa en la aplicación de un producto impermeable,
transparente u opaco, que permita la permeabilidad del vapor de agua. Estos
productos suelen ser realizados con resinas sintéticas.
El mal de la piedra
La erosión de la piedra natural se ve afectada debido a las sustancias que
gravitan en la atmósfera, producto de la combustión de carburantes como el gasoil
de los motores diesel y de las calderas de calefacción central. Esto produce
bióxido de azufre que provoca un proceso degenerativo en la piedra.
Tratamiento: la capa afectada deberá eliminarse por medio de procedimientos
mecánicos y con un saneado de la superficie.
Para el mantenimiento se le aplica una capa de resinas de silicona para repeler
el agua.
Erosiones de la piedra artificial
Las erosiones en la piedra artificial se producen por el bajo contenido en
cemento.
Los hormigones que deban resistir la acción de la intemperie deberán contener
como mínimo 300 Kg de cemento de buena calidad por cada m3 de masa, y sus
armaduras deberán situarse a no menos de 30 mm del exterior.
En condiciones normales las superficies de hormigón son atacadas por el
anhídrido carbónico. Su acción provoca la transformación de la cal libre del
material hasta convertirse en carbonato cálcico. Este proceso, conocido como
carbonatación, tiene un carácter limitado siempre que no afecte a la armadura.
Tratamiento: se puede utilizar para su limpieza el chorro de agua a presión, el
de vapor y el de arena húmeda a presión, nunca el chorro de arena seca o ácidos.
Patologías de los suelos
Este tipo de patologías se basa en fenómenos naturales, es necesario elegir la
base adecuada para cada tipo de terreno para evitar movimientos no deseados y
originar un grave problema.
Fisuras de tracción diagonal por asiento de cimiento medianero
Estas fisuras son producidas por asiento de una zona de la cimentación.
Tienden a tomar una inclinación próxima a 45º y nacen de las esquinas de las
ventanas y puertas dado que estos son los puntos más débiles del muro.
Las causas que provocan estas fisuras son:
(a) Ausencia de vigas de riostra.
(b) Zapatas con dimensiones inferiores a las necesarias, por no haber
realizado un estudio geotécnico.
(c) Rotura de redes de agua potable o residual.
Asiento de consolidación desigual en terreno
En edificios de diferentes alturas se pueden producir daños debido a un mayor
asiento de consolidación en el de mayor altura.
Asiento de una zona del cimiento por zanja corrida
Cuando el asiento se produce en la parte central del cimiento las grietas
tienden a formar un arco de descarga en el muro.
La extracción de un árbol próximo a un edificio puede provocar la desecación
de esa zona y una variación en la capacidad mecánica del terreno, lo que provoca
asentamientos diferenciales.
Las causas que provocan estos asientos son:
(a) Construir sobre terrenos poco compactados.
(b) Rotura de redes de agua que inunda el terreno.
(c) Desecación del terreno.
(d) Disminución de la capacidad portante del terreno.
(e) Deslizamiento de los muros de contención de tierras.
Deslizamiento de una zona del cimiento
Provoca una grieta uniforme en la parte baja y alta del muro por
desplazamiento. Se suele producir en edificios situados en laderas y con cimientos
de poca profundidad.
El cimiento acaba deslizándose y produce la fractura vertical en los muros.
Lesiones en los elementos de hormigón armado
Las patologías más frecuentes que pueden alterar el funcionamiento de las
estructuras son básicamente las provocadas por esfuerzos no controlados, como
la aparición de grietas, el efecto de un excesivo cortante, la flexo−tracción o
torsión en los diferentes elementos. Hay otras que son propias de los materiales
como la aluminosis, la carbonatación y la piritosis.
Lesiones en pilares de hormigón armado
(a) Aplastamiento. Se produce debido a sobrecargas superiores a las
inicialmente previstas. Las fisuras de prerroturas, que dividen en dos partes un
pilar, a veces a 60º respecto a la vertical, surgen por aplastamiento cuando el pilar
no puede soportar la carga a la que se halla sometido. Resultan fisuras muy
peligrosas y, ante esta lesión, es conveniente proceder al apuntalamiento de
urgencia, mediante perfiles en la horizontal a los lados del soporte.
También cuando se produce un aplastamiento aparecen fisuras en las
esquinas debido al pandeo de las barras.
Las causas que suelen provocar el aplastamiento son:
1.) Exceso de carga.
2.) Sección del pilar insuficiente.
3.) Hormigón deficiente y armadura insuficiente.
4.) Estribos muy separados.
5.) Asentamiento de una parte de la edificación.
6.) Empuje por sismo.
(b) Rotura a flexión. Se produce cuando un pilar es sometido a un momento
flector superior al que es capaz de soportar.
Las causas que provocan la rotura a flexión son:
1.) Hormigón o armado deficientes.
2.) Asentamiento diferencial en la cimentación.
3.) Empuje horizontal por dilatación térmica del forjado.
(c) Rotura a tracción. Surge cuando el soporte queda colgando, debido a un
asentamiento que se ha producido en la base, y deja de trabajar a compresión
para pasar a trabajar a tracción pura, apareciendo fisuras horizontales que
seccionan totalmente el pilar.
Las causas que provocan la rotura a tracción son:
1.) Asentamiento de la cimentación.
2.) Cimentación sobre rellenos en pendiente.
(d) Fisuras por pandeo. Las fisuras que son producidas por el pandeo son finas
y horizontales, no seccionan el pilar totalmente y sólo aparecen en una cara,
aproximadamente hacia la mitad de su altura. Surgen en pilares demasiado
esbeltos y de sección insuficiente que deben soportar importantes cargas.
Las causas que provocan las fisuras por pandeo son:
1.) Sección insuficiente.
2.) Armadura insuficiente.
3.) Exceso de carga en pilares esbeltos.
4.) Error de cálculo.
(e) Rotura por cortante. Es un tipo de lesión no frecuente, se suele producir en
los soportes de la planta baja de aquellos edificios que deben soportar fuertes
empujes horizontales. Cuanto menor es la armadura transversal, menor es la
capacidad de aviso de la rotura, lo que la convierte en una de las patologías más
peligrosas.
Lesiones en jácenas de hormigón armado
a) Rotura a flexión. La rotura a flexión de una viga se inicia en la zona de
tracción (parte inferior de la viga) y las fisuras progresan en vertical. A más
porcentaje de armadura las fisuras son varias y finas, pero si no tiene la cantidad
mínima puede quebrar con facilidad.
Las causas que provocan la rotura a flexión son:
1.) Armadura insuficiente.
2.) Sección insuficiente y sobrecarga excesiva.
3.) Luz mayor de la considerada.
4.) Error de cálculo.
b) Rotura por cortante. Las fisuras por cortante son muy peligrosas ya que la
rotura de la viga es muy rápida, dependiendo de la cantidad de armadura
transversal existente. A mayor cantidad de armadura mayor tiempo de aviso y en
su ausencia la rotura es instantánea.
Las causas que provocan las roturas a cortante son:
1.) Estribos muy distanciados.
2.) Hormigón de menor resistencia.
3.) Sección insuficiente.
4.) Error de cálculo.
c) Rotura a flexo−torsión. La rotura a torsión en una viga es contraria a la de
cortante. Surge en elementos sometidos a un gran momento torsión, como las
vigas en los extremos de los voladizos o las vigas de los extremos a las que
acometen forjados de grandes luces.
Las causas que provocan este tipo de roturas son:
1.) Armadura insuficiente o mal puesta.
2.) Sección insuficiente y sobrecarga excesiva.
3.) Luz mayor de la considerada.
4.) Desencofrado prematura e incorrecto.
Patologías de los forjados
Los forjados constituyen los suelos que se utilizan para desplazarse y en el que
se almacena todo el mobiliario. Además debe soportar otros elementos
constructivos no estructurales como la tabiquería.
Hundimiento de forjado por cortante
El esfuerzo cortante de un forjado unidireccional es soportado por el hormigón
y la armadura transversal de las viguetas. Cuando esta armadura no existe, el
esfuerzo queda a cargo del hormigón, y si se supera la resistencia de éste se
suele producir la rotura brusca sin capacidad de aviso.
Las causas que provocan el hundimiento de forjado por cortante son:
1.) Omisión de armadura transversal.
2.) Sección del forjado insuficiente.
3.) Exceso de carga.
4.) Luces mayores que las consideras en cálculos.
5.) Confección de hormigón de menor resistencia.
6.) Afectación de carbonatación y aluminosis de las viguetas.
La forma de identificar este fallo es sencilla. Suele aparecer, previamente a la
rotura del elemento, una fisura de pocos centímetros del extremo de la base de la
vigueta y de modo transversal a la misma, que asciende en diagonal a 45º, hasta
alcanzar la parte superior de ésta.
Lesiones en forjados por excesiva flecha
La flexión de los forjados puede provocar diferentes tipos de fisuras y grietas
en la tabiquería. La figuración de la tabiquería, por deformación de los forjados
representa un problema de estética.
Las causas que provocan el fallo por flexión en los forjados son:
1.) Inexistencia de armadura transversal en la parte superior.
2.) Exceso de carga.
3.) Defectos de cálculo.
4.) Viguetas de luces excesivas.
Los forjados sanos que se hallan sometidos a excesiva flexión presentan
fisuras transversales en la zona central de las viguetas, que ascienden
verticalmente hasta la parte superior.
Flecha de viguetas en voladizo
Las viguetas en voladizo que soportan cerramientos en sus extremos
ocasionan una mayor flecha en el forjado, con la siguiente aparición de grietas
horizontales en la zona inferior de la tribuna.
Hay dos causas que generan las fisuras por flechas:
1.) Imprevisión de realizar una transmisión de cargas de las plantas superiores.
2.) No construir los cerramientos de tribuna comenzando por la planta más alta
y siguiendo en sentido descendiente.
El síntoma característico de este tipo de lesión es una grieta horizontal y
abierta en la parte inferior de la tribuna, que se cierra en el paramento lateral a
medida que se acerca al apoyo.
Efectos térmicos en los forjados de las cubiertas planas
El incremento de temperatura en un pavimento hace que éste tome mayor
dimensión y produzca un empuje en aquellos elementos que impiden su libre
deformación, surgiendo daños cuando no se han previsto o construido
correctamente.
Cuando se calienta una azotea, la solería, el material de relleno y la lámina
asfáltica, ejercen un movimiento horizontal y empujan la baranda de obra hacia el
exterior, rompiéndose horizontalmente por cizallamiento.
Como consecuencia, dejan una parte más saliente con respecto al plano de
fachada y provocan grietas horizontales en la parte exterior y por encima del
forjado de dicha azotea.
La causa que provoca la deformación por efectos térmicos es:
1.) Ausencia de juntas de dilatación en la cubierta.
Se manifiesta una grieta horizontal entre el pretil y el forjado, con mayor
saliente en la parte superior de la grieta y menor en parte inferior.
France Telecom España, S.A. Unipersonal (1998). Patologías producidas en la
edificación [Documento en línea]. Disponible: http://www.rincondelvago.com
[Consulta: 2010, diciembre 4]
Asentamiento de los Suelos
Toda estructura de edificación siempre sufrirá asentamientos por efecto de las
cargas actuantes (peso propio, carga viva y carga de sismo) y es función del
sistema de cimentación de la estructura controlar que estos asientos se
mantengan dentro del rango tolerable, o en su defecto si son excedidos a través
de una cimentación rígida se deberá transmitir adecuadamente los esfuerzos al
suelo de soporte, controlando de esta manera los asentamientos diferenciales que
son los que provocan agrietamientos en los miembros estructurales y no
estructurales del edificio.
Como sabemos todo edificio a lo largo de su periodo de vida experimentará
asentamientos, en muchos casos no perceptibles a simple vista, pero de hecho si
hay un desplazamiento vertical, cuya magnitud depende del tipo de suelo y del tipo
de cimentación empleado.
Tipo de asentamientos
(a) Asentamiento elástico. Se produce seguido al proceso constructivo por
efecto de las cargas transmitidas y se da por la deformación elástica e inmediata
del suelo. Este asentamiento lo tenemos en todas las estructuras e indistintamente
del tipo de suelo. Y lo normal en nuestro medio es considerar un asentamiento
elástico tolerable menor a una pulgada (2,54 cm). Y este dato debe ser tomado en
cuenta por el ingeniero estructural al momento de realizar el diseño estructural de
la cimentación.
(b) Asentamiento por consolidación. Se da por la disipación del agua existente
en el suelo arcilloso por acción de las cargas, y al ser la arcilla casi impermeable,
la salida de agua tarda meses y aún años, por lo que la reducción de espacios
vacíos del suelo es lenta y por tanto el asentamiento de la estructura es un
proceso que está en función del tiempo, por lo que al inicio puede parecer que
todo está bien.
El asentamiento por consolidación es de mucho cuidado, porque si no se tomó
en cuenta desde el inicio, en unos cuantos años se puede tener grietas notables
en los elementos de la estructura, tales como paredes, vigas, columnas, muros,
etc. Y solucionar este problema es una tarea muy laboriosa y desde luego con
valor económico muy representativo.
Cuando se cimente sobre suelos arcillosos, y más aún si se encuentran muy
húmedos y saturados se deberá realizar un cálculo de asentamientos por
consolidación para con la suma del asentamiento elástico inicial tener una idea del
desplazamiento vertical total que puede sufrir el edificio con el paso del tiempo y
evaluar si el tipo de cimentación que se está diseñando para la estructura es el
más adecuado y si está en capacidad de transmitir adecuadamente las cargas sin
llegar al colapso. Y más aún por efecto de las fuerzas sísmicas los
desplazamientos se vuelven más notables.
Al momento de iniciar un proyecto habitacional se debe partir por un estudio de
suelos que nos de todos los parámetros geotécnicos para el diseño de las
cimentaciones (el ingeniero estructural no puede suponer estos parámetros). Es
preferible invertir al inicio un pequeño valor económico en un estudio de mecánica
de suelos que lamentar después de cierto tiempo y con el riesgo de perder la
inversión realizada en la estructura de edificación.
Capa, V. (2010). Asentamientos por consolidación de edificios cimentados en
suelos arcillosos. Cronica.com [Periódico en línea]. Disponible:
http://www.cronica.com [Consulta: 2010, diciembre 4]
Causa de los asentamientos
Cuando actúa una carga vertical sobre la superficie del terreno, se presenta el
asentamiento, esto no es del todo sorprendente porque, como se sabe por
mecánica, el esfuerzo provoca deformación y la aplicación de la carga provoca
desplazamiento. Se debe recordar, sin embargo, que el suelo se puede asentar
por razones diferentes a las cargas externas:
1.) Consolidación su propio peso.
2.) Desecación natural o debida a algún proceso industrial.
Inundaciones.
3.) Ataque químico.
4.) Descomposición orgánica natural o a causa de algún agente externo.
5.) Hundimiento regional provocado por el bombeo de agua.
6.) Sismos, voladuras o vibraciones.
7.) Alivio de esfuerzos por excavación o construcción de un túnel en la
vecindad.
8.) Bombeo de agua para alguna construcción cercana.
9.) Movimientos tectónicos.
10.) Erosión subterránea o derrumbes.
El asentamiento provocado por las cargas superficiales, se atribuye
tradicionalmente a las causas siguientes:
(a) Asentamiento inicial. Se debe al cambio en los esfuerzos cortantes en la
masa de suelos, esta deformación es análoga a la flexión de una viga, ocurre con
rapidez, el volumen del cuerpo que soporta la carga permanece virtualmente
inalterado. A medida que el área cargada se asienta, la superficie alrededor de
ésta se eleva en una cantidad que equilibra el volumen de hundimiento.
(b) Compresión inmediata. También conocida como compresión inicial, se
observa en los suelos no saturados debida a una reducción rápida del volumen de
vacíos. Los esfuerzos a la compresión la provocan y va acompañada por un rápido
incremento de los esfuerzos efectivos. En los suelos parcialmente saturados, al
aumentar la compresión, el grado de saturación se incrementa y cuando alcanza
casi el 90%, pueden aumentar las presiones en el agua de los poros, estas
presiones de poro harán que se reduzca la compresión posterior y se incrementen
los esfuerzos efectivos, cuando la compresión es lenta, de modo que su velocidad
tiene un significado práctico, se conoce como consolidación.
(c) Compresión o consolidación primaria. Se debe a la reducción gradual del
volumen de vacíos bajo esfuerzos efectivos variables, es un cambio lento
provocado por los esfuerzos de compresión bajo la influencia de las presiones de
poro que resisten una reducción más rápida de volumen. A medida que avanza la
consolidación, se disipan las presiones de poro, la consolidación primaria
comienza justo después de la compresión inicial y termina, por definición, cuando
las presiones de poro son insignificantes.
(d) Compresión o consolidación secundaria. La causa es la reducción gradual
de volumen del suelo bajo esfuerzos efectivos constantes, esta fase comienza
cuando las presiones de poro se vuelven aproximadamente cero y se supone que
continúa para siempre. Se debe a la formación lenta de los contactos entre las
partículas de arcilla que se encuentran bajo la influencia de los esfuerzos
cortantes, creados por un sistema de esfuerzos principales desiguales, sin
embargo, se cree que las arenas y otros suelos granulares no están sujetos a
consolidación secundaria.
(e) Deslizamiento superficial asociado a falta de resistencia por baja presión de
confinamiento (CREEP). Se debe al ajuste continuo respecto al cambio del
esfuerzo cortante bajo esfuerzos efectivos constantes, se supone que comienza
justo con el asentamiento inicial y continúa para siempre o hasta que la arcilla
adquiere suficiente resistencia adicional, mediante la consolidación, para resistir el
movimiento extraordinario. El deslizamiento superficial se relaciona con el
desplazamiento lateral alejándose de la parte sujeta a cargas de la superficie, es
mucho más marcado donde hay un bajo factor de seguridad contra una falla de
base, es decir, cuando un subsuelo arcilloso se somete a cargas después de la
etapa intermedia de cedencia, el deslizamiento superficial CREEP se debe a la
deformación plástica de los contactos entre partículas de arcilla, se cree que los
suelos granulares no experimentan deslizamiento superficial CREEP.
(f) Terraplén arcilloso Terraplén Granular. Generalmente se supone que de
estas cinco causas que contribuyen al asentamiento, las cuatro primeras se
pueden predecir como entidades separadas mediante estimaciones y luego
sumarlas para tener el gran total. La quinta causa generalmente se maneja no
tratando de predecir su valor, sino tratando de que no ocurra. El deslizamiento
superficial CREEP ha servido para explicar el comportamiento a largo plazo sin
garantía de los terraplenes sobre arcillas blandas. La relación entre el movimiento
del suelo y la estabilidad de las estructuras asociadas a éste, es bastante
compleja, primero que nada, existen diferentes mecanismos que puedan producir
movimientos en el suelo y además hay muchos tipos de estructuras, cada una con
un diferente potencial para resistir el movimiento de la masa del suelo o ser
afectadas por la misma. Es importante estar conscientes que las condiciones de
un suelo pueden cambiar, algunas veces en alto grado, desde antes de la
construcción, durante e incluso después de ésta, la predicción de tales cambios
representa la tarea más difícil para el proyectista. Existen métodos por medio de
los cuales se pueden estimar el grado y el ritmo del asentamiento de los cimientos,
debido a ciertos mecanismos, estas estimaciones resultan bastante confiables
siempre y cuando las condiciones del suelo que se supusieron para el cálculo :
1.) Sean una representación razonable de las condiciones reales.
2.) Tengan probabilidad de persistir a lo largo del período de vida del edificio.
Mecanismos de movimientos del suelo que son causas potenciales de
asentamientos
(a) Compactación: la compactación es un proceso por medio del cual las
partículas del suelo se fuerzan a un estado de empaque de mayor proximidad, con
la correspondiente reducción de volumen y la expulsión de aire, para esto se
requiere alimentar energía mecánica. Los suelos más susceptibles son las arenas
en estado suelto o las arenas con gravas y material de relleno, en especial las que
se han depositado sin una compactación adecuada.
(b) Distorsión elástica: La distorsión elástica se produce en todos los suelos
casi inmediatamente después de imponer la carga y el asentamiento causado por
este proceso se llama asentamiento inmediato.
Fracturas por asentamiento producido por distorsión elástica
Movimiento por cambios de humedad
Algunos tipos de arcillas muestran un aumento o una disminución muy notable
de su volumen a medida que el contenido de humedad aumenta o disminuye
respectivamente, a las arcillas que exhiben estas características se les llama
arcillas contráctiles o arcillas expansivas. El potencial de contracción y expansión
de un suelo está relacionado con su contenido de arcilla y su plasticidad.
Efectos de la vegetación
Otro factor asociado con las arcillas muy plásticas que puede producir
asentamiento es el efecto de las raíces de los árboles, la extracción de estos
árboles significa que el suelo retendrá más humedad y se presentará una
expansión. Cuando es necesario eliminar árboles y arbustos adultos del lugar de
construcción, se debe permitir que pasen uno o dos inviernos para lograr el
equilibrio. La poda y la tala también pueden afectar la pérdida de humedad del
suelo y con ello provocar su expansión, el grado de desecación y con él el
potencial de expansión, se puede calcular comparando las indicaciones del
contenido de humedad y de límite líquido de muestras tomadas cerca de los
árboles existentes o recientemente eliminados, con lecturas tomadas en suelo
semejante sin árboles.
Efecto de los cambios de temperatura
Los suelos de arcillas que se secan por estar situados debajo de los
cimentaciones de hornos, estufas y calderas, pueden presentar contracciones
bastantes severas. En los suelos de edificios para almacenamiento refrigerado,
también pueden presentarse expansiones severas a menos que se cuente con
algún tipo de aislamiento. En algunos suelos como limos, arenas finas y materiales
calcáreos, así como el yeso, existe la posibilidad de que se produzca un
levantamiento por helada, cuando las temperaturas bajas son constantes.
Efectos de la infiltración y las socavaciones
La socavación es la remoción de material por la acción de las aguas y
corrientes superficiales, pero también pueden ocurrir cuando se fracturan los
drenajes y los ductos de agua, recintos formados por atarjeas y estructuras
similares, el flujo ascendente del agua pueden causar una forma de inestabilidad
llamada tubificación. En algunas rocas y suelos, el cementante mineral en la
matriz puede disolverse debido al flujo de las aguas subterráneas, la formación de
conductos subterráneos es una de las principales características de las áreas de
roca caliza y yeso, y también es común que se llegue a presentar el derrumbe de
este tipo de formaciones.
Pérdida de soporte lateral
Una de las formas comunes de desplazamiento de los cimientos, que suele
conducir a fallas serias e incluso catastróficas, está asociada con la excavación de
pozos o zanjas profundas junto a las cimentaciones, la capacidad de carga del
suelo que está justo por debajo de una cimentación, depende del soporte lateral
producido por el suelo adyacente, si se elimina este soporte lateral, como puede
suceder en las excavaciones sin apuntalamiento, el resultado más probable es un
deslizamiento en el suelo que esté debajo de la cimentación, arrastrando consigo
dicha cimentación.
Roblero, L. (s.f.). Asentamiento y Comprensibilidad de los Suelos [Reporte técnico
en línea]. Disponible: http://www.arqhys.com [Consulta: 2010, diciembre 4]
Bases Legales
De acuerdo a las normativas existentes en relación al tema de investigación y
entre los textos legales propios que regulan el adecuado funcionamiento de las
obras civiles, así como las leyes nacionales, decretos, normas, etc., que pudieran
aplicar por cuanto fuera procedente, se menciona:
En la Constitución de la Republica Bolivariana de Venezuela (1999), dentro del
Capítulo V, De los Derechos Sociales y de las Familias, establece el Artículo 82:
“Toda persona tiene derecho a una vivienda adecuada, segura, cómoda, higiénica,
con servicios básicos esenciales que incluyan un hábitat que humanice las
relaciones familiares, vecinales y comunitarias. La satisfacción progresiva de este
derecho es obligación compartida entre los ciudadanos y ciudadanas y el Estado
en todos sus ámbitos.
El Estado dará prioridad a las familias y garantizará los medios para que éstas
y especialmente las de escasos recursos, puedan acceder a las políticas sociales
y al crédito para la construcción, adquisición o ampliación de viviendas.”.
Por otra parte, la Ley Orgánica para la Planificación y Gestión para la
Ordenación del Territorio (), en el Título V, Del Régimen de la Propiedad Privada
en la Ordenación Urbanística, dentro del Capítulo I, Del Régimen de la Propiedad
del Suelo Derivada de los Planes de Ordenación Urbanísticos, describe el Articulo
127: “Las autoridades urbanísticas de instancia nacional y de instancia municipal
deberán constituir reservas públicas de suelos urbanos con el fin de promover el
desarrollo ordenado de los centros urbanos, la creación de otros nuevos, de
atender la expansión urbana y la provisión del equipamiento y la infraestructura,
de facilitar la construcción de viviendas de interés social y, en general, para
cualquier otro fin cónsono con el interés público urbanístico. A tal efecto, dichas
autoridades constituirán reservas públicas de suelos urbanos, bien sea mediante
terrenos baldíos, ejidos o propios, o a través de aquellos que adquieran de
conformidad con la ley que rige la materia.”.
Sistema de Variables
La investigación que se platean de acuerdo con los objetivos propuestos, se
sustenta en las variables especificadas en el siguiente cuadro:
Cuadro 1
Definición de Variables
OBJETIVOS ESPECÍFICO
VARIABLES DEFINICIÓN
Revisar los estudios realizados antes de la construcción del Conjunto Residencial Neptuno.
Estudios Realizados antes de la construcción del Conjunto Residencial Neptuno.
Consiste en los análisis previos que debieron realizarse antes de la construcción objeto de estudio, tales como: estudio del suelo, levantamiento topográfico, planos de fundaciones, planos estructurales, cálculos de fundaciones, cálculos
estructurales, entre otros.
Identificar las características geológicas del terreno y las condiciones estructurales actuales de las torres tres y cuatro del Conjunto Residencial Neptuno.
Características geológicas del terreno y las condiciones estructurales actuales de las torres tres y cuatro del Conjunto Residencial Neptuno.
Las características geológicas son las condiciones del suelo, el tipo de suelo en el que se encuentran las torres y las cimentaciones de las mismas, si es un suelo arenoso, arcilloso, pedregosos, mixtos, etc.; y las condiciones estructurales actuales de las torres son las cargas que actúan en la edificación, tales como carga viva, carga muerta, carga sísmica, etc.
Evaluar las posibles causas de la rotación de las torres en cuestión.
Causas de la rotación de las torres en cuestión.
Son los factores naturales o provocados por el hombre que originaron la rotación de las torres, entre ellos tenemos movimientos sísmicos, inundaciones, fugas de agua internas que hayan afectado los cimientos del edificio, vibraciones, sobrecarga, fallas de calculo estructural al momento de su proyección y/o su ejecución.
Elaboración propia (2011)
Definición de Términos Básicos
xxxxxx
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo, luego de planteado el problema y definido los objetivos de la
investigación, se establece la naturaleza en que se enmarca el trabajo y se explica
la metodología utilizada para su desarrollo.
Modalidad de la investigación
El presente proyecto tiene Modalidad de Investigación de Campo, basado en
esta debido al planteamiento del problema que se ha trazado y al desarrollo
metodológico que se tiene que aplicar para lograr los objetivos planteados. Es un
problema con una índole descriptiva y explicativa una vez que se ha estudiado sus
causas y efectos. Por lo mismo, se tiene que recabar el material e información
directamente en el campo, así como el nombre de nuestra modalidad describe,
datos reales, que servirán de guía y serán objeto de estudio para cumplir con la
meta trazada.
La investigación de campo es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos (datos primarios), sin manipular o controlar variable alguna, es decir, el investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes. De allí su carácter de investigación no experimental. (Arias, 2006, p.31)
Tipo de Investigación
Cuesta definir exactamente el tipo de investigación en la que se enfoca la
presente ya que las diferentes opciones tienen relación una con otra, con solo una
pequeña deferencia entre ellas en algunos casos. Según las definiciones de cada
tipo de investigación se ha calificado como exploratorio.
No se quiere solo describir el problema, sus causas y efectos para establecer
su estructura o comportamiento puesto que ya se conoce.
Es una investigación en la que se tiene que evaluar las condiciones y efectos
que ha originado el problema, pero esta evaluación no definirá exactamente el
objetivo. Se tiene que hacer una exploración, un estudio mas profundo con el que
se obtendrán resultados que constituyen una visión aproximada de un hecho que
se desconoce.
Arias (2006), refiere que “La investigación exploratoria es aquella que se
efectúa sobre un tema u objeto desconocido o poco estudiado, por lo que sus
resultados constituyen una visión aproximada de dicho objeto, es decir, un nivel
superficial de conocimientos.” (p.23). Esta definición describe perfectamente lo
que se tiene propuesto hacer.
Procedimientos
El desarrollo del presente trabajo de investigación se inicia con la visita al sitio
donde se encuentran las torres afectadas, observándose a simple vista una
patología atípica en estructuras, llamada asentamiento. Con esta observación se
puede también determinar el área más crítica donde posiblemente se pueden
ubicar los tres puntos para realizar las perforaciones que suministraran las
muestras para los ensayos del suelo, no antes de conocer las especificaciones de
las fundaciones que sostienen la estructura.
Se procede entonces a la consulta de estudios de suelo, levantamientos
topográficos, planos estructurales, cálculo estructural y todo lo relacionado a los
estudios preliminares realizados para la construcción de la urbanización afectada.
Realizado esto se continúa con la parte experimental desarrollando un nuevo
estudio de suelo a fin de determinar las condiciones actuales del terreno mediante
un ensayo de laboratorio de las muestras obtenidas de la zona más cercana
posible a las fundaciones del edificio.
Luego, mediante la inspección de cada torre en su totalidad (pasillos,
apartamentos, depósitos, azotea, etc.), se realizará un nuevo cálculo de las cargas
actuales para determinar o descartar una posible sobrecarga a la que este
sometida la edificación.
Una vez determinada la característica del suelo y conociendo las condiciones
estructurales de las torres se puede evaluar mediante un análisis teórico las
causas que conllevaron la rotación de las torres en cuestión para dar cumplimiento
con el objetivo general planteado en la presente investigación.
Operacionalización de las Variables
Cuadro 2
Operacionalización de las Variables
VARIABLES DIMENSIÓN INDICADORES TÉCNICAS INSTRUMENTOS
Estudios Realizados antes de la construcción del Conjunto Residencial Neptuno.
Cuantitativa
1. Ensayos y Estudio del Suelo
2. Levantamiento Topográfico
3. Cálculos Estructurales
4. Planos estructurales
Entrevista
Análisis de Documentos
Cuestionarios
Fichas Resumen
Características geológicas del terreno y las condiciones estructurales actuales de las torres tres y cuatro del Conjunto Residencial Neptuno.
Cualitativa
1. Ensayos y Estudio del Suelo
2. Cálculo de Pesos Estructurales
Observación directa (inspección)
Ensayos de Laboratorios
Análisis de Informes y Resultados de Cálculos
Diario
Informe
Fichas Resumen
Causas de la rotación de las torres en cuestión.
Cualitativa
Explicación diagnóstica
Análisis de Documentos
Informe
Elaboración propia (2011)
Población y Muestra
La Estrella es un urbanismo ubicado en la ciudad de Charallave, Estado
Miranda, que consta de xxx conjuntos residenciales de cinco torres cada conjunto.
Cada una de estas torres tiene 10 pisos con cuatro apartamentos en cada uno de
ellos.
Nuestra muestra es parte de la población anteriormente descrita, resumiéndola
a dos torres. Dos torres que se extienden a 80 viviendas unifamiliares.
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
xxxxxxxx
Técnicas de Análisis
xxxxxxxx
Limitaciones de la Investigación
Esta investigación podría estar afectada por una limitante que seria la
alteración de las muestras al ser tomadas en el terreno.
REFERENCIAS
Arias, F. (2006). El Proyecto de Investigación Introducción a la metodología
científica (5ed.). Caracas, Venezuela: Editorial Episteme, C.A.
Capa, V. (2010). Asentamientos por consolidación de edificios cimentados en
suelos arcillosos. Cronica.com [Periódico en línea]. Disponible:
http://www.cronica.com [Consulta: 2010, diciembre 4]
Constitución de la Republica Bolivariana de Venezuela. (1999, Diciembre 30)
Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de Venezuela, 36.860, Diciembre, 30,
1999.
France Telecom España, S.A. Unipersonal (1998). Patologías producidas en la
edificación [Documento en línea]. Disponible: http://www.rincondelvago.com
[Consulta: 2010, diciembre 4]
Ley Orgánica para la Planificación y Gestión para la Ordenación del Territorio.
Roblero, L. (s.f.). Asentamiento y Comprensibilidad de los Suelos [Reporte técnico
en línea]. Disponible: http://www.arqhys.com [Consulta: 2010, diciembre 4]