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APLICACIÓN DEL SISTEMA ASCENDENTE – DESCENDENTE MEDIANTE PIL

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on 25 February 2014

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APLICACIÓN DEL SISTEMA ASCENDENTE – DESCENDENTE MEDIANTE PILOTES PARA REUBICAR UNA SUBESTACIÓN ELÉCTRICA EN MEDIO DEL TERRENO DE CONSTRUCCIÓN

1.2 Estabilización de edificaciones en Latinoamérica
- Anclajes.
- Pilas ancladas.
- Pilotes.
- Pilotes anclados.
- Pilotes método ascendente descendente (Top Down).

2.1. Definiciones relacionadas a Top Down (Ascendente – Descendente)


Ventajas
 
El uso de anclajes pos tensados de gran capacidad, pueden transferir una carga de 180 toneladas que a su vez permite tener solo una línea .

En obras de edificación tradicionales este método permite independizar en el tiempo la construcción de la estructura subterránea “descendente” y la superficial “ascendente”.

En general permite independizar la construcción de la estructura reduciendo significativamente los plazos de construcción.

Contenido
1. Reseña histórica.
2. Definiciones Básicas.
3. Información del Proyecto.
4. Planeamiento del Proyecto.
5. Aplicación del sistema constructivo.
6. Evaluación de estabilización con pilotes.
7. Conclusiones y Recomendaciones.
1.1 Estabilización de taludes en el Perú
Top Down
Excavación y Eliminación
Ventajas

No tienes que tener un proyecto concluido para iniciar.
Solo se debe tramitar licencia por estabilización.

Puedes empezar la obra solo con las subcontratas de estabilización y la de movimiento de tierras.

No se usan ni encofrados ni vaciados en una zona de excavación.

Se usan menos líneas de anclaje ya que los pilotes pueden recibir mas carga.

2.2. Definiciones relacionadas a Pilotes excavados

3.1. Antecedentes del Proyecto

Compra del terreno (área que no comprendía la subestación) se consideró realizar una compra posterior del área de la subestación a Luz Del Sur y únicamente realizar una demolición del mismo.

3.2. Descripción del Proyecto

Ubicación.
Av. Petit Thouars N° 4951 – 4957, del distrito de Miraflores, provincia de Lima, departamento de Lima.
 
Datos técnicos.
Área del terreno: 1,698.75 m2.
Área techada: 17,233 m2.

Plazo de Ejecución.
12.5 meses de ejecución de obra que se computará al momento de ocurrir el último de los siguientes eventos:
 
Firma del contrato.
Notificación del concesionario al constructor para el inicio a los trabajos de construcción.
La entrega del inmueble por parte del concesionario.
Estudio de suelos definitivo.
Proyecto definitivo.
Remoción por parte de Luz del Sur ubicada dentro del terreno de Obra.
Acuerdos de reubicación de los vecinos colindantes que se verían afectados como consecuencias de la ejecución de la obra.

3.3. Alcances del Proyecto

EDT (Estructura de división del trabajo)
3.4. Restricciones del Proyecto

La principal restricción para el inicio de la construcción (excavación y estabilización) es la interferencia de la sub estación N° 41 de Luz del Sur con el Edificio a construir y que no se puede reubicar sin contar previamente un ambiente destinado para ello.

Cronogramas
4.1. Planteamiento de procesos constructivos
Planteamiento N°01: Layout
Distribución estructural
Cronograma y costo
Planteamiento N°02: Layout
Distribución estructural
Cronograma y costo

Planteamiento N°03: Layout
Configuración estructural
Cronograma y costo
Planteamiento N°04: Layout
Configuración estructural
Cronograma y costo
4.2. Proceso constructivo aplicable al proyecto
4.2.1. Layout definitivo
5.1. Ingeniería de detalle
A.- Pilotes columnas

Carga Muerta: EG,k = 135 ton.
Carga Viva: EQ,k = 580 ton.

Método de estado límite de acuerdo
a la norma alemana DIN1054 (2005-01), el estado de rotura se verificará con la siguiente fórmula.

Los factores de seguridad para el método estático es 1.35 para la carga viva y 1.50 para la carga muerta.

Los factores de seguridad para el método dinámico es 1.00 para la carga viva y para la carga muerta.
Rd = Rl,k/1.40 = 14.922/1.4 = 10.658 MN = 1065.8 Ton

Verificación estado estático: 1052.25 ≤ Rl,k/1.40 ; 1052.25 Ton < 1065.8 Ton
OK

Verificación estado sísmico: 715 ≤ Rl,k/1.40 ;
715 Ton < 1065.8 Ton
OK

B.- Refuerzo de pilotes
C.- Conexión de vigas a pilotes
D.- Estabilización, anclajes temporales
5.2. Uso de filosofía BIM
(Building Information Modeling)
5.3. Procedimiento Constructivo
Etapa Pilotes - Movilización
Etapa Pilotes – Excavación (Perforación
La alta rigidez de las camisas permite garantizar un óptimo
control de la verticalidad en la excavación.
Etapa Pilotes – Colocación de armadura de acero
Pre armado
Izaje
Empalmes
En obra se fabricó un molde para el armado de los estribos helicoidales, así como caballetes para la estructura de acero.
Pre armado
Izaje
Empalmes
Pre armado
Izaje
Empalmes
El diámetro exterior de la armadura debe ser entre 25 a 30cm menor al diámetro del pilote (dependiendo de cada caso) para evitar levantar la armadura por la fricción ejercida al momento de retirar las camisas.
Etapa Pilotes – Vaciado de concreto
El vaciado del concreto se realiza a través de tubos de acero, de tramos acoplables de 1 a 6 mts, con uniones herméticas denominados tubos “tremie”.
La puntera de la tubería “Tremie” debe quedar sobre el nivel del concreto a no mas de 2.00 mts. de altura.
En la parte superior de los tubos “tremie” se coloca una especie de embudo, que es por donde ingresa el concreto, iniciándose así el proceso de vaciado.
A medida que avanza el vaciado se van retirando los tubos “tremie”, y a la vez se van guardando ordenadamente, para su respectiva limpieza
Etapa Excavación
Etapa Estructura – Muros entre pilotes y conexión de vigas
Etapa Estructura – Losa de piso
Etapa Estructura – Braquetes y Losa de techo
Sub estación terminada
5.4. Demolición y reubicación de Subestación
5.5. Visualización del concepto Top Down
5.5. Costo real de ejecución
6.1. Definición de actividades de producción y consideraciones importantes
7.1. Conclusiones
1. Se llegó a reubicar la sub estación dentro del plazo previsto (tiempo menor a lo planeado) pero a un costo 3% mayor a lo previsto (S/. 149,814.36) con precios del 2012.

2. Para los pilotes de 60 cm de diámetro se utilizó 1 mixer por pilote y para los pilotes de 100 cm de diámetro se utilizó 3 mixer con una frecuencia de 10 minutos.

3. El control de calidad del concreto fue el estándar, mediante protocolos de liberación y toma de muestras de probetas para ensayos de compresión.

4. La mejora de costos se ve reflejado en la rapidez de ejecución del proyecto aplicando el sistema Top Down.
5. Para la realización de un pilote, sólo se tiene que considerar una cuadrilla de acero compuesta por 4 personas, ya que no es necesario tener un encofrado (las camisas hacen la función del encofrado) y el vaciado se realiza directamente del mixer por las tuberías “tremie” de la pilotera, se podría mejorar el rendimiento pre dimensionando el acero de pilotes.

6. El uso del concepto Top Down como una aplicación puntual de todo el proceso que conlleva este sistema nos brinda conocer las implicancias y detalles a tomar en cuenta en los proyectos futuros que pretendan usar el sistema Top Down en su totalidad de procesos.

7. El mercado actual lanza proyectos más agresivos y complejos en diseño, construcción, costos de inversión y plazos que con esquemas tradicionales sería muy difícil de cumplir obligándonos a optar por nuevos sistemas.

8. Debido al ruido provocado por la perforación de la maquina pilotera se tuvo que realizar un monitoreo de ruido para corroborar que no sobrepase a los límites de nivel de ruido establecidos por los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental Para Ruido D.S. N° 085-2003-PCM según el tipo de zona, la obra está ubicada en zona residencial teniendo como límites a 60 dB en turno diurno y 50 dB en turno nocturno, el nivel de ruido promedio registrado a 1.00 metro fue de 148.45 dB, a 3.00 metros fue de 101.7 dB y a 5.00 metros fue de 92.6 dB.
7.2. Recomendaciones
1. Para proyectos que decidan optar por el sistema Top Down en su totalidad de procesos deberían mejorar el diseño de soporte de las losas sobre los pilotes, en este proyecto se trabajó mediante braquetes de concreto vaciados in situ, sin embargo al tener un proyecto completo este tipo de detalles pequeños pero dificultosos demandará gran cantidad de horas hombre (HH) para poco metraje, dando como resultado una productividad baja.

2. En caso se tenga como alternativa realizar una estabilización con pilotes se deberá realizar el comparativo de plazo y costo que implicaría este novedoso sistema con el sistema de muros anclados (sistema tradicional y de mayor demanda en el Perú).
3. El hecho de contar con toda el área del terreno como área de obras provisionales no implica dejar de hacer un Layout de obras provisionales con áreas necesarias de requerimiento.

4. La mejora de costos se ve en la rapidez de ejecución del sistema.

5. Para aumentar la producción de pilotes diarios al obtenido en este proyecto (1.5 pilotes / día o 35 ml al día) se deberá tener el doble juego de camisas, esto con el fin de usar el segundo juego cuando el primer juego este en proceso de limpieza, no habría problema de espacio por tener doble juego ya que se cuenta con todo el área del terreno para obras provisionales.

6. Se pudo haber usado muros anclados en vez de pilotes de D=600 mm como estabilización de la sub estación debido a que se tuvo que seguir una secuencia con la excavación, en caso fuese un sistema Top Down completo se justifica el uso de pilotes.
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