Guia Tub Pretensado

8/17/2019 Guia Tub Pretensado

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PRESENTACIÓN

Compañía Mexicana de Concreto Pretensado, COMECOP, S.A. de

C.V. ha elaborado ésta guía de instalación como parte de una serie depublicaciones técnicas relacionadas con la tubería COMECOP,confiamos que sea de utilidad para los ingenieros proyectistas,usuarios y contratistas, como una información necesaria, basada y

respaldada por una amplia experiencia adquirida por más de 75 años de las tuberías deconcreto pretensado en el mundo y de centenares de instalaciones en muy distintoslugares y en condiciones diversas en México.

El correcto planteamiento de un proyecto, el estudio de las condiciones y la solución desus problemas en función de consideraciones técnicas y económicas es absolutamentenecesario como base para llegar a realizar una obra que genere confianza y

satisfacción para los promotores e inversionistas y orgullo para los técnicos.

Pero el mejor proyecto, empleando el mejor tubo, puede resultar en un fracaso si lainstalación se realiza en condiciones deficientes, defectuosas o incorrectas.

Por ello y como guía de la instalación, resumimos en este documento una serie decondiciones fundamentales que deben ser tomadas en cuenta, que no requieren oplantean costo extra, pero que aseguran que el tubo quedará instalado en óptimascondiciones.


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ÍNDICE GENERAL

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1.0 CONSIDERACIONES GENERALES..................................................................................... 51.1 Características de la tubería…................................................................................... 51.2 Tubería COMECOP.................................................................................................... 61.3 Tubos y piezas especiales.......................................................................................... 71.4 Tipos de uniones......................................................................................................... 7

2.0 PLANEACIÓN DE LA PUESTA EN OBRA DE LOS TUBOS................................................ 82.1 Generalidades............................................................................................................. 82.2 Proyecto...................................................................................................................... 82.3 Trazado de zanjas...................................................................................................... 82.4 Plan de ejecución........................................................................................................ 82.5 Organización general de los trabajos......................................................................... 92.6 Documentación de la obra.......................................................................................... 9

3.0 TRANSPORTE, DESCARGA Y ACOPIO DE LOS TUBOS.................................................. 93.1 Transporte................................................................................................................... 103.2 Recepción en obra...................................................................................................... 103.3 Descarga..................................................................................................................... 113.4 Almacenaje de tubos en obra................................................................................ 133.5 Almacenaje de anillos de hule.................................................................................... 14

4.0 PREPARACIÓN DE CAMINOS DE ACCESO....................................................................... 155.0 SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE INSTALACIÓN DE TUBERÍA.................................. 15

5.1 Riesgos....................................................................................................................... 155.2 Equipo de Protección Personal.................................................................................. 165.3 Brigadas de Seguridad............................................................................................... 16

6.0 VERIFICACIÓN DE OPERACIONES Y DATOS DEL PROYECTO ANTES DE INSTALARLA TUBERÍA.......................................................................................................................... 16

7.0 GEOMETRÍA DEL TRAZO.................................................................................................... 177.1 Radio de curvas.......................................................................................................... 17

7.2 Sentido de colocación................................................................................................. 178.0 TRAZADO, ESTACADO Y EXCAVACIÓN DE ZANJAS....................................................... 17

8.1 Topografía, Nivel y Estacado...................................................................................... 189.0 BOMBEO DE ACHIQUE, DRENAJES Y ADEMES............................................................... 20

9.1 Flotación de los tubos................................................................................................. 209.2 Aguas superficiales..................................................................................................... 209.3 Aguas subterráneas.................................................................................................... 219.4 Drenaje de alivio en la zanja....................................................................................... 21

10.0 PROFUNDIDAD DE LAS ZANJAS........................................................................................ 2111.0 ANCHURA DE LA ZANJA..................................................................................................... 2212.0 ACONDICIONAMIENTO DEL FONDO DE LA ZANJA (CAMA DE APOYO)........................ 2213.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONES CONVENCIONALES............................ 26

13.1 Descenso y acomodo de los tubos en zanja.............................................................. 26

13.2 Preparación de las extremidades del tubo para la colocación de los anillos de hule. 2813.3 Enchufe de los tubos.................................................................................................. 2913.4 Dispositivo de tracción................................................................................................ 3113.5 Empuje de acoplamiento............................................................................................ 3213.6 Juego entre tubos....................................................................................................... 3313.7 Protección de los anillos de hule................................................................................ 3313.8 Juntas mecánicas....................................................................................................... 3413.9 Limpieza de la conducción.......................................................................................... 35


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Página14.0 RELLENO Y COMPACTACIÓN DE LA ZANJA.................................................................... 35

14.1 Acostillado................................................................................................................... 3514.2 Relleno clasificado compactado................................................................................. 36

14.3 Relleno a volteo.......................................................................................................... 3614.4 Relleno principal......................................................................................................... 3614.5 Relleno en dos etapas................................................................................................ 3714.6 Desmontaje del apuntalamiento................................................................................. 3714.7 Recomendaciones prácticas para la compactación.................................................... 3814.8 Precauciones especiales con la maquinaria de movimiento de tierra y

compactación............................................................................................................. 3815.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONES ESPECIALES....................................... 40

15.1 Conducciones en pendientes pronunciadas............................................................... 4015.2 Conducciones elevadas (aéreas)............................................................................... 4115.3 Conducciones semienterradas................................................................................... 4215.4 Conducciones en pasos subterráneos (tubería en túnel)........................................... 4215.5 Instalación de tubos sumergidos................................................................................ 43

15.6 Tubos bloqueados...................................................................................................... 4415.7 Conexiones a obras adyacentes................................................................................. 4415.8 Pequeñas obras.......................................................................................................... 45

17.0 BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................... 4718.0 NORMATIVA......................................................................................................................... 47


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1.0 CONSIDERACIONES GENERALES

Antes de la planeación de una obra es importante conocer tanto los tipos de tubos y juntas disponibles para lainstalación, como la constitución topográfica, física y química del terreno, lo cual ayudara a evitar gastos innecesarios

por una deficiente selección.

A continuación se hace una breve explicación de los tipos de tubos y los tipos de juntas que pueden ser utilizados deacuerdo a cada obra, con lo que se tendrá una obra en óptimas condiciones.

El conocimiento de las especificaciones del proyecto, el tipo de tubería requerida, así como la correcta interpretaciónde las instrucciones de manejo, instalación, prueba y puesta en marcha; y una dirección experta, deben ser estrictaspara lograr el éxito.

Queda entonces en manos del proyectista la correcta identificación de las condiciones generales del proyecto y lasespecificaciones de la obra, contando con la entera disposición de COMECOP para ofrecer asistencia técnicadurante la misma (descarga, instalación y pruebas de tuberías), incluyendo supervisión de obra y capacitación ensitio.

1.1 Características de la tubería

Los tubos de concreto pretensado COMECOP están diseñados y fabricados bajo estrictas normas nacionales einternacionales, considerando todos los factores técnicos clásicos, así como aquellos relacionados al ambiente,clima, suelo y geología.

1.1.1 Factores técnicos

Presión de trabajo. Fundamentalmente los tubos COMECOP se se fabrican hasta 200 m.c.a. (20 kg/cm²)

Cargas externas. Los tubos COMECOP brindan un gran soporte a las cargas externas (cargas por terrenoy cargas vivas) que generan esfuerzos flexionantes y de impacto.

1.1.2. Factores de intemperie

Los terrenos agresivos por su naturaleza pueden ser potencialmente dañinos a los materiales colocadosen ellos, sobre todo en presencia de la humedad, por lo que los tubos COMECOP por su acabado exteriorse clasifican en:

Sin recubrimiento de pared exterior Con recubrimiento de pared exterior.

Corrientes eléctricas derivadas, cuando el terreno en sectores dados se hace más conductor, por lapresencia de líneas de tensión eléctrica mal aisladas y la identificación de humedad o sales, lacorriente puede hacer contacto en cualquier punto con la armadura del tubo, generando efectosderivados.

COMECOP suministra en todos sus tubos de concreto presforzado la preparación para la protección catódica, mismaque debe ser conectada en los casos en que se tenga certeza, en base a estudios completos de la presencia decorrientes eléctricas derivadas.


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1.2 Tubería COMECOP

Las especificaciones dadas en la tabla 1 son dimensiones básicas de los tubos que se fabrican y tienen un carácterenunciativo, para otras características o tipos de tubos (tubos especiales para altas presiones) consulte nuestro

departamento técnico.

La tubería COMECOP se fabrica en diámetros de 762 hasta 2 750 mm, para presiones de trabajo de hasta 200 mca.

T A B L A 1 . C A R A C T E R Í S T I C A S

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L A S

T U B E R

Í A S

C O M E C O P

P a r a m a y o r e s d

e t a l l e s , c o n s u l t e n u e s t r o d e p a r t a m e

n t o t é c n i c o


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1.4.3) Unión bridada, constituida por el desplazamiento del anillo elastómero entre dos bridas metálicas atornilladas.Esta junta es rígida, véase figura 3.

FIGURA 3. UNIÓN BRIDADA

2.0 PLANEACIÓN DE LA PUESTA EN OBRA DE LOS TUBOS

2.1 Generalidades

Las obras para la colocación de la tubería comprenden una serie de operaciones, como apertura de zanjas,perforación de túneles, rellenos, compactación de suelos, etc. todo ello es necesario antes de la realización de lasmismas, por lo cual es necesario hacer una revisión a fondo del proyecto para evitar trabajos innecesarios o fueradel plan original que incrementen el costo de la obra.

2.2 Proyecto

Los documentos esenciales del proyecto para la puesta en obra del tubo son aquellos que contienen informaciónsobre:

Estudio físico – químico del terreno, El trazo de línea en obra (vista de planta), Perfil de la línea, Rellenos escasos o excesivos.

2.3 Trazado de zanjas

Los trazos en planta y perfil deben materializarse sobre el terreno, antes de la colocación por:

Estacas en los vértices de la poligonal del trazo, Un estacado paralelo, es decir fuera del eje de la tubería que no sea afectado ni por la terracería excavada ni

por la circulación a lo largo de la línea,

Además el jefe de obra debe disponer de bancos de nivel en los vértices de la poligonal. Las estacas en los vérticesde la poligonal deben ser niveladas frecuentemente con precisión para ser utilizadas como referencias.

2.4 Plan de ejecución

El jefe de los trabajos de colocación estará provisto del trazo en planta con indicación de ángulos y curvasplanimétricas y del perfil de conducción que defina perfectamente, por referencia a los vértices de la poligonal y al


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estacado paralelo además de indicación de los niveles a intervalos de 50 m como máximo, los cambios de pendiente,las curvas altimétricas y los accesorios perfectamente señalados.

2.5 Organización general de los trabajos

Debiera ser inútil recordar que el programa del conjunto de los trabajos debe ser previsto para permitir el desarrollosin interrupción de las tareas de colocación y luego las pruebas de recepción de la línea lo más pronto posibledespués de su instalación.

Conviene pues prever cuidadosamente en particular:

La demolición de rocas, Las obras adicionales a construir, Las cajas de válvulas, Cruces (corrientes de agua, vías férreas, caminos, etc.), Atraques, anclajes, Pequeñas cajas de desfogue y de expulsión de aire.

Estas disposiciones son válidas para cualquier tipo de conducción.

Los acueductos de concreto presforzado exigen además una particular atención sobre los siguientes puntos:

El avance de la colocación, Relleno de la zanja.

De ahí que los puntos de partida del tendido deban ser elegidos para permitir en todos los casos posibles:

El tendido ascendente, El llenado progresivo de la zanja tan pronto sea colocada la tubería.

Así pues la colocación y por consecuencia el conjunto de los trabajos deben ser organizados en función de:

Las pendientes del terreno,

Los puntos de aprovisionamiento de agua. Número de frentes de instalación.

2.6 Documentación de la obra

Al término de los trabajos la entidad instaladora debe enviar al dueño de la obra un plano de perfil y de plantadefinitivo señalando la colocación precisa de los tubos y piezas especiales debidamente numeradas. Los reportesdiarios de los diversos equipos y la bitácora de obra deben consignar por día:

Las instrucciones recibidas, El avance de los diversos trabajos, Los incidentes que afecten la ejecución, Las recepciones por tramos.

3.0 TRANSPORTE, DESCARGA Y ACOPIO DE LOS TUBOS

Durante el transporte de los tubos hasta el punto de instalación, es necesario tomar las precauciones debidas paraevitar que los tubos sufran esfuerzos superiores a los que han sido calculados, en muchas ocasiones los esfuerzospor manipulación son superiores a los que se somete el tubo en servicio, especialmente en lo que a flexiónlongitudinal se refiere.


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3.1 Transporte

Los tubos se colocan en los vehículos en posición horizontal sobre cuñas o listones debe apoyarse sobre dos basesguarnecidas de madera o de hule como se muestra en la figura 4, ambas bases deben ser suficientemente anchas y

dispuestas con aproximación a 4,0 m entre ejes, los tubos deben ser transportados de tal forma que se garantice lainmovilidad transversal y longitudinal de la carga, así como la adecuada sujeción de los tubos apilados.

Cuando se utilicen cables de acero o eslingas, éstas deben ser convenientemente protegidas para evitar cualquierdaño en la superficie del tubo, para evitar que pueda afectar negativamente a su durabilidad y su desempeño (de otraforma conviene insertar una banda ahulada entre cable y tubo.). La manipulación de los tubos en fábrica y eltransporte a obra deben efectuarse sin que sufran golpes o rozaduras, principalmente en las espigas y en lascampanas.

Durante la carga de los vehículos se debe tener presente el número de estibas de tubos.

FIGURA 4. TRANSPORTE DE TUBOS

3.2. Recepción en obra

El responsable de la obra debe realizar una inspección visual de los tubos desde la descarga a fin de eliminar del

acomodo los tubos defectuosos o dañados durante el transporte, aunque este hecho es totalmente previsible desdefábrica para evitar mermas en los proyectos, para la recepción en obra, se deben tener en cuenta los siguientesaspectos:

Los tubos que entren en obra, aunque previamente hayan sido inspeccionados en la fábrica, deben serdetenidamente inspeccionados a su recepción,

Es responsabilidad del receptor verificar que los tubos correspondan al pedido solicitado y que no han sufridodaños al momento de la recepción,

Cualquier anomalía que se detecte debe ser motivo de consideración, tomándose las precaucionesnecesarias para apartar el material que ofrezca dudas para su utilización. Los extremos dañados, daños en la

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superficie o pequeñas fisuras pueden ser reparados en obra previamente a su instalación con materialesespeciales de alta adherencia y especificación (resinas epóxicas)

Las anomalías deber quedar reflejadas en el documento de recepción, anotándose la cantidad de piezas dañadas yel tipo de daño advertido.

3.3. Descarga

La descarga se puede efectuar con los medios materiales y humanos adecuados para que la misma se realice conseguridad. Deben adoptarse las instrucciones del fabricante al respecto.

COMECOP debe proveer el procedimiento de descarga y manipulación de tubos en condiciones adecuadas para sualmacenamiento o instalación.

3.3.1) Descarga mecánica

Los tubos y piezas pueden descargarse con la maquinaria convencional de excavación y de elevación, siempre quese disponga de dispositivos adecuados, con el objeto de controlar con precisión los movimientos de descarga. Esrecomendable el empleo de grúas automotrices para la descarga de tubos.

En la figura 5 se muestran los elementos y accesorios empleados por lo general en la descarga. Los puntos decontacto de estos elementos deben disponer de protecciones elásticas.

Una vez suspendido el tubo y hasta situarlo en su lugar de acopio han de tenerse en cuenta las siguientesrecomendaciones:

Evitar golpes entre tubos y contra el terreno. Guiar la carga tanto al elevarla como al depositarla (puede utilizar cuerdas de control) para mayor

seguridad. Maniobrar con suavidad. Nunca situarse debajo de la carga. Evitar que el tubo quede apoyado sobre puntos aislados o sobre roca. Después de la descarga evitar que los tubos sean arrastrados o rodados. Descargarlos lo más cerca posible del lugar donde van a ser instalados.

¡Pero recuerde extremar las acciones de seguridad¡

FIGURA 5. ELEMENTOS Y ACCESORIOS PARA DESCARGA MECÁNICA DE LOSTUBOS

Estrobo Estrobo

Estrobo

Pinzas


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Se recomienda que la manipulación con dispositivos formados por cables desnudos, ni por cadenas que estén encontacto con los extremos, campana y espiga, del tubo. En caso necesario, los cables y cadenas deben tenerrevestimiento protector en la zona de contacto con el tubo.

Se recomienda la suspensión por medio de bandas anchas o eslingas con el recubrimiento adecuado o de pinzasmecánicas que sujeten el tubo por la parte recta. En caso de emplearse balancines que ensarten el tubo, toda suzona de contacto con el mismo debe estar recubierta de madera o de goma; el tubo debe estar bien centrado demanera que este sea descargado nivelado y sin peligro de que se resbale y se golpee ó genere accidentes, véasefigura 6.

Una buena coordinación de los suministros con la marcha de la obra reduce el movimiento de los tubos y, enconsecuencia, evita los riesgos por deterioro en la manipulación.

Se recomienda, descargar con grúa con capacidad suficiente para el manejo del tubo. El manejo se asegura concables o eslingas. En la figura 7 se da un ejemplo de un gancho (de manejo) para descarga de tubos.

FIGURA 6. DESCARGA DE TUBOS POR MEDIOS MECÁNICOS

Mueva el tubo equilibrado

No dejar caer el tubo

Movimiento del tubo con dos eslingas Movimiento del tubo con una eslingas


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FIGURA 7. EJEMPLO DE GANCHO Y ESLINGA PARA DESCARGA DE TUBOS

3.4 Almacenaje de tubos en obra

En el almacenaje de tubos deben ser seguidas las instrucciones del fabricante, así como las especificaciones propiasdel producto.

El almacenaje de los tubos se hace generalmente lo más cerca posible del punto de instalación.

El almacenaje de los tubos en obra puede hacerse de las siguientes maneras:

3.4.1) Almacenaje horizontal

Se escogen zonas despejadas de la obra que permitan las maniobras de descarga y el paso de los vehículos ygrúas. Los tubos almacenados no deben ser colocados en las proximidades de zanjas abiertas.

El estibado más frecuente es el piramidal debiéndose adoptar precauciones especiales al calzar lateralmente lostubos para evitar que rueden. Se debe evitar una altura excesiva en el estibado para que los tubos de la parteinferior no estén sobrecargados. Se recomienda que la altura del estibado no exceda de lo indicado en la tabla 2.


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Los tubos de diámetro pequeño pueden ser estibados de la misma manera que se cargan en el camión. El acopio delos tubos debe ser de manera horizontal, la estiba inferior debe colocarse en una superficie plana y nivelada,apoyándose sobre tablones paralelos colocados a 1/5 de los extremos del tubo, además debe calzarseadecuadamente para evitar desplazamientos. En cada estiba de tubos, la campana y las espigas deben estar en lamisma dirección, apoyándose los tubos sobre sus partes rectas.

TABLA 2. ESTIBAS DE ALMACENAJE DE TUBOS

Diámetro nominalmm

Número de estibasde tubos

762 a 1 000 2> 1 000 1

Las campanas de la estiba siguiente deben estar sobre las espigas y dispuestas encima de las espigas de la estibainferior. Los partes rectas de los tubos deben estar acentados sobre madera, véase figura 8.

FIGURA 8. ALMACENAJE HORIZONTAL DE TUBOS

3.4.2) Almacenaje lineal

El almacenaje a lo largo de las zanjas debe responder a los siguientes criterios:

La tubería debe ser colocada lo más cerca posible de la zanja con el debido resguardo, La tubería debe estar al lado opuesto de las tierras de excavación, Tener en cuenta que la tubería no se encuentre expuesta al tránsito de los vehículos de la obra.

No deben almacenarse los tubos por largo de tiempo en condiciones expuestas en la obra. Si fuera inevitablehacerlo deben protegerse adecuadamente.

Si durante los trabajos de acopio se detectara algún tubo dañado, debe ser separado, marcado y almacenado porseparado.

3.5 Almacenaje de anillos de hule Los anillos de hule se deben almacenar bajo cubierta, en un lugar fresco y seco y protegidos de la luz, especialmentede la radiación solar directa y se deben almacenar en contenedores adecuados.

Tampoco deben estar en contacto con materiales líquidos o semisólidos, en especial solventes, aceites y grasas, nicon metales.

No deben almacenarse en puntos próximos a instalaciones eléctricas capaces de generar ozono, como por ejemplo,las lámparas de vapor de mercurio, el material eléctrico de alta tensión u otro tipo de equipos que puedan producir


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chispas o descargas eléctricas silenciosas. Deben protegerse de los gases de combustión y de los vaporesorgánicos.

Asimismo los anillos de hule deben estar libres de esfuerzos de tracción, compresión u otro tipo de esfuerzo quepuedan deformarlos (retorcidos, con peso encima, etc.)

Para controlar las necesidades de montaje y evitar errores los anillos de hule deben estar clasificados, bienlocalizados y limpios.

4.0 PREPARACIÓN DE CAMINOS DE ACCESO

La amplitud de la zona de trabajo depende evidentemente de:

Área de terreno disponible, Los métodos adoptados para:

- Disposición de productos de excavación,- Manejo y colocación de los tubos.

El camino de circulación suficiente para el acceso de camiones debe ser preparado paralelamente a la zanja. Elcamino de circulación y el camellón del material excavado se disponen a un costado u otro de la zanja de acuerdocon el mejor compromiso posible entre exigencias contradictorias que contemplan o plantean:

Los caminos de acceso, Las pendientes transversales del terreno, La protección contra escurrimientos de agua, La eventual evacuación de las aguas bombeadas de la zanja.

5.0 SEGURIDAD EN LOS TRABAJOS DE INSTALACIÓN DE TUBERÍA

5.1 Riesgos

Los riesgos más comunes para el personal que interviene en todo el proceso de instalación de una tubería son:desprendimiento de tierras, caída de personas a distintos niveles en el interior de la zanja, enterramientosaccidentales, atrapamientos de personas por la maquinaria y los derivados por interferencias con conduccionesenterradas, inundación, golpes por objetos, caída de objetos, etc.

Dadas las consecuencias que se pueden presentar deben adoptarse medidas preventivas, las cuales puedenresumirse en:

El personal que va a trabajar en el interior de las zanjas debe conocer los riesgos a los que puede estarexpuesto,

El acceso y salida de una zanja se debe efectuar mediante una escalera sólida, anclada en el borde superiorde la zanja y apoyada sobre una superficie sólida de reparto de cargas. La escalera debe sobrepasar en 1 mel borde de la zanja,

Deben prohibirse los acopios (tierras, materiales, etc.) a una distancia menor a 2 m, como regla, del borde dela zanja, Cuando la profundidad de la zanja sea igual o superior a los 2 m se deben proteger los bordes mediante una

barandilla situada a una distancia mínima de 2 m, Si la profundidad de la excavación es menor a 2 m, puede instalarse una señalización de peligro (puede ser

una línea de yeso o cal situada a 2 m del borde de la zanja, cuerda con banderolas, etc.), Si los trabajos requieren iluminación se efectuaran mediante torretas aisladas con toma de tierra, Si se requiere iluminación portátil, puede proporcionarse con lámparas o reflectores, Se deben revisar los taludes o cortes a intervalos regulares, para evitar desprendimientos debido al uso de

martillos neumáticos, compactadores, excavadoras, etc.,


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Los trabajos a realizar en los bordes de las zanjas con taludes no muy estables, se deben realizar llevar acabo con medidas y equipo de seguridad, coordinadas a través de las brigadas de seguridad del instalador,

Se debe efectuar el achique inmediato de las aguas que afloran o caen en el interior de las zanjas, para evitarque se altere la estabilidad de los taludes,

Todos los apuntalamientos deben ser revisados periódicamente, Para accesar o salir de una zanja deben utilizarse medios adecuados. Para pasar por encima se deben

instalar pasarelas adecuadas. Nunca debe pasarse sobre los elementos del apuntalamiento,

5.2 Equipo de Protección Personal

En lo referente al equipo de protección personal se han de utilizar: casco, mascarilla antipolvo, cinturón de seguridad,guantes de cuero, ropa de trabajo, entre otros.

5.3 Brigadas de Seguridad

Es recomendable contar con brigadas de seguridad, las cuales serán responsables de supervisar las maniobras dedescarga y colocación de los tubos en una forma segura, también serán responsables de verificar que el equipo einstalaciones estén en buen estado o bien instalado, evitando con ello accidentes y retraso de tiempo en el proyecto.

6.0 VERIFICACIÓN DE OPERACIONES Y DATOS DEL PROYECTOANTES DE INSTALAR LA TUBERÍA

Es indispensable que un mismo técnico sea responsable cuando menos, de las siguientes operaciones:

Verificación de la cama de apoyo (calidad, nivelación), Geometría del trazo, Radio de curvaturas, Pendientes, Acomodo de los tubos en las zanjas, Tipo de zanja,

Preparación de los anillos de hule, Protección de los anillos de hule, Colocación propiamente dicha incluyendo pruebas de anillos de hule, Relleno acostillado.

Según la importancia y la organización de los trabajos, ésta responsabilidad del jefe de instalación puede abarcartambién las siguientes operaciones:

Confección de la cama de apoyo, Relleno apisonado y camellones, Relleno final y prueba de línea.

En todo momento el jefe de instalación debe asegurarse que:

El trazo de las zanjas y las estacas de señalización estén en su lugar, El acomodo es correcto y en particular que los tubos sean recibidos en cantidad suficiente y en la presiónespecificada.


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7.0 GEOMETRÍA DEL TRAZO

Antes de iniciar la excavación de las zanjas es necesario conocer perfectamente los detalles de la instalación,pendientes, tipo de tubos, la colocación de los tubos, el tipo de junta a utilizar, los atraques, etc., lo que permitirá

contar con una obra de acuerdo al proyecto.

7.1 Radio de curvas

De acuerdo con la calidad del terreno, los desplazamientos deben cuando mucho alcanzar los valores de la tabla 1,(véase tabla), donde se encuentran los valores de deflexión permitida.

7.2 Sentido de colocación

En colocación normal, el extremo macho del tubo a colocar se introduce en la campana (enchufe) del tuboanteriormente colocado; pero el proceso inverso es posible. El trabajo más fácil consiste en que el progreso deltendido sea ascendente. En tal caso el peso del tubo ayuda al enchufe.

Cuando el tendido progresa en descenso las pendientes de hasta 12 % aproximadamente no crean problemas si el

fondo de la zanja no es resbaloso. Para pendientes superiores a 12 % hay que tomar precauciones especiales paraanclar provisionalmente los tubos hasta la terminación del tendido del tramo en pendiente.

8.0 TRAZADO, ESTACADO Y EXCAVACIÓN DE ZANJAS

Como paso previo a la excavación, debe ser marcada, trazada y referenciada con precisión la línea que pasa por elcentro de la zanja y el ancho de la superficie de la zanja. Cuando se requieran marcas temporales de colocación,deben establecerse en puntos donde no sea posible que sean borradas o movidas.

Los intervalos entre las operaciones de excavación, instalación de la tubería y relleno de tierras, deben ser lo másbreves posibles. De esta forma se logra:

Reducir el tiempo de reutilización de los elementos de apuntalamiento si los hubiera, Prevenir posibles inundaciones de la zanja y derrumbes en la misma, Reducir la necesidad de controlar el agua subterránea, Reducir los requerimientos de los equipos, Minimizar las roturas de los servicios existentes, reducir las perturbaciones al tráfico, Reducir los riesgos de accidentes, Reducir impactos adversos al medio ambiente.

Se recomienda que no transcurra más de una semana entre la excavación de la zanja y la colocación de la tubería.

Si fuera absolutamente necesario mantener en más tiempo la apertura de las zanjas, se deberá dejar sin excavarunos veinte centímetros sobre la línea del suelo, para posteriormente realizar su acabado.

Las zanjas pueden abrirse mecánicamente ó a mano, perfectamente alineadas en planta y con el nivel uniforme,salvo que el tipo de tubo a emplear requiera que se abran conchas. Estas conchas deben hacerse hasta el momentode instalar los tubos, para asegurar su posición y conservación.

Cuando el terreno sea uniforme se excavará hasta la línea de nivel; si quedan al descubierto elementos rígidos talescomo piedras, rocas, etc., será necesario excavar por debajo del nivel para efectuar posteriormente un relleno,manteniendo la capacidad portante del terreno. Cuando sea necesario realizar explosiones para las excavaciones, engeneral en poblaciones, se deben adoptaran las medidas necesarias de seguridad para la protección de personas y/opropiedades.

El material procedente de la excavación se debe apilar lo suficientemente alejado del borde de las zanjas para evitarel desmoronamiento de éstas o que los desprendimientos puedan poner en peligro a los trabajadores. En el caso de


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que las excavaciones afecten a pavimentos, los materiales que puedan ser usados en la restauración de los mismosdeben ser separados del material general de la excavación.

La forma en que se apile la tierra removida condiciona el empleo de equipo de excavación, la necesidad deapuntalamientos y las operaciones de relleno.

En el caso de instalaciones en zanja, el material extraído se usa frecuentemente para el posterior relleno, por lo quees conveniente colocarlo a lo largo de la zanja a una distancia adecuada de uno de sus bordes, una regla es situar latierra extraída a una distancia del borde de la zanja no menor que la mitad de su profundidad. Si la zanja seencuentra apuntalada suele ser suficiente una distancia libre de 90 cm.

La tierra amontonada en la proximidad del borde de la zanja produce una sobre carga que afecta a su estabilidad. Lacapacidad de la pared de la zanja depende del grado de cohesión del suelo. Dicha sobrecarga debe ser consideradaal estudiar la estabilidad de los taludes (verticales o no) que constituyen las paredes de la zanja. Cuando laestabilidad del talud no resulte suficientemente segura la zanja debe ser apuntalada.

La excavación de zanjas muy profundas o muy anchas produce un gran volumen de tierras extraídas cuyo pesopuede resultar excesivo para la estabilidad del talud. En este caso será necesario alejar una parte de dichas tierras oextenderlas en una superficie mayor. Si se prevé utilizar como relleno las mismas tierras procedentes de la

excavación, éstas deben ser inspeccionadas a fin de retirar trozos grandes de roca, terrones, pedazos de escombro,y todo aquello cuyo peso y dureza puedan causar daños a la tubería por el impacto de caída o producir presionespuntuales al compactar el relleno.

Se pueden utilizar los diferentes equipos de excavación disponible. Es importante que para la selección del equipomás eficiente para la excavación de zanjas se considere que todo el equipo de excavación tiene limitacionesprácticas y económicas. Las consideraciones incluyen el tipo y cantidad de material para ser excavado, profundidad yanchura de excavación, las limitaciones dimensionales establecidas en los planos, tamaño del tubo, espacio deoperación y colocación de las tierras excavadas. Los equipos más usuales pueden ser modificados o adaptados parasu empleo en la mayoría de las operaciones de excavación y movimiento de tierras.

8.1 Topografía, Nivel y Estacado

Para la instalación de los tubos en zanja, se comienza por fijar unos puntos de referencia mediante estacas, clavos ocualquier otro procedimiento. A partir de estos puntos se sitúa el eje de la tubería en el fondo de la zanja.

Cuando la zanja es estrecha, pueden tenderse barras de uno a otro lado, sobre las que se tensa una cuerda denivelación situada en el plano vertical que contiene el eje de la tubería. Posteriormente mediante plomada y cinta ocualquier otro procedimiento, se bajan los puntos del eje a la profundidad prevista en el fondo de la zanja.

FIGURA 9. DIAGRAMA GENERAL DE TENDIDO DE LÍNEAS DE TUBERÍA(NIVELACIÓN Y ALINEACIÓN)


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En zanjas cuyo ancho dificulte tender barras, puede ser conveniente replantear la tubería directamente en el fondode la zanja.

En el caso de tuberías que deben instalarse aproximadamente a nivel del terreno natural para ser despuésterraplenadas, el trazo se hace directamente sobre dicho terreno. Si primero se efectúa el relleno de tierras para abriren él una zanja en que instalar la tubería, el trazo se realiza como en el caso de una zanja normal.

Es posible efectuar ligeros cambios de dirección o curvas de gran radio con tubos rectos y deflexiones permitidas.Los cambios de dirección más cerrados pueden ser realizados con piezas especiales. El método de instalaciónusado dependerá de las características de la instalación y de las recomendaciones del fabricante. Este método debeser establecido antes de la excavación de la zanja.

Cuando la zanja para la tubería describa una curva suave, se debe ampliar la zanja de un solo lado, a fin de permitirel acoplamiento de los tubos en línea recta.

FIGURA 10. DEFLEXIONES CON GRANDES RADIOS DE CURVATURACON TUBOS RECTOS

El método de tubos rectos con deflexión se procede a la deflexión de un tramo de tubo mientras que el otropermanece en su posición. Esta operación debe ser sumamente cuidadosa, si no se quiere correr el riesgo de perderhermeticidad en este tipo de tramo tan sensible. Cada tubo debe ser previamente alineado e instalado,procediéndose a dar la deflexión lentamente.

La realidad es que esta máxima desviación está condicionada principalmente por el diseño de la unión, es decir, porla mayor o menor profundidad de la espiga del enchufe y de la campana donde se aloja y por la separación o espacioanular entre ambos, siendo mayor en los tubos de diámetros chicos y menor en los diámetros grandes.

En el caso de requerir grandes deflexiones es recomendable utilizar codos en vez de tubos rectos con deflexión.

TUBOS RECTOS CON DEFLEXIÓN CODO CON SUBTANGENTES LARGAS CODOS

FIGURA 11. PIEZAS PARA CAMBIO DE DIRECCIÓN EN LÍNEAS DE CONDUCCIÓNY DISTRIBUCIÓN


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9.3 Aguas subterráneas

En los terrenos acuíferos la zanja, no debe excavarse más que con un mínimo de antelación previo a la instalación.La instalación de tubos COMECOP, sin exigir una zanja perfectamente seca, necesita el control de entradas

importantes de agua ya sea por el abatimiento del nivel freático, o por achique.

9.4 Drenaje de alivio en la zanja

Cuando la línea esta en pendiente y la zanja, aun rellena, es susceptible de colectar aguas superficiales o aguassubterráneas, se pueden producir condiciones incorrectas que afecten peligrosamente la cama de apoyo y el rellenode acostillado. Para prevenir tales riesgos es, a veces, necesario realizar un verdadero drenaje del fondo de lazanja, como se muestra en la figura 12. En tal caso los tubos se colocan sobre la cama de piedra triturada.

Los métodos para el drenaje no deben afectar el relleno envolvente y a las tuberías. Se deben tomar en cuenta lasprecauciones para prevenir la pérdida de materiales finos durante el drenaje, además de la influencia del drenaje enlos movimientos de tierra debidos al agua y la estabilidad de las áreas circundantes.

FIGURA 12. DRENAJES PARA EL FONDO DE LA ZANJA

10.0 PROFUNDIDAD DE LAS ZANJAS

La profundidad mínima de las zanjas, se determina de forma que las tuberías resulten protegidas de los efectos deltráfico y cargas exteriores.

La altura del nivel queda impuesta por el perfil de la línea el cual se estudia para asegurar un relleno mínimoespecificado “H ” sobre el tubo.

Este valor “H ” de la figura 13 se precisa considerando:

Protección contra el hielo, Condiciones de cultivo u otras, encima de la tubería, Se considera generalmente como mínimo un relleno de 1,20 m.

En la figura 13, la sobreprofundidad “ p” entre el tubo y el fondo de la zanja es función de:

Los métodos de excavación, La naturaleza de la cama. Diámetro del tubo.


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FIGURA 13. EJEMPLO ZANJA NORMAL EN BUEN TERRENO

11.0 ANCHURA DE LA ZANJA

El ancho de la zanja depende del tamaño de los tubos, profundidad de la zanja, taludes de las paredes laterales,naturaleza del terreno y necesidad de apuntalamiento, etc.

El ancho de zanja mínimo necesario para la instalación del tubo COMECOP deberá estar de acuerdo con la tabla 3 yestán referenciados a la figura 13.

TABLA 3. ANCHURA MÍNIMA DE ZANJA DE ACUERDO AL DIÁMETRO DEL TUBO

Diámetro nominalmm

Diámetro exterior de la campana deltubo “De”

mm

Ancho nominal de zanja“B”mm

762 93,60 214,00900 109,20 230,00

1 000 120,20 241,001 200 142,20 263,001 400 162,20 283,001 500 175,20 296,001 800 208,20 329,002 100 240,60 361,002 500 286,00 406,002 750 313,50 434,00

12.0 ACONDICIONAMIENTO DEL FONDO DE LA ZANJA (CAMA DEAPOYO)

La pendiente y el material del fondo de la zanja deben cumplir las especificaciones del proyecto. Cuando el tendidode las canalizaciones sea sobre el fondo de la zanja, éste debe adaptarse a la pendiente y a la forma específica deltubo, de manera que se asegure un apoyo completo a lo largo del cuerpo de la tubería.


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La zanja no debe excavarse antes del mínimo tiempo posible previo a la colocación del tubo en función de: La capacidad del equipo de excavación, El comportamiento del terreno.

En terreno duro las máquinas deben excavar las conchas de enchufe, como se muestra en la figura 14. El fondo dela zanja listo para la colocación del tubo presentará una superficie plana alineada con la cota del proyecto ydiscontinua para dar lugar a:

Una concha o nicho en el lugar de cada junta para permitir el enchufe y el alojamiento de la campana, Un hueco para permitir retirar los cables o eslingas de colocación.

En la tabla 4, se muestran las dimensiones recomendadas para las conchas de enchufe, las cotas indicadas en lamisma son referenciadas a la figura 14.

FIGURA 14. CONCHAS PARA ENCHUFE

TABLA 4. DIMENSIONES RECOMENDADAS PARA CONCHAS DE ENFUCHE

Diámetro nominal del tubomm

“a”cm

“b”cm

“c”cm

“d”cm

762 22 90 15 105900 25 100 20 120

1 000 25 100 20 120

1 200 a 1 400 27 115 20 1351 500 29 120 25 1451 800 31 130 25 1552 100 34 140 30 1702 500 39 160 30 1902 750 44 170 30 200


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12.1) Terreno homogéneo de buena capacidad de carga (tierra granular sin coheción pero firme)

La excavación se realiza a profundidad lo más cercana de la cota del fondo de la zanja,

El fondo de la zanja se afina y las conchas o nichos se excavan después de emparejado el piso.

FIGURA 15. CAMA DE APOYO EN TERRENO GRANULAR HOMOGÉNEO

12.2) Terreno moderadamente heterogéneo bastante bueno para cargas.

La cama de tendido estará constituida por material suelto o granular cuidadosamente compactado y emparejado,éste material clasificado procederá de la excavación o fuente ajena si lo excavado no lo proporciona en cantidadsuficiente:

Si la excavación se realiza mucho antes del tendido y la compactación se procede por aplanadora vibrantecon gran avance, el fondo de la zanja se prepara con superficie continua y los nichos se excavan después,

Si la ejecución del trabajo es inmediatamente antes del tendido, la base de apoyo del tubo estará constituidapor dos banquetas por tubo.

FIGURA 16. CAMA DE APOYO SOBRE TERRENO MODERADAMENTEHETEROGÉNEO


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12.3) Terreno rocoso.

La excavación se ejecutará con sobreprofundidad “ p” de 15 a 20 cm, fuera de los nichos, véase figura 17,

La cama de apoyo estará constituida por dos banquetas de piedra triturada o grava, con dimensión máxima de6 cm.

FIGURA 17. CAMA DE APOYO EN TERRENO ROCOSO

12.4) Terreno poco resistente de capacidad de carga mediocre.

La excavación se realizará con una sobre profundidad “ p” aproximadamente de 10 cm, véase figura 18, La cama de apoyo será formada por dos banquetas de material duro, gravilla y piedra triturada o grava con

dimensión máxima de 6 cm, usando granulometría continua de preferencia.

NOTA: La arena fina sola es peligrosa y se debe excluir, podría por asentamiento desaparecer en el terreno blando,dejando el tubo sin asiento.

FIGURA 18. CAMA DE APOYO EN TERRENO POCO RESISTENTE

12.5) Terreno blando coherente débil capacidad de carga. La excavación se ejecuta con una sobre profundidad “ p” de 30 a 50 cm, véase figura 19, La cama de apoyo estará constituida por material duro en superficie continua interrumpida en los nichos o

conchas. Para evitar que el terreno blando se remonte, colándose entre los elementos de la cama, el materialduro será de granulometría sensiblemente continua hasta la máxima dimensión de 6 cm.


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FIGURA 19. CAMA DE APOYO EN TERRENO BLANDO COHERENTE

En el caso de terrenos aún más desfavorables que los cinco tipos antes descritos (terrenos pantanosos, barro o

lodo), es indispensable prever una verdadera obra de arte para asentar el tubo, camas de piedra de gran espesor,losa de concreto o cimentación sobre pilotes.

13.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONESCONVENCIONALES

13.1 Descenso y acomodo de los tubos en zanja

Generalmente se utilizan grúas para el descenso de los tubos a las zanjas. La bajada se hace lentamente para evitarlos golpes y balanceos del tubo.

El tubo se baja a la zanja después de:

Inspeccionar visualmente y comprobar su especificación, Verificación de la cama de apoyo.

El equipo de colocación, se aproxima lo más cerca del punto de colocación y lo más próximo al borde de la zanjateniendo en cuenta la naturaleza del terreno.

El acomodo es la operación que consiste en distribuir cada tubo lo más cerca posible de su lugar exacto decolocación. Cuando los camiones no tienen libre acceso a la zona de instalación, el acomodo implica un nuevomovimiento de cada tubo sea con un tractor o con grúa lateral. La operación debe ser bien realizada para evitartiempos muertos en la colocación y eliminar inútiles desplazamientos de los medios de carga.

Una vez los tubos en el fondo de la zanja, se deben examinar nuevamente para asegurase que su interior está librede piedras, tierra, utensilios de trabajo, etc. y se realiza su centrado y perfecta alineación, posteriormente se procedea descansarlos sobre la plantilla previamente nivelada con su respectivo material seleccionado. No es permitido que

el tubo descanse sobre piedras con aristas pronunciadas.


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CORRECTO

INCORRECTO

FIGURA 20. APOYO DE TUBOS EN ZANJAS

FIGURA 21. ACOMODO DE TUBOS DE 900 mm DE DIÁMETRO

Apoyo en la parte recta de los tubos

Apoyo en campanas

Apoyo no uniforme


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FIGURA 22. ACOMODO DE TUBOS DE 1 800 mm DE DIÁMETRO

13.2 Preparación de las extremidades del tubo para la colocación de los anillos de hule

Antes del descenso de los tubos es necesario prepararlos con sus anillos de hule respectivos, ya que resulta máscómodo que realizar la colocación de los anillos de hule en la zanja.

La preparación de los anillos de hule implica las siguientes operaciones:

Selección del anillo de hule teniendo en cuenta las condiciones externas e internas, rigidez de la cama y eldiámetro de la tubería,

Verificación del anillo de hule, Limpiar las sustancias extrañas de la superficie de unión campana, Lubricar la superficie interior de la campana usando un cepillo, esponja o guantes para cubrir la superficie

entera. Solo se debe usar el lubricante recomendado por el fabricante,

Limpiar cuidadosamente la espiga del tubo incluyendo el escalón o la ranura para el anillo de hule, Lubricar la espiga del tubo especialmente la zona de alojamiento del anillo de hule, Fijar el anillo de hule cuidadosamente. Igualar la tensión del anillo de hule recorriendo la circunferencia entera

varias veces (esta operación puede realizarse con las manos, con un destornillador o con un objeto redondo,liso entre la espiga y el anillo de hule),

Alinear concentricamente la campana y la espiga de los tubos que van a ser unidos. Comprobar que el anillode hule hace contacto con la zona interior de la campana a lo largo de toda la circunferencia.


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FIGURA 23. COLOCACIÓN DE ANILLOS DE HULE

13.3 Enchufe de los tubos

Para el correcto enchufe y estanquidad de la unión es necesario que el tubo entrante se encuentre suspendido yconcéntrico con el tubo ya instalado. Con ello se reduce el esfuerzo de montaje y la posibilidad de dañar el tubodurante el proceso. Las partes que se ponen en contacto deben estar sin daños y limpias.

Una vez bajado el tubo al fondo de la zanja según las recomendaciones anteriores, se procede a la operación deenchufe.

FIGURA 24. MONTAJE DE TUBOS

Descripción del proceso habitual de enchufe:

Durante esta operación los tubos a enchufar no deben estar apoyado en el fondo de la zanja, Presentación del extremo macho a insertar en la campana del último tubo colocado, Alinear los dos extremos de los tubos a enchufar, Equipo de colocación en tensión ligera, es decir, que el tubo a colocar es empujado ligeramente hacia el

enchufe por efecto pendular, Colocación del anillo de hule en la espiga, Verificación del anillo con ayuda de una espátula de madera,

Presentación del tubo a instalar

Limpiar cuidadosamente la superficie de laextremidad campana

Limpiar cuidadosamente la superficie de laextremidad espiga

Una tensión desigual del anillo de hule puedeprovocar fugas

Ajustar el anillo de hule cuidadosamente,igualando la tensión del hule.


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Colocación de separadores de madera para mantener una separación (10 mm para tubos de diámetro hasta2 100 mm (84”) y 20 mm para tubos de 2 500 mm (99”) y 2 750 mm (108”) de diámetro),

Comprobación de la posición de la junta de hule, en el interior del tubo con ayuda de un escantillón, véasefigura 25, el escantillón recorrerá toda la circunferencia de la junta, véase figura 26,

Puesta en tensión del cable de acero con la máquina de colocación, Puesta en operación del sistema de tracción al mismo tiempo que el tubo recibe en su extremo libre un ligero

movimiento de balanceo, Cuando se alcanza el enchufe a tope con los separadores de 10 mm o 20 mm de espesor la máquina

colocadora deja descansar el tubo sobre la cama de apoyo, Comprobación de nivelación y alineación (con nivel, reventón, etc.), Retirada de eslinga, cable, etc.,

Medición y anotación en el reporte de colocación del espacio interior entre tubos sobre 4 radios a 90º, véase figura27.

FIGURA 25. ESCANTILLÓN PARA VERIFICACIÓN DE JUNTAS

FIGURA 26. VERIFICACIÓN DE LA COLOCACIÓN DE LA JUNTA

8 3 °

Lámina de 5 mm 250 x 20 mm

Todas las esquinas perfectamente redondeadas

20mm

5 m m


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FIGURA 27. VERIFICACIÓN DEL JUEGO ENTRE TUBOS

Todo el equipo y herramienta que ejerzan esfuerzos sobre el tubo deben ser siempre de madera o revestidos demadera o hule.

Nota: Se recomienda como sentido de montaje que la extremidad espiga del tubo a montar entre en la extremidadcampana del tubo ya montado.

13.4 Dispositivo de tracción

El dispositivo de tracción normalmente es:

Exterior para tubos 762 mm y 900 mm, véase figura 28.


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FIGURA 28. DISPOSITIVO DE TRACCIÓN EXTERIOR PARA ENCHUFADO DETUBOS

Interior para tubos mayores de 1 020 mm, véase figura 29.

FIGURA 29. DISPOSITIVO DE TRACCIÓN INTERIOR PARA ENCHUFADO DETUBOS

En uno y otro caso, la reacción deber ser aplicada sobre el tercer tubo hacia atrás del frente de colocación.

13.5 Empuje de acoplamiento

El esfuerzo de tracción puede ser obtenido por diversos equipos:

Gato hidráulico. Tensor de cable (Tecle). Polipasto de palanca (Pull – lift). Poleas de engranes.

En todos los casos, la capacidad mínima del equipo de tracción debe de estar de acuerdo con la tabla 5.

TABLA 5. CAPACIDAD MÍNIMA DEL EQUIPO DE TRACCIÓN PARA COLOCACIÓNDE TUBOS.

Diámetro nominalmm

Capacidad mínimaToneladas

Diámetro nominalmm

Capacidad mínimatoneladas

762 4,00 1 500 7,50900 4,50 1 800 9,00

1 000 5,00 2 100 10,501 200 6,00 2 500 10,501 400 7,00 2 750 14,00


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13.6 Juego entre tubos

Los tubos estándar están previstos para un largo útil teórico de 7 000 mm, dejando cierto juego nominal entre ellos.

El juego entre tubos puede reducirse sin inconveniente a 5 mm, por el contrario el juego máximo debe dejar el anillode hule suficientemente protegido en el interior de la campana.

El juego “máxima deflexión” se refiere evidentemente al lado abierto de una junta con deflexión al máximo permitido,cuando la tubería ha estado en operación. En la instalación no debe hacerse uso de la máxima deflexión, véase latabla 1.

Debe hacerse notar que el anillo de hule debe colocarse con alargamiento de 20 % con relación a su estado sinestiramiento en reposo.

13.7 Protección de los anillos de hule

En las condiciones habituales, el juego entre tubos de uno y otro lado del anillo de hule permanece sin relleno.

En condiciones particulares de colocación en pendiente, se recomienda un calafateo interior del espacio entre tubos,

esto se hace con cuerdas de plástico.

En el caso de líneas de impulsión, sometidas a golpes de ariete que provoquen un vacío importante en el interior delos tubos, es deseable proceder desde la ejecución del enchufe a un calafateo del juego en el enchufe.

Este calafateo actúa como filtro en relación con los elementos finos del relleno que podrían ser aspirados a causa deun vacío excepcional en la línea y perjudicarían la estanqueidad de la junta entre tubos. El calafateo contribuye alcentrado de la junta.

FIGURA 30. CALAFATEO EXTERIOR PARA PROTECCION DE JUNTAS


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FIGURA 31. CALAFATEO INTERIOR PARA PROTECCION DE JUNTAS

13.8 Juntas mecánicas

La fijación sin precaución de una junta mecánica puede acercar a los adaptadores rectos que unen la tuberíaprovocando el desenchufe de las juntas COMECOP adyacentes.

En servicio, una junta mecánica recibe, en general, un empuje hidráulico inferior al empuje sobre la junta COMECOP.

Un elemento tubular comprendido entre una junta COMECOP y una junta mecánica tiene pues una tendencia adesplazarse. Salvo casos particulares (juntas de dilatación) conviene bloquear las juntas mecánicas, al menostemporalmente.

La Figura 32 muestra el ejemplo de una junta mecánica sobre tubo de ajuste (pieza especial), bloqueada para evitarel desenchufe de las juntas COMECOP vecinas.

FIGURA 32. JUNTA MECÁNICA CON ADAPTADORES RECTOS Y TUBERÍA INSTALADA


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13.9 Limpieza de la conducción

En el uso de los trabajos de instalación, toda clase de precauciones deben ser tomadas para evitar la acumulaciónde cuerpos extraños que ensucien el interior de la línea.

La limpieza debe ser hecha a medida que progresa la instalación.

Al fin de la jornada, la extremidad del último tubo colocado se cerrara con tapa para prevenir la entrada de animales.

14.0 RELLENO Y COMPACTACIÓN DE LA ZANJA

El relleno se puede dividir en cuatro etapas. El relleno lateral (acostillado), relleno compactado, relleno a granel y elrelleno principal, los cuales solo se iniciaran cuando los tubos estén unidos y colocados sobre las camas de apoyo,de manera que puedan soportar la carga.

No son aceptadas como relleno las arcillas muy plásticas, ni los suelos altamente orgánicos, ni cualquier otro materialque pueda ser perjudicial (física o químicamente) para la tubería, el concreto del tubo o las armaduras de acero.

Para el correcto diseño del acostillamiento y relleno de la zanja se debe consultar en cada caso las especificacionesdel proyecto y las recomendaciones del fabricante.

14.1 Acostillado

Inmediatamente después de la colocación, se debe proceder al acostillado hasta los costados del tubo. Lacapacidad de carga de un tubo instalado, depende en gran medida del relleno que hay alrededor del tubo, véasefigura 33, se recomienda que este relleno sea efectuado con un material homogéneo granular como: grava, balasto,tezontle, tepetate, etc.

Para instalaciones en zanja, cuando el espacio está limitado, apisonadoras neumáticas o de impacto mecánico songeneralmente el medio de compactación más efectivo. Las apisonadoras de impacto, son las más usadas en suelosarcillosos, mientras que en suelos granulares son consolidados más efectivamente por vibración. Cuando se utilicen

apisonadoras de impacto debe tenerse cuidado en la compactación e introducción de las capas a ambos lados deltubo para que puedan quedar uniformes. El material de relleno no debe ser lanzado directamente sobre el tubo,véase figura 34.

FIGURA 33. ACOSTILLADO DE LOS TUBOS

Recomendamos una granulometría de máximo de 6 cm, e insistimos en el hecho de que el balasto de piedra trituradao de cantos rodados constituye un excelente material de acostillado.


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FIGURA 34. PROCESO DEL ACOSTILLADO EN LOS TUBOS

14.2 Relleno clasificado compactado

El relleno inicial que va directamente sobre el tubo debe ser compactado manualmente donde sea necesario. Lacompactación mecánica del relleno principal directamente sobre el tubo no debe comenzar hasta que la profundidaddel relleno sea de al menos 30 cm, por encima del lomo del tubo (véase figura 13). Este relleno es bastantesemejante al relleno de acostillado, en sus exigencias, pudiendo ser menores por lo que concierne a la calidad delmaterial y su compactación final.

No se permite usar equipos de vibración para operar directamente sobre el tubo hasta que el relleno colocadoalcance una altura mínima de 90 cm. En los casos en que resulte peligroso la utilización de compactadores detamaño medio y grande, por estar los rellenos muy próximos a otras conducciones, se deben ejecutar los rellenos porcapas de espesor pequeño (10 a 15 cm) y compactarlas con maquinas ligeras, como rodillos arrastrados a mano,placas vibratorias, pisones, etc.

El relleno de la envolvente se debe instalar para prevenir la intrusión del terreno existente o la migración del materialde relleno envolvente al terreno circundante. En algunas circunstancias puede ser necesario el uso de materiales

geotéxtiles o filtros calibrados para mantener el relleno envolvente del tubo, especialmente si hay aguassubterráneas.

14.3 Relleno a volteo

El relleno se completa con el material excavado no clasificado. Salvo indicaciones específicas, este relleno no secompacta. El material debe ser descargado en la zanja en forma progresiva sobre el tubo para evitar los efectosdinámicos de cargas importantes cayendo sobre la tubería.

14.4 Relleno principal

Una vez que el material de relleno se coloca alrededor del tubo y se compacta adecuadamente, el resto del rellenoes colocado y compactado para prevenir asientos de la superficie. Entre los equipos de compactación más comunesestán:

Pala mecánica de rueda, la cual es adecuada para arcillas cohesivas o sedimentos, no es adecuada parasuelos granulares,

Rodillos de llantas de goma, son efectivos para muchos tipos de suelos, Rodillos vibratorios, son efectivos para materiales granulares.

PROCESO INCORRECTO.El material de relleno no debe ser empujado a lazanja o lanzado directamente sobre el tubo. Sedebe colocar de modo que no desplace ni dañeal tubo instalado.

PROCESO CORRECTO.El material de relleno adecuado, se coloca concuidado, a lo largo del tubo y se acostillacompactadamente. El material se aportara con capassucesivas a los lados del tubo y unos 30 cm porencima del lomo del tubo.


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FIGURA 35. PROCESO DE RELLENO PRINCIPAL EN LOS TUBOS

14.5 Relleno en dos etapas

Las cuatro fases de relleno antes indicadas son ejecutadas sucesivamente cuando se rellena la zanjainmediatamente después del tendido. En el caso de requerirse que las juntas permanezcan expuestas hasta laprueba hidrostática de la línea, (Figura 36) se efectuara inmediatamente después del tendido:

- El relleno del acostillado,- La parte del relleno apisonado,- La parte del relleno con material de excavación dejando un camellón sobre cada tubo.

Estos camellones están destinados a lastrar los tubos y represar escurrimientos de agua en la zanja en caso detemporal o de inundación. En los cruces con posibles cursos de escurrimiento, los camellones se continuaran hastacubrir dos o tres juntas.

FIGURA 36. RELLENO ENTRE APOYOS (JUNTAS EXPUESTAS PARA LA PRUEBAHIDROSTATICA DE LA LÍNEA)

14.6 Desmontaje del apuntalamiento

El desmontaje del apuntalamiento puede influir negativamente en la capacidad portante del terreno y, por ello, habráque prestarle suficiente atención.

El desmontaje del apuntalado debe ser llevado a cabo progresivamente durante la colocación del relleno delacostillado. La eliminación del apuntalamiento a un nivel por debajo del relleno de acostillado, después de que elrelleno principal esté colocado, puede traer serias consecuencias para la carga portante y la alineación y profundidadde la tubería.

PROCESO INCORRECTO.No se debe trabajar con maquinaria pesadasobre el tubo hasta que el relleno estéadecuadamente colocado (excepto que el tuboesté diseñado para ello)

PROCESO CORRECTO.El material de relleno debe ser compactable y nodebe contener grandes piedras, guijarros, terroneshelados y otros materiales desaconsejables. Elrelleno debe ser colocado y compactado en capassegún las especificaciones.


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En zonas en las que no se puede hacer el desmontaje del apuntalamiento antes de completar el relleno deacostillamiento, se deben tomar precauciones especiales si fuera necesario:

Especial diseño estructural, Dejar partes del apuntalamiento en el suelo, Selección especial del material de suelo.

14.7 Recomendaciones prácticas para la compactación

Una vez extendido el material y su humedad correcta, se procede a su compactación. Esta operación debe hacersede forma ordenada, controlando bien el número de pases y su distribución homogénea. A continuación exponemosalgunas recomendaciones a tener en cuenta.

En el caso de zanjas con terraplén o con terraplén inducido, debe empezarse dando el primer pase por los bordes delterraplén, y así se consigue después un efecto de “confinamiento que ayuda a la compactación”.

Debido a que en todas las máquinas de compactación se consigue mayor eficiencia bajo el plano central de la mismaque en los laterales, debe darse un cierto solape entre cada pase y el contiguo. Con ello se uniformiza lacompactación. En los bordes de los terraplenes siempre queda una cuña sin compactar en forma debida, esto hay

que tenerlo en cuenta para dar un pequeño sobre ancho sobre la zona que necesita la compactación correcta. Segúnsea el tipo de construcción, puede dejarse este sobre ancho o bien eliminarlo después de terminado el terraplenado.

Debe procurarse utilizar un solo tipo de compactador, pues con ello se simplifica mucho el control, sin embargo haycasos en que es necesario utilizar varios, por ejemplo:

Para sellar la capa superior al final de cada jornada, cuando se utilizan compactadores de huellas profundas sise teme que pueda llover por la noche,

Para compactar la capa final del terraplén, cuando se empleen compactadores de efecto en profundidad.

En ambos casos pueden utilizarse compactadores de neumáticos o de cilindros lisos para las últimas pasadas.

14.8 Precauciones especiales con la maquinaria de movimiento de tierras ycompactación

Uno de los problemas que suelen aparecer durante el proceso de instalación de tuberías, es la posible rotura de lasmismas debido al paso de maquinaria pesada por la vertical de los tubos. Esto es debido a que la instalaciónproyectada no está pensada para soportar las grandes cargas que provoca ésta maquinaria pesada. Otro aspectoque hay que considerar es el de las cargas debido a compactadores y su repercusión sobre los tubos.

En las tablas 6 y 7 se dan indicaciones prácticas para la compactación, según el estado del terreno, estos valorespueden ser modificados. Estos valores son indicativos, los valores reales no pueden ser determinados a través depruebas de asentamiento.


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TABLA 6. COMPACTACIÓN CON COMPACTADORES LIGEROS (esenciales para lazona de colocación de la línea de conducción)

Clases de compactación

C1 C2 C3Tipos decompactadores y

peso en servicio (kg) CalidadEspesorde capa

(cm)

No. depasadas

CalidadEspesorde capa

(cm)

No. depasadas


(cm)

No. depasadas

Vibro compactadoresligeros (25)

+ 15 2 a 4 + 15 2 a 4 + 10 2 a 4

Vibro compactadoresmedianos (25 a 60)

+ 20 a 30 2 a 4 + 15 a 30 3 a 4 + 10 a 30 2 a 4

Pisones vibrantesligeros (100)

O 20 a 30 3 a 4 + 15 a 25 3 a 5 + 20 a 30 3 a 5

Placas vibrantesligeras (100

+ 20 3 a 5 O 15 4 a 6

Placas vibrantesmedianas (100 a 300)

+ 20 a 30 3 a 5 O 15 a 25 4 a 6

Rodillos vibrantesligeros (600) + 20 a 30 4 a 6 O 15 a 25 5 a 6

TABLA 7. COMPACTACIÓN CON COMPACTADORES MEDIANOS Y PESADOS(encima de la zona de colocación de la línea de conducción)

Clases de compactaciónC1 C2 C3Tipos de

compactadores y pesoen servicio (kg) Calidad

Espesorde capa

(cm)

No. depasadas


(cm)

No. depasadas


(cm)

No. depasadas

Vibro compactadores

medianos (25 a 60)+ 20 a 40 2 a 4 + 15 a 30 2 a 4 + 10 a 30 2 a 4

Vibro compactadorespesados (60 a 200)

+ 40 a 50 2 a 4 + 20 a 40 3 a 4 + 20 a 30 2 a 4

Pisones vibrantesmedianos (100 a 500)

O 20 a 40 3 a 4 + 25 a 35 3 a 4 + 20 a 30 3 a 5

Pisones vibrantespesados (> 500)

O 30 a 50 3 a 4 + 30 a 50 3 a 4 + 30 a 40 3 a 5

Placas vibrantesligeras (100

+ 30 a 50 3 a 5 O 20 a 40 3 a 5

Placas vibrantesmedianas (300 a 700)

+ 40 a 70 3 a 5 O 30 a 50 3 a 5

Rodillos vibrantes(600 a 8 000)

+ 20 a 50 4 a 6 + 20 a 40 5 a 6

C1 terrenos sin cohesión y débil cohesión (arena o grava)C2 terrenos coherentes compuestos de una mezcla granular (grava y arena con contenido de arcilla)C3 terrenos coherentes de granos finos (arcilla y limo)+ IdealO apropiado


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15.0 INSTALACIÓN DE TUBOS EN CONDUCCIONES ESPECIALES

15.1 Conducciones en pendientes pronunciadas

La colocación sobre pendientes pronunciadas se hace a partir de la parte baja sobre cama de piedra triturada, véasefigura 37.

FIGURA 37. INSTALACIÓN DE TUBOS EN PENDIENTE PRONUNCIADA

Los tubos deben ser anclados. La frecuencia de anclaje se da a título indicativo en la tabla 8.

TABLA 8. FRECUENCIA DE ANCLAJE PARA PENDIENTES MUY INCLINADAS

Pendiente del terreno(%)

A B

15 a 19 1/ 4 1/320 a 24 1/3 1/225 a 29 1/2 1/1

39 1/1 1/1

donde:

A Designa un terreno rocoso o muy firme sin brotes de agua.B Designa un terreno suave o coherente (arcilla, magra) o granular y acuífero.

Por ejemplo la indicación 1/3, significa un tubo anclado cada tres tubos.

Un anclaje comprende dos elementos en concreto:

El macizo de anclaje propiamente dicho, en la parte alta del tubo. Silleta o zapata de apoyo en la parte baja.


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Los dos elementos estarán espaciados 4,10 m aproximadamente entre ejes midiendo a lo largo de la generatriz deltubo.

El espacio entre tubos en pendiente debe rellenarse interiormente con material fibroso (calafateo), retacadomoderadamente para mantener una posibilidad de compresión (estopa alquitranada, mortero, cordón de asbesto,etc.). Esta disposición reparte los esfuerzos de empuje y regulariza los eventuales movimientos axiales de las juntas.

Además del anclaje, disposiciones particulares deben permitir la canalización de las aguas superficiales y las aguassubterráneas para prevenir corrimientos del terreno y asegurar la estabilidad de la conducción.

La compactación de la superficie inclinada de los taludes laterales del terraplén, se realiza disponiendo elcompactador trabajando en la línea de máxima pendiente, y colgado del cable de un cabestrante montado sobre unagrúa o tractor que camina por la corona del terraplén.

15.2 Conducciones elevadas (aéreas)

Las conducciones elevadas o aéreas requieren un diseño y una instalación individualizadas para cada caso.

Los tubos aéreos en líneas sensiblemente horizontales se apoyan en dos puntos sobre soportes ó silletas de

concreto, véase figura 38.

FIGURA 38. INSTALACIÓN HORIZONTAL DE TUBOS ELEVADOS (AÉREOS)

Uno de los soportes (silletas) asegura el anclaje por contacto directo del concreto contra el revestimiento del tubo, laotra silleta constituye un apoyo deslizante por interposición de un cuerpo liso y no adherente (cartón asfaltado, hojade plástico) entre el concreto y el revestimiento del tubo.

Cuando el tendido tiene declive, conviene anclar cada tubo sobre una de las silletas, véase figura 39.


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FIGURA 39. INSTALACIÓN DE TUBOS ELEVADOS (AÉREOS) EN PENDIENTE

15.3 Conducciones semienterradas

La zanja, cama e instalación del tubo debe realizarse siguiendo las instrucciones dadas anteriormente, siendorecomendable la cobertura de la tubería con un caballete de tierra cuya coronación supere al menos 30 cm el lomodel tubo. Este caballete tiene por finalidad aislar la conducción. En el caso de que circulen vehículos debe reforzarseel caballete para evitar los daños que puedan producir sobrecargas móviles.

15.4 Conducciones en pasos subterráneos (tuberías en túnel)

Las vías férreas y carreteras importantes se cruzan en subterráneo, colocándose el tubo dentro de una verdadera

obra de arte, galería o alcantarilla, prevista para canalizar el agua de una fuga o de una eventual rotura, véase figura40.

FIGURA 40. COLOCACIÓN DE TUBOS EN PASOS SUBTERRÁNEOS


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15.5 Instalación de tubos sumergidos

Los tubos que atraviesen ríos o cauces deben ser protegidos contra socavones y se instalan:

Ahogados en concreto cuando el terreno es rocoso o muy firme y estable, Por ataguías en terrenos susceptibles de ligeros movimientos.

En caso de ahogamiento en concreto, conviene calafatear con material fibroso o bituminoso el juego exterior entretubos (véase 13.7) para que cada junta mantenga su articulación, véase figuras 41 y 42.

Conviene tomar en cuenta que la confección del concreto de envolvente será inyectando mortero emulsionado en unesqueleto de piedra triturada lo cual permite trabajar bajo agua.

Nota: Cada caso en particular requiere un análisis específico.

FIGURA 41. EJEMPLO DE ZANJA PARA PASO DE TUBOS SUBTERRÁNEOS ENTERRENO ROCOSO O MUY FIRME Y ESTABLE

FIGURA 42. EJEMPLO DE ZANJA PARA PASO DE TUBOS SUBTERRÁNEOS ENTERRENO SUSCEPTIBLE DE MOVIMIENTO


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15.6 Tubos bloqueados

Un tubo bloqueado en un punto queda parcialmente empotrado y es indispensable que la parte libre descanse sobreun apoyo (silleta) de concreto, véase figura 43. Este caso puede presentarse para un tubo:

Parcialmente insertado en un atraque o anclaje, Atravesando un muro de caja de válvulas, registros o desfogues, Extremidad de una línea contra un atraque temporal.

FIGURA 43. INSTALACIÓN DE TUBOS BLOQUEADOS

15.7 Conexiones a obras adyacentes

Una obra tal como pasadizos o caja de válvulas, etc., constituye un punto duro de la línea.

Cuando la conducción pasa de la obra fija a un terreno susceptible de deformación, conviene asegurar unaflexibilidad progresiva del apoyo de los tubos.

La figura 44 ilustra la realización de un apoyo flexible, al encuentro entre el relleno y un pasadizo gracias a una camade piedra triturada de espesor decreciente a lo largo de tres tubos.

Casos análogos pueden presentarse en las uniones:

Zanja – tanque, Zanja – caja de válvulas, Zanja – galería, Zanja en escombros – represa.


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FIGURA 44. CONEXIÓN A OBRAS ADYACENTES DE TUBOS CON APOYOFLEXIBLE

15.8 Pequeñas obras

En todo lo posible es preciso evitar que las pequeñas obras de concreto constituyan un condicionamiento para lainstalación. Es también necesario evitar que las obras carguen sobre la línea.

A título indicativo damos datos de dos ejemplos de ejecución de las obras más usuales:

Caja para válvulas de admisión y expulsión de aire (VAEA), véase figura 45,

FIGURA 45. CAJA PARA VÁLVULA DE ADMISIÓN Y EXPULSIÓN DE AIRE (VAEA)


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Caja para válvula de desfogue, véase figura 46.

FIGURA 46. CAJA PARA VÁLVULA DE DESFOGUE


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17. BIBLIOGRAFÍA

Mark J. Hammer Water and Wastewater Technology

Varios Manual ATHA (Asociación de fabricantes de Tubos de Hormigón Armado)

ACI Concrete pipe. Design Manual

PERRY Robert & Chilto Cecil Manual del Ingeniero Químico. Mc Graw-Hill Inc, U.S.A. (1984) 5ta. Edición.

FOUST A.S., Wenzel L.A., Principios de Operaciones Unitarias. C.E.C.S.A (1980)

ACI-214. Recommended practice for Evaluation for Compression test Results of FieldConcrete.

18. NORMATIVA

NOM-002-CNA Toma domiciliaria para abastecimiento de agua potable – Especificaciones yMétodo de prueba.

NOM-013-CNA Redes de distribución de agua potable – Especificaciones de hermeticidad yMétodos de prueba.

NMX-C-252-ONNCCE “Industra de la Construcción – Tubos de Concreto Presforzado, sin cilindro deacero, para conducción y distribución de Ag ua a Presión – Especificaciones yMétodos de Ensayo”

NMX-B-248 “Lámina de acero al carbono, laminada en caliente para uso común”

NMX-B-254 “Acero Estructural”.

NMX-B-281 “Plancha de acero, calidad estructural con resistencia a la tensión baja eintermedia”.

NMX-B-293 “Alambre sin recubrimiento relevado de esfuerzos para usarse en concretopresforzado”.

NMX-C-083-ONNCCE “Industria de la Construcción – Concreto - Determinación de la Resistencia a laCompresión de Cilindros de Concreto”

NMX-C-414-ONNCCE “Industria de la Construcción-Cementos Hidráulicos-Especificaciones y Métodosde Prueba”.

NMX-T-021-SCFI “Industria Hulera. Anillos de hule empleados como empaque en los sistemas detuberías-Especificaciones”.

Derechos Reservados . Compañía Mexicana de Concreto Pretensado, COMECOP, S.A. de C.V. 2007. TCP-GI-1010


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