miércoles, 30 de mayo de 2007

Hormigon Sumergido Tecnica de Hormigonado

TÉCNICAS DE HORMIGONADO

Muchas estructuras marítimas pueden ser construidas a base de elementos prefabricados de hormigón, con cada elemento fabricado de un modo convencional, por lo que la faena marítima se reduce al montaje; otras estructuras, mediante el uso de elementos de servicio, pueden ser construidas en el aire, sobre agua. El hormigonado sumergido es requerido en ciertas estructuras que deben ser construidas en el lugar, bajo la superficie del agua; técnicas especializadas han sido desarrolladas, para asegurar que el hormigón sea puesto en obra en forma apropiada y eficiente, ya que éste debe ser capaz de desarrollar la resistencia y características asignadas en el diseño.

El capítulo que se presenta a continuación, tiene como objetivo general establecer la diferencia que existe entre un hormigonado fuera del agua y uno sumergido. También se tiene como objetivo específico el explicar las diferentes formas que existen para hormigonar bajo el agua, esto incluye las técnicas de hormigonado (hormigón tremie, hormigón ensacado, hormigón por talud, hormigón en cubas y cementos hidráulicos), los tipos de hormigones usados, la inyección de morteros, los moldajes utilizados y las protecciones de las estructuras ya hormigonadas.

I.1 HORMIGÓN TREMIE (TUBO-TOLVA)

En la Norma NCh 170 Hormigón Especificaciones Generales, se denomina procedimiento de Tubo-Tolva.

Esta técnica es empleada en diversos propósitos, incluyendo hormigones sumergidos, estructuras submarinas, reparaciones de hormigones sumergidos, construcción y juntas de secciones de túneles submarinos, pilas para fundaciones de estructuras tales como: puentes y plataformas de costa adentro. Este proceso puede ser usado en casos que se quiera lograr una muy alta calidad estructural, y se han logrado exitosas operaciones de hormigonado en profundidades de hasta 50 m, como el hormigonado de machones de puentes.

Este proceso o técnica, consiste en colocar el hormigón en obra, por medio de un tubo, cuyo extremo inferior queda siempre embebido en el hormigón fresco, de modo que el lavado y segregación son substancialmente prevenidos.

Se puede sugerir (para uso comparativo) la siguiente dosificación, para obtener un hormigón apropiado para esta técnica:

TABLA 4-1



DOSIFICACIÓN PARA HORMIGÓN BOMBEADO



TÉCNICA DE HORMIGONADO.

La instalación utilizada, se compone de tubos de 25 a 45 cm., de diámetro, soportados por un puente grúa con cabrestantes móviles, que permiten subir y bajar el tubo, toda la instalación va montada en un andamio con plataforma de servicio. Gracias al cabestrante por una parte y al puente grúa por otra, es posible cubrir con precisión toda la zona a hormigonar.
El tubo termina en su parte superior en una tolva o un embudo para el vertido del hormigón. Se usa tolva cuando se está operando con aportaciones intermitentes de hormigón, Ej. Transporte por cubas. Se usa embudo cuando se está operando con aportación continua, Ej. Hormigón bombeado.
La operación de hormigonado comprende tres fases: Cebado del tubo; formación del Bulbo y Vertido.
Cebado del tubo: se debe llenar completamente el tubo con hormigón, sin contacto con el agua que contiene.
Para esto pueden imaginarse varios artificios (hasta el empleo de aire comprimido), pero el más sencillo parece ser, hacer bajar por el tubo un tapón perdido, que actúe como sello estanco, de modo que la columna de hormigón baje lentamente, sin contacto con el agua y evitar segregación por caída libre; o bien, reemplazar el tapón por una cámara de pelota inflado que se recupera luego de cada cebada.

Formación del bulbo: bajo el empuje del peso de la columna de hormigón fresco, este, por efecto de la tensión superficial se extiende progresivamente alrededor del tubo, cuyo extremo inferior no debe estar levantado más de 30cm. del fondo, con el fin de evitar la segregación y lavado.

Luego, bajo el efecto de la resistencia sobre el fondo, así como por la resistencia en la masa, la superficie toma la forma de una cúpula, en la que, con el tubo hundido a la profundidad deseada, se forma el bulbo en la base.

Vertido: en tales condiciones puede realizarse el vertido, desplazando el tubo, mediante el cabestrante y el puente grúa.

El tubo debe estar permanentemente lleno, realizándose la carga del hormigón regular y continuamente, con el fin de asegurar que no se descebe, dando lugar a la entrada del agua.

El peso del hormigón contenido en el tubo, debe ser en todo momento, superior al efecto de la presión del agua en su base.

Siempre, se debe contar con la ayuda de buzos especializados para supervisar la buena ejecución del proceso. Además, esta faena se debe programar de modo que coincida con la alta marea, para tener la seguridad de trabajar con mar tranquilo.

Un hormigón tremie bien hecho, puede dar resistencias de 282 (kg/cm2) si su curado es bueno, no tiene problemas de contracción; el factor que el hormigón sea puesto en obra baja presión, hace que se logre una alta densidad. Su adherencia es buena con el acero, roca, madera y otros hormigones, cuando es puesto bajo agua. Una satisfactoria adherencia mecánica ha sido lograda con bentonita usada como una especie de soporte o moldaje.

Grandes masas de hormigón y altos rangos de volumen puesto en obra han dado los mejores resultados, incluso a temperatura ambiente de 3 °C.

A continuación se muestra una dosificación (uso comparativo) para el Grout Tremie.

TABLA 4-2


DOSIFICACIÓN PARA HORMIGÓN TREMIE

Colocación en Obra: El Grout deberá ser muy bien mezclado en una máquina amasadora y puesto en obra a través de un tubo y ocupando la fuerza de gravedad o bien, ocupando una manguera de paredes duras de diámetro adecuado, se deberá contar con la suficiente presión para vencer la fricción de las paredes de la manguera, pero se debe tener bastante cuidado para no usar una presión excesiva.


Fig. 4-1 MODELO DE EQUIPO PARA HORMIGÓN TREMIE





Figura 4-2 ESQUEMA DE HORMIGONADO POR TUBO-TOLVA

I.2 HORMIGÓN ENSACADO

Este método se usa para construir muretes o plataformas bajo el agua o para formar la base de una cimentación, ej. Muros de muelles o malecones, siempre la arista más cargada descansa sobre un murete de hormigón en sacos, que transmite los esfuerzos a un fondo de cimentación satisfactorio, descansando el resto, sobre un macizo de escollera. Similar método, se ha usado para sellar juntas, soportar o proteger del oleaje y corriente a elementos prefabricados o tuberías submarinas, en orden de prevenir movimientos dando soporte y protección. Dos métodos son usados para ensacar el hormigón:

En el primero, la mezcla de hormigón seco es ensacada; se llena hasta la mitad y se cierra, luego es sumergido por medio de pallets y es colocado en obra por un buzo. El cemento se va hidratando, según el agua va penetrando. Este método tiene la ventaja de que el tiempo de manipulación y colocación no es crítico, pero la hidratación es baja y el saco puede ser dislocado por las olas y/o corrientes, antes que haya fraguado. La adherencia entre sacos adyacentes puede no ser buena y el cemento puede no ser distribuido uniformemente en la mezcla.

En el otro método, se usa un hormigón con un asentamiento de cono bajo, y de estado plástico; los sacos a usar pueden ser de arpillera o yute, deben ser flexibles para que formen un cuerpo entre sí y no deben llenarse completamente (hasta 2/3 de su capacidad), la arpillera deberá estar escardada, y la tela empapada con una lechada muy clara antes de recibir el hormigón. El saco una vez cerrado, puede envolverse en una malla galvanizada de 2 mm y trama 5 cm.

Fig. 4-3 MURO DE MUELLE, EN BASE A HORMIGÓN EN SACOS

Los sacos se sumergen en pallets y envueltos en una funda (manga de polietileno, del doble de diámetro que los sacos y con sus dos extremos abiertos). Luego un buzo sostiene el saco en posición y el otro extrae la funda. Una pareja de buzos puede colocar en obra de 250 a 300 sacos en un día (con un promedio de profundidad de 10 m.).

Con este método, se puede lograr una muy buena adherencia con el fin de obtener una obra monolítica, se asegura una total hidratación y la calidad general del hormigón puede ser controlada.

Cuando se trata de sellar juntas en que no se requiera adherencia, el hormigón puede ser colocado en bolsas de polietileno de alta densidad, para prevenir cualquier lavado de éste. A veces, para el mejoramiento de fondos, se han sumergido mediante grúas, grandes bolsas que contenían varios metros cúbicos de hormigón.

Una variante de este método, son los “salchichones de fondo”, que se emplean como asientos de malecones y rompeolas, son de hasta 25 m de largo y 1,5 m de diámetro; se preparan en cajones flotantes o pontones que los llevan de la obra al punto de inmersión, en donde se sumergen abriendo el fondo de aquellos. Los salchichones se rellenan de hormigón y se cosen al borde del pontón.

Como el hormigón de relleno es plástico, los salchichones se amoldan a las desigualdades del fondo, lo que se ayuda por medio de la labor de buzos.

Con dosis suficientes de cemento, las capas de salchichones sueldan entre sí, formando una obra monolítica.

Este método es muy adecuado, cuando la furia del mar impide ocupar otro sistema de fundación.

I.3 HORMIGÓN POR TALUD QUE AVANZA

Este procedimiento o técnica, sólo aplicable bajo pequeños espesores de agua (inferiores a 80 cm.).
El hormigón se deposita en A (ver Fig. 4-4), se incorpora por peso a la masa B en fluencia que avanza con un talud C, que es el único en contacto con el agua y sometido al deslavado.

Es necesario actuar continuamente para evitar los movimientos del agua sobre este talud, en el que efectivamente se forman lechadas (mezcla de cemento y arena muy fina), que no fraguan y que crearían en el macizo planos de deslizamiento y ruptura.

Después de cada interrupción, se limpia el talud con escobillas de acero para descarnar la superficie, eliminar los excesos de lechada, que después se bombearán sin agitación.

La dosificación a ocupar, es la misma del hormigón tremie estructural, el macizo en avance no puede apisonarse ni vibrarse. La faena se debe programar para hacerla en alta marea, si la mar se agita, hay que interrumpir el trabajo.
Fig. 4-4



ESQUEMA PARA HORMIGONADO POR TALUD QUE AVANZA


I.4 HORMIGÓN EN CUBAS

Esta técnica se aplica en profundidades de agua superiores a 80cm. El hormigón atraviesa la capa de agua en una cuba perfectamente estanca, que se hace bajar lentamente, mediante cabestrante o grúa hasta llegar al macizo a hormigonar. La cuba se deposita sobre el macizo y un buzo la abre, elevándose después suavemente para que el hormigón fluya en agua tranquila.

Fig. 4-5 CUBA PARA HORMIGONADO

Fig. 4-6 ESQUEMA HORMIGONADO POR CUBA

Este método se debe proscribir, cuando se debe verter en un encofrado de dimensiones reducidas, pues el ascenso y descenso de la cuba, produce un efecto pistón que agita el agua, produciéndose remolinos en el agua que rodea al hormigón fresco, con resultados desastrosos.

Es especialmente apropiado, cuando se trata de hormigón en masa, hormigones ciclópeos, en que capas de rocas son alternadas con capa de hormigón, cubrimientos y protección de tuberías submarinas. En aguas poco profundas, en donde las olas y la acción del viento pueden tender a lavar al hormigón tremie, puesto por medio de una tubo; el hormigón en cuba, puede ser más estable y puede ser puesto con un asentamiento de cono bajo, se pueden usar agregados de hasta 20 mm.
Las cubas son recipientes perfectamente estancos, con paredes inclinadas para facilitar la salida del hormigón, se abren por el fondo por sistemas hidráulicos y/o neumáticos, además llevan un sistema de pata que le permiten posarse con seguridad, quedando la cuba a cierta altura, de modo que las portezuelas pivotean libremente. La capacidad de las cubas varía de 200 a 1000 L.

Durante la operación, las cubas vacían su carga primero en el fondo y luego, sobre las capas anteriormente vertidas aún frescas, por tanto, el hormigón no entra en contacto con el agua, sino al extenderse, de modo que se logra una buena trabazón. Cuando el área a hormigonar sea grande, se subdivide en secciones pequeñas, no mayores a 6x6m., ya que el hormigón tiene un radio de extensión de 30 cm. y las cubas no se abrirán a mas de 30 cm., de altura.

Una variante del sistema, que se emplea en obras de poco volumen de hormigón, consiste en ocupar bolsas de lona impermeabilizadas, que se bajan boca a bajo, amarradas por el fondo y cerradas en la boca por medio de un nudo de maniobra, que permite abrirlas manualmente. Su capacidad no sobrepasa de los 100 L.

La labor de los buzos, se limita a ubicar el capacho sobre el punto a hormigonar y abrirlo, luego enviarlo a la superficie para repetir el ciclo.

El método de la inmersión en cubas, tiene las ventajas de tener una operatoria sin complicaciones y rapidez de hormigonado, se logran hormigones de buena con excelente trabazón y no exige más aparatos especiales, que el depósito para sumergir el hormigón

1 comentario:

Juan dijo...

Esta buena la información, solo falta saber el origen o su bibliografía.