Por: Jim Baty, Director Técnico de la Tilt-Up Concrete Association
y Jim Ness, P.E., Monroe & Newell Engineers, Inc. jness@monroe-newell.com.
“Si no planificas, planificas el fracaso” es sin duda un mantra apropiado para la construcción Tilt-Up colada en sitio. Si bien el Tilt-Up es conocido por sus eficiencias optimizadas y el uso de mano de obra no especializada, la inversión de tiempo en el proceso de pre-planificación puede eliminar retrasos costosos durante el proceso de montaje. Una planificación y preparación adecuadas también sientan las bases para crear un diseño de paneles y un proceso de encofrado eficientes, además de facilitar un proceso de construcción rápido, uno de los principales beneficios de la construcción Tilt-Up. Los cimientos o incrustaciones mal ubicados, los problemas de asentamiento, los paneles con refuerzos incorrectos y otros escenarios comunes pueden causar enormes problemas. Sin embargo, con una comprensión básica de los desafíos típicos, puede eliminar problemas en su próximo trabajo.
DETERMINAR LA CAUSA RAIZ
El crecimiento en la complejidad de los tratamientos arquitectónicos para instalaciones Tilt-Up durante la última década ha exigido sólidas habilidades de planificación como un elemento clave para el éxito del proyecto. Aunque el Tilt-Up le permite flexibilidad para realizar cambios en el diseño hasta dos días antes de que se vacíen los paneles, lo que le otorga más flexibilidad que trabajar con una fábrica de prefabricados, una vez que los paneles se vacían, la resistencia del concreto le obliga a aceptar sus decisiones. Un buen diseño Tilt-Up que responda a las tendencias arquitectónicas actuales es un equilibrio económico entre el espesor del panel, el acero de refuerzo, la resistencia del concreto y el ancho del panel, en relación con el abordaje de las cargas de diseño para condiciones de servicio y construcción. Como tal, la planificación y la coordinación con el contratista general son clave. Los ingenieros de diseño y los arquitectos deben tener un conocimiento práctico de cómo se completa la construcción Tilt-Up.
Desde una perspectiva de obra, la planificación también es crucial para que las cuadrillas aprovechen al máximo la velocidad y la facilidad de construcción que ofrece el método. Simplemente tomar las ideas del arquitecto y rodearlas con paneles puede tener efectos drásticos en el precio, así como en la capacidad del contratista para construir la instalación. Más bien, es importante diseñar pensando en la facilidad en la obra. Incluso los contratistas deTilt-Up más experimentados se encontrarán con situaciones que los sacan de su zona de confort y los llevan a situaciones que requieren una planificación incrementada o mejorada y una interacción más profunda con los profesionales del diseño. Simplemente, la industria se está expandiendo tan rápidamente, tanto en volumen como en tipos de proyectos, que hay muy pocos proyectos ‘típicos’, aquellos que los contratistas pueden tomar a la ligera o en el curso normal de los negocios.
RETOS COMUNES
¿Cuáles son entonces estos desafíos modernos y cómo impactan los proyectos de Tilt-Up actuales? Hay pocos proyectos de cualquier tipo o método de construcción que no se enfrenten a desafíos, cambios o problemas. La clave está en cómo abordas estos desafíos y los conviertes en éxito del proyecto. Con un poco de perspectiva, muchos de estos desafíos se pueden abordar fácilmente para asegurar un impacto mínimo en el cronograma y el presupuesto.
A continuación, se presenta una lista de algunos problemas comunes que se encuentran en los proyectos de tilt-up, así como las soluciones recomendadas. Tenga en cuenta que esta guía rápida de ninguna manera reemplaza la importancia de contar con el ingeniero de registro y el contratista general involucrados en la evaluación de cualquier desafío en su proyecto y en la determinación de la solución adecuada.
Desafío: La zapata para un panel Tilt-Up está mal ubicada. Si no se aborda, esto puede causar desalineación en el panel Tilt-Up que se asienta sobre la zapata, lo que resulta en una excentricidad inducida en la trayectoria de carga entre la estructura del edificio y el suelo. Esto puede deberse a algo que se pasó por alto en el proceso de revisión del plano o a un fallo en la verificación del trazado antes del encofrado y/o la colocación del concreto.
Solución: Una vez que se determina que una zapata está mal ubicada, el primer paso es hacer que un ingeniero revise la zapata con la carga excéntrica de la estructura del panel y el techo. El resultado puede ser que la zapata pueda acomodar la excentricidad, pero lo más probable es que la zapata deba ser retirada y reemplazada, o que se agregue una zapata adicional adyacente a la existente y empotrada en ella.
Si el cimiento mal ubicado es un pilote perforado, el ingeniero debe revisar nuevamente la excentricidad de la carga y puede proponer la instalación de un capitel de gran tamaño. Si aún no se han instalado los paneles, la mejor solución puede ser instalar dos pilotes adicionales, uno a cada lado del pilote en su lugar. Si se han instalado paneles, fundir pilotes adicionales en el interior y el exterior con una viga de concreto entre ellos. Asegúrese de dejar tiempo para que el concreto de los pilotes y la viga fragüe antes de colocar los paneles.
Desafío: La tolerancia para la elevación superior de la zapata es la indicada por el ACI, “+ 0.5 pulgadas a 2 pulgadas”. La junta de lechada entre el panel Tilt-Up es ideal entre 1 y 2 pulgadas. La parte superior de una porción de la zapata termina siendo mayor que la tolerancia y está demasiado alta para mantener un proceso de nivelación efectivo y una base de lechada para el panel. Esto generalmente es causado por la precisión del acabado o del marcado a lo largo de la parte superior de la zapata o por una elevación incorrecta de la zapata establecida durante el proceso de encofrado.
Solución: Existen tres soluciones basadas en el momento en que se identifica el problema. Si se detecta antes de formar los paneles, la altura total del panel se puede ajustar hacia arriba para acomodar el pie de apoyo fuera de tolerancia si la elevación inferior del panel no es un elemento de diseño. Si se detecta durante la colocación de las pilas de calzos antes de erigir los paneles, puede ser posible retirar parte del panel aserrándolo. En algunos casos extremos, los pies de apoyo pueden necesitar ser removidos y reemplazados. En cualquier caso, el ingeniero responsable debe verificar que se haya alcanzado la profundidad de escarcha requerida. Si el pie de apoyo está demasiado bajo, se pueden usar calzos adicionales, hasta una altura máxima de 4 pulgadas, para soportar el panel. Más allá de las 4 pulgadas de altura de calzo, se puede aplicar concreto adicional para corregir la elevación superior del pie de apoyo según las indicaciones del ingeniero.
Desafío: La determinación de la capacidad portante del suelo es un paso crítico en el proceso de diseño y construcción. Sin embargo, la asentamiento del suelo puede ocurrir durante la preparación del sitio debido a la influencia del clima, como la saturación o la congelación. También existen casos extremos en los que puede ocurrir un asentamiento cuando la carga del panel no se distribuye uniformemente a las zapatas o después de que el proyecto esté terminado. Estos casos extremos ocurren cuando la capacidad del suelo difiere entre áreas de muestreo o cuando la carga puntual temporal del panel y la estructura del edificio es mayor que la condición de diseño. El resultado de cambios en la elevación de la zapata y el panel puede hacer que los paneles se inclinen hacia afuera o hacia adentro, agregando excentricidad a la trayectoria de la carga, o que los paneles se inclinen uno hacia el otro, creando una desviación en el ancho de la junta entre paneles.
Solución: Cuando se identifique una condición del sitio durante la preparación, contacte de inmediato al ingeniero estructural y al ingeniero geotécnico para determinar cuánto se ha asentado. El ingeniero geotécnico debe observar los suelos y verificar los cambios en la capacidad. El ingeniero estructural debe revisar el diseño de la cimentación para ver si puede acomodar la menor capacidad del suelo o el cambio de condición. El contratista general debe revisar la secuencia de montaje de los paneles para discernir el impacto de los cambios en la secuencia, permitiendo que algunas áreas del proyecto continúen, mientras se consideran soluciones para las áreas afectadas. Tenga cuidado de proceder con cautela e investigar a fondo cada solución. Además, al considerar soluciones de cimentación alternativas, tenga en cuenta las cargas pesadas en un proyecto de Tilt-Up. Las opciones incluyen:
- Zapatas más amplias o adicionales
- Revisión del sistema de cimentación: Cuando se identifica la condición del sitio, a medida que las zapatas experimentan carga o después de que la estructura del edificio está en su lugar, se deben investigar soluciones más extremas, incluida la remoción y reemplazo de zapatas, o el encamisado de lodo (mud jacking) o la consolidación por inyección de suelo (soil jetting) debajo de las zapatas existentes.
Para problemas de asentamiento, cuando la cimentación consiste en pilotes perforados, las opciones incluyen:
- Pilotes perforados adicionales
- Añadir zapatas (posible sistema combinado)
- Mover el edificio
- Alternar los sistemas de cimentación
Y, para pilas perforadas con desconchado superior, usualmente causado por cargas concentradas altas, las opciones incluyen:
- Instalar un “collar” o capitel de concreto similar al pilote mal ubicado
- Cortar la parte superior del muelle e instalar la tapa del muelle
- Recomendar pilotes de un mínimo de 18 pulgadas de diámetro para paneles y capuchas de pilotes típicos donde las cargas son altas
Desafío: La calidad de la losa es uno de los principales factores que influyen en la calidad del panelTilt-Up. Las losas de calidad comienzan con una preparación de sub-base de calidad y terminan al colocar la losa sobre la sub-base lo antes posible después de la compactación. En raras ocasiones, el contratista puede observar movimientos en la losa antes de colar los paneles, donde cambios en la sub-base o en los suelos han permitido que áreas de la losa se asienten. Esto se observa por grietas o depresiones en la losa y puede ocurrir en áreas donde no se ha aplicado carga. Esto es causado típicamente por el levantamiento o el asentamiento del subsuelo o porque la sub-base se ha saturado antes de colocar la losa de concreto.Solución: El primer paso después de determinar la causa del movimiento es reubicar los tableros en la losa para evitar las áreas dañadas, y luego remover/reemplazar secciones de la losa (unir los tableros mediante barras). Para losas socavadas debido al deslave de la subrasante:
- Barreno de núcleo en varias ubicaciones a lo largo de las juntas de corte con sierra
- Rellene con concreto “flowfill” (resistencia a la compresión mínima de 1,500 psi)
- El contratista debe tener cuidado de no afectar el acabado del panel
Si no se instalaron los pasadores en las juntas de la losa:
- Consulte con el ingeniero responsable para determinar si el diseño del panel requiere que las losas se conecten con barras de transferencia en las juntas.
- Si la respuesta es sí, active la losa con varillas empotradas en la losa o proporcione una losa “clave”.
Desafío: Parte del control de calidad en el proceso Tilt-Up es la verificación de cada etapa. Una etapa crítica es la inspección del refuerzo del panel. Los paneles Tilt-Up actuales tienen requisitos de refuerzo complejos, dado el tamaño de los paneles, las aberturas y las cargas que se les aplican como elementos de soporte. Ocasionalmente, la etapa de refuerzo se completa de forma incorrecta, ya sea con muy poco refuerzo o con barras colocadas en ubicaciones erróneas. Esto puede deberse a una mala interpretación de los planos de construcción o a discrepancias entre los planos de ingeniería y los planos de construcción del panel.
Solución: En este escenario, la solución más fácil es la adición de barras de refuerzo adyacentes al refuerzo tal como se instaló. Desafortunadamente, a veces es mejor simplemente quitar e reinstalar. Asegúrate de trabajar con los materiales disponibles en el sitio. Afortunadamente, si no se ha colado concreto, nada ha sido “grabado en piedra”. Esto se puede evitar a través de una implementación efectiva de los procedimientos de verificación de planos y procesos. Si el refuerzo del panel se identifica como incorrecto después de que se haya colado el concreto, el ingeniero estructural deberá revisar el diseño y el panel puede requerir rigidización a través de canales o perfiles de acero (refuerzos longitudinales) durante el montaje. Estos pueden o no conservarse para cargas a largo plazo, según las conclusiones del ingeniero estructural.
Desafío: Dos reglas fijas y rápidas sobre el concreto son que se endurece y se agrieta. Tilt-Up usa una cantidad considerable de refuerzo de acero y las grietas que ocurren para involucrar el acero son, idealmente, de naturaleza microscópica. Cuando ocurren grietas visibles en los paneles, están muy relacionadas con la retracción del concreto. Existen algunas grietas que ocurren durante el procedimiento de montaje debido a estrés flexural y estas, la mayoría de las veces, no son visibles una vez que el estrés se alivia en la posición vertical. La exposición de las grietas se acentúa más durante los períodos de humedad superficial (lluvia) y cuando se utilizan acabados avanzados como el chorreado de arena o el decapado/lavado con ácido.
Solución: Por lo general, no se requiere trabajo de reparación. Para aliviar el problema en primer lugar, asegúrate
para verificar las condiciones climáticas durante la colocación del concreto y asegurarse de que el asentamiento del concreto no sea demasiado alto. Asegúrese de que un ingeniero estructural observe las grietas para verificar que no tengan implicaciones estructurales. Consulte con la TCA (The Concrete Centre) sobre formas de minimizar el impacto estético de las grietas.
Si se presume que el agrietamiento ocurrió durante el montaje, se debe consultar al ingeniero estructural para confirmar la causa y el impacto. Se revisará el diseño para determinar si el resultado podría requerir una solución estructural, como la inyección de epoxi. Si el agrietamiento es significativamente estético o si existe una gran preocupación por el rendimiento del panel, podría ser necesario un nuevo vaciado.
Desafío: Al igual que la mala ubicación de los cimientos o pilares, los elementos del panel están sujetos a mala ubicación. Dichos elementos incluyen huecos, empotrados para conexiones estructurales e insertos para la construcción de paneles. Típicamente, estos elementos se malubican debido a revisiones de planos o a comprobaciones omitidas durante el proceso de construcción.
Solución: Si el problema es una mala ubicación de una ventana, hay dos profesionales a consultar. El arquitecto debe confirmar el impacto en el diseño y si se debe realizar un cambio, lo cual muy a menudo será necesario. El ingeniero estructural debe revisar el diseño del panel para ver las modificaciones que se pueden hacer a la abertura aserrando y rellenando. La nueva abertura deberá ser reforzada con canales o perfiles de acero, similar a la remodelación de paneles existentes.
Si el problema es un elemento estructural mal ubicado, se requerirán piezas más largas de ángulos o placas de conexión.
así como una conexión alternativa con pernos de expansión. Asegúrese de mantener los espacios libres y las distancias al borde adecuadas, así como de tener cuidado de mantener la integridad estructural de la conexión. Si el elemento empotrado es para la estructura del techo y está ligeramente desubicado, mueva el ángulo de asiento o la viga y consulte con el ingeniero estructural para el diseño del ángulo de asiento y la placa empotrada. Si el elemento empotrado no está cerca, consulte con el ingeniero estructural para el uso de ángulos continuos o una placa con pernos de expansión. Si el elemento empotrado es una conexión para un panel de revestimiento, se encuentra en una situación difícil. Ante todo, asegúrese de hablar con su ingeniero estructural. Determine si las conexiones correctivas pueden exponerse y considere el posible refuerzo externo con canales, placas o perfiles tubulares de acero. Luego, retire el elemento empotrado con una sierra cortadora y reinstale la conexión. Asegúrese de mantener la integridad estructural de la conexión.
Desafío: Una preocupación común adicional es una incrustación “reventada”. Esto ocurre típicamente debido a la expansión/contracción de los paneles, incrustaciones mal consolidadas o una incrustación de tamaño insuficiente.
Solución: Después de determinar la causa, retire la fuente de la molestia. Una opción remedial es inyectar epoxi alrededor del elemento empotrado. Si el elemento empotrado ha “fallado”, instale una o más conexiones nuevas adyacentes al elemento empotrado.
Sé el primero en comentar