Sustentación

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En la construcción o renovación , el apuntalamiento es el proceso de reforzar los cimientos de un edificio existente u otra estructura . El apuntalamiento puede ser necesario por diversas razones:

• La base original no es lo suficientemente fuerte ni estable.
• El uso de la estructura ha cambiado.
• Las propiedades del suelo que sostiene la base pueden haber cambiado (posiblemente debido al hundimiento ) o haber sido caracterizadas erróneamente durante el diseño.
• La construcción de estructuras cercanas requiere la excavación de suelo que sostiene los cimientos existentes.
• Para aumentar la profundidad o la capacidad de carga de los cimientos existentes para soportar la adición de otro piso al edificio (por encima o por debajo del nivel del suelo).
• Es más económico, por el precio del terreno o por otros motivos, trabajar sobre los cimientos de la estructura actual que construir una nueva.
• Un terremoto , una inundación, una sequía u otras causas naturales han provocado que la estructura se mueva, requiriendo la estabilización de los suelos de cimentación y/o zapatas.

El apuntalamiento se puede lograr ampliando la profundidad o la anchura de la cimentación para que descanse sobre un estrato de suelo más resistente o distribuya su carga en un área mayor. El uso de micropilotes ^[1] y lechada a chorro son métodos comunes de apuntalamiento.

Puede ser necesario un apuntalamiento donde se encuentren suelos de clase P (problemáticos) en ciertas áreas del sitio.

A través del cambio semántico la palabra subyacente ha evolucionado hasta abarcar todos los conceptos abstractos que sirven de fundamento.

El apuntalamiento con hormigón en masa es una de las formas más sencillas de apuntalamiento correctivo a poca profundidad. Este tipo de apuntalamiento se realiza excavando "bahías" a lo largo y debajo de la base existente y rellenándolas con hormigón en masa. A veces se lo denomina método "tradicional" para distinguirlo de otros tipos de apuntalamiento, como el pilotaje y el punzonado. Estos últimos suelen requerir especialistas en apuntalamiento y pueden utilizar sistemas de apuntalamiento patentados. El trabajo de apuntalamiento con hormigón en masa se realiza de conformidad con la Ley de muros medianeros (en el Reino Unido) utilizando planos diseñados con cálculos de ingeniería para planificar una secuencia de bahías de excavación a lo largo y debajo de la base existente sin dañar las paredes existentes. En algunos casos, las paredes se han derrumbado porque el soporte lateral era inadecuado, lo que ha provocado disputas entre contratistas, subcontratistas y arquitectos sobre quién era el responsable del error. ^{[2] [3] [4]}

El soporte de hormigón en masa se utiliza comúnmente cuando se necesita un apoyo permanente para cumplir con la Ley de Muros Medianeros de 1996 en la construcción de un nuevo sótano durante una restauración, rehabilitación o remodelación. ^[5]

En el Reino Unido, la mayoría de las reclamaciones por hundimientos se refieren a edificios de al menos 40 años de antigüedad con cimientos de franjas poco profundas . Este es uno de los tipos más comunes de cimientos que sufren daños relacionados con hundimientos y, según la base de datos de hundimientos del Building Research Establishment , el apuntalamiento de hormigón en masa era el más común y, a menudo, se aplicaba solo a una parte de un edificio. Si los suelos tienen una baja capacidad de carga, el apuntalamiento parcial puede aumentar el riesgo de asentamiento diferencial y asentamiento localizado debido a la carga adicional sobre el suelo. ^[6]

El método de vigas y bases para apuntalar es una adaptación técnicamente más avanzada del apuntalamiento tradicional de hormigón en masa. Se construye una viga de hormigón armado debajo, encima o en reemplazo de la zapata existente. Luego, la viga transfiere la carga del edificio a bases de hormigón en masa, que se construyen en ubicaciones estratégicas diseñadas. Los tamaños y profundidades de las bases dependen de las condiciones predominantes del terreno. El diseño de las vigas depende de la configuración del edificio y de las cargas aplicadas. A menudo se incorporan precauciones contra el levantamiento en los proyectos donde puede ocurrir una posible expansión de suelos arcillosos.

Los minipilotes son los más utilizados en los casos en que las condiciones del terreno son variables, el acceso es limitado, los aspectos de contaminación ambiental son significativos y los movimientos estructurales en servicio deben ser mínimos. El apuntalamiento con minipilotes se utiliza generalmente cuando las cargas de los cimientos deben transferirse a suelos estables a profundidades considerables, normalmente superiores a los 5 m (16 pies). Los minipilotes pueden ser perforados o hincados con revestimiento de acero, y normalmente tienen un diámetro de entre 150 mm (5,9 pulgadas) y 300 mm (12 pulgadas). Los ingenieros estructurales utilizarán equipos diseñados específicamente para operar en entornos con altura libre restringida y espacio limitado, y pueden acceder a ellos a través de una puerta doméstica normal. Son capaces de construir pilotes a profundidades de hasta 15 m (49 pies). La técnica de minipilotes se aplicó por primera vez en Italia en 1952 y ha tenido muchos nombres diferentes, lo que refleja la aceptación mundial y la expiración de las patentes originales. ^[7]
El diámetro relativamente pequeño de los minipilotes es distintivo de este tipo de apuntalamiento y generalmente utiliza anclajes o amarres en una estructura o roca existente. Para este método de apuntalamiento se utilizan métodos convencionales de perforación y lechado. Estos minipilotes tienen una alta relación de esbeltez, cuentan con elementos de refuerzo de acero sustanciales y pueden soportar cargas axiales en ambos sentidos. ^[7] Las cargas de trabajo de los minipilotes pueden soportar cargas de hasta 1000 kN (100 toneladas largas-fuerza; 110 toneladas cortas-fuerza).
En comparación con el apuntalamiento de hormigón en masa, el aspecto de ingeniería de los minipilotes es algo más complejo, incluyendo mecánica de ingeniería rudimentaria como la estática y la resistencia de los materiales. Estos minipilotes deben estar diseñados para trabajar en tensión y compresión, dependiendo de la orientación y aplicación del diseño. En detalle, durante el diseño se debe prestar atención analítica al asentamiento, estallido, pandeo, agrietamiento y consideración de la interfaz, mientras que, desde un punto de vista práctico, se debe considerar la resistencia a la corrosión y la compatibilidad con el terreno y la estructura existentes.

Los sistemas de apuntalamiento con minipilotes incluyen pilotes y vigas, encepados de pilotes en voladizo y sistemas de losas con pilotes. Los encepados de pilotes en voladizo se utilizan generalmente para evitar perturbar el interior de un edificio y requieren la construcción de pilotes de tensión y compresión para cada encepado. Estos normalmente están unidos por una viga. El sistema de pilotes y vigas suele implicar la construcción de pares de pilotes a cada lado del muro y su unión con un encepado de pilotes para sostener el muro. Los encepados de pilotes suelen estar unidos por vigas de hormigón armado para sostener toda la longitud del muro. Los sistemas de apuntalamiento con losas de pilotes se utilizan habitualmente cuando es necesario apuntalar un edificio entero. Se eliminan por completo los pisos internos, se instala una cuadrícula de pilotes y luego se construye una losa de hormigón armado sobre todo el nivel del piso, levantando y sosteniendo por completo todos los muros externos e internos.

Uno de los usos de la técnica de mejora del suelo mediante inyección a presión es el apuntalamiento de cimientos, especialmente durante excavaciones como la construcción de subterráneos. ^[8] Esta técnica se ha utilizado en proyectos de desarrollo municipal de gran envergadura en los Estados Unidos. Uno de los proyectos de inyección química más importantes fue la ampliación del metro de Pittsburgh Light Rail Transit, cuando era necesario proteger los cimientos de seis grandes edificios del movimiento del terreno y el asentamiento de los edificios. ^[9]

La lechada a presión puede ser de baja o alta presión. "Jet grouting" es un término general utilizado para la lechada a alta presión, en la que se inyecta aire, agua y lechada cementante a alta presión en el suelo a alta velocidad. Esto se puede hacer con sistemas de un solo tubo para mezclar la lechada con el suelo in situ para formar una "columna" lechada en el suelo. Los sistemas de doble tubo y triple tubo que utilizan aire y agua eliminan parte del suelo para crear bulbos o columnas lechadas más grandes. ^[8]

La inyección química a baja presión se utiliza para apuntalar estructuras en suelos arenosos. ^[10]

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  Boceto de una viga en voladizo de hormigón armado hormigonado in situ sobre micropilares o pilotes. No es necesario acceder al interior.
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  Boceto de una viga de aguja estándar sobre micropilares o pilotes. Requiere acceso al interior.
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  Boceto de apuntalamiento de muelle de hormigón con posibilidad de elevación de cimentaciones.
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  Boceto que muestra el método tradicional de punzonar una pared para reducir el peso sobre los cimientos durante el trabajo de apuntalamiento.
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  Refuerzo de los cimientos de un puente ferroviario mediante una estructura de madera en forma de cajón. En la parte inferior derecha se puede ver una losa de hormigón terminada.
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  Máquinas de perforación que utilizan jet grouting
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  Cerca del cabezal de perforación

• Una ilustración de un pilar de base acampanada utilizado para apuntalamiento y soporte.
• Una explicación del proceso de apuntalamiento con imágenes.