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Sistema de Reapuntalamiento de Losas
La práctica denominada reapuntalamiento fue desarrollada por los constructores tratando de solucionar un problema fundamental del concreto: es muy pesado. Un piso de oficina se diseña para soportar en forma segura el peso del piso (llamado carga muerta) y el peso de los escritorios, archivos y la gente (llamada carga viva). Para los pisos de concreto, la carga muerta es mucho más grande que la carga viva. Si dependemos de la capacidad de la carga viva de una losa de piso para soportar el peso de los obreros y el concreto fresco de arriba, sobrecargaremos la losa. Incluso una losa totalmente curada puede no ser lo suficientemente fuerte para soportar en forma segura a los obreros y el concreto fresco del piso más arriba.
ETAPA 1: VACIADO DEL CONCRETO El concreto se vacía y cura en el encofrado de losa. El proceso de curado puede requerir varios días, dependiendo de la mezcla de concreto y de la temperatura del aire.
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ETAPA 2: RETIRO DE LOS POSTES DE APUNTALAMIENTO Una vez que la losa de concreto tiene suficiente resistencia, los encofrados de losas y el apuntalamiento se retiran. En ese momento la losa está soportando su propio peso y el peso de los operarios y materiales sobre la nueva losa.
ETAPA 3: RETIRO DE LOS POSTES DE APUNTALAMIENTO DEL NIVEL MÁS BAJO Después de retirar el apuntalamiento, se alivia la carga sobre el sistema de reapuntalamiento, lo que permite que el nivel más bajo de reapuntalamiento se pueda retirar y subir dos pisos donde se removieron los puntales de apuntalamiento.
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ETAPA 4: INSTALACIÓN REAPUNTALAMIENTO
DE
LOS
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POSTES
DE
El reapuntalamiento se instala en este nivel. Los refuerzos se colocan ajustados contra la losa superior sin soportar el peso propio de la losa. Este proceso conecta tres losas al sistema de reapuntalamiento que soporta a los operarios, materiales y eventualmente, el concreto fresco en la parte superior. El ensamble de apuntalamiento, encofrados y acero de refuerzo continúa en el nivel superior. Cuando está completo, se hace el vaciado del concreto. El apuntalamiento y reapuntalamiento parecen lo mismo pero están cumpliendo diferentes tareas. Una rápida definición nos servirá para comenzar. Para explicar mejor el apuntalamiento y el reapuntalamiento, voy a describir paso a paso el procedimiento para vaciar un piso en un edificio de muchos pisos. El edificio que voy a usar como modelo tiene un nivel de apuntalamiento y dos niveles de reapuntalamiento.
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Todas las losas que veremos a continuación tienen la misma rigidez y resistencia de diseño. Este procedimiento se usa cuando la construcción pasó el nivel de planta baja (este se discutirá en profundidad más adelante). Estamos examinando un sistema de reapuntalamiento que consiste en tres losas separadas entre sí con postes de reapuntalamiento. Es común suponer que los postes no se flexionan. Cuando se aplica una carga (apuntalamiento del nivel superior) al sistema, las losas re-apuntaladas se flexionan de igual manera. Esto nos indica que las losas se reparten la nueva carga en partes iguales. En este ejemplo, cada losa cargará un tercio de la carga de la losa apuntalada. Generalmente, este tercio es menor que la capacidad de carga viva de cada una de las losas inferiores. En este procedimiento, se necesita saber la resistencia inicial de la losa de concreto más alta antes de desmontar el encofrado para evitar fisuras o la falla de la misma. También se necesita conocer la resistencia de las losas que soportan el reapuntalamiento antes de vaciar el concreto en la losa superior. Estas losas no tendrán aún la resistencia total de diseño ya que aún no se alcanzó la madurez total del concreto. Estimar la resistencia y la rigidez de las losas es tarea de un especialista y puede ser complicado. El concreto se endurece con el tiempo y depende en parte de la temperatura ambiente. Al diseñar el edificio el ingeniero estructural hizo sus cálculos considerando el concreto endurecido totalmente. La suposición normal es que el concreto alcanzará su resistencia total en un mes (resistencia a 28 días). Sin embargo, el concreto rápidamente gana resistencia en la primera semana después del vaciado. La losa puede obtener de 70 a 75% de la resistencia final en solo siete días. Después de varios días de curado, la losa podría ser lo suficientemente
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resistente para sostener la carga muerta y algo de carga viva. Luego el constructor puede desmontar el encofrado de la losa. El monitoreo de la resistencia del concreto es crítico para determinar la velocidad y la seguridad de la construcción. Tradicionalmente se utiliza ensayos de probetas cilíndricas curadas en obra para estimar la resistencia del concreto, con el transcurso de los días. Hay otros métodos pero sus resultados pueden ser cuestionables. Yo me inclino por el desarrollo de métodos de maduración. El método de maduración implica colocar un monitor directamente en la losa durante el vaciado que registre la temperatura del concreto continuamente. Los datos se comparan con los controles de laboratorio para estimar la resistencia del concreto. Este método es cada vez más popular entre los profesionales del concreto.
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Preguntas Frecuentes » ¿Siempre se usan dos niveles de reapuntalamiento? La velocidad de la construcción y el clima impondrán los requerimientos de reapuntalamiento. En climas cálidos, dos niveles de reapuntalamiento pueden ser adecuados pero la misma construcción en lugares más fríos puede requerir tres. Si se acelera el ritmo de la obra, se puede utilizar múltiples niveles de encofrado, apuntalamiento y reapuntalamiento. Todo depende de la maduración en resistencia del concreto.
» ¿Las diferentes losas involucradas en un sistema de reapuntalamiento, toman la misma carga? Esto depende de la rigidez del poste de reapuntalamiento y la losa de concreto. Se ha investigado mucho sobre este asunto. Les puedo ofrecer respuestas simplificadas, ¿Es esta suposición totalmente correcta? No. ¿Aproximadamente? Si. ¿Lo suficientemente bueno para el diseño? La mayoría de las veces, si. Esta simplificación tiene problemas cuando uno agrega más niveles de apuntalamiento y reapuntalamiento. Los postes de reapuntalamiento de madera se flexionan más que los de acero y desplazarán más de la carga a la losa superior re-apuntalada.
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» ¿Qué problemas presenta el apuntalamiento en la planta a nivel del suelo? El apuntalamiento y reapuntalamiento al nivel del suelo son una condición especial. El suelo no se deforma. Esto significa que las cargas apuntaladas se toman directamente a través del reapuntalamiento al suelo sin utilizar la capacidad de carga viva de las losas. En pocas palabras, las cargas sobre el reapuntalamiento al suelo serán más altas que las cargas en el reapuntalamiento de losas flexibles. Nótese que los entrepisos y pisos mecánicos se pueden diseñar con diferentes resistencias y rigidez que pueden causar problemas de reapuntalamiento similares a las condiciones de planta baja.
» ¿Es necesario alinear los postes de reapuntalamiento con los postes de apuntalamiento? Si quiere empezar una fuerte discusión en la Convención ACI, inicie con esta pregunta. Mejor revise con el ingeniero responsable ya que, con un diseño cuidadoso, se pueden utilizar reapuntalamientos no alineados.
» ¿Qué ocurre con los postes de apuntalamiento y reapuntalamiento en una losa postensada? Esto puede representar un problema en algunas estructuras, especialmente en losas postensadas con vigas. Al hacer el tensionamiento de los cables el peso de la losa puede transferirse
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de los puntales de la losa a los de la viga, agregando carga al apuntalamiento y al reapuntalamiento de la viga inferior.
» Qué ocurre cuando se usan postes con cabezal deslizante como apuntalamiento y posteriormente se quieren usar como postes de reapuntalamiento? Dependiendo de los cabezales deslizantes, los postes sostienen la carga de la losa mientras se sueltan los encofrados para un desmontado más temprano. Esta secuencia de encofrado se puede llamar preapuntalamiento. Este es un problema porque no permite que la losa se soporte a sí misma ni re-distribuya la nueva carga en las losas inferiores. Se puede hacer pero el ingeniero de estructuras del edificio deberá verificar los límites de resistencia de los postes y de las losas. Terminaré
este
artículo
con
dos
comentarios:
Primero, sugiero a los constructores que incluyan el servicio de un especialista en encofrado y apuntalamiento con experiencia en reapuntalamiento. Hay muchas variables que considerar en el diseño de apuntalamiento y reapuntalamiento y por eso se requiere un ingeniero calificado. Segundo, recomiendo leer sobre el tema. Un documento que todos los constructores pueden estudiar es ACI 347.2R-05, Guide for Shoring/Reshoring of Concrete Multistory Buildings.