DESPERDICIO DE CONCRETO EN LA CONSTRUCCIÓN DE MURO ANCLADOS EN EL “PROYECTO DE OFICINAS CROSLAND”

Armando Jesús Medina Palacios Sinopsis: El presente artículo busca determinar el porcentaje de desperdicio de concreto real obtenido durante la construcción de muros anclados del proyecto de oficinas Crosland. Comparar el valor obtenido con el considerado en el análisis de precios unitarios de concreto en muro anclado, lo cual nos permitiría determinar si el desperdicio considerado en un inicio era el adecuado, además de obtener un valor de desperdicio que puede ser usado para presupuestar proyectos con condiciones similares del suelo. Asimismo se definirá que son los muros anclados, se describirá el proceso constructivo y la principal fuente de desperdicio de concreto.

Palabras Clave: Desperdicio, concreto premezclado, muro anclado, análisis de precios unitarios

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS:

Es común considerar un porcentaje de merma y desperdicios adicional en las cantidades de material en el análisis de precios unitarios. Dicho porcentaje está en función del tipo de material y tipo de trabajo por ejecutar. Es ocasiones la falta de control de los materiales o quizás una inadecuada estimación del porcentaje adicional de material a considerar en el análisis de precios unitarios, por falta de experiencia o conocimiento, puede afectar las utilidades del presupuesto, generando sobrecostos por consumo de material no previsto.

Por estos motivos surge la interrogante de si el desperdicio de concreto en muros anclados considerado en análisis de precios unitarios es el adecuado. En los párrafos siguientes se explica y afirma que dicho valor no es el correcto.

Con lo cual, el principal objetivo del paper será determinar el desperdicio real de concreto usado en muros anclados, a partir de la información extraída durante la construcción de los muros pantalla del proyecto oficinas Crosland.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto comprende la construcción y acondicionamiento de 01 edificio de oficinas de 07 pisos más azotea, 3 sótanos destinados para albergar 54 estacionamientos y un 4to sótano técnico. El primer piso posee un área comercial, el segundo piso una cafetería y salas de reuniones y el resto de pisos están conformados por oficinas totalmente acabadas.

El área techada total es de 5785.71 m2, asimismo el costo del proyecto es de 14’120,504.39 nuevos soles para ser ejecutado en 346 días calendarios.

DEFINICIÓN DE MURO ANCLADO

Son elementos estructurales subterráneos de uso tanto como sistema de contención y retención temporal o permanente en terrenos inestables.

El método consta de construir los muros mientras se avanza la excavación, es decir, de arriba hacia abajo, y lograr el sostenimiento mediante la perforación y tensado de un cable que los atraviesa.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE MURO ANCLADO

El sistema constructivo del muro pantalla tiene la secuencia de avance de arriba hacia abajo mientras el proceso de excavación avanza. Cada vez que se va profundizando de nivel de excavación, los muros deben de ir anclándose y postensándose, de manera que los muros sirvan de sostenimiento al talud.

A continuación se enumeran los pasos a seguir:

1.- Excavación masiva dejando banquetas en zona de muros anclados

2.- Trazo topográfico de los límites laterales de muro anclado a ejecutar.

3.- Excavación de banquetas de manera alternada, haciendo uso de maquinaria pesada. Iniciando con los paneles 01 y una vez tensados estos, proceder a la ejecución de los paneles 02. (Ver Fig. 1.)

Fig. 1. – Secuencia de panelado

De manera manual se perfila y pañetea la banqueta excavada, buscando obtener el espesor de muro según plano y asegurando el recubrimiento de la malla de acero a colocar. En la Fig. 2. se puede observar la forma como se controla no exceder con el perfilado, para evitar tener muros de espesores superiores o inferiores al requerido según plano.

Fig. 2. – Procedimiento de control de perfilado

Asimismo en la zona donde se ubicara el anclaje el estructural según planos indica ensanche de muro, cuyo espesor está definido de acuerdo a la carga de anclaje a la que será sometido el muro. En la Fig. 3. se aprecia el detalle de ensanche de muro en zona de anclaje.

Fig. 3. – Detalle muro en zona de anclaje postensado

4.- Ejecución de anclajes (Perforación e inyección de bulbo de concreto)

5.- Colocación de armadura de acero, encofrado y vaciado de concreto. Se debe tener en cuenta los empalmes horizontales y verticales. El encofrado utilizado en el “Proyecto de oficinas Crosland” fue el modelo “Sstud Jr H-3600 – L-5400mm”, suministrado por EFCO, el cual se puede observar en la Fig. 4.

Fig. 4.- Plano de elevación de encofrado EFCO de muro anclado

Se puede observar en esta última figura que para contrarrestar el empuje horizontal del concreto se deben colocar bloques de concreto. Para evitar el levantamiento del encofrado se realizaba el vaciado de concreto de manera pausada, siendo la recomendación de EFCO de vaciar capas de 1 m. de altura cada 60 minutos.

El proveedor de concreto premezclado para la etapa de muros anclados es FIRTH.

6.- Desencofrado y tensando de anclaje. Luego del desencofrado se debe curar el muro y este debe de alcanzar la resistencia requerida según planos para poder proceder a tensar.

Una vez tensados todo el primer anillo se procede a ejecutar el siguiente anillo del mismo modo. Se puede optar por construir los muros anclados y luego perforar y tensar, para lo cual se tendrá que dejar un pase en el muro.

Asimismo se puede abrir 02 paneles seguidos a partir del segundo anillo. Todos estos cambios en el procedimiento inicial deben ser consultados y aprobados por especialista.

DESPERDICIO DE CONCRETO

Existen diversas fuentes de pérdida de concreto durante la etapa de construcción de muro anclado. Por ejemplo cuando solicita concreto premezclado al proveedor en exceso, debido a un mal metrado en campo. Asimismo cuando se realiza el proceso de vaciado de concreto de muros anclados la mezcla en ocasiones se escapa por las compuertas laterales del encofrado. En la construcción de muros anclados en niveles inferiores al primer anillo, se debe de encofrar dejando un chute que permita que el concreto al ser vaciado empalme con el muro de un nivel superior, lo cual también es otra fuente de desperdicio de concreto (Ver Fig. 5.)

Plomada

Wincha

Fig. 5. – Ejemplo de zona crítica de desmoronamiento

Sin embargo la principal fuente de pérdida de concreto se debe a que durante el proceso de perfilado, la composición del suelo es susceptible a desmoronamientos. Según el estudio de suelos el material que conforma el suelo es básicamente granular, en este caso grava pobremente graduada con arena y cantos. La presencia de cantos de dimensiones considerables entre 0.10 a 0.30 m. genera vacíos en el talud al momento de su retiro, conllevando al desmoronamiento de material (Ver Fig. 6.) Del mismo sucede al socavar el talud en la zona de ensanche.

Fig. 6. – Desmoronamiento de material por perfilado de talud

El cálculo del desperdicio de concreto se logra obtener al realizar el metrado en campo del volumen de concreto de muros anclado (Vreal). Dicho volumen se redondea a 0.0 o 0.5, teniendo en cuenta que dicho redondeo debe generar un aumento de 0.5 m3 de concreto al volumen calculado, para evitar cualquier inconveniente con las fuentes de pérdidas de concreto adicionales al generado por las características del suelo, las cuales ya fueron mencionadas anteriormente. Este volumen redondeado es el valor que solicita al proveedor (Vsolicitado).

El metrado en campo del volumen de concreto de muros anclado consiste en medir, con una wincha, mínimo 20 espesores distribuidos en toda el área del paño de dimensiones máximas de 5.00 x 3.50 m. para poder obtener un espesor promedio representativo, el cual denominamos espesor real (ereal). Se debe considerar los recubrimientos mínimos que debe tener el acero del muro anclado, siendo mínimo 4 cm. para muro en contacto con el terreno y 2.5 cm. para cara seca (Ver Fig. 7.) El espesor real multiplicado por las dimensiones del paño nos otorga el denominado volumen real.

Fig. 7. – Ejemplo de medida de espesor

El volumen solicitado restado menos el volumen teórico, es decir el obtenido con las dimensiones de plano, vendría a representar el desperdicio. Es lógico que cada muro anclado tenga diferentes cantidades de espesores reales, lo que conlleva a diversos porcentajes desperdicio, sin embargo el objetivo es obtener un valor promedio y compararlo con el considerado en el análisis de precios unitarios.

RESULTADOS Y COMPARATIVO

Es importante señalar que el proyecto a la fecha 01/04/2013 viene ejecutando el segundo anillo de muros anclados, por lo cual los resultados a mostrarse están en función del avance.

A continuación se muestran en la tabla 1. los resultados de espesores reales y % desperdicio real de cada paño.

Paño lteorico hteorico eteorico erealVteórico

(A)Vreal

(B)Vsolicitado

(C)Vsobreexcavación

(B-A)Desperdicio real (C-A)

% desperdicio

real

(C-A)/ A1.17 4.22 3.00 0.30 0.50 3.80 6.33 7.00 2.53 3.20 84%1.15 5.00 3.00 0.30 0.45 4.50 6.75 7.00 2.25 2.50 56%1.13 4.60 3.00 0.30 0.50 4.14 6.90 7.00 2.76 2.86 69%1.11 4.60 3.00 0.30 0.50 4.14 6.90 7.00 2.76 2.86 69%1.09 4.60 3.00 0.30 0.45 4.14 6.21 6.50 2.07 2.36 57%1.21 3.20 3.00 0.30 0.50 2.88 4.80 5.00 1.92 2.12 74%1.05 4.75 3.00 0.30 0.49 4.28 7.03 7.50 2.75 3.23 75%1.18 4.52 3.00 0.30 0.46 4.07 6.28 7.00 2.21 2.93 72%1.12 5.00 3.00 0.30 0.47 4.50 7.04 7.50 2.54 3.00 67%1.14 5.00 3.00 0.30 0.39 4.50 5.84 6.00 1.34 1.50 33%1.20 4.52 3.00 0.30 0.52 4.07 7.05 7.50 2.98 3.43 84%1.22 2.71 3.00 0.30 0.50 2.44 4.07 4.50 1.63 2.06 85%1.16 4.22 3.00 0.30 0.50 3.80 6.33 7.00 2.53 3.20 84%

Entre 1.17 y 1.18 3.00 3.00 0.30 0.48 2.70 4.28 4.50 1.58 1.80 67%1.10 5.00 3.00 0.30 0.50 4.50 7.50 8.00 3.00 3.50 78%1.03 5.25 3.00 0.30 0.63 4.73 9.91 10.00 5.18 5.28 112%1.06 4.57 3.00 0.30 0.44 4.11 5.97 6.50 1.85 2.39 58%1.08 4.57 3.00 0.30 0.45 4.11 6.17 6.50 2.06 2.39 58%1.19 2.80 3.00 0.30 0.45 2.52 3.78 4.00 1.26 1.48 59%

Entre 1.20 y 1.21 3.02 3.00 0.30 0.45 2.72 4.08 4.50 1.36 1.78 66%Entre 1.21 y 1.22 2.50 3.00 0.30 0.45 2.25 3.38 4.00 1.13 1.75 78%

1.07 4.57 3.00 0.30 0.40 4.11 5.48 6.00 1.37 1.89 46%Entre 1.08 y 1.09 3.00 3.00 0.30 0.40 2.70 3.60 4.00 0.90 1.30 48%

1.04 5.25 3.00 0.30 0.60 4.73 9.45 10.00 4.73 5.28 112%1.02 4.72 3.00 0.30 0.60 4.25 8.47 9.00 4.22 4.75 112%

Entre 1.05 y 1.06 3.50 3.00 0.30 0.42 3.15 4.36 5.00 1.21 1.85 59%1.23 3.00 3.00 0.30 0.43 2.70 3.85 4.00 1.15 1.30 48%1.01 2.57 3.00 0.30 0.54 2.31 4.15 4.50 1.83 2.19 95%

Entre 1.01 y 1.23 2.16 3.00 0.30 0.45 1.94 2.90 3.00 0.96 1.06 54%

Paño

2.15 5.00 3.50 0.30 0.38 5.25 6.69 7.502.19 4.52 3.50 0.30 0.53 4.75 8.43 9.002.13 5.00 3.50 0.30 0.46 5.25 8.07 8.502.17 4.22 3.50 0.30 0.49 4.43 7.30 8.002.20 4.52 3.50 0.30 0.45 4.75 7.07 7.502.21 4.52 3.50 0.30 0.45 4.75 7.09 7.502.16 4.22 3.50 0.30 0.50 4.43 7.39 8.002.14 5.00 3.50 0.30 0.45 5.25 7.93 8.502.10 5.00 3.50 0.30 0.45 5.25 7.95 8.502.11 5.00 3.50 0.30 0.49 5.25 8.56 9.502.07 4.58 3.50 0.30 0.57 4.81 9.09 9.502.08 4.58 3.50 0.30 0.56 4.81 8.91 9.502.18 4.52 3.50 0.30 0.53 4.75 8.38 9.00

Entre 2.17 y 2.18 3.00 3.50 0.30 0.51 3.15 5.40 6.002.04 5.25 3.50 0.30 0.47 5.51 8.56 9.502.05 4.75 3.50 0.30 0.49 4.99 8.16 9.00

PRIMER ANILLO MURO ANCLADO

SEGUNDO ANILLO MURO ANCLADO

Desmoronamiento de material

Medida

Muro anclado superior

Muro anclado por vaciar concreto

Chute

Min. 4 cm

2.5 cm.

Paño

1.17 4.22 3.00 0.30 0.50 3.80 6.33 7.001.15 5.00 3.00 0.30 0.45 4.50 6.75 7.001.13 4.60 3.00 0.30 0.50 4.14 6.90 7.001.11 4.60 3.00 0.30 0.50 4.14 6.90 7.001.09 4.60 3.00 0.30 0.45 4.14 6.21 6.501.21 3.20 3.00 0.30 0.50 2.88 4.80 5.001.05 4.75 3.00 0.30 0.49 4.28 7.03 7.501.18 4.52 3.00 0.30 0.46 4.07 6.28 7.001.12 5.00 3.00 0.30 0.47 4.50 7.04 7.501.14 5.00 3.00 0.30 0.39 4.50 5.84 6.001.20 4.52 3.00 0.30 0.52 4.07 7.05 7.501.22 2.71 3.00 0.30 0.50 2.44 4.07 4.501.16 4.22 3.00 0.30 0.50 3.80 6.33 7.00

Entre 1.17 y 1.18 3.00 3.00 0.30 0.48 2.70 4.28 4.501.10 5.00 3.00 0.30 0.50 4.50 7.50 8.001.03 5.25 3.00 0.30 0.63 4.73 9.91 10.001.06 4.57 3.00 0.30 0.44 4.11 5.97 6.501.08 4.57 3.00 0.30 0.45 4.11 6.17 6.501.19 2.80 3.00 0.30 0.45 2.52 3.78 4.00

Entre 1.20 y 1.21 3.02 3.00 0.30 0.45 2.72 4.08 4.50Entre 1.21 y 1.22 2.50 3.00 0.30 0.45 2.25 3.38 4.00

1.07 4.57 3.00 0.30 0.40 4.11 5.48 6.00Entre 1.08 y 1.09 3.00 3.00 0.30 0.40 2.70 3.60 4.00

1.04 5.25 3.00 0.30 0.60 4.73 9.45 10.001.02 4.72 3.00 0.30 0.60 4.25 8.47 9.00

Entre 1.05 y 1.06 3.50 3.00 0.30 0.42 3.15 4.36 5.001.23 3.00 3.00 0.30 0.43 2.70 3.85 4.001.01 2.57 3.00 0.30 0.54 2.31 4.15 4.50

Entre 1.01 y 1.23 2.16 3.00 0.30 0.45 1.94 2.90 3.00 0.96 1.06 54%

Paño lteorico hteorico eteorico erealVteórico

(A)Vreal

(B)Vsolicitado

(C)Vsobreexcavación

(B-A)Desperdicio real (C-A)

% desperdicio

real

(C-A)/ A2.15 5.00 3.50 0.30 0.38 5.25 6.69 7.50 1.44 2.25 43%2.19 4.52 3.50 0.30 0.53 4.75 8.43 9.00 3.69 4.25 90%2.13 5.00 3.50 0.30 0.46 5.25 8.07 8.50 2.82 3.25 62%2.17 4.22 3.50 0.30 0.49 4.43 7.30 8.00 2.87 3.57 81%2.20 4.52 3.50 0.30 0.45 4.75 7.07 7.50 2.33 2.75 58%2.21 4.52 3.50 0.30 0.45 4.75 7.09 7.50 2.34 2.75 58%2.16 4.22 3.50 0.30 0.50 4.43 7.39 8.00 2.95 3.57 81%2.14 5.00 3.50 0.30 0.45 5.25 7.93 8.50 2.68 3.25 62%2.10 5.00 3.50 0.30 0.45 5.25 7.95 8.50 2.70 3.25 62%2.11 5.00 3.50 0.30 0.49 5.25 8.56 9.50 3.31 4.25 81%2.07 4.58 3.50 0.30 0.57 4.81 9.09 9.50 4.28 4.69 98%2.08 4.58 3.50 0.30 0.56 4.81 8.91 9.50 4.10 4.69 98%2.18 4.52 3.50 0.30 0.53 4.75 8.38 9.00 3.64 4.25 90%

Entre 2.17 y 2.18 3.00 3.50 0.30 0.51 3.15 5.40 6.00 2.25 2.85 90%2.04 5.25 3.50 0.30 0.47 5.51 8.56 9.50 3.05 3.99 72%2.05 4.75 3.50 0.30 0.49 4.99 8.16 9.00 3.18 4.01 80%

SEGUNDO ANILLO MURO ANCLADO

Tabla 1.- Cuadro de resultados de espesores reales y porcentaje de desperdicio de concreto según paño de muro anclado

Se habla del espesor real, es decir el resultado de promediar 20 mediciones de espesor en un paño de muro anclado, debido a que este valor nos determina el incremento de concreto en un muro anclado, conllevando a un mayor desperdicio.

Se puede identificar que en ningún paño se obtuvo un valor de desperdicio inferior o igual a 35%, con lo cual se puede presumir que el valor teórico no se ajusta a las condiciones reales del proyecto.

A continuación se presentan dos gráficos, en la primera se puede apreciar que los espesor reales promedio de todos los paños siempre están por encima del teórico de 0.30 m. Además si promediamos los espesores reales promedio obtenemos un valor de 0.48 m. el cual representa el espesor de campo típico.

Fig. 8. – Grafico de paño vs. espesor de muro

Asimismo en la segunda gráfica se aprecia que los porcentajes de desperdicio de concreto en cada paño son superiores a valor considerado en el análisis de presupuesto.

Fig. 9. – Grafico de paño vs. %desperdicio de concreto

El valor de desperdicio de concreto en muros anclados, se extrae del análisis de precios unitarios de dicha partida (Ver Fig. 1.) donde se identifica que el desperdicio resulta ser de 35%.

Fig. 1. - Análisis de precio unitario de concreto en muros anclados

Se puede determinar a partir de los resultados en la Fig. 9. que al promediar los porcentajes de desperdicios de cada paño tenemos un desperdicio promedio de 72.47%.

Asimismo hasta la fecha 01/04/2013 se ha solicitado 315.00 m3 de concreto premezclado al proveedor FIRTH, cuando el volumen según plano debería ser 182.14 m3. Con lo cual tenemos otro valor de desperdicio de 72.94%.

CONCLUSIONES

- Se puede determinar que el porcentaje de desperdicio de concreto premezclado en muros anclados para el Proyecto de Oficinas Crosland oscila entre 72 y 73%.

- El porcentaje de desperdicio obtenido en obra duplica al valor teórico, por lo que se debería adoptar en proyectos similares futuros un valor de desperdicio mayor, quedando a decisión del presupuestador.

- El proyecto actualmente estaría perdiendo, ya que se está consumiendo mayor material de concreto premezclado.

CASOS DE EXCEPCIÓN  

El valor de desperdicio determinado para concreto en muros anclados obtenido podría asociarse a suelos con las características descritas en el estudio de mecánica de suelos correspondiente al área del proyecto, realizado por el Ing. Jorge Díaz Collantes.

A partir de dicho estudio se puede determinar que el suelo está conformado por una capa superficial de espesor variable, de 0.40 a 1.10 metros, constituida por arena limosa (SM), medianamente compacta, ligeramente húmeda, color marrón claro y con presencia de grava aislada. Subyaciendo la capa anterior aparece el conglomerado de Lima que clasifica como grava pobremente graduada con arena y cantos (GP), compacta, ligeramente húmeda, color gris, con contenido de cantos redondeados de 0.10 a 0.30 metros en un 30.0%, de más de 30.0 metros de espesor. Información corroborada con la inspección visual día a día en el campo. Asimismo en la Fig. 2. se logra apreciar la composición del suelo donde se lleva a cabo el proyecto.

Cabe agregar que el peso unitario promedio del terreno es 20 kN/m3, ángulo de fricción interna promedio es 38 grados y la cohesión en promedio es de 15 kN/m2.

MO. EQ. 443.25Unidad Cuadrilla Cantidad Precio S/. Parcial S/.

m3 1.3500 279.00 376.65m3 1.3500 30.00 40.50

417.15

m3 1.0000 26.10 26.1026.10

02250200010021Concreto Premezclado f'c=210 kg/cm2 a l 0225080001 Servicio de Bomba

Subpartidas300103030116 Colocación Concreto Premezclado Con

Rendimiento m3/DIA Costo uni tario di recto por : m3Código Descripción Recurso

Materiales

Partida 03.03.03.01 Concreto f´c= 210 kg/cm2 - Muros Anclados

Fig. 2. – Composición del suelo del proyecto

AGRADECIMIENTOSAgradezco por el apoyo en la facilitación de información, el interés y tiempo depositado en esta investigación realizada a las siguientes personas:

Luis Sotelo – Ingeniero jefe de campoYosef Pérez – Ingeniero de campoAndrés Kawabata – Practicante de ingeniería

REFERENCIAS

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