informe proyecto jn (autoguardado)

Evaluacin y Reparacin Estructural

Informe de Reforzamiento Estructural

BLANCO INGENIEROS SRL.Dpto. de ProyectosPROYECTO: Evaluacin y Reparacin EstructuralPGINA:20 / 20

Evaluacin y Reparacin Estructural

Informe de Reforzamiento Estructural

CLIENTE: JN CONSTRUCCIONES E INVERSIONES S.A.UBICACIN: CALLE LAS TUNAS N 216 DISTRITO DE ATEPROVINCIA: LIMA

ELABORADOREVISADORESPONSABLE

ING. RICK ORTIZING. RICARDO BLANCOING. RICARDO BLANCO

junio - 2015

INDICE DE CONTENIDOStemspginas1.ANTECEDENTE32.OBJETIVOS33.ALCANCES34.NORMAS Y GUIAS45.DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA46.ESTUDIO DE PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALES47.MARCO TEORICO57.1CAUSAS DE DETERIORO DEL CONCRETO58.ESTRATEGIA DE REHABILITACION78.1INSPECCION88.2DIAGNOSTICO138.3SOLUCIN159.CONCLUSIONES1610.RECOMENDACIONES1811. BIBLIOGRAFIA1912.ANEXOS:20

ANTECEDENTEA solicitud de la empresa J.N. CONSTRUCCIONES E INVERSIONES S.A. solicit a la empresa BLANCO INGENIEROS SRL la evaluacin estructural del muro de concreto armado del Edificio Multifamiliar Las Tunas que se encuentra ubicado en la Calle Las Tunas N 216 Distrito de Ate, Provincia y Departamento de Lima Per. La empresa J.N. CONSTRUCCIONES E INVERSIONES S.A. estaba construyendo un edificio al costado del Edificio Multifamiliar Las Tunas. Durante sus vaciados de placas colindantes con el edificio contiguo (Las Tunas), el concreto se desprendi, ocasionando un empuje y generando fisuras en el muro de concreto armado que se encuentra en el eje F (Ver plano de arquitectura A-02). Por ese motivo, la empresa BLANCO INGENIEROS SRL evaluar dichas fisuras de dicho muro e indicar su reparacin respectiva.OBJETIVOSLos objetivos principales del presente estudio han sido:a) Efectuar la evaluacin estructural del muro del edificio multifamiliar Las Tunas, en su condicin actual, frente a las solicitaciones que estipula el Reglamento Nacional de Construcciones para este tipo de estructuras. b) Plantear una alternativa de solucin al comportamiento estructural evaluado, mediante la reparacin de los muros con el uso de aditivos para la construccin que se encuentran en el mercado peruano.ALCANCESLos alcances del presente informe contemplan los siguientes puntos:1) Estudio de materiales, mediante la extraccin de 2 testigo de concreto endurecido existente (prueba de diamantina) en el muro del dplex del 5to y 6to piso, en el eje F entre los ejes 2 y 6.2) Levantamiento de las fisuras existentes en todos los niveles.3) Reparacin de las fisuras y grietas.NORMAS Y GUIASLas normas o guas consultadas tanto para la evaluacin, la elaboracin de los procedimientos constructivos del edificio como tambin la seleccin de los materiales a reparar, han sido las siguientes:ACI -American Concrete InstituteASTM-American Society for Testing and MaterialsICRI -International Concrete Repair InstituteEM-Engineer Manual U.S. Army Corps of EngineersRNE-Reglamento Nacional de EdificacionesDESCRIPCION DE LA ESTRUCTURAEl edificio multifamiliar Las Tunas es una estructura diseada y construida con el fin de ser vivienda multifamiliar. La edificacin consta de 6 pisos ms un semi-stano. La configuracin estructural del edificio es irregular en planta. Est hecha a base de prticos y placas de concreto armado en todos los pisos (Sistema Dual). ESTUDIO DE PROPIEDADES MECANICAS DE LOS MATERIALESDe los resultados del ensayo a compresin a los ncleos de concreto, obtenidos del muro de concreto armado que se encuentra ubicado en el 5to piso, realizado en el laboratorio de tecnologa de concreto de la Universidad Nacional Agraria La Molina. Se ha obtenido una resistencia mxima a compresin del concreto del orden de: (Ver Anexo 01)diamantina D-1, en la placa :82.74 kg/cmdiamantina D-2, en la placa :99.88 kg/cmEl valor promedio de la resistencia del concreto a la compresin de 91.31 kg/cm, que viene siendo el 43.48% de la resistencia requerida por diseo.Adicionalmente los ensayos de esclerometra dieron un valor de:Para el esclermetro 1, en la placa 145 kg/cmPara el esclermetro 2, en la placa 110 kg/cmObtenindose un valor promedio de resistencia a la compresin aproximado de 127.5 kg/cm, efectundose el ensayo con el esclermetro marca Silver Schmidt, de la firma Proceq. La resistencia equivale a 60.71% de la resistencia requerida segn diseo.Los ensayos con esclermetro son referenciales y poseen una precisin menor a los ensayos de diamantina. Cabe recalcar que para ninguno de los ensayos cumple con los requerimientos. MARCO TEORICOCAUSAS DE DETERIORO DEL CONCRETOSegn indica el ACI 201.1R-08, la deterioracin del concreto puede ser ocasionada por una falla del material (Ejm: fisuras, delaminacin, desprendimiento, etc) causada por el ambiente o influencia interna autgena en la roca o el endurecimiento del concreto tanto igual como otros materiales.[footnoteRef:1] [1: (ACI Committee 201, 2008, pg. 5)]

A continuacin se menciona las posibles causas que generan la deterioracin del concreto.

FisurasDefinicin Fisura: Es la separacin completa o incompleta, tanto para elementos de concreto o albailera, en 2 o ms partes producido por la fracturacin o el desprendimiento de ella. [footnoteRef:2] Se recomienda que las fisuras deben ser reparadas si estas llegan a reducir la rigidez o la durabilidad de la estructura a un nivel que la estructura est seriamente daada.[footnoteRef:3] Aunque, como menciona el ACI 224 R-01, segn Halvorsen (1987), argumenta que los anchos de fisura comprendidos entre 0.15 a 0.30mm se podran considerar inaceptables desde el punto de vista esttico, ya que estos anchos son detectables a simple vista y generan una sensacin de inseguridad o de falla estructural inminente. [footnoteRef:4] [2: (ACI Committee 201, 2008, pg. 3)] [3: (ACI Committee 224, 2007, p. 9)] [4: (ACI Committee 224, 2001, pg. 24)]

Hay tres rangos de anchos de fisuras que son usados:[footnoteRef:5] [5: (U.S. Army Corps, 2002, pg. 3)]

1. Angosto: Generalmente es menor a un 1mm2. Medio: Est entre 1 a 2 mm3. Amplio: Ms de 2 mmCausas de la formacin de fisurasA continuacin se presenta las posibles causas de la fisuracin. Las fisuras se caracterizan como fisuras de concreto en estado plstico y en concreto endurecido.[footnoteRef:6] Para este informe se a centrar en el concreto endurecido. Algunas de ellas puede ser por: [6: (ACI Committee 224, 2007, p. 2)]

Cargas aplicadas externamenteSe sabe que las tensiones de traccin inducidas por las cargas provocan la fisuracin de los elementos de concreto. El estado actual del conocimiento sobre elementos flexionados constituye la base de las siguientes conclusiones generales sobre las variables que controlan la fisuracin: El ancho de fisura aumenta con el aumento de la tensin de las armaduras, el espesor del recubrimiento y la seccin de concreto que rodea cada una de las barras. De todas estas variables la ms importante es la tensin del acero de las armaduras. El dimetro de las barras no es una consideracin importante. El ancho de una fisura en la parte inferior de una viga aumenta a medida que aumenta el gradiente de deformacin entre el acero y la cara traccionada de la viga.[footnoteRef:7] [7: (ACI Committee 224, 2007, p. 8)]

ESTRATEGIA DE REHABILITACIONSegn Concrete Society, en su reporte "Diagnosis of Deterioration in Concrete Structures", hay tres estapas que se debe considerar para el proceso de evaluacin:[footnoteRef:8] [8: (The Concrete Society, 2000, pg. 5)]

1) Investigacin de las condiciones actuales de la estructura2) Diagnostico de las causas de los defectos y/o deterioracin del concreto3) Seleccin de una solucin apropiada.

A continuacin se esquematiza el flujo de trabajo de dicho procesos (Ver Figura 01):

Fig. 1: Diagrama de Flujo Desde una inspeccin rutinaria hasta la solucin de ella misma[footnoteRef:9] [9: (The Concrete Society, 2000, pg. 5) Imagen modificada para el uso de este informe.]

INSPECCION METODOLOGALa metodologa usada ha consistido en el levantamiento de daos y fotografas de todos los elementos que componen la estructura, las mediciones necesarias para la obtencin de la informacin requerida. Adems se realiz una inspeccin visual a todo el exterior del edificio. A continuacin se detalla los pasos realizados: Revisin de los planos y documentos relevantes. Reconocer las anomalas de menor y mayor preponderancia como parte de la patologa del concreto armado y sus causas en sus distintos elementos estructurales. Registrar cada dao encontrado digitalmente en planos y en fotografas a fin de que pueda servir como informacin a resolver posteriormente. Clasificar los daos por categoras y grados de manera que pueda brindarse una solucin adecuada.Para priorizar la ejecucin de las reparaciones, ha sido necesario clasificar el grado de dao, tomando en cuenta lo siguiente:1: Dao LeveEs un dao superficial y local. No compromete las estructuras, es decir sin influencia en la capacidad portante. Es de fcil reparacin.2: Dao MedioEs un dao local a mayor alcance. Tiene una ligera influencia en la capacidad portante. 3: Dao SeveroEs dao profundo que compromete en la capacidad portante de las estructuras a nivel local y con implicancia de nivel general. Requiere mayor cuidado en la aplicacin de los productos de reparacin y seguir estrictamente los procedimientos de aplicacin.

INSPECCIN VISUALSe encontr fisuras superficiales y grietas a lo largo del muro de concreto armado del eje F en los departamentos 302,402 y 502. No se pudo ver encontrar fisuras en los departamentos 102 y 202 debido a que no hubo la facilidad de acceso. Todas esas fisuras y grietas se ha bosquejado en el plano E-01 (Ver Anexo 2) A continuacin se muestra las fisuras que han sido levantados por cada departamento:

Tabla 1: Descripcin de cada fisura

ITEMNOMBREFECHAAMBIENTEEJESDESCRIPCIN DEL DAODIMENSIONES

1.00F0105/06/2015Dto. 502FGrieta en el muro del eje 5. El rea daada pertenece al lado exterior del muro de la escalera 9.Fisura: L=18.00m; A=1mm~2mm;

2.00F0205/06/2015Dto. 502FFisuras superficiales de menos de 1mm de espesor y de profundidades variables que no afectan la estructura. Estas no traspasan la estructura de la placa.Fisura: L=31.50m; A=0.1mm~0.5mm;



Como muestra, a continuacin se muestra las fisuras que se encontraron en el departamento 502:

Fig. 2: Grieta de 1 a 2 mm que se encuentra ubicado entre los eje 2-3, F en el 5to nivel. Se ha retirado el tarrajeo de 2.5cm para que se pueda apreciar el alcance de la grieta a la estructura.

Fig. 3: Grieta de 1 a 2 mm que se encuentra ubicado entre los eje 3-4, F en el 5to nivel.

Fig. 4: Fisura de 0.5 a 1 mm que se encuentra ubicado entre los eje 4-5, F en el 5to nivel.

DIAGNOSTICOSe ha apreciado que la placa de estudio tiene un espesor de 14cm con una distribucin del acero de 3/8@25cm en ambos sentidos (aunque en el plano estructural E-03 aparece que la placa debe tener un espesor de 15cm). Adems esos aceros no estn ubicados a la mitad del espesor de la placa; sino que estn de 4 a 5 cm colindando con la cara del vecino, es decir que el acero est trabajando en la zona de compresin y no en la zona de traccin (orientado hacia el interior de la vivienda), razn por la cual el acero no ha tomado debidamente las tracciones, generadas por el empuje del concreto vaciado en la placa del edificio contiguo.Adems se tiene que la esbeltez del muro est dado de la siguiente manera:espesor/altura = 14cm /525cm =1/37Sin embargo el Reglamento Nacional de Edificaciones en su norma E.060, en el captulo 21.9 Muros estructurales de concreto reforzado dice lo siguiente respecto a los espesores mnimos: Tambin se apreci que los tamaos de los agregados son de 1 a 1.5, superior a , que es el tamao mximo de los agregados gruesos para que no se generen cangrejeras. Hay que resaltar, que por el efecto del empuje del vaciado de los muros del edificio colindante, ha generado una deformacin de 1.25mm hacia el interior de la habitacin, es decir que el muro no est aplomado.

Fig. 5: Tamao del agregado: 1.5. Para un concreto f`c=210kg/cm2 se recomienda un tamao mximo que sea ` .Sin embargo el RNE muestra lo siguiente:

Adicionalmente tenemos que segn por el grosor de la fisura y su alcance a la estructura, se ha dado un grado de dao como se muestra a continuacin:

Tabla 2: Descripcin de SolucionesITEMNOMBREGRADO DE DAO

1.00F013

2.00F021

3.00F031

4.00F041

SOLUCINSe procedi a describir las distintas soluciones junto con su procedimiento de reparacin (Ver Anexo 3). Adems, por cada aditivo sugerido, se ha adjuntado sus respectivas fichas tcnicas (ver Anexo 4). Finalmente, cabe sealar que antes de elegir una solucin se ha tomado en cuenta adems de la calidad, el costo y la facilidad de poder ejecutarla. Cada solucin de reparacin se detalla a continuacin: (Ver Tabla 1)Tabla 3: Descripcin de SolucionesSolucinDescripcin

01Fisuras pasantes (sin movimiento) en placas de concreto armado.

02Reparacin superficial de fisuras en elementos de concreto armado.

A continuacin se muestra la solucin por el tipo de fisura encontrada segn su grado de dao:

Tabla 4: Descripcin de SolucionesITEMNOMBREGRADO DE DAOSOLUCIN PLANTEADA

1.00F0131

2.00F0212

3.00F0312

4.00F0412

CONCLUSIONES En la inspeccin ocular, se observ la placa del edificio multifamiliar Las Tunas, colindante al edificio que est construyendo la empresa J.N. CONSTRUCCIONES E INVERSIONES S.A., es de espesor 14cm, con una distribucin de acero 3/8@25cm. Solo tiene una sola malla, ubicndose de 4 a 5cm colindando con la cara del vecino, es decir que el acero est trabajando en la zona de compresin y no en la zona de traccin, Adems se apreci que los tamaos de los agregados son de 1 a 1.5, superior a , que es el tamao mximo de los agregados para concretos de f`c = 210 kg/cm2. Esta estipulacin es para mantener una buena trabajabilidad y fluidez del concreto. Tambin hay que resaltar el muro no est aplomado. Esto es debido por el efecto del empuje del vaciado de los muros del edificio colindante lo cual ha generado una deformacin de 1.25 mm.Se llegaron a encontrar aproximadamente 59.28 metros lineales de fisuras superficiales que tienen un ancho de 0.5 a 1mm de espesor. Para las fisuras pasantes, hubo 20.61 metros lineales aproximados, de espesor que variaba entre 1 a 2mm. A las fisuras superficiales se le considero grado de dao tipo 1 debido a que no afecta a la estructura. En cambio, para las fisuras pasantes, se le considero grado de dao tipo 3, lo cual requiere una rpida reparacin. Ambos tipos de anomalas se pueden reparar. Para las fisuras superficiales, se dio como solucin como se describe en el documento Fisuras pasantes (sin movimiento) en placas de concreto armado (Solucin 01). Paras las fisuras superficiales, se dio como solucin como se describe en el documento Reparacin superficial de fisuras en elementos de concreto armado (Solucin 02). Ambos se muestran en el Anexo 02.

La longitud total de fisuras pasantes a reparar en el quinto y sexto piso con inyeccin epxica (solucin 01) es igual a: 13.27+0.93+1.19+5.22 = 20.61 ml.La longitud total de fisuras superficiales a reparar con mortero reparador (solucin 02) en el tercer, cuarto, quinto y sexto piso es de:Para el tercer piso: 2.52+2.52+2.20+2.50+2.50 = 12.24 mlPara el cuarto piso: 2.51+2.51+2.51+2.21+2.50+2.50 = 14.74 mlPara el quinto piso: 1.17+1.61+2.55+2.55+2.21+2.87+1.78+1.58 = 16.32 mlPara el sexto piso: 2.55+2.55+2.55+2.11+2.11+4.11 = 15.98 ml Con un total de 59.28 ml

Respecto a los ensayos de diamantina ninguna de las muestras ha cumplido satisfactoriamente con la resistencia requerida de diseo estructural segn los planos. Diamantina D-1, en la placa:82.74 kg/cmDiamantina D-2, en la placa:99.88 kg/cmLa resistencia requerida segn planos estructurales es de 210 kg/cm. (ver Anexo V)

En caso de haber un sismo severo, es probable que dicha placa del 5to y 6to piso se pueda rajar, no debido a las reparaciones efectuadas, sino por causas de las deficiencias encontradas en la construccin de la placa.

RECOMENDACIONES1. Debern repararse en el menor tiempo posible aquellos daos o anomalas de grado 3, sin dejar de lado las de grado 1 y 2. Hay que tener presente que si no se repara, este puede provocar problemas de serviciabilidad, tales como deformaciones excesivas, problemas de durabilidad y corrosin del acero.2. Como en las reparaciones se usan materiales peligrosos (como ejemplo Resinas Epxicas) por lo tanto deben tratarse como tales. Se recomienda en las prcticas de seguridad en la obra incluir, pero sin sentido limitativo, lo siguiente, cuando sea aplicable:[footnoteRef:10] [10: (ACI Committee E706, 2012, pg. 6)]

a. Ropa protectora. Cubrir por completo el cuerpo y use zapatos adecuados.b. Lentes protectores. Usar caretas protectoras como proteccin mnima.c. Usar guantes de goma para proteger las manos.d. Tener disponible instalaciones para lavados de los ojos.e. Tomar precaucin especial con los materiales inflamables o combustibles.f. Ventilar los espacios cerrados. Usar mascaras apropiadas para proteger de los humos.g. Almacenar los materiales peligrosos en un rea segura.h. Tener los materiales de limpieza necesarios, a la mano.i. Notificar a los ocupantes dentro de la estructura que est en reparacin antes de comenzar el trabajo.

BIBLIOGRAFIAACI Committee 201. (2008). "Guide for Conducting a Visual Inspection of Concrete in Service" ACI 201.1R-08. American Concrete Institute. Michigan: American Concrete Institute.ACI Committee 224. (2001). "Control of Cracking in Concrete Structures" ACI 224R-01 (Reapproved 2008). American Concrete Institute. Michigan: American Concrete Institute.ACI Committee 224. (2007). "Causes Evaluation and Repair of Cracks in Concrete Structures" ACI 224.1R-07. Michigan: American Concrete Institute.ACI Committee E706. (2012). Boletn 2 de RAP del ACI Gua Prctica para Reparaciones de Concreto "Reparacin de Grietas Inyectando Resinas por medio de Gravedad". Michigan: American Concrete Institute.The Concrete Society. (2000). "Diagnosis of deterioration in concrete structures" Identification of defects, evaluation and development of remedial action. Berkshire: The Concrete Society.U.S. Army Corps. (2002). "Evaluation and Repair of Concrete Structures" EM 1110-2. U.S. Army Corps, U.S. Army Corps of Engineers. Washington DC: U.S. Army Corps.

ANEXOS:

ANEXOS

informe proyecto jn (autoguardado)

Documents