¿QUE SON LAS CALZADURAS Y COMO SE CONSTRUYEN?

Durante la construcción de un edificio que tiene sótano, tenemos que ir bajando de nivel, es decir excavar por debajo del nivel 0+00 (nivel del terreno), esta acción reduce el soporte lateral que brinda el cimiento de la estructura colindante (edificio o construccion aledaña), y para mitigar esta potencial inestabilidad, es de suma importancia construir calzaduras. En este artículo se explora a detalle que son las calzaduras y como se contruyen de manera correcta, brindandote una comprensión detallada del proceso para garantizar la seguridad y estabilidad de la construcción.

definicion y proceso de construccion de calzaduras

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DEFINCIÓN DE CALZADURA

Las calzaduras son estructuras de concreto que se utilizan para sostener las cimentaciones de predios vecinos y evitar la erosión del suelo durante una excavación, su función principal consiste en soportar las cargas verticales que se presentan y transmitirlas a capas más profundas del suelo. Además, las calzaduras se pueden emplear indistintamente para aquellas obras que se realizan con alguno de los propósitos siguientes:

Consolidar la cimentación de estructuras existentes que han sufrido asentamientos, este caso es común en edificaciones históricas o de valor arquitectónico, que por estar cimentadas sobre terrenos que se consolidaron con el tiempo han sufrido asentamientos que comprometieron su estabilidad.

Para aumentar la capacidad portante de la cimentación, lo que puede requerir la búsqueda de un estrato resistente de suelo o la ampliación de la propia cimentación.

Para proteger la propiedad vecina cuando se realizan excavaciones cercanas a edificaciones o taludes, en estos casos es importante destacar que las calzaduras tienen una función temporal y serán reemplazados por la nueva construcción.

Las calzaduras a diferencia de otras obras de sostenimiento, como los pilotes, tablestacados o muros de contención, se construyen alternada y progresivamente con la excavación.

TIPOS DE CALZADURA

Existen dos tipos de calzaduras: correctivas y preventivas. La calzadura correctiva se utiliza cuando una estructura tiene una base inadecuada y busca aumentar su capacidad de cimentación; por otro lado, la calzadura preventiva se emplea para garantizar que la base de la estructura pueda soportar carga más pesada o contrarrestar cambios en las condiciones del terreno.

Generalmente, la calzadura preventiva es necesaria cuando se van a construir cimentaciones más profundas cerca de una adición o de otra estructura existente, incluso una pequeña pérdida de suelo una excavación adyacente puede provocar un asentamiento excesivo en las cimentaciones ya existentes.

Precauciones a tener en las calzaduras profundas

Realizar una calzadura profunda es una tarea complicada y peligrosa debido a las altas tensiones estáticas a las que está expuesta y a la posibilidad de que estas tensiones varíen drásticamente, especialmente por la presencia de agua y vibración. Por esta razón, es esencial que este trabajo sea llevado a cabo por expertos.

Para garantizar el éxito de una calzadura profunda, se deben tomar las siguientes precauciones, especialmente cuando las excavaciones tienen más de 6 a 8 metros de profundidad:

1. Diseño de la calzadura: Se recomienda analizar las condiciones previstas del suelo en términos de su resistencia, así como considerar las características y ubicación de las estructuras vecinas. Es fundamental elaborar un plano detallado de la calzadura junto con recomendaciones constructivas.

2. Conocimiento del suelo: Es indispensable tener un conocimiento completo de las características del suelo tanto para el diseño como para la ejecución de la calzadura. Además, se debe estar atento a cualquier variación que pueda surgir. Es importante conocer parámetros como el ángulo de fricción externa, la cohesión, el peso unitario y la presencia del nivel freático.

3. Planificación: Es crucial planificar el proceso de excavación, calzadura, apuntalamiento y construcción de manera secuencial y lo más eficiente posible.

4. Apuntalamiento: Se debe utilizar apuntalamiento en los frentes inferiores o cercanos a las estructuras existentes. Es importante tener en cuenta que la capacidad de la calzadura como muro de contención es limitada.

5. Monitoreo: Es necesario llevar a cabo un monitoreo constante durante todo el proceso para detectar movimientos, asentamientos y la aparición de grietas tanto en la calzadura como en las estructuras vecinas.

6. Agua: La presencia de agua aumenta la presión del suelo y puede afectar incluso a una calzadura apuntalada. Por lo tanto, se debe estar atento a la presencia de agua en el suelo en todo momento.

7. Vibraciones: Las vibraciones pueden alterar la cohesión aparente del suelo, lo que puede llevar a un colapso de taludes casi verticales en el terreno.

Desafio al construir calzaduras

En la construcción de edificios con sótanos, uno de los desafíos importantes es excavar verticalmente en terrenos adyacentes a edificaciones existentes o a calles. En algunas ciudades, se han construido edificios de hasta 5 sótanos utilizando el sistema de calzaduras para contener temporalmente la presión del suelo.

En terrenos con baja capacidad de carga, generalmente compuestos por suelos sueltos, realizar excavaciones y construir calzaduras no es una tarea sencilla. La principal razón es que la calzadura actúa como un muro de contención, generalmente en voladizo, y los empujes laterales son mayores en suelos sueltos.

Aunque se cuente con un diseño y construcción adecuados de la calzadura, siempre existe la posibilidad de que se produzcan fisuras leves en las edificaciones vecinas. En los muros de contención en voladizo, se presenta una grieta superficial en el terreno ubicado hacia el interior del muro, que se conoce como plano de falla del terreno (cuña de falla que genera el empuje activo) para que el muro funcione correctamente.

Si se trata de uno o dos sótanos, el empuje lateral es mínimo o nulo debido a que la cohesión aparente del suelo compacto supera la presión teórica. Sin embargo, a medida que aumenta la profundidad, la situación se vuelve más complicada.

Es común que los problemas en las edificaciones vecinas sean causados por las deformaciones laterales de la calzadura o por asentamientos diferenciales. En Lima, varios edificios construidos en los últimos treinta años, como la sede actual de la Sunat, el hotel Marriott o la sede del Banco de la Nación, cuentan con 5 sótanos y han sido construidos con calzaduras con espesores en la base de aproximadamente 3.6 a 4 metros, logrando un buen desempeño.

Responsabilidad al construir calzaduras

La responsabilidad de la calzadura es un tema que ha sido llevado a cabo repetidamente por los constructores sin cuestionarse si deben asumir la responsabilidad por su diseño o no. Es importante destacar que, para calzaduras de menor altura, es decir, aquellas con una altura moderada, seguir las recomendaciones tradicionales era seguro. Sin embargo, a medida que aumenta la altura de la calzadura, junto con los riesgos y los costos asociados, surge la interrogante sobre quién es responsable de la calzadura.

El contratista puede optar por buscar asesoramiento o encargar el diseño a profesionales externos a su organización, esta decisión le corresponde; no obstante, la responsabilidad sigue siendo del contratista.

PROCESO DE CONSTRUCCION

Al construir un edificio con semisótano o sótano, es necesario bajar el nivel del suelo por varios metros, lo que disminuye el apoyo lateral del cimiento vecino; para abordar esta situación, se construyen las “calzaduras laterales”, que representan temporalmente una especie de muro de contención y deben seguir un procedimiento estipulado en normativa.

De acuerdo al RNE E.050, en el Art. 6.5.2 se precisa que los bloques de las calzaduras se deben construir siempre intercalados, para ir menguando el efecto de la carga sobre el suelo.

En esta imagen se aprecia como se intercalan los bloques de la calzadura de manera horizontal y vertical, primero se construye las calzaduras con numeración 1 de la parte superior, luego se continua con los de numeración 2 y así sucesivamente, siempre de arriba hacia abajo, es recomendable dejar al menos dos espacios entre bloque y bloque para mitigar los efectos de asentamientos en la estructura colindante. Es de importancia que la excavación de la calzadura inferior abarque dos calzaduras superiores.

Día 2: Las calzaduras que fueron vaciadas el día anterior deben haber alcanzado su estado de endurecimiento, por lo que es posible retirar el encofrado; a continuación, se puede dar inicio a la excavación de las calzaduras con numeración 2, siguiendo el mismo proceso constructivo.

Día 3: De igual manera las calzaduras con numeración 2 deben haber alcanzado su estado de endurecimiento, se pueden desencofrar e iniciar el proceso constructivo de las calzaduras con numeración 3, de esta manera finaliza la primera capa de calzaduras, por seguridad la altura máxima de todas las calzaduras debe ser de 1 metro.

Dia 4: Se debe ejecutar las calzaduras del nivel inferior, los criterios de construcción son los mismos del primer nivel, con la única diferencia que la calzadura 4, 5 y demás debe estar por debajo de 2 calzaduras superiores.

ERRORES COMUNES EN LA CALZADURA

Un error común es excavar exactamente por debajo de una calzadura superior, en esta situación se está dejando sin apoyo el lado inferior de la calzadura superior, sosteniéndose únicamente por la fricción que le producen los bloques del costado, esta condición puede terminar en asentamientos o el colapso del bloque superior.

Los bloques no deben estar alineados uno encima de otro, la forma correcta es que un bloque inferior soporte la mitad de dos bloques superiores, con el propósito que ningún bloque se quede sin apoyo.

Otro error es no incrementar el espesor de la calzadura conforme se va llegando a niveles inferiores, este mal procedimiento podría generar derrumbes del suelo o el colapso total. Por ello es importante que el espesor del bloque debe ser siempre mayor que el bloque inmediato superior, de esta manera se simula un muro de contención. La normativa indica que el ancho de incremento de las calzaduras del nivel inferior es un 10% de la altura de las calzaduras del nivel inmediato superior, además ningún bloque debe tener más de 1 m de altura.