Apuntalamiento es un término amplio, y esa amplitud es exactamente la razón por la que causa confusión en el sitio. En las obras de construcción, cubre dos trabajos relacionados: apuntalar una estructura existente mientras se repara, modifica o demuele parcialmente, y retener tierra y agua para que se pueda abrir una nueva excavación de manera segura. Los puntales, vigas, pilotes y paredes que se utilizan para ello se denominan apuntalamientos y la elección correcta depende del terreno, las cargas, el espacio disponible y el tiempo que debe permanecer el soporte en su lugar. Después de una década de fabricar Tablestacas para proyectos de retención de suelo y agua, vemos que surgen las mismas preguntas una y otra vez, por lo que esta guía explica los métodos principales, los factores que impulsan un diseño y dónde un muro de Tablestacas permanente es la respuesta más simple.

¿Qué debe hacer el apuntalamiento de edificios?

En esencia, el apuntalamiento soporta cargas que el suelo o un edificio existente ya no pueden soportar por sí solos. Esas cargas suelen ser una combinación de:

• Cargas verticales de una pared, columna o viga que ha perdido su soporte debajo.
• Empuje lateral del suelo que quiere moverse hacia una excavación.
• La presión del agua, que en terrenos saturados puede exceder la presión del suelo y a menudo gobierna el diseño.
• Recargo por edificios cercanos, desechos almacenados, plantas y tráfico.

De ello se derivan dos familias de apuntalamientos. El apuntalamiento estructural sostiene un elemento de construcción: los apuntalamientos inclinados se apoyan contra la cara de una pared, los apuntalamientos voladores se extienden entre dos edificios y los apuntalamientos muertos sostienen un muro sobre agujas mientras se reconstruye la mampostería de abajo. El apuntalamiento de retención de tierra sostiene el terreno mismo: Tablestacas, pilotes soldados con revestimiento, pilotes secantes o contiguos, muros pantalla, clavos para suelo y apuntalamiento de zanjas hidráulicas. El apuntalamiento es un primo cercano, pero es una solución permanente que transfiere las cargas de los cimientos a estratos más profundos y fuertes en lugar de apuntalar temporalmente la estructura.

También conviene separar el apuntalamiento de los andamios. Los andamios proporcionan una plataforma de trabajo para personas y materiales, mientras que el apuntalamiento soporta carga estructural. Un puntal que parece el tubo de un andamio bien puede estar realizando un trabajo estructural, pero los dos están diseñados, inspeccionados y cargados de manera diferente.

Métodos de apuntalamiento comunes y dónde encajan

Rastrillado, vuelo y apuntalamiento muerto

Los apuntalamientos inclinados son puntales inclinados que se apoyan contra la cara de una pared y transfieren la carga a una placa base o base en la base. Se montan rápidamente, pero ocupan espacio delante del edificio y necesitan un terreno firme para sostenerse. Los puntales volantes son puntales horizontales que se extienden entre dos edificios, y se suelen utilizar cuando se derriba el edificio que los separa, de modo que ambas medianeras permanezcan en su lugar. Los puntales muertos son puntales verticales que actúan a través de agujas que pasan a través de aberturas en una pared y la transportan mientras se retira o reconstruye un piso inferior. Los tres son tradicionales, de madera o de acero, y los tres necesitan un diseñador competente para dimensionar los puntales, las conexiones y los cojinetes.

Cajas de Apuntalamiento y Zanjas Hidráulicas

Dentro de una zanja, el apuntalamiento hidráulico utiliza cilindros y largueros de aluminio o acero expandidos contra las paredes de la zanja desde la superficie, para que nadie tenga que ingresar a un terreno sin soporte. Es rápido, reutilizable y muy adecuado para tramos rectos de profundidad moderada en suelo estable. Una caja de zanja es una herramienta diferente: protege a los trabajadores del colapso pero no sostiene la excavación en sí, por lo que aún es necesario aplanar o apuntalar el terreno. El clavado del suelo se realiza de arriba hacia abajo, perforando y colocando clavos inclinados en la cara y cubriéndolo con hormigón proyectado. Se adapta a excavaciones grandes y abiertas y a rocas, pero necesita espacio y una cara que pueda soportar el tiempo suficiente para ser clavada.

Apuntalamiento de Tablestacas

Tablestacas son secciones entrelazadas hincadas o vibradas en el suelo para formar una pared continua antes de que comience la excavación. Resisten la presión tanto de la tierra como del agua, por lo que son la opción predeterminada cuando el nivel freático es alto o cuando se necesita una excavación seca, como ocurre con un Muro de tablestacas para soporte de pozo de cimentación . Los cortes poco profundos se pueden colocar en voladizo; los cortes más profundos se apuntalan con largueros y puntales o se atan con anclajes. El acero es el material más común, pero el vinilo y otras secciones de polímeros se han convertido en una alternativa práctica para las paredes que permanecerán en servicio, porque no se corroen en agua salada ni en suelos agresivos y pueden instalarse con equipos más livianos.

¿Apoyo Temporal o Permanente?

El apuntalamiento a menudo se describe como temporal, pero en muchos proyectos el muro que sostiene el suelo durante la construcción también se convierte en parte de la estructura terminada: un muro de sótano, un muelle, un banco de canal, un muro contra inundaciones. Esa decisión cambia la especificación del material. Un muro temporal de tablestacas de acero generalmente se diseña con un margen de corrosión y se extrae al final del trabajo, lo que solo funciona si el suelo permite una extracción limpia y las secciones se pueden reutilizar. Un muro permanente tiene que durar décadas, por lo que la corrosión, el mantenimiento y el costo de reemplazar una sección se convierten en factores decisivos. Las tablestacas de vinilo se desarrollaron exactamente para esta situación: sin corrosión, sin revestimiento protector, sin protección catódica y sin necesidad de planificar la pérdida de secciones durante la vida útil de diseño.

Factores que deciden un diseño de apuntalamiento

Condiciones del suelo y aguas subterráneas

El tipo de suelo lo determina todo. Los suelos granulares ejercen una mayor presión lateral y son propensos a correr, mientras que las arcillas rígidas resisten bien pero pueden ablandarse una vez expuestas. El nivel del agua subterránea, la permeabilidad y cualquier presión artesiana deciden si es necesario un corte. Obstrucciones como cimientos antiguos, cantos rodados y servicios enterrados deciden si se puede hincar un pilote o si se requiere una perforación previa.

Cargas y estructuras adyacentes

Las cargas de diseño incluyen la presión del suelo, la presión del agua y la sobrecarga de edificios, caminos, grúas y escombreras. Cuando una excavación discurre a lo largo de una estructura existente, el movimiento permitido de esa estructura, en lugar de la resistencia del apuntalamiento, generalmente establece el límite. Es por eso que el monitoreo, con puntos de asentamiento, inclinómetros y medidores de fisuras, pertenece al diseño del apuntalamiento en lugar de ser tratado como un extra opcional.

Acceso, normas medioambientales y seguridad

Los sitios restringidos empujan los diseños hacia plantas más pequeñas, secciones más cortas y métodos de instalación más silenciosos. Los límites de ruido y vibración, las horas de trabajo y el consentimiento para descargar agua subterránea bombeada afectan la secuencia. Desde el punto de vista de la seguridad, un sistema de apuntalamiento debe ser diseñado por un ingeniero competente, instalado según ese diseño, inspeccionado periódicamente y nunca alterado en el sitio sin una revisión. Los escombros deben retirarse del borde, proporcionarse un acceso seguro y comprobarse la excavación en busca de movimiento y agua.

Cómo se desarrolla normalmente una secuencia de apuntalamiento

1. Investigación y estudio: perforaciones, pruebas de penetración de conos, escaneos de servicio y estudio del estado de las estructuras vecinas.
2. Diseño y aprobaciones: tipo de sección, profundidad de empotramiento, disposición de arriostramiento, desagüe y permisos.
3. Planteamiento y preparación: marcos guía, plataforma de trabajo y aislamiento de servicios.
4. Instalación: hincado, vibrado o montaje del apuntalamiento y su arriostramiento.
5. Excavación y deshidratación por etapas: excave en escalones e instale refuerzos en los niveles de diseño.
6. Seguimiento e inspección: controles de movimiento, agua y estado durante toda la obra.
7. Remoción o integración permanente: extraer obras temporales, o terminar el muro permanente y atarlo a la estructura.

Dónde encajan las Tablestacas de vinilo

No todos los trabajos de apuntalamiento necesitan una sección de acero pesada y no todas las paredes deben retirarse después. Tablestacas de vinilo adecuadas para pozos de cimentación, riberas de ríos y canales, manejo de pequeñas cuencas y protección anti-filtración o anti-erosión, donde el muro debe permanecer en su lugar y seguir funcionando durante décadas. Son lo suficientemente livianos para manejarlos con equipos más pequeños, no se corroen en agua dulce o salada y no necesitan repintado ni recubrimiento. Fabricamos estas secciones en nuestra propia planta en Haiyan, Zhejiang, en más de veinte líneas de producción, con un laboratorio de pruebas interno, por lo que el perfil, el espesor de la pared y la longitud se pueden adaptar a un diseño específico en lugar de forzarlos a ser un artículo de catálogo estándar.

• Retención de sótano y foso de cimentación donde el muro permanece en servicio.
• Riberas de ríos, canales y canales expuestos a ciclos alternos de humedad y sequía.
• Muros costeros y portuarios en agua salada.
• Barreras antifiltración y protección contra la erosión en taludes.

Si está comparando un muro permanente con uno temporal, envíe las condiciones del terreno y las cargas de diseño con anticipación. La respuesta suele quedar clara una vez que se comparan los costos de corrosión y mantenimiento.

Conclusiones prácticas

• Haga coincidir el método con el suelo, el agua y el espacio, no con lo que se utilizó en el último trabajo.
• Decida con anticipación si el muro es temporal o permanente; cambia tanto el material como el modelo de costos.
• Cuando las estructuras están cerca, diseñe para el movimiento en lugar de solo para la fuerza.
• En terrenos húmedos o agresivos, una pared permanente libre de corrosión evita el mantenimiento que exige el acero.