En el dinámico mundo de la construcción, las excavaciones para cimentaciones, sótanos o zanjas exigen una meticulosa planificación de la seguridad. Los sistemas de apuntalamiento son fundamentales, ya que sirven como soportes temporales o permanentes para prevenir el derrumbe del suelo, proteger las estructuras adyacentes y garantizar la seguridad de los trabajadores. Elegir el sistema adecuado entre las diversas opciones disponibles es clave para el éxito del proyecto.

Esta guía explora 12 tipos principales de sistemas de apuntalamiento, describe sus mecanismos, aplicaciones comunes y beneficios clave, ayudándole a navegar por estas opciones de construcción críticas.

¿Por qué es crucial el apuntalamiento?

El apuntalamiento no es sólo una recomendación; a menudo es una necesidad:

• Seguridad del trabajador: Su función principal es proteger vidas evitando derrumbes en excavaciones.
• Protección estructural: protege los edificios, caminos y servicios públicos cercanos contra daños causados ​​por el movimiento del suelo.
• Eficiencia del proyecto: El apuntalamiento proporciona un entorno estable, lo que permite que la construcción continúe sin interrupciones.
• Cumplimiento normativo: Las normas de seguridad (como OSHA) exigen apuntalamiento para excavaciones más allá de ciertas profundidades.
• Prevención de costos y retrasos: un colapso puede provocar graves retrasos en el proyecto, sobrecostos y problemas legales.

12 sistemas de apuntalamiento clave explicados

Los métodos de apuntalamiento varían según la instalación, los materiales y el propósito. A continuación, se presentan 12 sistemas comunes:

1. Apuntalamiento con vigas en H e I (pilotes soldados y revestimientos)

• Cómo funciona: Se hincan o perforan vigas de acero en H o I (pilotes soldados) a intervalos. A medida que avanza la excavación, se inserta revestimiento (madera, paneles de hormigón o placas de acero) entre ellas para retener el suelo.
• Aplicaciones: Excavaciones profundas (sótanos, estructuras subterráneas), adecuado para suelos cohesivos.
• Ventajas: Rentable, flexible, instalación relativamente rápida. Se puede combinar con anclajes.
• Contras: Menos adecuado para suelos muy blandos o cargados de agua sin deshidratación; el revestimiento de madera es temporal.

2. Apuntalamiento de pilotes secantes

• Cómo funciona: Pilotes de hormigón armado superpuestos (intersectados) crean un muro continuo e impermeable. Se hormigonan los pilotes principales (hembra) y, a continuación, se perforan entre ellos los pilotes secundarios (macho), que se introducen en los pilotes principales.
• Aplicaciones: Excavaciones profundas en zonas urbanas o sensibles al agua, muros de contención, pozos.
• Ventajas: Forma una barrera muy rígida e impermeable, minimiza el movimiento del suelo y puede ser una estructura permanente.
• Contras: Más caro y lento de instalar, requiere equipo especializado.

3. Apuntalamiento de pilotes contiguos (Apuntalamiento de pilotes tangentes)

• Cómo funciona: Los pilotes de hormigón se instalan uno al lado del otro con pequeños espacios (tangenciales), sin superponerse.
• Aplicaciones: Soporte de excavaciones donde el agua subterránea no es un problema importante; muros de contención en suelos cohesivos.
• Ventajas: Más económico y rápido que los pilotes secantes.
• Contras: No es impermeable debido a los huecos; menos rígido que las paredes secantes.

4. Tablestacas

• Cómo funciona: Se introducen o vibran láminas entrelazadas (de acero, vinilo u hormigón) en el suelo para formar una pared continua.
• Aplicaciones: Estructuras costeras (ataguías, malecones), excavaciones en suelos blandos o anegados, muros de contención temporales o permanentes.
• Ventajas: Buena resistencia al agua (especialmente acero), alta resistencia, materiales reutilizables.
• Contras: La instalación puede causar ruido/vibración; difícil en suelos densos/rocosos.

5. Muros diafragma (muros pantalla)

• Cómo funciona: Se construyen muros profundos de hormigón armado en paneles de zanja excavados. La zanja se sostiene con lechada de bentonita durante la excavación, luego se inserta una jaula de acero y se vierte el hormigón desde el fondo, desplazando la lechada.
• Aplicaciones: Excavaciones muy profundas, muros de sótanos permanentes, túneles y muros de corte, especialmente en áreas urbanas.
• Ventajas: Extremadamente fuerte, rígido y hermético; puede ser parte de la estructura permanente; ruido y vibración mínimos.
• Contras: Alto costo, se necesita equipo especializado y experiencia, proceso más lento.

6. Apuntalamiento de rastrillaje

• Cómo funciona: Los elementos inclinados (puntales) de madera o acero apuntalan un muro inestable. Los puntales se apoyan contra una solera y transfieren la carga al suelo mediante una placa de apoyo.
• Aplicaciones: Soporte de muros inestables debido a asentamientos, excavaciones adyacentes o daños.
• Ventajas: Fácil de montar, adaptable a distintas alturas de pared.
• Contras: Puede obstruir el acceso al suelo; requiere suelo firme para las bases de los rastrillos.

7. Apuntalamiento hidráulico

• Cómo funciona: Los pistones hidráulicos en unidades prefabricadas de aluminio o acero ejercen presión contra las paredes de la zanja.
• Aplicaciones: Principalmente apuntalamiento de zanjas temporales para servicios públicos y pequeñas excavaciones.
• Ventajas: Se instala y quita rápidamente (a menudo desde fuera de la zanja), es liviano y se puede reutilizar.
• Desventajas: Adecuado para profundidades y anchos de zanjas limitados; requiere bombas hidráulicas y monitoreo de presión.

8. Apuntalamiento con clavos de tierra

• Cómo funciona: Se introducen varillas de acero (clavos) en orificios perforados en una cara del suelo. Esto refuerza la masa de suelo, que suele cubrirse con un revestimiento de hormigón proyectado.
• Aplicaciones: Estabilización de taludes, apoyo de excavaciones (a menudo de arriba hacia abajo) y reparación de estructuras de contención.
• Ventajas: Rentable, flexible para formas irregulares, menos disruptivo (ruido/vibración).
• Contras: No apto para suelos con resistencia al corte muy baja o con aguas subterráneas altas sin medidas adicionales; se necesitan contratistas experimentados.

9. Apuntalamiento de madera

• Cómo funciona: Utiliza componentes de madera (tablones, postes, puntales, largueros) para sostener excavaciones o estructuras. Los diseños varían desde simples cajas de zanja hasta complejos soportes estructurales.
• Aplicaciones: Zanjas poco profundas, soporte de pisos/techos durante alteraciones, revestimiento en sistemas de pilotes soldados.
• Ventajas: Ligero, fácil de modificar en el sitio, rentable para trabajos pequeños y temporales.
• Contras: Susceptible a la putrefacción y a las plagas, resistencia limitada en comparación con el acero y el hormigón, requiere mucha mano de obra para instalaciones grandes.

10. Apuntalamiento muerto

• Cómo funciona: Los postes o puntales verticales proporcionan soporte directo a elementos como techos, pisos o vigas. La distribución de la carga se gestiona mediante placas de cabeza y de solera.
• Aplicaciones: Soporte de estructuras durante alteraciones (por ejemplo, remoción de paredes) o de hormigón fresco hasta su curado.
• Ventajas: Soporte vertical directo y efectivo; componentes a menudo reutilizables.
• Contras: Puede obstruir el área de trabajo; requiere un cálculo de carga cuidadoso y una base estable.

11. Apuntalamiento volador

• Cómo funciona: Los puntales horizontales (de madera o acero) se extienden entre dos muros paralelos, proporcionando soporte cuando se retira la estructura intermedia o el suelo. Se sostienen mediante placas de muro y suelen incluir agujas y listones.
• Aplicaciones: Soporte de muros durante la demolición de un edificio adyacente o a través de una excavación.
• Ventajas: Mantiene el espacio del suelo libre entre las paredes.
• Contras: Requiere paredes estables y paralelas; la longitud está limitada por la resistencia de los puntales.

12. Apuntalamiento neumático

• Cómo funciona: Similar al apuntalamiento hidráulico, pero utiliza aire comprimido para extender los puntales que sostienen las paredes de la zanja.
• Aplicaciones: Soporte de zanjas temporales, particularmente donde se necesita un despliegue rápido y liviano.
• Ventajas: Ligero, fácil de manejar, instalación rápida.
• Desventajas: Requiere un compresor de aire; potencial pérdida repentina de presión.

Cómo elegir el sistema de apuntalamiento adecuado: factores clave

La selección del sistema de apuntalamiento óptimo implica considerar múltiples variables específicas del proyecto:

• Condiciones del suelo: Un informe geotécnico que detalle el tipo de suelo, la resistencia y el nivel del agua subterránea es de suma importancia.
• Profundidad y geometría de excavación: Las excavaciones más grandes y profundas exigen sistemas más robustos.
• Restricciones del sitio: El espacio, la accesibilidad, la proximidad a las estructuras y los límites de vibración/ruido son cruciales.
• Estructura soportada: La naturaleza de lo que se apoya (corteza abierta, edificio existente) determina el enfoque.
• Cargas previstas: Se deben calcular la presión de la tierra, la presión del agua y las cargas de sobrecarga.
• Duración y permanencia del proyecto: ¿El apuntalamiento es temporal o parte de la estructura final?
• Costo y presupuesto: Equilibrar la seguridad y la funcionalidad con los costos generales del proyecto.
• Factores ambientales y regulatorios: El cumplimiento de todas las normas de seguridad y medio ambiente no es negociable.
• Nivel freático: Los niveles altos de agua subterránea pueden requerir sistemas estancos o de desagüe.
• Equipo y experiencia: Algunos sistemas necesitan equipos especializados e instaladores experimentados.

Conclusión

Los sistemas de apuntalamiento son fundamentales para una construcción segura y exitosa que implique excavaciones. Cada uno de los 12 tipos analizados ofrece capacidades específicas para distintos desafíos, desde la estabilidad en profundidad de los muros pantalla hasta la versatilidad del apuntalamiento de madera o hidráulico.

Una comprensión integral de estas opciones, basada en una investigación exhaustiva del sitio y experiencia en ingeniería, permite seleccionar el sistema más adecuado. Al priorizar la seguridad y la ingeniería sólida, los proyectos de construcción pueden construirse con confianza sobre una base estable y segura. Siempre contrate a ingenieros geotécnicos y estructurales cualificados para el diseño y la aprobación de su sistema de apuntalamiento.

Preguntas frecuentes

¿Pueden ser permanentes los sistemas de apuntalamiento?

• Sí, algunos sistemas de apuntalamiento pueden diseñarse para integrarse en la estructura permanente. Por ejemplo, los muros pantalla y los muros de pilotes secantes suelen servir como muros de sótano permanentes. El apuntalamiento con clavos de tierra también puede ser una solución de estabilización permanente.

¿Cuáles son los tipos de apuntalamiento más comunes para excavaciones profundas?

• Para excavaciones profundas, los sistemas comunes y robustos incluyen vigas H y pilotes de refuerzo (pilotes soldados), muros de pilotes secantes, muros de pilotes contiguos y muros diafragma. La elección específica depende de los factores mencionados anteriormente, especialmente las condiciones del suelo y la presencia de agua.

¿Cómo afecta el agua subterránea a la selección del apuntalamiento?

• El agua subterránea influye significativamente en la selección del apuntalamiento. Niveles freáticos altos o suelos permeables pueden requerir sistemas estancos como muros de pilotes secantes, muros pantalla o tablestacas de acero con enclavamientos sellados. También pueden requerirse sistemas de drenaje junto con el apuntalamiento.

Leer más

Blindaje vs. apuntalamiento —— escglobalgroup

Sistemas de apuntalamiento de excavaciones —— excavación profunda