Patologias en El Concreto Armado

UNIVERSIDAD JOSÉ CARLOS MARIATEGUI FACULTADA DE INGENIERÍAS CARRERA DE: INGENIERÍA CIVIL CURSO: CONCRETO ARMADO I VII CICLO

Patologías en el Concreto Armado DOCENTE:

ING. CHRISTIAN BRUNO CRUZ FLORES

ALUMNO:

RODRIGUEZ ALVAREZ, MARCO ANTONIO

ILO – PERU 2017

UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI

2

Dedicatoria: Dedico el presente trabajo a Dios y a nuestros padres, porque una familia en Dios todo lo puede.

2


3

INDICE

INTRODUCCION 6 MARCO TEORICO LESIONES EN LAS ESTRUCTURAS DEBIDAS AL PROYECTO 8-17

PAG 4 PAG 7-8 PAG

LESIONES EN LAS ESTRUCTURAS DEBIDAS ALA EJECUCION PAG 17-27 PATOLOGIAS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE CONCRETO ARMADO COLUMNAS

PAG 28-59

VIGAS

PAG 60-83

FORJADOS

PAG 84 -122

INVESTIGACION DE UNA PATOLOGIA EN CONSTRUCCION 123-131

PAG

CONCLUSIONES 133

PAG 132-

BIBLIOGRAFIA

PAG 133

3


4

INTRODUCCION En muchas ocasiones la mejor forma de entender cómo se comporta un material en su ambiente de trabajo es conocer como ese material se desgasta, se fisura, se agrieta y, en definitiva, se rompe. Un factor a tener en cuenta a la hora de realizar un estudio patológico es que generalmente las lesiones se originan por más de una causa, e incluso suele haber más de un tipo de daño a la vez. De los procesos de rehabilitación de una edificación, la evaluación y el diagnóstico constituye el paso quizá más importante puesto que de acuerdo con su definición vendrá la decisión de la intervención. Acertar en el diagnóstico representa el éxito de la inversión y por supuesto en la solución de las patologías causantes del problema. No resulta fácil definir una metodología expresa y única para realizar la evaluación y diagnóstico contrario a lo que se sucede por ejemplo en el caso del diseño estructural de una edificación nueva, donde se sigue un flujo coherente y sistemático con mayor o menor énfasis en algunas etapas dependiendo de las características propias del edificio en particular. Por otro lado, para la evaluación de patologías en estructuras de concreto no resulta fácil señalar una indicación única para la interpretación de un deterioro en particular ya sea por la presencia de una fisura, deterioro, mancha o anormalidad. Una misma manifestación de daño en un caso puede interpretarse asociada a una causa que puede variar en circunstancias diferentes dentro de la mecánica estructural.

4


5

Por ejemplo, una fisura asociada a la flexión puede en un caso significar falta de acero de refuerzo por diseño deficiente aunque en otros casos puede asociarse a la presencia de una sobrecarga. La inapropiada interpretación del funcionamiento estructural puede llevar a un equivocado diagnóstico y por lo mismo a unos inadecuados procesos de intervención como sucede por ejemplo con la dilatación que se forma en una placa de entrepiso en el denominado sector de la plataforma, derivado del normal comportamiento estructural tomado en cuenta las recomendaciones geotécnicas y lo previsto en el diseño estructural cuando se decide independizar cada sector estructural tanto en el tipo de cimiento como en el resto de la estructura.

De allí resulta la necesidad de señalar algunos criterios muy claros que permitan apoyar la labor del diagnóstico como vía para la mejor interpretación de los daños presente en una edificación particular para lo cual comentaremos las que a nuestro juicio deben considerarse importantes. Es muy frecuente que el término patología se asocie exclusivamente a la obra de rehabilitación, cuya singularidad frente a la obra nueva proviene precisamente de la necesidad de conservar total o parcialmente el edificio existente (el cual presentará lesiones y daños que deberán ser reparados de forma previa a la intervención).

5


6

La realidad es que debido a que los costes derivados de las reparaciones (por no hablar de las indemnizaciones) en los dos primeros años de vida de un edificio, hacen de la obra nueva el verdadero campo de aplicación de la Patología. Por ello, aunque el tema que nos ocupa incide aparentemente poco en la labor cotidiana del Jefe de Obra nueva, la importancia del conocimiento del origen de las lesiones en las estructuras de hormigón armado es de vital importancia para todos los integrantes del proceso edificatorio, desde el proyectista hasta el jefe de obra, pues las consecuencias de no hacer correctamente la estructura de un edificio, pueden tener una gran trascendencia: 

El colapso parcial (y no digamos total) de una estructura, puede provocar el colapso del edificio, y poner en peligro la vida de sus ocupantes.



Los elementos que componen la estructura, generalmente quedan ocultos, por lo que las lesiones no son visibles hasta que los síntomas mas graves se manifiestan, dejando poco margen de tiempo para la intervención.



La reparación de la estructura, una vez que el edificio está en uso, genera unos costes muy altos, y normalmente el previo desalojo de los ocupantes.



La mayoría de las lesiones “serias” de los elementos no estructurales de un edificio, son meras manifestaciones de fallos en la estructura y/o la cimentación.



Sin contar los costes originados por las reparaciones, las lesiones que son directa o indirectamente originadas por fallos estructurales, inducen en el cliente que recepciona el edificio una preocupación desmedida (pues percibe que el edificio “se cae”), que desemboca normalmente en demandas también desmedidas.

Parece que queda claro la gran importancia de conocer los mecanismos por los que una estructura de hormigón armado puede fallar, pues de ésta forma estaremos en condiciones de mejorar las técnicas de ejecución y realizar un control preventivo más exhaustivo y eficaz.

6


7

MARCO TEÓRICO PATOLOGIA ESTRUCTURAL: Estudio del comportamiento de las estructuras cuando presentan evidencias de fallas, buscando detectar sus causas. , y proponer acciones correctivas para recobrar el nivel de servicio original o mejorar su comportamiento, o su demolición en el caso de que sea necesario. PATOLOGÍA DEL CONCRETO: puede definirse como el estudio sistemático de los procesos y características de los daños que puede sufrir el concreto, sus causas, consecuencias y soluciones. FALLA ESTRUCTURAL: El término “falla estructural” no es tan preciso como podemos imaginar. En sentido restringido, una falla estructural se refiere a un colapso en el cual la estructura se rompe en pedazos. CONCRETO: es básicamente una mezcla de dos componentes: agregados y pasta. La pasta, compuesta de cemento portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada). ANÁLISIS DE FALLA: es un examen sistemático de la pieza dañada para determinar la causa raíz de la falla y usar esta información para mejorar la confiabilidad del producto. DESINTEGRACIÓN: Deterioro en pequeños fragmentos o partículas por causa de algún deterioro. DISTORSIÓN: Cualquier deformación anormal de su forma original. EFLORESCENCIA: Depósito de sales, usualmente blancas que se forman en las superficies. EXUDACIÓN: Líquido o material como gel viscoso que brota de los poros, fisuras o aberturas en la superficie. INCRUSTACIONES: Costra o película generalmente dura que se forma en la superficie de concreto o de la mampostería. PICADURAS: Desarrollo de cavidades relativamente pequeñas en la superficie debido a fenómenos tales como la corrosión o cavitación o desintegración localizada.

7


8

CRÁTERES: Salida explosiva de pequeñas porciones de la superficie de concreto debido a presiones internas en el concreto que permite en la superficie la formación típicamente cónica. CORROSIÓN: Desintegración o deterioro del concreto o del refuerzo por el fenómeno electroquímico de la corrosión.

COLUMNAS DE CONCRETO ARMADO: Las columnas de concreto armado son elementos estructurales que soportan tanto cargas verticales (peso propio), como fuerzas horizontales (sismos y vientos), trabajan generalmente a flexo compresión VIGAS DE CONCRETO ARMADO: Las vigas son elementos estructurales de concreto armado, diseñados para sostener cargas lineales, concentradas o uniformes en una sola dirección. Una viga puede actuar como elemento primario en marcos rígidos de vigas y columnas, aunque también ser utilizadas para sostener losas macizas o nervadas. La viga soporta cargas de compresión, que son absorbidas por el concreto, y las fuerzas de flexión son contrarrestadas por las varillas de acero corrugado. Las vigas, asimismo, soportan esfuerzos cortantes hacia los extremos. Por tanto, es conveniente reforzar los tercios de extremos de la viga. CARBONATACIÓN: La carbonatación en el concreto es la pérdida de pH que ocurre cuando el dióxido de carbono atmosférico reacciona con la humedad dentro de los poros DESINTEGRACIÓN: Una de las condiciones que debe tener un árido para su empleo en la obtención del concreto es que no reaccione con el cemento y dé lugar, en consecuencia, a productos de mayor volumen que posteriormente lo alteren, que al combinarse con los álcalis que contiene el cemento y dan productos expansivos que destruyen al concreto. FILTRACIÓN: Es la penetración de líquidos, generalmente agua, en zonas no deseadas, lo que produce humedad localizada y degradación de las propiedades de los materiales

En primer lugar, se hace necesario determinar si el origen de ciertas lesiones está en errores del proyecto de estructura o bien el origen se sitúa dentro del proceso de ejecución. Esto es de vital importancia para el jefe de obra, quien deberá en última instancia detectar posibles errores en el proyecto que puedan ocasionar fallos estructurales y alertar así al responsable del proyecto.

LESIONES EN LAS ESTRUCTURAS DEBIDAS AL PROYECTO

8


9

Es frecuente (de hecho la mayoría) que muchas lesiones sean consecuencia directa o indirecta de errores cometidos en el proyecto de estructura. Obviamente, los errores de cálculo y diseño no son competencia de éste capítulo, pero si los debidos a la incorrecta definición constructiva de los elementos de la estructura.

Podemos diferenciar dos grandes grupos de errores cometidos en la fase de proyecto:

Errores técnicos: Aquellos imputables a los redactores del proyecto de estructura (diseño, cálculo, detalle, especificaciones, etc):



Errores de concepción general de la estructura (diseño y cálculo) o Modelo de cálculo erróneo o Estimación incorrecta de las cargas y sobrecargas que la estructura soportará en la realidad. o Estimación incorrecta de las cargas dinámicas y vibraciones externas o Estimación incorrecta de la flecha diferida de los elementos.

  

Detalles constructivos mal concebidos y/o mal diseñados Errores de acotación, escala, simbología, etc Errores en especificación de elementos y materiales

Errores de expresión:

Cometidos por el personal auxiliar en la puesta en limpio del proyecto (delineantes, mecanógrafos, etc). A continuación se describen algunos de los errores de proyecto más comunes:

9


10

a) Errores de terminología: Las especificaciones de los materiales empleados en la estructura, los métodos de ejecución, etc, pueden ser origen de diversos errores que tienen una gran trascendencia (cambios de tipo de hormigón o cemento, condiciones de puesta en obra, etc), así como los errores en la definición del control de calidad y las referencias de la normativa. b) Errores en la acotación: Normalmente debidos a una acotación de la estructura sin tomar en cuenta el proceso de replanteo en obra, y a una ausencia de un sistema de ejes de referencia apoyado en los puntos y caras fijas de los elementos (que serán invariables en toda la altura del edificio):

La falta de cotas también induce a errores en obra, puesto que obliga a la interpretación de las dimensiones que faltan. c) Errores de escala: También es origen de graves errores la incorrecta escala de los planos y detalles, cuando no se adecua a la información que expresan. Es frecuente en los detalles de armado de piezas que las barras no se dibujen con su diámetro real, lo que a veces impide detectar en obra un problema de cuajado excesivo de barras y el consiguiente problema de hormigonado y vibrado.

10


11

Las consecuencias directas del mal hormigonado/vibrado de una viga con alta cuantía de armadura de negativos, se muestra a continuación (entendiendo el problema como un mal diseño de la disposición de armaduras):

Patología de una viga de H.A. por mala disposición de armadura de negativos en el apoyo

d) Errores de símbolos y abreviaturas: Los errores en la utilización incorrecta de símbolos, puede dar lugar a una lectura incorrecta (o ambigua) de la información del plano. e) Errores de detalles: Los detalles constructivos, imprescindibles para explicar en profundidad los planos generales, pueden ser origen de diversos errores, tanto por su omisión como por soluciones incorrectas (que serán ejecutadas al pie la letra en la obra). También es origen de errores en obra la mala disposición de los detalles en los planos, que impiden una lectura clara y unívoca, llegando incluso a confundir unos detalles con otros. Un error frecuente de ausencia de detalles en un proyecto (normalmente debido a un diseño incorrecto de la estructura) se produce en los planos de forjados con vuelos de viguetas sin continuidad, no detallándose la ejecución de la zona de transmisión de esfuerzos de compresión de la zapatilla de la vigueta volada al resto del forjado. Si no se contemplan soluciones específicas, se producirán flechas excesivas y torsiones indebidas en la viga de apoyo. A continuación se muestran soluciones tipo a éste tipo de problema:

11


12

f)

Errores en modificación de proyectos: Suelen ser muy habituales los “modificados” durante el transcurso de una obra, motivados por la necesaria adaptación del proyecto a los múltiples condicionantes que van apareciendo y que no han sido previstos (sobre todo cuando hablamos de las características “imprevistas” del terreno, no siempre reflejadas en el estudio geotécnico). El error que introducen dichos modificados suele ser invariablemente la no actualización de todos los planos y la no sustitución inmediata en la obra, lo que implica la utilización simultánea de planos y detalles originales y modificados, con los consiguientes problemas de incoherencia de la información. El modificado realizado durante la obra, es sin lugar a dudas, el origen de multitud de problemas, lo que demuestra en alguna medida la importancia de una documentación de proyecto completa, clara y coherente.

g) Errores por planteamiento incorrecto del modelo de cálculo: Es el caso (p.ej.) de las vigas sobre elementos estructurales en voladizo o elementos flexibles. Sucede en aquellos casos en los que una viga se calcula con los apoyos impedidos en su desplazamiento vertical (no se consideran como apoyos elásticos) y dichos apoyos lo forman los extremos de vigas en voladizo. La consecuencia es que el funcionamiento real de la estructura difiere totalmente del estudiado en el modelo de cálculo, produciéndose solicitaciones de diferente valor (incluso signo) de las que sirvieron de base al armado.

12


13

Otro ejemplo de éste tipo de error es una situación similar, aunque de menor importancia, que se suele dar en los apoyos de vigas embrochaladas. Si la viga sobre la que se embrochala no es muy rígida, y la viga embrochalada tiene más de un vano, pueden alterarse los valores de momento flector si no se considera un apoyo elástico: En la figura anterior se aprecia un aumento de las solicitaciones reales de

momento flector negativo, debido a que el apoyo izquierdo desciende al flechar la viga donde embrochala. Puede suceder que la armadura de negativos resulte insuficiente. Otro caso semejante (figura izquierda) es el de no considerar los posibles semiempotramientos que se producen en los apoyos sencillo de losas o forjados en fábricas, sobre todo cuando tales fábricas se prolongan y ejercen una carga considerable sobre la línea de apoyo. En tales casos, no se contempla armadura en la cara superior (diagrama de momentos A), cuando la realidad es que se produce un momento negativo de empotramiento (diagrama B), produciendo fisuras superiores a lo largo del apoyo. Semiempotramiento en apoyo de losa en muro

h) Errores debidos a disposiciones incorrectas de armaduras: A veces, la mala disposición de las armaduras, la insuficiencia de cuantía de acero, o la simple falta de armado, son motivos claros de lesiones de la estructura, cuyo origen puede estar tanto en un proyecto mal definido como en un error

13


14

de ejecución en obra (para ello habrá que consultar los planos de estructura). Es frecuente en estos casos, encontrar fisuraciones por falta de adherencia debida a la falta del anclaje suficiente, o bien a una solución errónea de continuidad de la armadura en los nudos: Disposiciones incorrectas y correctas en nudos de muros y losas de escalera de H.A.

En las figuras anteriores marcadas como “incorrectas”, las disposiciones de armado en el nudo pueden provocar bajo tensión la rotura del recubrimiento (A), y originar el colapso del elemento. En otros casos, la falta de solape necesario en armaduras de tracción en nudos y vanos, puede ocasionar fisuración e incluso el colapso del elemento:

Otro error típico en disposición de armaduras (de proyecto o de ejecución), es dejar cortas las barras de espera en cabeza de pilares. Esto produce una insuficiente adherencia entre armados de pilares y la no transmisión de esfuerzos, lo que provoca fisuraciones en las bases del pilar superior. Tanto en los casos de longitud de anclaje insuficiente, como en los que hay ausencia de barras (cambios bruscos de sección), el problema se puede solucionar con la inserción de barras en taladros previos, rellenando posteriormente con resina epoxi (ver figura siguiente):

14


15

También encontramos en el caso de vigas planas con cambios bruscos de ancho (en apoyo en pilar), una falta de definición de la disposición de la armadura del tramo de viga más ancho, que debe anclarse en la zona de pilar y no prolongarse en la capa de compresión (hay que decir que éste es un error típico de proyecto normalmente debido a la falta de detalles constructivos y a la mala interpretación de los datos suministrados por el programa de cálculo. A la derecha se muestran dos posibles soluciones correctas de armado del nudo

Error típico de proyecto en el tramo ancho de la viga

Uno de los efectos de una mala posición de las armaduras, combinado con una insuficiencia de longitud de anclaje de las mismas, es el conocido “splitting” o estallido del hormigón circundante a las barras, al no resistir la excesiva deformación de éstas. La consecuencia directa es la separación del hormigón de recubrimiento y el mal funcionamiento mecánico de la sección. La figura siguiente muestra diferentes situaciones de splitting en función de la posición y separación de las barras de armado

15


16

Splitting

h) Juntas de dilatación: Es frecuente el mal dimensionamiento y disposición de las juntas de dilatación de la estructura, lo que provoca irremediablemente la fisuración en la propia estructura y siempre en los elementos de fábrica que soporta i)

Errores de colocación de pilares: Es fundamental contar con un cuadro de pilares claro y detallado, pues es frecuente el error de cambiar o girar la posición del pilar, cuyas consecuencias en su capacidad mecánica pueden ser desastrosas. A continuación se reproduce un cuadro tipo a modo de ejemplo

Como conclusión, y en base a lo expuesto anteriormente, se deduce la importancia y necesidad de un control de calidad del proyecto antes de su

16


17

ejecución por parte del equipo redactor y preferentemente por un tercero (cuya lectura y crítica será siempre mas objetiva). Este control de calidad se rentabiliza fácilmente puesto que evita problemas posteriores en obra y en consecuencia ahorra costes imprevistos. Debido a que las lesiones originadas por defectos de proyecto no son controlables por el contratista, se recomienda que éste realice las siguientes comprobaciones: Antes del comienzo de la obra: verificar que los planos contemplan en sus detalles y especificaciones todas las unidades de obra que constituyen la estructura, y en su defecto, por lo menos aquellas que constituyan soluciones singulares o complejas. Durante la obra: de realizarse modificados, asegurase de obtener un juego completo y verificado del proyecto de estructura, donde se especifique claramente cuáles son las modificaciones introducidas y en que afectan a los tajos ya ejecutados. En cualquier caso, es importante comprobar que los planos generales de estructura están suficientemente acotados y que contienen las correctas especificaciones de: -

Características y dosificaciones de los hormigones a emplear Características, diámetros. Longitudes y disposición de la armadura Dimensiones de pilares, vigas y zunchos Tipo y composición de forjados Posición y dimensiones de huecos de forjado Ejes de replanteo de pilares y bordes de losa.

LESIONES EN LAS ESTRUCTURAS DEBIDAS A LA EJECUCIÓN La patología de ejecución de una estructura de hormigón armado, contempla el estudio de las lesiones cuyo origen podemos situarlo durante el proceso de ejecución, y son directamente imputables a errores del propio proceso constructivo (sin incluir aquí cuestiones derivadas de los errores de proyecto). Los motivos más comunes en éste tipo de patología son: Las subcontrataciones a la baja, que originan normalmente un trabajo deficiente. La mano de obra insuficientemente cualificada y sin experiencia en la construcción de estructuras de H.A. La falta de una supervisión técnica de las unidades en ejecución, de forma previa al hormigonado.

17


18

La falta o insuficiencia de un control de calidad serio, o la dependencia del controlador respecto del jefe de producción, que impide detectar a tiempo problemas normalmente irreversibles y de gran trascendencia posterior. El incumplimiento de la normativa específica de aplicación en estructuras de H.A., o bien y en su defecto, el incumplimiento de las normas no escritas del buen hacer. Intentar realizar una completa descripción de los métodos y técnicas correctas de ejecución sería motivo de un curso completo, por lo que a continuación se muestran a modo de ejemplo algunos casos típicos: a) Fisuras por asentamiento o cedimiento del encofrado: Puede producirse un asentamiento o fallo de la sujeción del encofrado (tanto en el fondillo como en los costeros) durante el proceso de fraguado. Esto provoca fisuras de diversos tipos, según sea el tipo de cedimiento, puesto que el hormigón, una vez iniciada la fase de fraguado, no es capaz de cerrar una fisura que se abra: Cedimiento lateral del costero de una viga

Fisuras provocadas por cedimiento de un puntal

La figura siguiente muestra las fisuras al hormigonar una viga / forjado antes de haber endurecido el hormigón del pilar (no se tiene en cuenta el asentamiento plástico, que se describirá más adelante, aunque en muchas ocasiones este tipo de fisuración puede confundirse con el provocado por la retracción plástica del hormigón):

a) Lesiones provocadas por movimientos de armaduras en vigas planas: Las vigas planas (o embebidas en el canto de forjado), dado su

18


19

poco canto son muy deformables, y por lo tanto son el origen de la mayoría de las lesiones de fisuras en tabiques y cerramientos por deformaciones excesivas de la estructura (este tema se verá con más profundidad más adelante).

Aunque dichas deformaciones excesivas pueden estar provocadas por un cálculo insuficiente de sección y/o armado, también es frecuente que el origen esté en una mala ejecución.

Comparación de la reducción del canto útil en una viga de cuelgue y una plana, al pisar la armadura superior Desde el punto de vista de su ejecución, estas vigas son muy sensibles a los desplazamientos de armadura (al pisar durante su montaje y hormigonado), pues un desplazamiento de tan solo 2 cm puede alterar gravemente su capacidad mecánica, sobre todo en los apoyos sobre pilares (zona muy solicitada), donde además hay que cuidar el vibrado del hormigón, no siempre fácil debido a la gran densidad de barras superiores para los esfuerzos de momentos negativos. En el caso de voladizos, es frecuente pisar las armaduras de negativos, produciéndose una drástica disminución del canto útil de la viga:

c) Lesiones provocadas por movimientos de la armadura en pilares: La armadura de un pilar, si no incorpora separadores para asegurar unos recubrimientos mínimos, puede quedar desplomada e incluso deformada, sin que esto pueda ser detectado a simple vista. Esto puede provocar fisuración horizontal (paralelas y finas) en la cara con menor recubrimiento:

19


20

d) Ménsulas que soportan cerramientos de ladrillo en varios pisos: Es una situación típica de edificios con cuerpos volados y cerrados. El origen de las lesiones proviene de una mala ejecución de la fábrica, que se amortera contra las ménsulas sin dejar una junta suficiente. La consecuencia es que el peso de las fábricas desciende por fachada, en vez de transmitirse a los pilares, hasta la ménsula más baja, que por no tener bajo ella ningún cerramiento, tiene que soportar una carga muy superior a la de cálculo.

Este efecto puede producirse también cuando se hormigona la ménsula directamente sobre la fábrica inferior.

e) Mala ejecución de la armadura: Otro motivo frecuente de lesiones por mala ejecución es el excesivo doblado de armaduras. Los radios de doblado deben estar en función del diámetro de la barra, y si se aplican radios muy pequeños, puede originar una acumulación de tensiones tal que llega a punzonar el hormigón, sobre todo con barras de grandes diámetros:

También es frecuente el grifado incorrecto de la armadura longitudinal de los pilares, para preparar las barras de espera. Esto suele provocar tanto roturas de la cabeza del pilar (grifado prematuro), como mal funcionamiento de la armadura en su conexión con el pilar siguiente. A continuación se muestran

20


21

como ejemplo las formas de grifado en función del cambio de sección entre tramos de pilares: Formas de grifado en función del cambio de sección entre tramos de pilares

f) Errores de replanteo: El más frecuente, y quizá el de más trascendencia, es el error debido al mal posicionamiento de encofrados de pilares que origina desplomes entre pilares de distintas plantas. Esto puede provocar

excentricidades de carga no contempladas en el cálculo, que pueden introducir solicitaciones excesivas. Otro caso muy frecuente es el de los errores de replanteo en los costeros de borde de forjado. Si éstos no quedan perfectamente a plomo, puede suceder que la hoja de ½ pie de cerramiento que apoya parcialmente en el forjado, quede sin apoyo suficiente, provocando un tipo de fisuración muy frecuente. También es frecuente modificar por error las dimensiones de una pieza (sobre todo en vigas): - En aquellos casos en los que se disminuye la sección útil, se pueden producir deformaciones excesivas y fisuras en otros elementos, cuando no la rotura de la pieza. - En los casos en los que se aumenta la sección, también se aumenta su rigidez. Esto provoca que la pieza absorba mas momento, lo que puede originar fisuración debido a la insuficiente cuantía mecánica (ésta sin embargo no se aumenta proporcionalmente). - En cualquier caso, las variaciones geométricas debidas a errores de replanteo, no siempre provocan lesiones en la estructura o en otros elementos, pero originan modificaciones en el resto de las unidades de obra, lo que indudablemente tiene una repercusión económica. Un caso típico es el del mal replanteo de las losas de escalera, de poca (o nula) trascendencia en la estructura, pero que provoca modificaciones en la distribución de espacios interiores. En la figura siguiente se muestra una equivocación típica, en la que se replantea el encofrado con las medidas de la cara superior de losa. Este error es común en aquellas partes de la estructura que son inclinadas (losas de escalera, rampas, losas de cubierta, etc):

21


22

Error típico en el replanteo del encofrado de una losa inclinada

g) Errores en los recubrimientos: Aunque sin duda, el error mas común durante la ejecución, y el que provoca mayor número de daños a la estructura, es la mala disposición de la armadura respecto del encofrado: Si el recubrimiento es excesivo, la armadura queda bien protegida, pero se producen dos efectos negativos: Uno es que se reduce el canto útil de la pieza, y en consecuencia se produce una merma en su capacidad mecánica, lo que puede provocar deformaciones excesivas. Otro efecto es que el hormigón de superficie queda sin armar, facilitando la fisuración por retracción (como se verá mas adelante). Esto provoca en muchos casos la corrosión de la armadura. Si por el contrario el recubrimiento es insuficiente o nulo (situación ésta mucho más frecuente por falta de separadores), la armadura queda expuesta a los agentes externos corrosivos, provocando la corrosión del acero. Este tipo de lesiones provocadas por falta de recubrimiento en la armadura, se verán con más detalle en el tema siguiente. h) Mala calidad del hormigón: Aunque el hormigón se suministre a obra desde central con todos los controles necesarios de calidad, es posible que su puesta en obra altere sus características iniciales, tanto en cuanto a su durabilidad como en cuanto a su resistencia mecánica. Los errores de manipulación mas frecuentes son: Añadir agua de amasado a hormigones de consistencia seca para facilitar y acelerar su puesta en obra. Esto, además de estar prohibido, provoca hormigones muy porosos de baja resistencia, y lesiones que se explican en el tema siguiente. Realizar un vertido inadecuado (sobre todo en pilares y muros) a excesiva altura, provocando la segregación del árido. Con esto se obtiene un hormigón que no es homogéneo, con zonas de resistencia muy baja. Esto provoca un importante descenso en la resistencia de la pieza hormigonada. Un insuficiente vibrado, que impide al hormigón envolver totalmente a la armadura, que queda desprotegida e indefensa ante la corrosión. También se originan coqueras en la masa, que tienen gran incidencia en la resistencia

22


23

mecánica final de la pieza. Estos problemas son especialmente frecuentes en pilares (sobre todo en su base) y en piezas en general con alta cuantía de armadura. Por último, un mal curado del hormigón (o inadecuado a las condiciones climatológicas) puede provocar toda una serie de lesiones que normalmente pueden transcender en corrosión de la armadura. Este tipo de lesiones se explican con detalle en el siguiente tema. i) Deterioros de la estructura por otros oficios: Muchas veces por el “desconocimiento del oficio ajeno”, y casi siempre debido a neglicencias y falta de control, pueden producirse deterioros importantes en la estrcutura para resolver problemas de ubicación de instalaciones, normalmente por falta de previsión en proyecto o bien por errores de replanteo. Las situaciones más comunes son la rotura de vigas, zunchos y viguetas para el paso de bajantes (figura) y la rotura de vigas y pilares para el paso de conductos eléctricos. En estos casos, el daño puede considerarse grave y ha de repararse inmediatamente, pues puede quedar oculto por el revestimiento posterior y provocar un colapso parcial ante la aplicación de la totalidad de las cargas. Perforación de viga plana (izqda) y de vigueta (drcha) para paso de bajantes

j) Suministro de materiales: Pueden ocasionarse graves deficiencias en la estructura si los materiales que intervienen en su construcción son inadecuados o están defectuosos: -

Armaduras mal confeccionadas y/o almacenadas Cementos en mal estado Aridos inadecuados Agua inadecuada Aditivos inadecuados Amasado incorrecto Material auxiliar en mal estado o inadecuado

Como conclusión, podemos decir que es absolutamente recomendable (y rentable) la buena práctica en la ejecución de una estructura, puesto que los

23


24

errores cometidos en ésta fase de obra son quizá los de más trascendencia (en tiempo y dinero) y que a su vez originan todo tipo de lesiones en otras unidades de obra. De hecho, se puede afirmar que un proyecto de estructuras deficientemente definido (que no mal resuelto) puede llevarse a buen término con una buena ejecución, sin embargo, un buen proyecto y una mala ejecución darán como resultado una estructura con problemas. La inspección visual nos permitirá detectar aquellos síntomas (de existir), que son en realidad los signos que manifiestan el deterioro de la estructura de hormigón, bien sea en el propio hormigón o en el acero de las armaduras, aunque bien puede ser un deterioro producido por un exceso de carga de la misma. En muchos casos (la mayoría), los síntomas no son apreciables en la propia estructura por estar ésta oculta, y sin embargo son claramente visibles en las unidades de albañilería que descansan sobre ella. Por último, hay casos en que no existe evidencia de ninguna sintomatología clara, pero se han dado circunstancias (por ej. un sismo) que permiten creer que la estructura haya podido sufrir algún tipo de afección. En definitiva, la inspección visual nos permitirá reconocer dichos síntomas, sobre los cuales el técnico deberá proceder al análisis de sus causas y a la evolución del daño estructural, para tener suficientes datos a la hora de diseñar la actuación más correcta y económicamente más proporcionada. Como SÍNTOMA, entendemos aquellas evidencias u otro tipo de indicios reveladores de una lesión, y que pueden aparecer en la propia estructura o bien en otros elementos constructivos (o en ambos). Como LESIÓN entendemos aquellos daños provocados por causas físicas o químicas que se concretan en deformaciones o alteraciones en los materiales, y que pueden afectar a las prestaciones de la propia estructura (a su totalidad o a parte de ella) o a otros elementos constructivos (fachadas, particiones, etc)

A continuación se resumen en tres cuadros la identificación y calificación de las diferentes lesiones en estructuras de hormigón armado, que serán explicados posteriormente.

24


25

Esta guía es sumamente útil para determinar el origen y causa de una lesión durante el proceso de prediagnosis de una estructura:

Identificación y calificación de lesiones en estructuras de h.a.: vigas, viguetas y pilares

25


26

Identificación y calificación de lesiones en estructuras de h.a.: forjados, losas y otros

Identificación y calificación de lesiones en h.a.: tabiques, carpint., fachadas y cubiertas

PATOLOGIAS EN ELEMENTOS ESTRUCUTRALES DE CONCRETO ARMADO

Patologías en columnas

c-1: Desagregación del hormigón por ataque químico

c-2: Corrosión en la armadura c-3: Asiento plástico en la cabeza del pilar c-4: Retracción hidráulica del pilar c-5: Aplastamiento por compresión del pilar c-6: Rotura por tracción del pilar c-7: Rotura por flexión del pilar c-8: Rotura por cortante del pilar c-9: Fisuración por pandeo del pilar c-10: Rotura de esquinas en cabeza de pilar c-11: Armadura de espera insuficiente c-12: Recrecido en cabeza de pilares c-13: Recubrimiento excesivo

26


27

ELEMENTO: columnas

CODIGO: c-1

PATOLOGIA: Desagregación del hormigón por ataque químico FOTOGRAFIA:

27

CROQUIS:


28

DESCRIPCION: Consiste en el desmoronamiento del hormigón debido al ataque químico que sufre de forma lenta y progresiva que acaba deshaciéndolo, además de provocar la corrosión de las armaduras. Inicialmente suele presentar un aspecto poroso, con eflorescencias y cambio de color, que es significativo de que se esta produciendo una pérdida de resistencia pudiendo llegar al colapso.

CAUSAS: 

Elaboración

MEDIDAS: del

hormigón

con

algún componente químico que le ataca



Apuntalar con urgencia.



Si el ataque es del exterior se debe

desde dentro: 

Áridos reactivos que reaccionan con el agua dando sulfatos.



Aditivos empleados de forma incorrecta.



Cementos muy expansivos, con exceso de cal libre o magnesia.



El hormigón está en un ambiente químico agresivo que le ataca desde fuera.



Posible entumecimiento del hormigón.

Causas y medidas

28

eliminar la causa o proteger el hormigón. 

Si el ataque es del interior se debe sustituir el elemento o añadir otro que lo sustituya.


29

ELEMENTO: columnas

CODIGO: c-2

PATOLOGIA: Corrosión en la armadura FOTOGRAFIA:

29

CROQUIS:


30

DESCRIPCION: Consiste en la oxidación de las armaduras gracias al oxigeno que penetra del exterior y a la existencia de agua en el interior del hormigón. Al corroerse la armadura aumenta de volumen, ejerciendo una presión en el hormigón que puede provocar la caída de los recubrimientos. El fallo por corrosión se produce bien por la perdida de sección de las barras o por el pandeo de estas, cuando los cercos se corroen y no la atan.

Causas y medidas

30


31

CAUSAS:

MEDIDAS:



Empleo de agua o áridos inadecuados.



Apuntalar si la corrosión está muy avanzada.



Armadura con escaso recubrimiento.



Protección de la armadura y reparación del



Hormigón poco compacto con exceso de agua.



Hormigón muy poroso por un mal vibrado.



Ausencia de protección superficial anti

hormigón circundante. 

Sustitución de la armadura si está muy dañada.

corrosión en ambientes muy agresivos con alto contenido de cloruros (zonas marinas, industrias, etc.).

ELEMENTO: Columnas

PATOLOGIA: Asiento plástico en la cabeza del pilar

31

CODIGO: c-3


32

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la fisuración que se produce a nivel inferior al de un cerco en la cabeza del pilar por la coacción que los estribos producen al asiento plástico del hormigón situado sobre ellos. El hormigón del núcleo y el situado bajo el estribo descienden libremente causando la fisuración, que suele ser de poca profundidad y de unos 0,4 mm. Aparecen en las tres primeras horas de vida, pero no se ven por estar el pilar encofrado.

32


33

CAUSAS:

MEDIDAS:





Exceso de agua de amasado en la

las

resistencias

del

hormigón

son

dosificación o por adicción a un hormigón

correctas: Sellar las fisuras y aplicar algún

predosifcado.

protector superficial para evitar la corrosión



Exceso de vibrado.



Impureza de los áridos.



Exceso de cemento o de fuerte retracción.



Acumulación agua y árido fino en la cabeza del pilar (mayor cuanto más alto sea el pilar).



Hormigonado en tiempo caluroso y con viento.



Añadido defectuoso en la cabeza de pilares que han quedado con menor altura.

Causas y medidas

33

Si

de la armadura. 

Si las resistencias del hormigón no son suficientes: demoler la cabeza del pilar y colocar un collarín de acero.


34

ELEMENTO: columnas

CODIGO: c-4

PATOLOGIA: Retracción hidráulica del pilar FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la fisuración que aparece en las primeras horas de fraguado debido a las retracciones que sufre al estar expuesto al soleamiento, y sino se realiza un correcto curado. No es común en pilares, pero cuando aparecen lo hacen mediante fisuras abiertas y horizontales en toda la altura del pilar siendo más pronunciadas en las caras mas expuestas al sol.

34


35

Causas y medidas

CAUSAS: 

Exceso de

MEDIDAS: agua de

amasado y

curado deficiente, con fuerte soleamiento. 

Hormigón con exceso de cemento y áridos



Si

las

resistencias

del

hormigón

correctas: Sellar las fisuras y aplicar algún protector superficial para evitar la corrosión de la armadura.

inadecuados que producen retracciones. 

Cemento de fuerte retracción.



Armadura con escaso recubrimiento.



Cuantía geométrica de la armadura pequeña.

ELEMENTO: columnas

35

son

CODIGO: c-5


36

PATOLOGIA: Aplastamiento por compresión del pilar FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la fisuración fina, vertical (en ocasiones se manifiestan a 60°, como la imagen), de carácter rápido y muy grave que divide en dos al pilar al no poder soportar la carga a que está sometido.

Además

puede

provocar

que

las

barras

intenten

pandear

desprendiendo

los

recubrimientos y fisurando las esquinas. Para evitar esta patología resulta fundamental el correcto funcionamiento de los cercos.

36


37

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Ausencia de estribos en el pilar.





Deslizamiento

de

los

cercos,

que

se

encuentran juntos en la zona inferior a las fisuras durante el vertido del hormigón en el pilar.

Apuntalar con urgencia y reforzar el pilar por medio de un recrecido de hormigón o mediante el empleo de perfiles de acero. Si se recurre al refuerzo con perfiles metálicos se deben reforzar las plantas superiores e inferiores



Incorrecto diseño: 

Sección insuficiente.



Armadura insuficiente.



Hormigón deficiente.



Exceso de carga.



Asiento de una parte de la edificación.



Sismo.

37

para

evitar

un

posible

punzonamiento en el forjado superior e inferior, al no tener resistencia suficiente al cortante que se le somete.


38

ELEMENTO: columnas

CODIGO: c-6

PATOLOGIA: Rotura por tracción del pilar FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Fisura o grieta grave que secciona la pieza en horizontal. Si el pilar esta poco armado el pilar se agrieta horizontalmente y queda colgando de la estructura; si esta muy armado aparecen fisuras abiertas y finas en toda su longitud que lo seccionan. Esta patología es muy grave porque puede cambiar el esquema de trabajo de toda la estructura pasando a soportar solicitaciones para las que no estaba diseñada.

38


39

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Aumento del esfuerzo axil al que estaba



Averiguar que sucede en la cimentación.

sometido el pilar, motivado por:



Si continua el asiento se procederá:



Asiento del cimiento por variación de las condiciones del terreno.



Excavación de solar medianero.



Omisión de vigas centradora o insuficiente.



Acortamiento de las cabezas de los pilares inferiores, por fluencia.

ELEMENTO: columnas

39





Apuntalar.



Recalzar el cimiento.



Reforzar la estructura.

Si la fisuración solo aparece en las plantas altas se debe comprobar la resistencia de los pilares inferiores, sobre todo en las cabezas de los mismos.

CODIGO: c-7


40 PATOLOGIA: Rotura por flexión del pilar

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Fisura horizontal que aparece en la cabeza o pie de los pilares cuando se produce un momento flector superior al previsto, modificando los diagramas de esfuerzos. Se trata de una fisura abierta por una cara que se va cerrando según se aleja de la zona traccionada.

40


41

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Aumento del esfuerzo flector por un asiento.



Apuntalar y estudiar la causa exacta.



Empuje horizontal no previsto.



Reforzar el pilar por medio un recrecido o



Diseño inadecuado:











Solicitaciones mayores a las previstas.

perfiles de acero.

Falta de anclaje por omisión de patillas en pilar extremo de la última planta.

ELEMENTO: columnas

41

CODIGO: c-8


42

PATOLOGIA: Rotura por cortante del pilar FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en una rotura rápida y muy grave que fisura dos caras en horizontal y en las otras dos a 60°. Es una rotura poco frecuente, pero cuando aparece lo hace de forma muy rápida siendo menor la capacidad de aviso cuanto menor sea la armadura transversal.

42


43

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:








Reforzar el pilar por medio un recrecido

Diseño inadecuado: 

Armadura transversal insuficiente.









Empuje horizontal superior al previsto.



Deslizamiento de la cimentación.

43

añadiendo mayor número de cercos; o reforzar con perfiles de acero.


44

ELEMENTO: columnas

CODIGO: c-9

PATOLOGIA: Fisuración por pandeo del pilar FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Rotura rápida y muy grave, que se produce en horizontal en la cara de un pilar, a veces acompañada del desprendimiento de los recubrimientos. Aparece en pilares muy esbeltos que soportan cargas excesivas para la sección y el armado del que disponen.

44


45

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:












Aumentar la sección mediante el recrecido



Esbeltez no prevista en los cálculos.



Mayor altura de la considerada en los cálculos.



Exceso de carga en pilares esbeltos.

ELEMENTO: columnas

45

del pilar o mediante el refuerzo con perfiles metálicos.

CODIGO: c-10


46

PATOLOGIA: Rotura de esquinas en cabeza de pilar

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Fisuras que aparecen en las esquinas de las cabezas de los pilares provocada por golpes durante el desencofrado o por subirse los obreros al forjado y sujetarse a las barras de espera, estando aun fresco el hormigón. Esta patología no es muy grave, pero sino se repara puede provocar la corrosión de las armaduras.

46


47

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:





Doblado de las barras cuando el hormigón tenía poca resistencia.



Rotura por golpes en desencofrado prematuro.



Rotura por sujetarse a las barras con el hormigón aun fresco.

47

Eliminar las esquinas y sustituirlas por mortero epoxi o con nuevo hormigón.


48

ELEMENTO: colu,mnas

CODIGO: c-11

PATOLOGIA: Armadura de espera insuficiente FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Cuando la longitud de anclaje entre las armaduras de dos pilares o entre un pilar y un forjado es escasa, la unión entre los dos elementos no tiene la continuidad y la adherencia requerida. En el caso de unión viga- pilar puede provocar la fisuración al deslizar la armadura en el hormigón. Si la viga no es capaz de soportar la nueva distribución de esfuerzos puede llegar a la rotura seguida de nuevos daños.

48


49

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Escasa longitud de anclaje entre dos



Apuntalar si existe riesgo.

piezas diferentes.



Sellar fisuras y reforzar la estructura si es preciso.

49


50

ELEMENTO: colu,mnas

CODIGO: c-12

PATOLOGIA: Recrecido en cabeza de pilares FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: La práctica habitual de recrecer la cabeza de un pilar cuando este no tiene la altura prevista por medio de ladrillos o morteros de mala calidad puede provocar la fisuración de los cerramientos de las plantas superiores. Esta fisuración es consecuencia del acortamiento de la cabeza del pilar por fluencia, debido a la carga permanente.

50


51

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Recrecido defectuosos en las cabezas de



Apuntalar si se estima que el error es grave.

los pilares.



Si las cabezas de los pilares no tienen



Hormigón más fluido y menos resistente en las cabezas de los pilares.

51

resistencia suficiente reforzarlos con collarines.


52

ELEMENTO: columnas

CODIGO: c-13

PATOLOGIA: Recubrimiento excesivo FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Un recubrimiento excesivo provoca la fisuración por retracción del hormigón, por otra parte el hormigón puede verse sometido a trabajar a tracción hasta que una vez que haya roto comience a colaborar la armadura. La rotura del hormigón supone una puerta abierta a la corrosión de las armaduras.

52


53

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Omisión de separadores o calzos.



Apuntalar si se estima riesgo.



Movimiento de la armadura en el interior



Reparar las fisuras y la posible corrosión de

del encofrado durante la ejecución del pilar.

53

la armadura. 

Reforzar el pilar.


54

Fallos por esfuerzos de flexocompresión: Se dan mayoritariamente en pilares y pueden manifestarse de varias formas, dependiendo del tipo de solicitación que los produzca:

a)

b)

c)

Así, en función de la excentricidad de la carga sobre el pilar (distancia entre el eje de aplicación de la carga y el eje del pilar), podemos distinguir tres casos: a) Flexión compuesta: la excentricidad es muy grande (> b/2), lo que equivale a dos posibles situaciones, muy frecuentes en pilares de esquina o de última planta: Un momento flector muy grande Un momento flector normal combinado con una pequeña carga Este estado de solicitaciones provoca un estado tensional de tracciones en una cara y compresiones en la otra. Si las tensiones de tracción son excesivas (cuanto mayor sea la excentricidad), se produce una fisuración típica, con fisuras perpendiculares al pilar que van cerrándose hacia el eje del mismo (ver figura).

54


55

Flexión compuesta Compresión simpe Fisuración inclinada

En las anchos repercute anchos graves

fisuras de la cara traccionada, para de fisura menores a 0,3mm, consideramos la lesión leve (solo en la durabilidad del material), y para superiores, estamos ante daños que aconsejan intervención inmediata.

En la cara de compresión se pueden generar (si la tensión es excesiva) fisuras mucho más peligrosas, por ser el inicio del colapso inmediato del pilar. Estas fisuras, de carácter grave, son finas y paralelas a la cara del mismo, siendo de evolución casi instantánea. En cualquier caso, esta combinación de cargas puede provocar un pandeo progresivo del pilar: la deformación producida por tales tensiones, aumenta la excentricidad de la carga, lo que automáticamente provoca un aumento de las tensiones y así progresivamente hasta la rotura del pilar (salvo que se llegue a un estado de equilibrio).

b) Compresión simple: Este caso se produce cuando no existe momento flector de consideración, y en consecuencia todo el pilar está solicitado al mismo nivel de compresión. Cuando ésta tensión supera la admisible, se produce la fractura del hormigón (normalmente por pandeo local de la armadura), que es muy peligrosa pues no avisa. Las fisuras son verticales, finas y paralelas, siguiendo la dirección de la armadura principal. Si dichas fisuras aparecen en la parte alta del pilar, puede deberse al desplazamiento de los estribos hacia abajo por efecto del hormigonado. Se considera una lesión muy grave, que cuando se detecta es obligado el desalojo inmediato del edificio.

c) Compresión compuesta: Es un caso intermedio entre los dos anteriores, en el que la excentricidad de la carga es pequeña (< b/2) como consecuencia de la introducción de un momento flector poco importante. Esto provoca tensiones variables de compresión, que de ser excesivas pueden originar la rotura del material siguiendo el patrón descrito anteriormente para la

55


56

flexión simple, con la salvedad de que las fisuras se manifiestan en un lado del pilar y no cerca del eje.

No hay que confundir las fisuras producidas por compresión con las originadas por corrosión de las armaduras. Estas últimas se manifiestan siempre marcando los estribos y/o la armadura principal del pilar. d) Fisuración inclinada en pilares: Es un tipo de fisura excepcional (muy rara), debida a esfuerzo cortante. Se considera una lesión muy grave, y por lo tanto se hace necesario una intervención inmediata. e) Fisuración por tracción en pilares: Aunque en cualquier modelo estructural nunca se plantea que los pilares puedan funcionar a tracción (salvo casos muy singulares), es posible que ante estados de carga muy desequilibrados, junto a fuertes acciones horizontales (viento, sismo) y configuraciones muy descompensadas de pórticos, el resultado es que uno o más pilares puedan estar en un momento dado solicitados a tracción, provocando una fisuración típica en estos casos. La fisura es perpendicular al eje del pilar, y recorre la totalidad del perímetro. Aunque la armadura no llega al agotamiento nunca, la matriz de hormigón queda fracturada, por lo que debemos considerar este daño de carácter grave, al perder el pilar su capacidad ante esfuerzos cortantes. f) Otras fisuraciones en pilares: Otra posibilidad está relacionada con la mala calidad del hormigón debida a la ejecución. Suelen aparecer en la parte alta del pilar unas “escamas” producidas por una falta de resistencia a compresión. Podemos diferenciar un tramo intermedio del pilar (B) en donde la calidad del hormigón suele ser la mejor. Sin embargo, en la parte inferior (A), la calidad puede ser mala debido a un insuficiente vibrado, y en la parte superior (C) también puede ser mala debido a un exceso de acumulación de agua y/o descenso de los áridos mayores. Esta mala calidad normalmente se detecta por el aspecto rugoso / escamoso que presenta su superficie, y por el ruido sordo que se produce al golpear con un martillo.

Por ello, la mayoría de las fisuras por compresión simple se suelen manifestar en los tercios superior e inferior del pilar.

56


57

Fisuración transversal en pilares marcando la posición de estribos:

El proceso de fisuración es similar al anterior, localizado en los estribos de armado, sobre todo cuando éstos no guardan una separación (recubrimiento) suficiente con el encofrado. Son fisuras anchas y poco profundas, de carácter leve, pero que pueden influir mucho en la durabilidad de la pieza, que en el caso de pilares puede tener gran trascendencia. Suelen aparecer en la parte superior del pilar.

Fisuración transversal en vigas y pilares: En pórticos de H.A., la rigidez y/o sección relativa entre vigas y pilares pueden ocasionar dos situaciones diferentes de retracción hidráulica: Pilares más rígidos que vigas: los pilares funcionan como coactores, provocando la fisuración en las vigas (figura izquierda) Vigas más rígidas que pilares: es el caso contrario. La fisuración se produce en los pilares (figura derecha)

57


58

58


59

Patologías en vigas

V-1: Corrosión de las armaduras de las vigas V-2: Asiento plástico de una viga V-3: Contracción térmica de una viga V-4: Aplastamiento por compresión del hormigón de una viga V-5: Rotura a flexión de una viga V-6: Rotura por cortante de una viga V-7: Rotura por torsión de una viga V-8: Deformación excesiva o flecha de una viga V-9: Escasa longitud de anclaje en negativos

ELEMENTO: Vigas

59

CODIGO: V-1


60

PATOLOGIA: Corrosión de las armaduras de las vigas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la oxidación de las armaduras gracias al oxígeno que penetra del exterior y a la existencia de agua en el interior del hormigón. Al corroerse la armadura aumenta de volumen, ejerciendo una presión en el hormigón que puede provocar fisuras abiertas en el sentido longitudinal de la armadura, para finalmente desprender el hormigón de los recubrimientos dejando la armadura al descubierto.

60


61

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:





Escaso recubrimiento por omisión de calzos o separadores.



Proteger la armadura para que no continúe la corrosión y añadir nueva armadura en el caso de que la sección de acero este muy

Compactación y vibrado deficiente,

mermada.

creando hormigones muy porosos.  

Agua o áridos inadecuados.



Ambiente muy agresivo no previsto en el diseño.



Forjados sanitarios con cámara sin ventilación.

ELEMENTO: Vigas

PATOLOGIA: Asiento plástico de una viga

61

Ventilar los forjados.

CODIGO: V-2


62

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la disminución de volumen que se produce en el hormigón durante su fraguado y endurecimiento por la evaporación del agua que contiene. Esto provoca una fisuración debida a la coacción que la armadura ejerce sobre la retracción plástica del hormigón, partiéndolo al superar su resistencia a tracción. Esta patología suele aparece a partir de las tres primeras horas del vertido.

62


63

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Exceso de agua de amasado en el hormigón.



Comprobar si el hormigón tiene su resistencia.



Exceso de finos y de cemento.



Proteger las armaduras y sellar el hormigón



Cuantías de acero demasiado pequeñas.



Hormigonar encofrado,

en

época

armadura

y

calurosa

con

viguetas

muy

calientes por la acción solar. 

Exceso de vibrado.



Curado inadecuado en climas calurosos o con viento.

63

con algún mortero epoxi. 

Reforzar el

elemento sino tiene

suficiente resistencia.


64

ELEMENTO: Vigas

CODIGO: V-3

PATOLOGIA: Contracción térmica de una viga FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consisten en los movimientos que experimenta el hormigón, durante el proceso de fraguado y endurecimiento, debido a la diferencia de temperatura que existe dentro de ella. Si estos movimientos se encuentran coartados y las tensiones superan la capacidad resistente, aparecen fisuras transversales al esfuerzo, que lo cortan. Es común en los cambios bruscos de armado y zonas menos armadas.

64


65

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Escasa cuantía de hormigón.



Eliminar la causa que produce la fisura.



Omisión de juntas de dilatación.



Sellar la fisura para evitar la posible



Elementos muy coartados.

ELEMENTO: Vigas

65

corrosión de las armaduras.

CODIGO: V-4


66

PATOLOGIA: Aplastamiento por compresión del hormigón de una viga FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Rotura de carácter muy grave que se produce en la zona de compresión del hormigón por su aplastamiento. Son roturas de carácter muy peligroso que comienzan con unas fisuras grandes y pueden llegar al agotamiento de la viga, dependiendo de la cuantía de acero. Se producen en la cara superior del centro de la viga, y en las caras inferiores en las zonas extremas de la viga en la unión con el pilar.

66


67

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Sección pequeña con mucha armadura de




tracción.



Aumentar






Exceso de carga.



Cálculo deficiente.

67

reforzándola

la

sección

por

medio

de de

la

recrecidos,

refuerzos con perfilería metálica, etc. 

Reducir las cargas.

viga


68

ELEMENTO: Vigas

CODIGO: V-5

PATOLOGIA: Rotura a flexión de una viga FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la rotura de la viga en su cara inferior en el centro de su luz, iniciándose en la zona de tracción y progresando en vertical hacia la zona comprimida; y en los extremos de la viga, siendo más peligrosa porque la sección queda reducida y con menor resistencia a cortante. La flexión tambien puede ser lateral, muy común en vigas de cuelgue, motivada por un empuje que ocasiona un sismo.

68


69

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Armadura insuficiente o mal colocada



Apuntalar.

(menor número de barras o de inferior



Reparar las fisuras.



Reforzar la viga por medio de:

diámetro). 

Omisión de patillas en vigas extremas o



escasa longitud de anclaje.

Recrecido de hormigón con aumento de la cuantía de acero.






Pegado de chapas de acero.



Sobrecargas excesivas.



Perfilería metálica.



Mayor luz de la considerada en el cálculo.



Cálculo erróneo.



Desencofrado prematuro.

69


70

ELEMENTO: Vigas

CODIGO: V-6

PATOLOGIA: Rotura por cortante de una viga FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Son fisuras muy peligrosas, que dependen básicamente de la cuantía de los cercos; a mayor cuantía mayor tiempo de aviso, mientras que en ausencia de cercos la rotura es instantánea. Consiste en una fisuración a 45° dirigiéndose hacia el apoyo y seccionando la viga. Este tipo de rotura se ve incrementada cuando los cercos no tienen la suficiente longitud de anclaje o todos los estribos están anclados en la misma barra.

70


71

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Cargas superiores a las previstas.






Menor resistencia del hormigón.



Reforzar la viga por medio de recrecidos de



Sección insuficiente de la viga.






Colocación inadecuada de cercos:



71



Menor diámetro.



Muy separados.



Escasa longitud de anclaje.



Mal cerrado.

Cálculo erróneo.

hormigón,

colocando

nueva

armadura

transversal formado horquillas sujetas con resinas epoxi. 

Reducir las cargas y sellar las fisuras.


72

ELEMENTO: Vigas

CODIGO: V-7

PATOLOGIA: Rotura por torsión de una viga FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: La torsión provoca fisuras a 45° que buzan en dirección opuesta en las diferentes caras de la viga, al contrario que el cortante; y su rapidez de aparición es mayor cuanto menor sea la armadura transversal. En general las piezas que tienen riesgo de rotura por torsor son las vigas de borde a las que acometen forjados de grandes luces, vigas que reciben brochales, y vigas de extremos de voladizos.

72


73

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Sección insuficiente de la viga.



Apuntalar.



Armadura transversal y longitudinal insuficiente.



Compensar cargas.





Aumentar la sección de la viga por medio

Cercos con escasa longitud de anclaje.



Hormigón de menor resistencia.



Cálculo erróneo que no ha previsto el torsor.

73

de recrecidos o reforzarla con pletinas sujetas con resinas epoxi.


74

ELEMENTO: Vigas

CODIGO: V-8

PATOLOGIA: Deformación excesiva o flecha de una viga FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: La deformación o flecha que sufre una viga puede provocar la fisuración en tabiques de planta baja. Es recomendable limitar la flecha del forjado para evitar este tipo de fisuración, que generalmente no tiene ninguna gravedad estructural pero si presenta problemas estéticos. Las fisuras son finas y verticales si el tabique que no tiene mucha altura, mientras si es alto son fisuras horizontales.

74


75

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



No calcular las deformaciones.





Considerar la misma deformación relativa

Si

la

deformación

acompañada reforzará

en vigas pequeñas que en las grandes.

de

la viga

es

otros

muy

elevada,

problemas,

dotándola

de

se

mayor

rigidez. 

No prever la transmisión de cargas a través de los cerramientos, en especial con grandes luces.



No haber capacitado al forjado primero para soportar mayor carga.



No igualar deformaciones en vigas que forman la junta de dilatación.

75



Es recomendable dejar un espacio entre el tabique y el forjado para evitar la posible rotura al flectar la viga.


76

ELEMENTO: Vigas

CODIGO: V-9

PATOLOGIA: Escasa longitud de anclaje en negativos FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en una fisuración fina del hormigón a tracción cuando la armadura se desliza a través del hormigón, pudiendo llegar a la rotura de la viga. Esto se debe a la redistribución de momentos, aumentando los positivos de la cara inferior de la viga y tambien los negativos del otro extremo. La fisuración es a 45° en los laterales de la viga, y en la otra cara son verticales situadas en el lugar de las patillas.

76


77

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:





Escasa longitud de anclaje por omisión o cortedad de patillas.



Armadura

extrema

anclaje antes que se deslice la armadura. en

viga

plana

de

grandes luces con diámetros más gruesos donde no es suficiente colocar de patilla el canto de la viga.

77

Apuntalar y aumentar la longitud de


78

Fallos por esfuerzo de flexión La inspección se hará en la cara inferior de vigas y/o viguetas, picando el revestimiento si fuese necesario (o abrir falso techo). Las formas típicas de fisuración son las indicadas en la figura:

a)

Fisuras debidas a esfuerzos de tracción

b)

Fisuras debidas a esfuerzos de compresión

c)

Fisuras debidas a esfuerzos de cortante

a) Fisuración transversal en vigas y viguetas debida a esfuerzos de tracción Se presentan en la zona de máximo momento flector de la viga / vigueta, es decir, en el centro de la cara inferior, y cerca de los apoyos (o encima de los mismos) en la cara superior si hay continuidad de viga (momento negativo de empotramiento). Si aparecen más de una fisura, normalmente se distribuyen uniformemente.

Ejemplos de ensayos a flexión (INTEMAC):

78


79

Escalones de fisuración (INTEMAC) Rotura por agotamiento del acero

Rotura de viga con adherencia impedida

Si el ancho de fisura es menor de 0,3mm, no implican peligrosidad, aunque puedan provocar la entrada de agentes externos corrosivos. Si el ancho de la fisura es mayor de 0,4mm, puede indicar una falta de armadura suficiente o bien una carga excesiva. En este caso, el daño es importante y se procederá al apuntalamiento previo. En el caso concreto de viguetas pretensadas, si el ancho de fisura es mayor de 0,2mm, esto indica que: Hay pérdida de tensión de pretensado Hay una sobrecarga excesiva Puede haber falta de armadura En estos casos se considera un nivel de lesión grave.

b) Fisuración longitudinal en vigas y viguetas debida a esfuerzos de compresión:

Salvo en estructuras exentas, no se pueden detectar sin realizar calas. Suelen ser muy poco frecuentes en forjados con capa de compresión. En cualquier caso, de existir, implican un riesgo muy grave y habrá que apuntalar de forma inmediata.

c) Fisuración inclinada en vigas y viguetas debida a esfuerzos cortantes:

79


80

Cuando las solicitaciones de cortante son excesivas, puede suceder que la rotura de la viga se origine por su incapacidad de absorber las tensiones de tracción y/o compresión derivadas de tal esfuerzo. Son fisuras localizadas cerca de los apoyos (puntos de máximo cortante), y siguen una dirección ascendente de 45º apuntando al apoyo mismo (pilar, viga, muro...). Esta dirección marca la perpendicular de las máximas tracciones debidas al cortante, que no han podido ser absorbidas por la armadura transversal.

Cuando sucede, las fisuras pueden aparecer originadas por uno de los mecanismos siguientes, tal y como se indica en las figuras:

(1).

Agotamiento por tracción de la armadura transversal

(2).

Combinación de cortante y flexión

(3).

Fisuración por compresión oblicua del alma

(4).

Fallo del anclaje de la armadura transversal

80


81

Fisuras de acuerdo a los mecanismos nombrados en el anterior parrafo

Como características diferenciales de éste tipo de fisuras (3 y 4), decir que no suelen llegar a los bordes de la pieza (debido a la armadura principal que hace un efecto de cosido), y que tienen en el eje de la viga su máxima abertura. Si la fisura llega a la superficie del ala en todo su ancho (podemos verlo en el revestimiento) entonces la pieza ha roto a cortante. Basándonos en el funcionamiento de la viga por bielas de compresión, podemos explicar otro tipo de fisuras provocadas por cortante, éstas debidas a una falta de resistencia a compresión del hormigón, y de dirección perpendicular a las anteriores (C), cuando el armado transversal es suficiente:

81


82

Siendo las fisuras representadas en (A y B) las explicadas anteriormente y debidas a una tracción excesiva diagonal, en los casos de hormigones de buena calidad pero con un insuficiente armado transversal (o excesiva separación de estribos). Son lesiones graves o muy graves si no existe armadura transversal (semiviguetas pretensadas). En cualquier caso se procederá al apuntalamiento que permita realizar las calas necesarias para identificar el origen con rigor, o bien realizar refuerzos con hormigón armado o con platabandas de acero (de espesor menor de 3 mm) adheridas con resinas epoxi.

Ensayos a cortante (INTEMAC):

Agotamiento de estribos

Compresión de bielas Fallo de anclaje en estribos

Fisuración por punzonamiento: Es un caso especial de fallo estructural debido a esfuerzos de cortante. Se produce generalmente en ábacos o capiteles de pequeño canto sobre pilares de poca sección, y también en apoyos de vigas planas de gran ancho y canto reducido sobre soportes metálicos de pequeña sección. La rotura se produce sobre la superficie de un tronco piramidal invertido, debida al agotamiento del hormigón (bielas en compresión) y/o al agotamiento de la armadura:

Fisuracion por punzonamiento

82


83

Patologias en forjados

F-1: Corrosión de la armadura en viguetas F-2: Retracción del forjado por exceso de agua en el hormigón F-3: Rotura por cortante en viguetas F-4: Rotura por punzonamiento F-5: Aluminosis en viguetas pretensadas F-6: Desprendimientos de viguetas en los apoyos F-7: Viguetas cortas que no quedan hormigonadas F-8: Aplastamiento de las cabezas de las viguetas F-9: Aplastamiento de las bases de las bovedillas F-10: Omisión de negativos en viguetas F-11: Deformación excesiva o flecha de viguetas F-12: Rotura a flexión de viguetas F-13: Fisuración por introducir viguetas en vigas. F-14: Oquedades o coqueras en viguetas F-15: Discontinuidad de los forjados F-16: Perforación incorrecta de los forjados F-17: Rotura por flexión de un forjado reticular F-18: Cortante en nervios que entregan en el ábaco de un forjado reticular F-19: Depósitos de sales y carbonatación de un forjado reticular

83


84

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-1

PATOLOGIA: Corrosión de la armadura en viguetas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Se manifiesta con manchas de oxido a lo largo de las barras de la vigueta, y a medida que aumenta de volumen la armadura corroída se va fisurando el hormigón en contacto con las barras. La rotura de la vigueta se acaba produciendo por la falta de sección o por la perdida de adherencia cuando falta el recubrimiento.

84


85

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:







Ambientes agresivos, especialmente en

Comprobar el estado en que se encuentra

zonas marítimas.

la corrosión:

Forjados situados en zonas sin ventilación



Si está avanzado se procede a apuntalar y a una sustitución de la

como bodegas, depósitos, etc.

armadura. 

Si no esta avanzado se procederá al tratamiento de reparación de la armadura.

85


86

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-2

PATOLOGIA: Retracción del forjado por exceso de agua en el hormigón FOTOGRAFIA:

86

CROQUIS:


87

DESCRIPCION: El exceso de agua en un hormigón correctamente dosificado provoca la disminución de su resistencia y de la adherencia de este con la armadura, aumentando las retracciones y el peligro de corrosión de la armadura al ser mayor la fisuración y el volumen de poros. Estas fisuras pueden aparecer en la cara superior del forjado sobre los negativos de las viguetas, barras o cercos de las vigas ya que el espesor del hormigón es menor.

Causas y medidas

87


88

CAUSAS:

MEDIDAS:







Adicción de agua para hacerlo más

Si

las

fisuras

no

han

afectado

a

la

trabajable o para aumentar el tiempo de

resistencia y adherencia bastará con sellar

aplicación.

las fisuras con algún mortero para evitar una posible corrosión.

Hormigonado en tiempo caluroso o con viento.



Si las fisuras han mermado las capacidades del forjado, además de sellar las fisuras se deberá reforzar.

ELEMENTO: Forjados

PATOLOGIA: Rotura por cortante en viguetas

88

CODIGO: F-3


89

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: El esfuerzo cortante de un forjado es soportado por el hormigón y la armadura transversal de las viguetas. Cuando esta no existe, el esfuerzo queda a cargo solo del hormigón, y si se supera la resistencia de este pocas veces surgen fisuras porque la rotura es instantánea, brusca, limpia y sin capacidad de aviso.

89


90

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:












Aumentar



Exceso de carga.



Omisión de armadura transversal.



Luces en viguetas mayores a las previstas.

ELEMENTO: Forjados

90

la

reforzándolas

sección con

de

las

chapas

viguetas metálicas

encoladas con epoxi. 

Acortar las luces del forjado.



Colocar armadura transversal.



Reducir cargas.

CODIGO: F-4


91 PATOLOGIA: Rotura por punzonamiento

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Rotura rápida y muy grave que se produce alrededor del pilar, que dependiendo de la cuantía de la armadura transversal existente la capacidad de aviso será mayor o menor. Las fisuras por punzonamiento son muy finas, cerradas, con apariencia de inofensivas y pueden aparecer en ábacos de forjados reticulares, losas de forjados, vigas muy anchas con insuficiente apoyo en los pilares, etc.

91


92

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Escaso espesor del forjado.






Mayor carga de la prevista.



Aumentar la sección.






Colocar armadura transversal.



Hormigón de menor resistencia que la prevista.



Colocar en la cabeza del pilar perfiles en



92

Apertura de huecos en los ábacos.

forma de cruz.


93

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-5

PATOLOGIA: Aluminosis en viguetas pretensadas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la conversión de los aluminatos del cemento aluminoso provocando un cambio de su estructura, provocando graves pérdidas de resistencia y aumento de la porosidad. Esto provoca una merma de la durabilidad del hormigón que facilita la corrosión de la armadura, y en el caso de estar en un ambiente húmedo facilita la carbonatación pudiendo dejar el elemento totalmente inservible.

93


94

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Empleo de cemento aluminoso.






Conversión de los aluminatos.



Sustituir el elemento si es muy grave.



Humedad y temperatura elevada.



Si no es del todo grave se puede fraccionar



Carbonatación del cemento.



Elementos situados en zonas costeras, baños, cocinas, etc.

94

su luz con vigas y aplicarle algún protector anti humedad y corrosión.


95

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-6

PATOLOGIA: Desprendimientos de viguetas en los apoyos FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Patología de carácter grave consiste en el desprendimiento o caída limpia de las viguetas debido a que no se produce una correcta unión entre el hormigón vertido y dichas viguetas.

95


96

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Hormigonar con las viguetas muy calientes



Apuntalar.

por haber estado expuestas al sol.



Macizar el apoyo colocando una armadura



Emplear bovedillas muy peraltadas.



No macizar de hormigón las cabezas de las viguetas.



Exceso de polvo o desencofrante.



Hormigón sin vibrar.



Hormigón con árido demasiado grande.



Omisión

de

o sustentación.

96

armadura

de

conexión

de sustentación. 

Colocar tacos químicos.


97

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-7

PATOLOGIA: Viguetas cortas que no quedan hormigonadas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: El empleo de viguetas cortas debe garantizar su unión con la viga por medio de un macizado o armadura de conexión de lo contrario se pueden producir: aumento de las deformaciones por reducción de la zona de compresión del hormigón, disminución de la sección resistente en las cabezas de las viguetas teniendo menor resistencia al cortante, armado de negativos insuficiente, etc.

97


98

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Ausencia de macizado de hormigón.



Apuntalar.



Falta de armadura de conexión o sustentación.



Macizar el apoyo colocando una armadura



Hormigonado defectuoso por no tener un buen vibrado.

98

de sustentación. 

Reforzar la zona de la vigueta.


99

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-8

PATOLOGIA: Aplastamiento de las cabezas de las viguetas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en fisuras finas por aplastamiento del hormigón en la cara inferior de las viguetas, cuya gravedad depende de si se producen en todas las viguetas. Los aplastamientos más frecuentes son por rotura de viguetas largas por desmocharlas a golpes, o por asiento de la cimentación. El primer caso es muy frecuente, y provoca la pérdida de resistencia a cortante o incluso la rotura por rasante de las viguetas.

99


100

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Viguetas cortas con hormigonado defectuoso.



Apuntalar.





Inyectar en las fisuras resinas epoxi líquida

Debilitamiento del hormigón por golpes al

a presión.

desmochar las cabezas de las viguetas. 

Entrada violenta en carga que produce el aplastamiento del hormigón.



Excesivas compresiones.



Elevado asiento diferencial.

10 0



Eliminar la causa del posible asiento.



En el caso de que la rotura de la vigueta sea por rasante se comprobará la pérdida de tensión de la armadura y se colocarán tacos químicos para fijarla de nuevo.


101

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-9

PATOLOGIA: Aplastamiento de las bases de las bovedillas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en el aplastamiento y desprendimiento de las bases de las bovedillas en una calle de viguetas, causadas por asientos de la cimentación o deformaciones de forjados de sección y rigidez insuficientes. Cuando rompen las bovedillas suele aparecer una fisura longitudinal de tracción en la capa de compresión sobre las bovedillas afectadas, que no debe confundirse con las fisuras de retracción.

10 1


102

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Asiento de la cimentación.





Deformación excesiva del forjado.

10 2

Apuntalar y eliminar la causa que provoca la rotura.


103

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-10

PATOLOGIA: Omisión de negativos en viguetas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en una fisuración abierta y paralela a las vigas, además de la pérdida de continuidad de las viguetas que quedan trabajando con un vano mayor al previsto pudiendo provocar su rotura. La ausencia de negativos en los voladizos supone un riesgo mayor que en los apoyos, ya que puede provocar la caída del voladizo al provocar que el hormigón trabaje a tracción.

10 3


104

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Omisión de negativos de viguetas.





Negativos bajos.



Sección

de

un voladizo.

armadura insuficiente en

los negativos. 

Caída

de

los

10 4



Picar la capa de compresión, colocar la armadura necesaria y hormigonar.

negativos por

no

estar correctamente atados a la viga. 

Apuntalar con urgencia, más si se trata de

Insuficiente longitud de anclaje.


105

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-11

PATOLOGIA: Deformación excesiva o flecha de viguetas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Fisuración cerrada en distintos planos que va desapareciendo a medida que se acerca a la viga. Cuando la vigueta flecta por fallo en esta o por soportar una carga elevada, se produce en la parte inferior del forjado esta fisura cerrada, que tiene distintos niveles quedando un lado de la fisura más bajo que el otro lado. De existir tabiques estos tambien sufrirán fisuras que dependerán de la posición de estos sobre el forjado.

10 5


106

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Rigidez insuficiente del forjado.



Apuntalar si se considera necesario.



Colocación de un canto menor al



Eliminar la causa que lo provoque.

considerado en los cálculos.



En voladizos se aumentará la rigidez de las



Sobrecargas elevadas en una zona del forjado.



Omisión de negativos o pérdida de continuidad en las viguetas.



Hormigón deficiente por ausencia de vibrado, o con menor resistencia de la requerida.



Luces mayores a las consideradas en los cálculos.



Ausencia de armadura de reparto.



En voladizos, por ausencia del zuncho de borde.

10 6

viguetas reforzándolas.


107

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-12

PATOLOGIA: Rotura a flexión de viguetas FOTOGRAFIA:

10 7

CROQUIS:


108

DESCRIPCION: Fisuras que cortan transversalmente la cara inferior de la vigueta. Generalmente son producidas por un exceso de cargas o por un deficiente diseño; aunque tambien pueden aparecer durante el proceso de ejecución debido a un incorrecto sopandado que provoca que la vigueta tenga que hacer un sobreesfuerzo al recibir el hormigón fresco.

Causas y medidas

10 8


109

CAUSAS:

MEDIDAS:



Exceso de carga.



Apuntalar.






Sellar con resinas epoxi y colocar la



Luces mayores a las previstas en el cálculo.



No quedar unido el hormigón in situ con

armadura necesaria. 

Reducir las cargas.

las viguetas. 

Colocar sopandas al mismo nivel cuando las viguetas tienen contraflechas.

ELEMENTO: Forjados

PATOLOGIA: Fisuración por introducir viguetas en vigas.

10 9

CODIGO: F-13


110

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la fisuración o rotura del hormigón de la viga en contacto con las viguetas introducidas. Al fracturar este hormigón por tener poco espesor las armaduras quedan al descubierto y son objeto de corrosión. Otro problema es que con esta práctica tan habitual se produce la perdida de continuidad del conjunto con el descenso de resistencia que ello supone.

11 0


111

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Introducir las viguetas en la viga,



Sellar las fisuras con resinas epoxi a presión.

interrumpiendo la continuidad del



Si se ha desprendido el hormigón y quedan

hormigón.

las barras vistas, reparar con mortero epoxi.

ELEMENTO: Forjados

11 1

CODIGO: F-14


112

PATOLOGIA: Oquedades o coqueras en viguetas FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Ante la ausencia del vibrado la formación de huecos provoca que al entrar en carga estas zonas trabajen a compresión con el evidente riesgo de deformación. En el caso de que esto se produzca en varias viguetas de la misma zona puede llegar a producirse la rotura del forjado.

11 2


113

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:





Apuntalar si es preciso.



Rellenar las coqueras con mortero y

Vibrado defectuoso o ausencia del mismo.

reforzar las viguetas.

ELEMENTO: Forjados

11 3

CODIGO: F-15


114

PATOLOGIA: Discontinuidad de los forjados FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: La no disposición de las viguetas en continuidad no es un error en si, siempre que no se trate de un voladizo porque podría provocar la fisuración por flecha o incluso el vuelco del forjado, pero no es la forma correcta de trabajo ya que las viguetas experimentan más deformación, se precisa mayor cantidad de armadura a colocar y más mano de obra.

11 4


115

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:





Incorrecta disposición de las viguetas y las bovedillas de los diferentes paños.



Si se ven indicios de riesgo: 

Apuntalar.



Reforzar la estructura.

Si no existen indicios de riesgo: 

11 5

Sellar las fisuras si existen.


116

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-16

PATOLOGIA: Perforación incorrecta de los forjados FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la perforación mecánica de las vigas o viguetas del forjado para el paso de las bajantes, pudiendo ocasionar daños muy graves al reducir la continuidad de la estructura. Esta practica habitual causa la reducción de la sección y de la armadura reduciendo la resistencia para soportar cortantes y flectores, con el consiguiente riesgo de deformaciones.

11 6


117

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:





Perforación de vigas y viguetas para el paso de canalizaciones.

11 7

Reforzar

la

zona

en

el

caso

de

las deformaciones conlleven riesgo mayor.


118

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-17

PATOLOGIA: Rotura por flexión de un forjado reticular CROQUIS:

DESCRIPCION: Los forjados reticulares que se vean sometidos a un exceso de flexión pueden llegar a sufrir una fisuración, que en la cara superior del forjado será abierta, en un mismo plano y formando unas retículas que van cubriendo toda la superficie; por el contrario en la cara inferior tambien será una fisuración abierta pero dispuesta en el centro de la luz.

11 8


119

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Cálculo erróneo.



Apuntalar.



Mal montaje de la armadura.



Reforzar colocando la armadura necesaria.



Menor canto del forjado que el previsto en el cálculo.






Transmisión

de

carga

de

los

forjados

superiores a través de los puntales durante el hormigonado.

11 9


120

ELEMENTO: Forjados

CODIGO: F-18

PATOLOGIA: Cortante en nervios que entregan en el ábaco de un forjado reticular CROQUIS:

DESCRIPCION: Patología muy grave que se produce en los nervios que llegan al ábaco debido a que sufren mayores cortantes de los establecidos por tener que el peso del forjado. La rotura se manifiesta formando ángulos de 45° y difícilmente se puede observar por su poca capacidad de aviso.

12 0


121

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Cálculo erróneo.



Apuntalar con máxima urgencia.



Omisión de la armadura transversal.



Aumentar la sección.






Colocar la armadura transversal necesaria.



Mayor carga de la prevista.

ELEMENTO: Forjados

12 1

CODIGO: F-19


122

PATOLOGIA: Depósitos de sales y carbonatación de un forjado reticular

FOTOGRAFIA:

CROQUIS:

DESCRIPCION: Consiste en la formación de depósitos y manchas de sales, carbonatadas o no, por la filtración de agua a través del material o las juntas provocando un arrastre de las sustancias de carbono del hormigón. En ocasiones no pasan de simples depósitos, pero pueden llegar a formar sales carbonatadas que permiten la despasivación del hormigón y favorecen la corrosión de las armaduras.

12 2


123

Causas y medidas

CAUSAS:

MEDIDAS:



Lavado de los compuestos de calcio del



Eliminar la causa que provoca el daño.

hormigón.



Sanear el hormigón y reparar con mortero epoxi.



Proteger el armado afectado y sustituirlo si



Incorrecta impermeabilización.



Rotura de sellado de juntas.



Grietas o fisuras en el material.



Mal vibrado que ha provocado un

es preciso.

hormigón poroso susceptible de ataque.

Investigacion de una patología en construcción 12 3


124

De acuerdo con el alcance que se desee señalar en una investigación, podemos distinguir las siguientes clases de inspección que desarrollaremos enseguida: Inspección Preliminar Inspección Detallada Inspección Especial Inspección Rutinaria o de mantenimiento.

Inspeccion Preliminar El propósito de esta inspección es el de evaluar de manera inicial o preliminar las condiciones en que se encuentra una edificación. Se trata de recorrer el inmueble y mediante una fundamentada observación formarse una idea clara y precisa del estado general, evaluar el tipo de problemas que la afectan con lo cual, se determina si es necesario pasar a una inspección más rigurosa. Para su realización es importante poseer la anuencia del propietario y sólo es necesaria la presencia de un profesional experto en los temas de patología de edificaciones quien con la simple observación determina de manera general el estado del inmueble. Tales observaciones pueden ocurrir cuando se presentan posibilidades de negocios de propiedad raíz, cambio de uso, pequeñas alteraciones por renovación de acabados, anomalías de diversos tipos, cambio de uso y eventualmente después de circunstancias especiales como la ocurrencia de un sismo pero en este caso con la presencia de profesionales adiestrados en este tipo de metodologías. Puede ocurrir, sin embargo que la inspección preliminar determine la necesidad de una investigación detallada y rigurosa como veremos enseguida pero la Inspección Preliminar representa una muy buena oportunidad para conocer sobre el estado de las edificaciones y probablemente algún daño por incipiente que parezca descubierto en esta etapa evitara un mayor costo de la reparación que si se determina tardíamente. Esta Inspección Preliminar se realiza sin ningún tipo de equipo y se excluye la ejecución de pruebas puesto que solamente derivado de la inspección preliminar se procederá a formular una inspección más profunda o detallada.

Inspección detallada

12 4


125

Cuando la Inspección preliminar lo recomienda o la evidencia de los daños lo hace necesaria, se realiza un tipo de Inspección que llamaremos inspección detallada por cuanto las condiciones y circunstancias presentes en la edificación exijan una exhaustiva investigación.

Inspección especial La inspección especial está recomendada como una caso particular de patologías puntuales cuando de manera casi repentina o súbita aparecen daños que afectan la edificación y se hace necesaria una inspección a partir de la cual se toman medidas inmediatas como por ejemplo, la evacuación de un edificio por daños causados por la construcción en la vecindad, daños por acciones terroristas, por efecto de un sismo, etc. podría decirse que corresponde a una parte de la inspección detallada. Se puede elaborar un informe en el cual se haga referencia al motivo de la inspección, señalando las pautas y recomendaciones que deben seguirse especialmente frente a la estabilidad y seguridad derivada del uso del inmueble. Inspección rutinaria o de mantenimiento La inspección rutinaria o de mantenimiento como su nombre lo indica se realiza en períodos regulares de tiempo como parte de programas de prevención de daños o como fundamento para acciones de limpieza, reposición de acabados, pintura, etc. Inspección detallada La inspección detallada cubre un conjunto de acciones que deben seguirse de forma secuencial y programada y cubre entre otras, las siguientes labores: investigación documental, inspección visual detallada, levantamiento gráfico de daños, recuento fotográfico, planeamiento y definición de ensayos, diagnóstico de patologías informe de la inspección Investigacion documental Es evidente que el primer paso de la evaluación de una edificación será la recopilación de toda la información escrita, dibujada o esquematizada relativa al proyecto o ejecución de la construcción. Se incluye dentro de los documentos, el diseño arquitectónico, el estudio geotécnico o de suelos, el proyecto estructural, memoria de los cálculos, libro de obra, registros de interventoría, etc. sin descartar los antecedentes que puedan existir inclusive sobre comportamiento de las edificaciones aledañas

12 5


126

Algunas edificaciones poseen tales documentos gracias a la buena gestión de las empresas administradoras de la copropiedad que reciben de las firmas constructoras esa información y guardan con mucho celo cada documento. En algunas entidades gubernamentales sobresale el orden y rigor en el manejo de los archivos lo que permite obtener la información completad y con prontitud. En otros casos se adolece de negligencias y desinterés en mantener adecuados niveles de organización los archivos. En algunas ciudades, la autoridad municipal encargada de expedir las licencias de construcción puede poseer archivos de documentos que facilitan esa tarea. En otros casos, la información documental es nula lo cual hace más difícil este proceso por lo que debe recurrirse a una ardua tarea de restitución e investigación con los consiguientes sobrecostos por la implicación del trabajo y el tiempo requerido para su realización.

Inspección visual detallada El propósito de realizar un detallado inventario de los daños mediante un levantamiento, es el determinar el grado de compromiso de la estructura por tales efectos además de permitir la cuantificación de la rehabilitación. La realización de esta etapa implica las labores previas de la ejecución de planos de la estructura a escala y ahora preferiblemente en medio magnético para el posterior manejo de la información gráfica. Con los planos se realiza un detallado levantamiento de daños trascribiendo en ellos todas las afectaciones que presente la edificación. Se deben efectuar las anotaciones lo mas precisas posibles indicando el área afectada, la longitud que cubre el daño, tamaño de las fisuras, características principales, zonas de humedades y manifestaciones externas de daño. Se debe elaborar a medida que se van requiriendo una clasificación o nomenclatura de los daños para lo cual es necesario establecer un glosario de términos como el siguiente, adoptado del ACI. Los criterios y definiciones de algunos de los términos relacionados con la calidad y durabilidad de la edificación que se usarán y definirán en el estudio son los siguientes: FISURA: Se denomina fisura la separación incompleta entre dos o más partes con o sin espacio entre ellas. Su identificación se realizará según su dirección, ancho y profundidad utilizando los siguientes adjetivos: longitudinal, transversal, vertical, diagonal, o aleatoria. Los rangos de los anchos de acuerdo con el ACI son los siguientes:

12 6


127

Dimensiones de fisura

Se deben utilizar comparadores de fisuras o fisurómetros para medirlas y monitorearlas y se instalarán algunos testigos para definir el actual estado de actividad.

Metodología del levantamiento gráfico de patologías

Para la mejor comprensión de las causas asociadas con las patologías existentes en una edificación bajo estudio, se recomienda la ejecución del levantamiento gráfico de ellas siguiendo una metodología que parte de la definición de un conjunto de convenciones como las establecidas en la Tabla 4. Para cualquier tipo de daños, puede establecerse una convención semejante que de alguna manera asocie el fenómeno físico con la representación gráfica. Debe quedar claro que para este proceso no es necesario definir la causa del daño. Es decir, se trata de realizar un levantamiento de daños para transcribirlo de la mejor manera posible al dibujo del elemento. Por ejemplo, una viga puede contener un conjunto de fisuras que sin importar si son por causa de la flexión, el esfuerzo cortante u otro motivo, se transcriben de acuerdo con su localización y posición al dibujo del elemento estructural sin asociarlas al fenómeno al que pertenecen. Posteriormente se definirá el patrón de daño y se diagnosticará su causa de acuerdo con el juicio de valor que debe sustentarse.

En el siguiente cuardo se muestra el tipo de daño y su respectiva convension grafica que resulta de esta:

12 7


128

Tipos de daños en elementos de concreto armado

Para ejecutar este levantamiento no se requiere personal especializado pero si personas con suficiente criterio y capacidad para distinguir el daño y poderlo reproducir apropiadamente en los dibujos del levantamiento. Se establece que las personas que ejecuten esta labor, utilicen casco y vestimenta apropiada con los recursos necesarios como comparador de grietas, cámara fotográfica, binóculos, lupas, lápices de colores, marcadores, papel engomado, linterna, cinta métrica, hojas y tabla de soporte, etc. Para realizar el levantamiento de daños y de acuerdo con la magnitud e importancia de ellos, se pueden elaborar, ojalá previamente, algunos esquemas axiométricos y otros desarrollados del elemento que se desea reproducir con el fin de soportar el diagnóstico del patrón de daño. Los dibujos deben realizarse a la escala apropiada.

Planeamiento y definición de ensayos

12 8


129

Como punto de partida dentro de un estudio de Patología presentes en una edificación es necesario el pleno conocimiento del inmueble de manera que antes de realizar cualquier actividad, se debe recorrer repetidas veces la edificación con el fin de formarse una idea clara de su condición y de acuerdo con esto señalar las áreas de los trabajos de inspección. En esta etapa del estudio se definen los lugares y tipo de labores a realizar, tomando en consideración circunstancias tan variadas como por ejemplo si el edificio esta habitado o si existe disponibilidad de fluido eléctrico. No es posible señalar un procedimiento rutinario, único y completo del tipo de ensayos que deben realizarse puesto que eso depende de los daños presentes y del criterio del profesional que realiza la inspección. En algunos casos las afectaciones pueden provenir de la respuesta de la edificación a las cargas verticales con lo cual los daños se asocian a la mecánica estructural, o de igual manera a los efectos sísmicos con lo cual prevalece en el estudio la investigación hacia las variables referidas al análisis y diseño estructural, donde por ejemplo, la valoración de la resistencia de los materiales juega un papel muy importante. En otros casos las patologías pueden estar asociadas con circunstancias derivadas del intemperismo de la edificación y serán otras variables las que deben tomarse en cuenta. Así mismo existen casos en donde los daños no muestran su naturaleza de manera evidente, por lo cual será el criterio de profesional quien establecerá el tipo de evaluaciones más convenientes en procura de conocer las causas de los deterioros. De todas maneras es importante aclarar que la planeación y realización de ensayos se hace a partir de las hipótesis preliminares de las patologías y el grado de compromiso que presenta la edificación

Tipos de ensayos Dependiendo de las condiciones de la edificación y sus manifestaciones de daño, deben formularse el tipo de ensayos, su número y localización de manera que esta labor signifique una representación de las condiciones de toda la edificación, Algunos de los ensayos que usualmente se realizan en los estudios de Patología Estructural son los siguientes:

12 9


130

Diagnóstico de las patologías A partir de las diferentes observaciones que se ejecuten, del levantamiento de daños que se realice, de los resultados de los ensayos y mediciones, se formulará el diagnóstico de las patologías y daños detectados con la explicación que soporta la mejor comprensión del fenómeno de daño con lo

13 0


131

cual se realizará un Informe de las Patologías encontradas. En cada caso, se clasificarán y se calificaran los daños con el fin de tipificarlos tanto del daño en sí como de los posteriores procedimientos de obra para lo cual, basados en los esquemas del levantamiento de daños se procederá a formular las técnicas de reparación. Es probable que por el grado de deterioro que presentan algunas zonas puntuales de algunos elementos estructurales, se requiera evaluar y diseñar su reforzamiento para lo cual se requiere realizar el análisis y diseño estructural para lo cual existen en el mercado distintas ayudas de diseño para los distintos sistemas estructurales aceptados por las normas pertinentes. 19 Se formulará la metodología de la intervención señalando en los esquemas del levantamiento los procedimientos a seguir. Para cada uno de los elementos o zonas a reparar se indicará la información pertinente entre las cuales se destacan las siguientes: Apuntalamiento recomendado, señalamiento de la zona, profundidad del recalce, equipo requerido, procedimiento para preparar la superficie, tipo y dosificación del concreto de la reparación, materiales y equipo requerido. Se entregará en medio escrito y en medio magnético de manera descriptiva cada uno de los items que deben cumplirse en el posterior proceso de obra.

Descripcion del sistema estructural Se trata de identificar el sistema estructural de resistencia que comúnmente esta compuesto por las columnas, vigas, placas, amarres, conexiones, diafragmas, muros de cortante y la cimentación. La definición del sistema estructural debe estar acompañada de la realización de planos de la edificación en caso de que ellos no existan, pero debe agotarse su consecución en vista de la importante información que pueden contener y facilitar labores posteriores del diagnóstico. Se debe complementar la información realizando algunos esquemas del planeamiento general incluyendo detalles particulares en función de las características propias de las patologías presentes como por ejemplo la presencia de árboles, fuentes de agua en la cercanía, accidentes topográficos, vías con alto tráfico, etc.

Elaboración del informe de la inspección detallada Al igual que lo dicho para señalar el proceso de inspección, la ejecución de un informe de patología está supeditado a la condición del estudio y sus particularidades. El lenguaje debe ser sencillo, claro y específico con el debido soporte técnico y científicos que demuestren la naturaleza del daño y la

13 1


132

propuesta de intervención. A manera de recomendación se propone la realización de un informe que contenga cada uno de los aspectos analizados durante la inspección que de manera general se recomienda la siguiente tabla de contenido:

Dada la trascendencia que un Informe de Patología puede tener, no se recomienda transcribir de manera parcial apartes de él o resúmenes que no tomen en cuenta la condición de interrelación que pueda existir por la

naturaleza de algunas patologías.

Conclusiones Podemos decir que es absolutamente recomendable (y rentable) la buena práctica en la ejecución de una estructura, puesto que los errores cometidos en ésta fase de obra son quizá los de más trascendencia (en tiempo y dinero) y que a su vez originan todo tipo de lesiones en otras unidades de obra.

13 2


133

De hecho, se puede afirmar que un proyecto de estructuras deficientemente definido (que no mal resuelto) puede llevarse a buen término con una buena ejecución, sin embargo, un buen proyecto y una mala ejecución darán como resultado una estructura con problemas. Podemos decir que es absolutamente recomendable (y rentable) la buena práctica en la ejecución de una estructura, puesto que los errores cometidos en ésta fase de obra son quizá los de más trascendencia (en tiempo y dinero) y que a su vez originan todo tipo de lesiones en otras unidades de obra. De hecho, se puede afirmar que un proyecto de estructuras deficientemente definido (que no mal resuelto) puede llevarse a buen término con una buena ejecución, sin embargo, un buen proyecto y una mala ejecución darán Como resultado una estructura con problemas. A modo de resumen, se describen a continuación los parámetros básicos que hay que tener en cuenta en la ejecución del hormigón, a efectos de prevenir su corrosión: Evitar áridos con impurezas o agua inadecuada. El exceso de agua de amasado (frecuente en hormigones bombeados) produce además de una merma de resistencia, una alta porosidad y en consecuencia: -

Corrosión (acelera la carbonatación) Baja durabilidad Baja resistencia

Tanto un insuficiente vibrado, como el exceso del mismo, provoca un hormigón no homogéneo, y en consecuencia poroso, facilitando la corrosión posterior. El insuficiente recubrimiento de las armaduras, acelera gravemente el proceso de corrosión, y en consecuencia la pérdida de sección de acero y adherencia barra – hormigón. Cuidar las barras de armado en esquina de pilares, pues son más propensas a la corrosión debido a que: Sufren ataques por las dos caras Existe acumulación de áridos finos en la esquina Tienen una mayor dificultad de hormigonado El hormigón en esquinas es siempre más poroso. En ambientes marinos, conectar la masa de la red eléctrica (o pararrayos) a las armaduras, puede acelerar la corrosión.

13 3


134

Las protecciones a base de enfoscados de dos capas, pinturas de base de resina epoxi o acrílicas, etc, mejoran notablemente el comportamiento del hormigón ante la corrosión.

Bibliografia -

13 4

PATOLOGIA EN EDIFICACIONES, USMP MANUAL DE PATOLOGIAS, WWW.EDIFICACION.UPM.ES CONCRETO, WWW.SLIDSHARE.COM EVALUACION DE PATOLOGIAS EN EL CONCRETO ARMADO, WWW.INSTITUTOCONSTRUIR.COM PATOLOGIAS EN EL CONCRETO, WWW.ACADEMIA.EDU.PE CATALOGO DE PATOLOGIAS DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO TRANSPARENCIAS PATOLOGICAS, WWW.UDC.ES

Patologias en El Concreto Armado

Recommend Documents