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Clasificación de los apeos y apuntalamientos

Figura 1. Apeos y apuntalamientos. https://noticias.bt2asociados.com/apeos-y-apuntalamientos-de-edificios/

En una construcción, ya sea nueva o existente, es posible que presenten problemas de estabilidad y resistencia o que esté prevista su demolición. En cualquier caso, es fundamental contar con una estructura provisional que garantice su estabilidad. Este medio auxiliar, comúnmente conocido como “apeo” o “apuntalamiento”, desempeña un papel crucial en la seguridad y eficiencia de la obra. Por tanto, la diferencia entre ambos términos es muy sutil. En un artículo anterior vimos que la urgencia es el elemento clave que permite diferenciar ambos conceptos. Así, mientras el apuntalamiento presenta un carácter de urgencia mayor al del apeo.

Además de la urgencia, podría enfocarse la diferencia entre apuntalamientos y apeos de otra forma. Así, los apuntalamientos transmiten normalmente las cargas a una zona inferior mediante elementos colocados en posición vertical con elementos denominados puntales, enanos, virotillos o pie-derechos, mientras que los apeos transmitirían las cargas por elementos inclinados denominados jabalcones, tornapuntas, codales o tirantes.

Es posible clasificar las estructuras provisionales utilizadas en la construcción, refuerzo o demolición de estructuras según los criterios que pueden verse en la Figura 2.

Figura 2. Criterios de clasificación de los apeos y apuntalamientos

Los apeos o apuntalamientos pueden clasificarse en verticales, horizontales e inclinados según su disposición. Los verticales recogen cargas horizontales y las transmiten a una base resistente. Los horizontales contrarrestan momentos de vuelco en elementos verticales, mientras que los inclinados pueden gestionar cargas distribuidas y momentos de vuelco. Los apuntalamientos inclinados son los más complejos debido a la descomposición de fuerzas en la transmisión de cargas y tienen una tendencia a desplazarse de su punto de instalación. Los componentes de cada tipo se recogen en la Figura 3.

Figura 3. Tipos de apeos y apuntalamientos según su disposición

La disposición de los apeos o apuntalamientos depende de los objetivos que se busquen. Un apeo debe ser capaz de recoger y transmitir una carga repartida hasta un soporte resistente, distribuyéndola de nuevo. Además, cuando se enfrenta a momentos de vuelco, el apeo debe contrarrestarlos generando momentos opuestos de igual o mayor magnitud. Estos principios determinan la estructura básica de un apeo, que incluye un elemento horizontal para cargar o sopanda, una pieza vertical u horizontal llamada pie derecho para transmitir la carga axial y un durmiente que convierte la carga puntual del pie derecho en una carga repartida hacia el soporte resistente. Puedes ver esta composición en la Figura 4.

Figura 4. Componentes de un apeo/apuntalamiento. https://fotos.habitissimo.es/foto/apeo-de-estructura-con-madera-3m_1554253

Los materiales utilizados en un apeo o apuntalamiento son fundamentales para garantizar la resistencia, durabilidad y economía de la solución. En este sentido, se consideran diferentes materiales según las circunstancias. La madera se utiliza en situaciones de urgencia, de menor envergadura o altura, requiriendo piezas con aristas sanas y regulares, presentando diversas formas como rollizo, tabla, tabloncillo o tablón. El acero es adecuado para cargas elevadas y apeos a gran altura, pudiendo ser perfiles laminados con uniones soldadas o con tornillería. Los ladrillos resistentes son muy estables y resistentes a las condiciones climáticas, utilizados principalmente en el cierre de huecos de fachada, aunque requieren tiempo de fraguado del mortero para adquirir resistencia. Los ladrillos macizos o perforados con mortero de cemento son comunes, aunque ocasionalmente se emplean ladrillos huecos para cargas menores, como el cierre de huecos de fachada.

Los tipos de apeos o apuntalamientos se clasifican según el elemento constructivo al que sirven. Existen numerosos tipos, cada uno adecuado para las diferentes partes del edificio que se deseen apuntalar, ya sea construido o en proceso de construcción. Estos se pueden generalizar en los siguientes grupos:

  • Apeos de huecos: Destinados a pasajes o aberturas de iluminación y ventilación en muros, fachadas o espacios interiores. Al diseñarlos, se considera si se debe mantener el acceso a través del hueco, si se requiere corregir deformaciones en el dintel superior o si se apuntala para crear nuevas aberturas, especialmente en plantas bajas comerciales.
  • Apeos de elementos estructurales horizontales: Utilizados en vigas, zunchos, dinteles o forjados, se utilizan en caso de fallos estructurales, agotamiento o sobrecarga prevista. En el primero, se colocan donde los momentos flectores se anulan para no afectar la deformación. En el segundo, se distribuyen puntales para soportar la carga superficial, y la carga se transmite a una base resistente, sin importar su ubicación.
  • Apeos de medianeras: Se emplean al demoler una edificación entre medianeras compartidas para evitar el colapso de los edificios adyacentes (efecto dominó). Si las vigas de madera apoyan en ambas medianeras, se sugiere mantenerlas durante el derribo hasta su reconstrucción. En ausencia de esta opción, se utilizan vigas de celosía con gran luz o puntales telescópicos especiales para el apeo de forma segura.
  • Apeos de muros: Son esenciales por varias razones, dependiendo del tipo de muro y la causa de la patología o lesión. Para muros de sostenimiento de tierras, como muros pantalla, se requiere un apeo horizontal durante su construcción y hasta que se completen los forjados horizontales para contrarrestar el momento de vuelco. Los muros de carga en fachadas, afectados por sobrecargas, agotamiento o hundimiento de la cimentación, se apuntalan durante las reparaciones o hasta su demolición definitiva. Los estabilizadores de fachada se emplean cuando el muro de carga está en buen estado, pero debe mantenerse en pie durante la demolición del edificio, absorbiendo el momento de vuelco causado por el viento hasta que se construya la nueva estructura.

Referencias:

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

 

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El apeo de urgencia

Figura 1. Rescate urbano. Fuente: UME Ministerio de Defensa España. https://rescateurbanousar.wordpress.com/category/apuntalamiento/

La misión principal de los apeos de urgencia es evitar un colapso repentino de una estructura dañada y garantizar la seguridad del personal que realiza operaciones en el edificio. Dado que las condiciones de trabajo son peligrosas, es necesario utilizar elementos fabricados con materiales ligeros y de rápida entrada en carga y fáciles de ensamblar. En esta etapa de la actuación, los apeos telescópicos metálicos son los más adecuados, aunque también se emplean apeos ligeros de madera o metal. También existen puntales con sistemas hidráulicos y neumáticos con bloqueo que permiten un “apuntalamiento remoto”. Sin embargo, no supone una solución de apeo definitiva.

La principal diferencia entre un apeo de emergencia y uno programado radica en que, en el primer caso, no es posible realizar un estudio detallado de la distribución de cargas en la estructura ni diseñar el apeo de manera adecuada debido a la limitación de tiempo. Sin embargo, las condiciones técnicas deberían ser similares, lo que implica que el apeo de urgencia debe ser rápido y sencillo, permitiendo mejoras o extensiones posteriores a otras áreas o bajo diferentes criterios.

Se recomienda diseñar un apuntalamiento de urgencia que sea compatible con los trabajos de reparación o sustitución posteriores del elemento dañado. Sin embargo, lograr este nivel de precisión requiere una diagnosis precisa y la anticipación de si los trabajos futuros serán de reparación o sustitución, así como la técnica que se empleará. Esta tarea puede resultar complicada debido a la urgencia con la que se aborda, incluso si es realizada por un técnico que será responsable de la reparación posteriormente. Existe la posibilidad de que el técnico encargado del apuntalamiento de urgencia no sea el mismo que lleve a cabo la reparación, lo que podría generar discrepancias en los criterios de reparación.

En situaciones extremas, es posible que el apuntalamiento de urgencia sea ejecutado por bomberos u otros cuerpos de emergencia con el objetivo de salvar el edificio, incluso poniendo en riesgo su propia integridad. En este caso, su prioridad principal es proteger a las personas y asegurar rápidamente la estructura. Por lo tanto, aunque es deseable lograr una compatibilidad entre el apuntalamiento de urgencia y los trabajos posteriores, esto no siempre será posible, ya que se prioriza la rapidez y la seguridad de las personas.

Cuando se ejecuta un apeo, el proceso debe seguirse siempre de abajo hacia arriba, consolidando primero las partes inferiores y luego las superiores. Si se realiza el apuntalamiento desde el forjado dañado hacia el terreno, se someten los forjados a esfuerzos de flexión debido a las cargas adicionales del apuntalamiento, incluso si ya están apuntalados. Cuando se utiliza madera para el apeo, es crucial utilizar un material de buena calidad, seco y en buen estado. Se debe tener precaución al ajustar las cuñas, haciéndolo lentamente para que la carga se aplique gradualmente. Un ajuste excesivo puede ocasionar daños más graves a la estructura. Por lo tanto, un buen apeo, incluso en situaciones de urgencia, debe ser neutro, evitando levantar excesivamente la estructura mediante un apriete o acuñado excesivo de las piezas, pues esto podría causar lesiones más graves que las que se intentan corregir.

En el caso de utilizar puntales metálicos, es fundamental seleccionar el adecuado para alcanzar la altura deseada y asegurarse de que estén correctamente aplomados al colocarlos, de manera que transmitan las cargas de manera adecuada. Una vez finalizado el apeo, se recomienda colocar testigos de yeso para monitorear cualquier avance en la lesión que pueda requerir nuevas medidas de seguridad, y realizar revisiones periódicas.

Se puede reducir la gran flecha en el vano de un forjado mediante la colocación de una fila de puntales telescópicos. En el espacio bajo la cubierta, se instala un apeo enano compuesto por un pie derecho y un codal inclinado denominado tornapunta, que se coloca sin apretar, en lo que se conoce como posición “a la espera”. Estos elementos se aseguran mediante un pasador y descargan sobre una línea vertical de puntales y las cabezas de los tirantes. Para contrarrestar el empuje del codal hacia la sobrecarrera central, se fijan en ambos lados utilizando dos durmientes colocados sobre los tirantes, asegurándolos con tirafondos. En el caso de un muro socavado, se recomienda instalar otro codal de menor altura y con la menor inclinación posible para evitar su colapso. Para contrarrestar el empuje horizontal en la base, se realiza una excavación en el terreno donde se coloca un durmiente que asegura la base de la tornapunta.

Figura 2. Apuntalamiento con puntales. https://demodtres.com/servicios/apuntalamiento/

Existe un riesgo inminente de caída de alguna sección de cornisa hacia la vía pública, por lo tanto, es necesario delimitar un área de seguridad con vallas. En una etapa posterior, estas vallas deben reemplazarse por andamios con visera que permitan una circulación segura por el exterior. Entre las operaciones siguientes se incluye la instalación de un segundo conjunto de apeos, en consecuencia, los apeos actuales no deben obstaculizar ni impedir la instalación y ubicación de los siguientes. El orden y tipo de las operaciones posteriores dependerá del objetivo final previsto.

A continuación os dejo un documento de gran interés, elaborado por Pedro Sánchez Gálvez, donde se describen apeos y apuntalamientos de urgencia en edificios dañados por el sismo de Lorca el 11 de mayo del 2011.

Descargar (PDF, 25.09MB)

También puede resultar de interés este documento sobre evaluación de daños en emergencias, de la Región de Murcia, donde desarrolla un capítulo completo sobre los apeos de emergencia.

Descargar (PDF, 22.27MB)

En este documento se describen apeos y apuntalamientos de emergencia, cuyo autor es Francisco Javier Vivo Parra. Espero que también os sea de interés.

Descargar (PDF, 24.73MB)

Referencias:

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

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Estribos de puente de tierra estabilizada mecánicamente

Figura 1. Estribo de tierra estabilizada mecánicamente. Fuente: http://www.tierra-armada.com/

En situaciones en las que no es factible verter tierra frente al alzado del estribo debido a un terreno con baja capacidad portante, deformable o no se pueden realizar excavaciones, se requiere utilizar técnicas de tierra estabilizada mecánicamente, conocido también como suelo reforzado o bajo el nombre comercial de Tierra Armada®. Estas técnicas también son aplicables en zonas urbanas, donde es necesario evitar el derrame del terraplén y aprovechar las características estéticas que ofrecen este tipo de muros. Consisten en reforzar el material del terraplén mediante pletinas o flejes presentes en las escamas, fabricadas generalmente con materiales galvanizados o de fibra de carbono, que se colocan en el frente del estribo. Estas pletinas absorben eficientemente los empujes horizontales al interactuar con el suelo a través de la fricción.

El muro se complementa con escamas prefabricadas de hormigón, a las cuales se fijan los refuerzos (Figura 1). Estas escamas se entrelazan entre sí, presentando diversas formas, colores y texturas. En el trasdós de estas escamas se alojan armaduras o flejes que contrarrestan el empuje de las tierras mediante el rozamiento. La longitud de las armaduras debe ser igual o mayor a 0,7 veces la altura H del muro. En el caso de estructuras hiperestáticas, que pueden ser muy sensibles a los movimientos del macizo de tierra reforzada, es común separar el apoyo extremo del tablero del muro de tierra reforzada mediante la disposición de lo que podría considerarse como una pila adicional. En la coronación del muro, es posible disponer de un cargadero o durmiente que brinda soporte al tablero. Es frecuente separar el apoyo del tablero del muro mediante la colocación de una pila-estribo ubicada delante de este (Figura 2). La ejecución debe realizarse con cuidado para prevenir patologías, como descensos significativos o abultamiento de la pared exterior, entre otros problemas.

Figura 2. Estribo de tierra estabilizada mecánicamente. Fuente: http://www.tierra-armada.com/

La construcción de este tipo de estribos se caracteriza por ser rápida, sencilla y económica, lo que resulta en ahorros significativos, del orden del 15% al 40%, en comparación con estribos de puente ejecutados mediante sistemas convencionales. No obstante, es fundamental que estos estribos se ejecuten con gran precisión para evitar problemas posteriores como la ruptura de las escamas o desplazamientos.

El cargadero o estribo flotante debe diseñarse de manera que la presión transmitida al macizo de tierra reforzada sea adecuada, evitando una carga excesiva que requiera un alto número de armaduras en los niveles inferiores de escamas. Como referencia, se recomienda dimensionar la planta del durmiente de tal manera que la presión transmitida al lecho no supere los 0,2 MPa.

En el caso de estribos de altura moderada, la distancia mínima requerida entre el borde del durmiente y el paramento es de 10 cm. Por el contrario, para muros de 10 m de altura, dicha distancia no debe ser inferior a 15 cm. Es importante garantizar que el espacio entre el eje de los apoyos del tablero y el borde exterior del paramento no sea inferior a 1 m.

Al considerar las características geométricas de un estribo de tierra estabilizada mecánicamente, es fundamental tener en cuenta varios aspectos clave. Primero, la anchura B del macizo de suelo reforzado, determinada por la longitud de los flejes, debe ser mayor al 70% de H siempre que H sea inferior a 20 m, y mayor al 60 % de H más 2 m en el caso de muros más bajos. Además, la profundidad D del muro en el terreno debe ser de al menos 0,40 m, a menos que esté cimentado sobre un terreno compacto no susceptible a heladas, y generalmente supera el 10 % de H en estribos normales. Asimismo, la presión transmitida por el durmiente debido a las cargas permanentes debe ser inferior a 0,2 MPa, y la distancia entre el eje de los apoyos del tablero y el borde exterior del paramento debe ser de al menos 1 m. Es relevante que el estribo flotante se asiente sobre una capa de suelo tratado con un 3% a 5% de cemento, con un espesor mínimo de 0,50 m. La parte frontal del durmiente debe separarse al menos 10 cm del paramento, y en el caso de estribos con una altura superior a 10 m, se requiere una distancia mínima de 15 cm. Además, el durmiente debe contar con un resguardo mínimo de suelo tratado en su parte trasera de 30 cm.

En algunas ocasiones, se separa la función de contener las tierras de la de soportar el dintel. En este caso, el dintel estará pilotado y se ubicará por delante del muro. Sin embargo, es importante considerar que la carga del muro puede generar rozamientos negativos en los pilotes, lo que podría hacer que trabajen en tracción. Para evitar esta situación, se recomienda construir primero el muro y posteriormente ejecutar el pilotaje del durmiente. Es preferible pilotar lo más tarde posible para permitir que se produzca la mayor parte del asiento del muro antes de su ejecución.

Os dejo algunos vídeos de interés:

También os paso el manual de la Dirección General de Carreteras para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado.

Descargar (PDF, 93.29MB)

Referencias:

DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (1994). Manual para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado. Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente.

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328.

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