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Como se construye un Caisson (Keison)

Hola. En este post te comparto este gran video que explica tanto la teoría de cómo se construye un Caisson (keison). Es un documental desarrollado por la Universidad de los Andes de Bogotá.

Puedes ver este video también en youtube. A continuación te dejo la transcripción del audio del video. Aquí encontrarás el paso a paso de cómo se realiza el Caisson.

La cimentación es una estructura de transición que trasmite las cargas de un edificio al terreno.

Debido a que los tipos de suelo tienen diferentes capacidades de resistir cargas y a que la estructura del edificio puede estar sometida a diversos esfuerzos y cargas, existen diferentes tipo de cimentación apropiados para cada caso.

La función principal de una cimentación es alcanzar un estrato del subsuelo el cual puedes pasar cualquier nivel, superficial o profundo, que tenga la capacidad suficiente de esfuerzo admisible para soportar las cargas a las que lo somete un edificio

Hay dos tipos de cimentaciones derivadas de la profundidad del estrato con la capacidad portante adecuada a las cargas impuestas por el edificio, estas son: las cimentaciones superficiales y las imitaciones profundas. Las cimentaciones superficiales se construyen a partir de zapatas aisladas, zapatos corridas o placas de cimentación. Las cimentaciones profundas se construyan a partir de pilotes cuyos tipos se derivan de su diámetro: Micropilotes, pilotes y Caisson.

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Se utilizan cuando el estrato resistente está localizado al gran profundidad. Los pilotes existen como sistema de cimentación desde la antigüedad en lugares con ríos, por orilla del mar.

Según el tamaño los micropilotes tienen entre 10 y 20 centímetros; los pilotes entre 25 y 60 centímetros y, los Caissons de 80 centímetros en adelante de tal manera que un operario pueda trabajar en este espacio.

Según el proceso constructivo los tres tipos de pilotes son:

  • Los incados
  • Los de tornillo
  • Los pre-excavados mecánicamente
  • Los pre-excavados manualmente (Caissons)

Paso 0. Lectura e interpretación de planos – Cimbrada del Caisson

El estudio de suelos recomienda un tipo de cimentación de acuerdo con las condiciones del terreno y el edificio propuesto. El Edificio Mario Laserna tiene casi 15 tipos de Caissons de diferentes profundidades y diámetros. En promedio casi todos tienen 5 metros de diámetro y casi 20 metros de profundidad, más o menos a esta distancia es que se encuentra el estrato resistente o suelo estable para resistir las cargas del edificio.

En este caso específico el suelo resistente es una Arcillolita roja de tipo metamórfico osea una arcilla que se está convirtiendo en roca.

Se procede a replanteo con ayuda a la topografía la localización y nivelación de los Caissons en el lugartomando como referencia los ejes definidos en los planos estructurales.

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Paso 1. Armado de los anillo del Caisson

Una vez se ha trazado el que hizo en el suelo se inicia el proceso de excavación y armado de los anillos de concreto reforzado.

Esto sea así de manera progresiva y a medida que van excavando van haciendo cada anillo hasta encontrar suelo resistente. En promedio cada anillo tiene un metro veinte de profundidad, esta medida ésta por las dimensiones de las formaletas metálicas y también porque garantiza que cuando se vierte en concreto en cada anillo este alcanza a ser vibrado mecánicamente en su totalidad. Para cada anillo el proceso es el siguiente:

Paso 1.1 Excavación

Este proceso se inicia retirando la capa vegetal del suelo esto se conoce como descapote. En un principio se puede retirar la tierra manualmente con una pala, la tierra empieza a ser retirada con valdes con la ayuda de los molinetes manuales o plumas mecánicas.

Una de las ventajas del Caisson como sistema de cimentación es que permite una inspección mucho más detallada del suelo encontrado y así se puede corroborar la precisión del estudio de suelos.

Paso 1.2 Armado de los refuerzos

Lo primero que se hace es verificar los niveles y plomos para poder armar el primer anillo del Caisson. Se ubican las varillas verticales que arman el círculo, y luego, a esto se le traslapan los anillos de refuerzo, por último se amarran unos con otros en todo los punto de intersección con alambre negro.

Paso 1.3 Ubicación de formaletas

Las formaletas pueden ser metálicas o de madera dependiendo del tamaño del Caisson y la disponibilidad de material, en este caso son metálicas. Para cualquier proceso de concreto fundido en el sitio se deben a engrasar las formaletas antes para facilitarte retiro una vez el concreto se haya endurecido.

Se ubican las formaletas una por una armando el círculo, después éstas aseguran con parales para darle una mayor rigidez a esta estructura temporal y finalmente se verifica las medidas de acuerdo con los planos

Paso 1.4 Vertido de Concreto

Ahora se vierte el concreto el cual llega la hora premezclado si es posible el carro completo ingresa a la obra, si no el concreto es transportado con un balde hasta el área de trabajo. Con la ayuda de una lámina metálica doblada a manera de canal los operarios van llenando el anillo con concreto a medida que se va completando este proceso el concreto es vibrado mecánicamente para evitar que queden espacios de aire. Por último el anillo ya fundido lo confinan temporalmente con ladrillos en el perímetro y lo aseguran haciéndole los últimos ajustes a los parales del centro del Caisson.

Paso 1.5 Descimbrada

Una vez el concreto se ha endurecido se procede a retirar las formaletas de este primer anillo, de este punto en adelante el proceso se repite para los anillos siguientes. A partir del segundo o tercer anillo hay que ubicar una escalera para los trabajadores y se debe sacar la tierra y el agua el terreno con baldes porque ya está muy profundo, esto se hace mediante un sistema simple de poleas o molinetes.

En este punto suelen ocurrir imprevistos cómo: encontrar rocas en el terreno, que hay que demoler con la ayuda de un machín mecánico, explosivos o resinas expansivas; o que el estrato resistente este aun más profundo de lo previsto.

En los siguientes anillos la formaletas se deben inclinar respecto al borde del anillo inmediatamente anterior para tener el espacio suficiente para poder verter el concreto.

Paso 2. Armado y ubicación de la canasta del Caisson

Después de finalizado el proceso de construcción de los anillos del Caisson sigue el armado de la canasta de refuerzo. Fuera del sitio de trabajo se arma la estructura cilíndrica general de los refuerzos, luego esta se sube y se ubica al interior del Caisson con la torre grúa. Finalmente se bajan más varillas de refuerzo para terminarla de armar en el sitio con mayor precisión. Esta estructura constituye refuerzo principal del fuste del Caisson osea su elemento central.

Dependiendo del diseño de cada edificio no siempre que está reforzado el fuste en su totalidad, de igual manera en algunos casos Caisson tiene una forma de campana en su base a la que llaman “pata de elefante” con el fin de aumentar el área de contacto del pilote por el estrato de cimentación así se reduce el esfuerzo al que estará sometido el suelo.

Paso 3. Fundida del fuste del Caisson

Al igual que los anillos el fuste del Caisson también es de concreto fundido en el sitio. Para este proceso se utiliza un embudo provisional con un tubo que llega hasta el fondo de la excavación, la mezcladora vierte allí el concreto y éste va llenando el Caisson hasta el nivel original del terreno.

Una vez se finalizan todos los Caisson del proyecto se puede proceder al siguiente paso la construcción de las vigas de amarre así se garantiza el trabajo conjunto de la cimentación al mismo tiempo que se hace la transición a las superestructuras del edificio. En el edificio Mario Laserna el proceso de construcción de los Caisson de cimentación tomó aproximadamente nueve meseses.

Espero que este tutorial se de gran utilidad para tu aprendizaje. Recuerda que este post es una transcripción del video. Respetamos todos los derechos de los autores.

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