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OBRAS: Sierra Grande
La empresa bahiense Cañulef Ingeniería S.A. fue la encargada de construir dos tanques de hormigón armado, de 2000 m3 de capacidad de almacenamiento, de base circular con pared de 4 m de altura para MCC Minera Sierra Grande S.A.
En condiciones de trabajo extremas y en un plazo de obra acotado, concretar esta obra significó un gran desafío para la empresa y una experiencia de trabajo única que se comparte en este artículo.
FICHA TÉCNICA
Obra:
Construcción de 2 Cisternas de hormigón armado, de 2.000 m3 de capacidad c/u
Ubicación:
Sierra Grande, Pcia. de Río Negro
Comitente:
MCC Minera Sierra Grande S.A.
Empresa Constructora:
Cañulef Ingeniería S.A.
Cálculo estructural:
Ing. Enrique Gil
Período de obra:
65 días corridos
Volúmen de Hormigón Elaborado:
1.100 m3
Hierro utilizado:
35 tn
Iniciadas las obras y como no se encontraba nivelada la superficie “volada” del cerro, se decidió ejecutar una base de “hormigón de limpieza”, para lo cual se armó “in situ” un encofrado de contención para colar el hormigón H10, con poca cantidad de agregado grueso, con la idea de amalgamar las rocas sueltas existentes, formando así la sub-base de hormigón de los tanques.
Al hallarse en el lugar demasiados intersticios producto de las “voladuras”, las primeras coladas de hormigón debieron efectuarse con mortero cementicio. La nivelación finalizó cuando se llegó a + 3 cm sobre el punto más alto del terreno. Cabe aclarar que de acuerdo a las dosificaciones, la resistencia del hormigón fue mejor a la esperada, dando a la semana una resistencia de 186 kg/cm2. Conviene mencionar, como dato ilustrativo, que el transporte del hormigón hacia la zona de colada se efectuó por bombeo en plano inclinado de 45 grados, a una distancia de 154 metros, y en 48 metros de altura. Finalizada las tareas de nivelación, se procedió a realizar la armadura de acero para la base de los tanques, efectuándose el primer colado hasta la altura de 60 cm de pared, nivelado de tal manera de poder generar una junta fría de colado con una membrana perimetral water stop, en espera, para proseguir con las paredes cilíndricas de 4 m de altura.
De acuerdo a la capacidad de contención de los tanques, los mismos tenían un diámetro interno de 26 metros por 4 metros de altura. Luego de armadas y colocadas las bases se procedió a armar los tabiques perimetrales con armadura de acero, utilizando paneles de encofrados metálicos de la firma Efco S.A. a fin de dar un acabado perfecto.
Tanto para la base como para los tabiques se utilizo hormigón calidad H 25, el cual al pasar los 390 kg/m3 se le incorporó fibras plásticas, en una proporción de 4 kilogramos por cada 6 m3.
Pese a las dificultades, producto de los cortes de ruta, ceniza de volcán, condiciones climáticas adversas y distancias de trasporte de materias primas, dicha obra se realizó, con ingeniería incluida, en un plazo récord de 65 días corridos, llegándose a trabajar 18 hs diarias en distintos turnos y los 7 días de la semana, utilizándose para la noche que tempranamente aparecía, equipos de iluminación autónomos.
En dicha obra trabajaron un gerente de obra, dos ingenieros, un arquitecto y 22 empleados entre oficiales y ayudantes.
El desafío tuvo, pues, un resultado altamente positivo.
DESCRIPCIÓN DE LA OBRA
Se trata de la estructura de hormigón armado para dos tanques de agua, de 26 m de diámetro interior, 4 m de altura y 2.000 m3 de capacidad de almacenamiento.
Los tanques no llevan tapa y se apoyan sobre una platea de fundación de hormigón armado de 15 cm de espesor. Los tabiques laterales de cierre son de 25 cm de espesor.
Se utilizaron materiales certificados por sus respectivos proveedores, tanto para la preparación del hormigón como para el acero de refuerzo tipo III según normas CIRSOC.
PROCEDIMIENTO DE TRABAJO
La primera etapa consistió en el armado “in situ” de un encofrado de contención para colar hormigón tipo H 10 con poca cantidad de agregado grueso, con la idea de amalgamar las rocas sueltas existentes.
Luego se procedió a colar hormigón tipo H 10 para formar la sub-base de los tanques hasta el nivel indicado para la fundación, nivel definido por el comitente MCC Minera Sierra Grande S.A. Las armaduras de fondo se instalaron con separadores de mortero de cemento, de 3 cm de espesor.
Para las armaduras perimetrales se dejaron las varillas en espera para traslapar con las de la pared cilíndrica.
Cuando todo estuvo listo, se procedió al colado de las mismas, con hormigón tipo H 21, realizando el desencofrado dos días más tarde.
La siguiente etapa consistió en la preparación de la cara interna de la pared cilíndrica, con encofrado metálico, colocando previamente la armadura, luego la pared exterior, se niveló y se hormigonó con H 21. A los cuatro días se procedió al desencofrado.
MEMORIA DE CÁLCULO
Para el cálculo de la estructura se siguieron las normas y reglamentos vigentes en nuestro país y de aplicación obligatoria, según se detalla:
• CIRSOC 101: Cargas y sobrecargas gravitatorias para el cálculo de estructuras de edificios.
• CIRSOC 102: Acción del viento sobre las construcciones.
• CIRSOC 105: Superposición de acciones (combinación de estados de cargas).
• CIRSOC 201: Proyecto, cálculo y ejecución de estructuras de hormigón armado y pretensado.
Se han complementado estos reglamentos con los Cuadernos 220 y 240 producidos por la Comisión Alemana del Hormigón Armado, editados por IRAM, consultándose como bibliografía complementaria las “Tablas para el cálculo de placas y vigas pared”.
La estructura descripta se construyó con materiales de la siguiente calidad: Hormigón H21, Acero ADN 420, adoptándose como recubrimiento mínimo 5 cm en estructuras bajo nivel de terreno natural y 3 cm en tabiques y losas.
SUELOS Y FUNDACIONES
En el lugar de emplazamiento de la obra el terreno está compuesto por roca natural de buena capacidad portante. Sobre la misma se colocó un hormigón de nivelación calidad H10, no estructural, hasta la cota de proyecto y sobre él se construyeron las cisternas.
CÁLCULO DE CARGAS
Fueron considerados para el cálculo los siguientes estados de carga:
a) Peso Propio: Se considera en cada caso el peso propio de cada elemento estructura.
b) Sobrecarga: Se considera el diagrama triangular de carga generado por el empuje de agua sobre el tabique perimetral con una altura de columna de agua de 4 m. También se considera el peso de líquido sobre la platea de fundación.
c) Viento: Debido al sistema de construcción y su forma, la acción del viento es despreciable frente a la magnitud de las cargas generadas por el empuje de agua.
Para el cálculo de esfuerzos y deformaciones se considera un esquema simplificado de barra empotrada libre, sometida al diagrama triangular de cargas generado por el empuje de agua, y se considera la rigidez transversal del anillo de hormigón.
CÁLCULO DE SECCIONES
• Armadura Vertical de Empotramiento:
Esfuerzo: M = 2440 kg.m/m
Altura útil: h = 20 cm
Coeficiente: Kz = 0,94
Armadura necesaria: As = 5,40 cm2/m
Armadura adoptada: 1 ø 12 c/20 cm
• Armadura Vertical de Tramo:
Esfuerzo: M = 710 kg.m/m
Altura útil: h = 20 cm
Coeficiente: Kz = 0,96
Armadura necesaria: As = 1,54 cm2/m
Armadura adoptada: 1 ø 8 c/20 cm
• Armadura Transversal Horizontal:
Esfuerzo: T = 16770 kg/m
Se adopta una tensión baja de trabajo del acero de 1600 kg/cm2 a los efectos de reducir la fisuración
Armadura necesaria: As = 10,48 cm2/m
Armadura adoptada: 1 ø12 c/20 cm en las caras exterior e interior.
Las armaduras adoptadas fueron verificadas por fisuración tomando el caso de condiciones severas de estanqueidad, según art. 17.6.3 del Reglamento CIRSOC 201, verificando tanto para fisuras verticales como horizontales.
MEMORIA DESCRIPTIVA
El 5 de marzo de 2008 la empresa MCC Minera Sierra Grande S.A., con asiento en área industrial 1 Boca Mina de la localidad de Sierra Grande, ex Hipasam, provincia de Río Negro, contrató a la empresa Cañulef Ingeniería S.A. la realización de la ingeniería de obra, cálculo de detalle y, posteriormente, la construcción de dos Cisternas en Hormigón Armado con capacidad para contener 2 millones de litros de agua cada una.
El gran desafío consistía en realizar la obra en un plazo de exíguo. Las cisternas estarían emplazadas en la cima de un cerro al cual se le había “volado” su pico.
A tal fin la empresa constructora contrató a un grupo de profesionales liderados por el Ing. César Clemant y el Arq. Carlos Gabriel Tombini. La documentación técnica fue elaborada por el Ing. Enrique Gil.
Otro de los grandes desafíos era trasladarse y ser acompañados por una empresa proveedora de hormigón elaborado, eligiéndose a tal fin a la firma Volquetes S.R.L.
DESCRIPCIÓN DE LA OBRA
Se trata de la estructura de hormigón armado para dos tanques de agua, de 26 m de diámetro interior, 4 m de altura y 2.000 m3 de capacidad de almacenamiento.
Los tanques no llevan tapa y se apoyan sobre una platea de fundación de hormigón armado de 15 cm de espesor. Los tabiques laterales de cierre son de 25 cm de espesor.
Se utilizaron materiales certificados por sus respectivos proveedores, tanto para la preparación del hormigón como para el acero de refuerzo tipo III según normas CIRSOC.
PROCEDIMIENTO DE TRABAJO
La primera etapa consistió en el armado “in situ” de un encofrado de contención para colar hormigón tipo H 10 con poca cantidad de agregado grueso, con la idea de amalgamar las rocas sueltas existentes.
Luego se procedió a colar hormigón tipo H 10 para formar la sub-base de los tanques hasta el nivel indicado para la fundación, nivel definido por el comitente MCC Minera Sierra Grande S.A. Las armaduras de fondo se instalaron con separadores de mortero de cemento, de 3 cm de espesor.
Para las armaduras perimetrales se dejaron las varillas en espera para traslapar con las de la pared cilíndrica.
Cuando todo estuvo listo, se procedió al colado de las mismas, con hormigón tipo H 21, realizando el desencofrado dos días más tarde.
La siguiente etapa consistió en la preparación de la cara interna de la pared cilíndrica, con encofrado metálico, colocando previamente la armadura, luego la pared exterior, se niveló y se hormigonó con H 21. A los cuatro días se procedió al desencofrado.
MEMORIA DE CÁLCULO
Para el cálculo de la estructura se siguieron las normas y reglamentos vigentes en nuestro país y de aplicación obligatoria, según se detalla:
• CIRSOC 101: Cargas y sobrecargas gravitatorias para el cálculo de estructuras de edificios.
• CIRSOC 102: Acción del viento sobre las construcciones.
• CIRSOC 105: Superposición de acciones (combinación de estados de cargas).
• CIRSOC 201: Proyecto, cálculo y ejecución de estructuras de hormigón armado y pretensado.
Se han complementado estos reglamentos con los Cuadernos 220 y 240 producidos por la Comisión Alemana del Hormigón Armado, editados por IRAM, consultándose como bibliografía complementaria las “Tablas para el cálculo de placas y vigas pared”.
La estructura descripta se construyó con materiales de la siguiente calidad: Hormigón H21, Acero ADN 420, adoptándose como recubrimiento mínimo 5 cm en estructuras bajo nivel de terreno natural y 3 cm en tabiques y losas.
SUELOS Y FUNDACIONES
En el lugar de emplazamiento de la obra el terreno está compuesto por roca natural de buena capacidad portante. Sobre la misma se colocó un hormigón de nivelación calidad H10, no estructural, hasta la cota de proyecto y sobre él se construyeron las cisternas.
CÁLCULO DE CARGAS
Fueron considerados para el cálculo los siguientes estados de carga:
a) Peso Propio: Se considera en cada caso el peso propio de cada elemento estructura.
b) Sobrecarga: Se considera el diagrama triangular de carga generado por el empuje de agua sobre el tabique perimetral con una altura de columna de agua de 4 m. También se considera el peso de líquido sobre la platea de fundación.
c) Viento: Debido al sistema de construcción y su forma, la acción del viento es despreciable frente a la magnitud de las cargas generadas por el empuje de agua.
Para el cálculo de esfuerzos y deformaciones se considera un esquema simplificado de barra empotrada libre, sometida al diagrama triangular de cargas generado por el empuje de agua, y se considera la rigidez transversal del anillo de hormigón.
CÁLCULO DE SECCIONES
• Armadura Vertical de Empotramiento:
Esfuerzo: M = 2440 kg.m/m
Altura útil: h = 20 cm
Coeficiente: Kz = 0,94
Armadura necesaria: As = 5,40 cm2/m
Armadura adoptada: 1 ø 12 c/20 cm
• Armadura Vertical de Tramo:
Esfuerzo: M = 710 kg.m/m
Altura útil: h = 20 cm
Coeficiente: Kz = 0,96
Armadura necesaria: As = 1,54 cm2/m
Armadura adoptada: 1 ø 8 c/20 cm
• Armadura Transversal Horizontal:
Esfuerzo: T = 16770 kg/m
Se adopta una tensión baja de trabajo del acero de 1600 kg/cm2 a los efectos de reducir la fisuración
Armadura necesaria: As = 10,48 cm2/m
Armadura adoptada: 1 ø12 c/20 cm en las caras exterior e interior.
Las armaduras adoptadas fueron verificadas por fisuración tomando el caso de condiciones severas de estanqueidad, según art. 17.6.3 del Reglamento CIRSOC 201, verificando tanto para fisuras verticales como horizontales.
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