Les Travaux de Mars ou l’Art de la guerre (1671) - Libro VIII
Serie DE LA DÉFENSE DES PLACES À LA POUSSÉE DES TERRES (De la defensa de las plazas al empuje de tierra) - Primera parte
Por: Santiago Osorio R.
… Viene del Libro VII
Contenido del Libro VIII
- Los tratamientos de terreno en suelos problemáticos en los tratados de fortificación
Los tratamientos de terreno en suelos problemáticos en los tratados de fortificación
En los tratados de arquitectura y de fortificaciones, se observa la preocupación por la aparición de suelos problemáticos. Se describen técnicas específicas que versan en la variación de las características geotécnicas del terreno para adecuarlas a las necesidades de las estructuras. Vitruvio hace la referencia de intervención en suelos de poca cohesión (Figura 97), blandos o no firmes, y cómo mejorarlos:
Si no se hallare suelo firme, por ser paraje postizo hasta muy hondo, o fuere paludoso, entonces se cavará y vaciará la zanja, y se hincarán dentro estacas de chopo, de olivo, o de roble, chamuscadas, metiéndolas a golpe de máquina. Clavaranse bien espesas, y los intersticios que dexaren se llenarán de carbón. Sobre esta empalizada se construirán los cimientos de estructura solidísima (Vitruvio, 1787, p. 69).
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| Figura 97. Mejoramiento del terreno de cimentación descrita en la obra de Vitruvio |
Solución incluida casi literalmente por Fray Laurencio en su Tratado (San Nicolás, 1639). Palladio en los capítulos VII y VIII, hace una referencia similar sobre la forma de dimensionar los fundamentos. En ellos hace referencia a la ejecución de cimentaciones profundas en terrenos pantanosos. Para ello indica:
profundizar las zanjas hasta dar en sólido y firme; o si esto no se lograse sin demasiado coste, se cavará un poco en la arena o lastre y allí se harán empalizadas, cuyas puntas (…) lleguen hasta lo firme (Palladio, 1797).
Estas consideraciones también sirven para los terrenos arenosos o guijosos, si se encuentran cerca de un río o cauce de agua. En suelos pésimos Palladio indica:
si el sitio fuere floxo hasta muy profundo (…), se harán empalizadas; y sus maderos ó estacas tendrán de largo una octava parte de la altura del edificio hacedero, y de grueso una duodécima de su largo (Palladio, 1797).
Aporta un dimensionamiento y la advertencia de que no haya huecos entre ellos. Alberti incorpora a este tipo de solución una propuesta de dimensionado, y el modo de ejecutarlo:
… fijarás copia de palos y pértigas con punta tostada cabeza abajo, hasta lo alto, de suerte, que el área de esta obra sea doblado ancha de lo que ha de ser la pared que de ser, y sea su groseza respecto de su largura, no menos que responda una duodécima parte. Finalmente unos con otros recalcados se fijen hasta tanto que cuando has fijado muchos no haya entrada para otros (…) con golpe continuo (…) el dar muchos golpes apriesa, cansa y doma toda rebeldía del suelo y la porfía con su continuar (Alberti, 1582, p. 67).
Otros textos presentan tratamientos similares. En esta última línea Brizguz y Bru describe:
Aunque el buen terreno ordinariamente se halla mas en los lugares altos, que en los baxos y que abundan de agua, no obstante se encuentran de muy buenos en estos, como son los de cascajo, los de cierta tierra blanca llamada marna, los de argila, y otros de cierta tierra azul, que ordinariamente suele ser muy firme. Sobre todos estos terrenos se levantan los cimientos con grande seguridad, y asi no quiero detenerme en el modo de levantarles.Algunas veces es forzoso cavar tan hondo para hallar buen terreno, que no se pueden levantar los fundamentos hasta tierra sin gastos extraordinarios. En estos casos Delorme, Scamozi, y otros Arquitectos dicen, que se hagan pilares á cierta distancia, y que sobre ellos se erijan unos botarretes ó pequeños arcos, para que á poca costa se pueda llegar hasta el nivel de la tierra. Pero porque el terreno sobre que se pueden levantar los pilares, puede ser de desigual firmeza, se debe temer no sea que en adelante falte por alguna parte, y se caigan los pilares, y por consiguiente las paredes que se hubieren levantado sobre ellos. Para prevenir este inconveniente, se ha juzgado, que el mejor medio era hacer otros arcos entre los pilares, para que si alguno se halla ménos seguro que los otros, sea sostenido por los arcos vecinos, que no pudiendo retroceder por la tierra que tienen debaxo, no es posible que el pilar mude de situacion, aunque cargue sobre vado.Quando se abren las zanjas se suelen encontrar algunas fuentecillas ó manantiales de agua, que impiden mucho el trabajo. Algunos pretenden estancarles poniendo ceniza mezclada con cal viva; otros llenan de azogue las partes por donde salen, para que con su peso les fuerce á buscar corriente y salida por otra parte. Mas pienso que todos estos expedientes son inútiles quando se ponen en práctica.El mejor medio es trabajar prontamente. Pero para no llegar a estar inundando, es menester conducir las aguas por medio de unos pequeños canalículos, cubiertos con ladrillos, á un pozo hecho á la otra parte de las zanjas, de donde se sacarán con máquinas al mismo tiempo que caen en el pozo, y de este modo quedará casi seco todo el fondo de las zanjas. Para prevenir que estos manantiales no hagan en adelante daño á los cimientos, será conveniente hacer en la mampostería algunos pequeños aqüeductos, para dexar á las aguas su curso libre hácia aquella parte que fuere mas conveniente.Muchas veces sucede, que no hallando bueno el terreno sobre que sé quiere fabricar, se profundan mas y mas las zanjas, y en cuenta de hallar mejor terreno se halla peor. En este caso lo mejor es no profundar las zanjas, sino lo ménos que se pudiere, y asentar sobre toda la longitud de los fundamentos un buen enrejado de buenos marranos de madera bien empalmados, que tengan 9. ó 10. dedos de gruesos, y llenar los vacíos ó quadraditos que forman de buena mampostería de ladrillo y canto. Despues sobre este enrejado se levanta la mampostería, procurando hacer el paramento de buenas piedras hasta el nivel de tierra, ó mas arriba si la obra fuere de importancia. A estos cimientos se les da buen rodapie. Para lo cual será menester que los enrejados se hagan uno ó dos pies mas anchos que lo que habian de ser los cimientos, si se hiciesen en buen terreno. El rodapie se hace igual desde el fondo de los cimientos hasta el nivel de tierra, y de aquí se suele continuar en diminucion hasta la altura que es menester.Este modo de hacer los cimientos no es bueno para todo género de terrenos; y por esta causa no se usa de él, sino en algunas partes del terreno, que no siendo tan firmes y sólidas como las que le están contiguas, no dexan profundar mas sin grandes inconvenientes. Sin embargo es bueno para un terreno abundante de agua, si despues de haber puesto el enrejado se mete una estaca dentro de cada quadradito ó vacío; y en este caso para asegurar mas los fundamentos, se podrá hincar alrededor de estos una hilera de estacas que toquen al enrejado, y le sirvan de borde. Los vacíos del enrejado que están alrededor de las estacas, se deben llenar de gruesos pedazos de piedra, y despues de haberles bien enrasado, se asentará la mampostería por hiladas regladas, para que cargue igualmente por todas partes.Aunque este modo de fundar es muy bueno, tengo por mas firme y solido este otro. Métanse las hileras de las estacas que fueren menester, segun la longitud y anchura de los fundamentos; procúrese hincarlas de suerte, que no puedan entrar mas hondo; si alguna no puede entrar tanto como las otras, córtese de ella lo que falta para igualarlas de suerte, que todas estén á un nivel sobre estas estacas clávense con buenos clavos los marranos, y el enrejado que se hace de estos y de aquellas, es mucho mas firme que el antecedente, y sobre el se pueden levantar los fun damentos con toda seguridad.Quando se ahondaren las estacas, se debe cuidar de poner siempre las mas largas y fuertes en los bordes de los cimientos, porque la obra mas suele faltar por esta parte, que no por las otras. Para trabajar con toda seguridad, se deben observar algunas advertencias sobre el modo de hincar las estacas; y para no omitir nada, quiero explicar aquí de qué longitud y groseza deben ser, segun el terreno donde se hubiere de fundar.Hínquese una estaca hasta que no pueda mas, por la resistencia del terreno; nótese quanto entro, hasta encontrar terreno firme y sólido, y sabido esto, háganse las otras estacas un poco mas largas, por si acaso se halla alguna parte del terreno que resiste menos.Habiendo determinado de qué longitud han de ser las estacas, se sabrá juntamente su groseza, que suele ser la duodécima parte de su longitud, de suerte que si una estaca tiene 12. pies de longitud, será su groseza un pie, Esta regla solo se entiende de las estacas ordinarias que tienen de 6. hasta 12. pies de longitud; porque á las otras que tienen desde 12. hasta 20. pies, bastará que se les dé 13. ó 14 dedos pulgares de latitud.Sobre la solución de los enrejados de madera “de buenos marranos de madera bien empalmados, que tengan 9 o 10 dedos de grueso, y llenar los vacíos o cuadraditos que forman de buena mampostería de ladrillo y canto” (Brizguz, 1738). Con la intención de generar un nivel que funcione como apoyo de la cimentación, indicando a su vez la necesidad de una mayor anchura que la cimentación, en uno o dos pies.
El jesuita Christiano Rieger basado en La science des ingénieurs de Bélidor y Vitruvio, indica en su tratado de 1763 Elementos de toda la architectura civil, para cimentar en arena floja:
Para fabricar sobre arena floxa, o sobre piedra perdida; se enreja el suelo con vigas puestas horizontalmente. Llamanse Cimientos de piedra perdida, quando se conducen vajeles de piedra, que arrojan en la orilla del Mar, y se allana el suelo estando baxa la marca, haciendo el montón de piedras mucho mayor de lo que pide el plan de los Cimientos, para que quede un margen, y la base salga más firme. Después se pone una capa de piedras de Mampostería, o pedernales de cualquier tamaño: sobre esta capa se pone otra de piedras y sobre esta otra de cal y arena pozolana y esta massa se forma en especie de betún muy firme. (1763).
Se podría decir que esta técnica de enrejados es el precedente de la losa de cimentación como medida habitual para los suelos que, en los tratados, se denominan flojos. A pesar de ello no es hasta el tratado de Marcos y Baussa en el que se puede observar el proceso de ejecución sobre estos enrejador, e indica advertencias precisas sobre los cuidados necesarios para evitar la degradación del conjunto:
trabando con mortero, pero teniendo cuidado de que este no toque a los maderos, pues la cal los destruiría (Marcos, 1879).
Incluso advierte sobre la necesidad de que los primeros sillares de la fábrica se coloquen en seco (sin mortero), para evitar el mismo contacto con la madera. Es también en este tratado donde se refiere por primera vez el término de “fundación artificial”, considerando esto como lo que consiste en:
comprimir el terreno para formar una masa suficientemente compacta y resistente, que aplaste por igual las capas más inferiores (Marcos, 1879).
Ger y Lobez plantea esta técnica, pero como sistema de precaución previa a la cimentación. Desarrolla además la descripción para su ejecución, indicando:
a fin de comprimir el terreno en lo posible y disminuir, en cuanto se pueda, el asiento que resultaría de su compresibilidad, empleando para ello pisones de gran peso levantados por varios hombres, o mazas (Ger, 1898).
Se podría considerar como un antecedente de los tratamientos de compactación superficial. Para terrenos de mala calidad hasta cierta profundidad, Alberti proyecta una alternativa de concentración de carga y profundización de la cota de apoyo mediante la disposición de arcos apoyados en pilares. En su capítulo III del Tercer Libro indica:
mas con espacios puestos en medio hacemos fundamentos como quien ha de poner pilares y columnas, solamente para que desde allí echados arcos desde las una a las otras se levante la pared restante (Alberti, 1582).
Es el paso de cimentaciones continuas a aisladas. Brizguz y Bru complementa esta solución:
algunas veces es forzoso cavar tan hondo para hallar el buen terreno, en estos casos se hagan pilares a cierta distancia, y que sobre estos se erijan unos botarates o pequeños arcos, para que a poca costa se pueda llegar al nivel de la tierra (…) si alguno se haya menos seguro que los otros, sea sostenido por los arcos vecinos, que no pudiendo retroceder por la tierra, que tienen debajo, no es posible que el pilar mude de situación, aunque cargue sobre vacío (Brizguz, 1738, p. 144).
El tratado de Christiano Rieger hace una advertencia sobre los apoyos en suelos de diversas consistencias, recomendando actuar con la misma prevención que en suelos de mala calidad, como primera referencia a la problemática de los asientos diferenciales. Asimismo, establece referencias a las cimentaciones mediante pilares y arcos invertidos, si bien considera la disposición del arco inverso de modo que los pilares (Figura 98).
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| Figura 98. Frontispicio del tratado Elementos de Toda la Arquitectura Civil de Rieger (1763) (izquierda). Imágenes de la obra (derecha) |
La solución de una cimentación mediante arcos es incorporada en el tratado de Barberot. Lo recomienda no solo para suelos blandos, sino para suelos rocosos, definiendo el proceso de ejecución:
Cuando se trata de un terreno de roca o de toba, es inútil dar base de sustentación a los muros; se podría incluso prescindir de las zanjas, pero los terrenos suficientemente resistentes para soportar grandes cargas no están siempre a flor de tierra, y en muchos casos habría que descender las cimentaciones ordinarias a profundidades que pueden ser considerables. Entonces hay que recurrir a la cimentación sobre pozos (…) Después de hechos los pozos se rellenan de hormigón bien apisonado por capas de 20 a 30 cm de espesor hasta una altura que está determinada por la flecha de los arcos que se voltean entre los mismos para sostener la fábrica, cuyo peso se refiere de este modo a los pozos (Barberot, 1927, pp. 15-16).
Es el primer tratado en referir la necesidad de disponer tirantes para aumentar la distancia entre apoyos:
cuando los pozos están muy espaciados y los arcos se eligen de medio punto o elípticos, es necesario encadenarlos a la altura de los arranques de modo que se compensen los empujes, que pueden ser considerables (Barberot, 1927) (Figura 99).
Barberot muestra que para la toma de decisiones en el diseño de estos elementos es necesario el conocimiento del comportamiento estructural del edificio a soportar.
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| Figura 99. Figura del Tratado Práctico de Edificación de Barberot (1927) |
Como evolución de estos tipos de tratamientos, Marcos y Baussa advierte el potencial de generar un efecto de confinamiento bajo el emparrillado mediante la disposición de nuevos elementos:
… se le contiene por estos lados con barreras formadas de estacas aguzadas, clavadas a continuación una de otra y a corta distancia, tapando el espacio intermedio con grueso, de pie a pie y medio de ancho, metidos de canto por las canales o ranuras laterales hechas previamente a lo largo de las estacas; estas barreras se conocen con el nombre de tablestacas (Marcos, 1879, p. 133).
Es una definición de tablestacado. Ger y Lobez hace suya la aplicación del tablestacado en el caso de arenas no cohesivas (Figura 100). Pero lo plantea como sistema de revestimiento de las zanjas de cimentación:
… será indispensable apelar a cajones hechos de tablas clavadas en bastidores de madera, cuyo descenso se ejecuta vaciando los peones el interior de los cajones, con lo que estos descienden: cuando se hallan enterrados, se apoyan otros sobre ellos, los cuales bajarán del mismo modo hasta encontrar la base que se desee (Ger, 1898, p. 162).
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| Figura 100. Lámina IV del tratado Construcción Civil de Ger y Lobez (1898) |
En este caso se plantea la técnica del tablestacado como una operativa para conseguir una cimentación convencional. Sería el antecedente de los pozos entibados. Finalmente, en los tratados se encuentra el antecedente de las cimentaciones profundas mediante el pilotaje. Según se puede observar, los primeros planteamientos consideran este elemento nuevo fuera del propio cimiento. Por tanto, a modo de “tratamiento de terreno” para poder empezar a construir el cimiento propiamente dicho (Figura 101).
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| Figura 101. Detalle de la cimentación en la Lámina XV del tratado Construcción Civil de Rieger (1763) |
Cristóbal de Rojas a finales del siglo XVI, alude a este tipo de solución. Para cimentar un elemento fortificado (Figura 102) en terrenos muy blandos (pantanos o con agua), extiende en profundidad la solución referida por Vitruvio:
... se juntará mucha cantidad de estacas de álamo negrillo o de encina, y serán tan largas cuanto sean bastante para llegar a lo firme del fundamento, y se hincarán con un ingenio de mazos, advirtiendo que esta estaca será más ancha cuatro o cinco pies, que el virro de la muralla (…) Hincadas se les echará un derretido de cal, arena y ripios muy fraguado que llegue al ras y plan de las cabezas (de Rojas, 1598, p. 189).
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| Figura 102. Detalle de figura del tratado Teoría y Práctica de Fortificación (3ª parte. Cap. VII) de Cristóbal de Rojas (1598) |
En el tratado de Celestino Espinosa se describe el sistema de perforación mediante la introducción de un pilote de madera reforzado con collarín y una barra interior, hincándolo y girando a su vez:
de este modo se alisa la pared del terreno y se saca con más facilidad. En este hueco se echa el hormigón (Espinosa, 1859).
Es el antecedente de la perforación por rotación. Asimismo, es la primera referencia al uso del concreto en pilotes. El tratado de Marcos y Bausa ahonda en el funcionamiento del sistema, indicando como sistema de compactación:
valerse de los pilotes o estacas de madera metidos en él a plomo en filas que sigan la dirección de las construcciones y a unas, tres o cinco pies unos de otros, según la clase del terreno (Marcos, 1879).
Además, en el mismo texto se profundiza en el desarrollo del proceso de construcción:
hincando en el suelo, primero los que están alrededor del sitio en que se vaya a construir, después los del centro y por último, los que ocupen los puntos intermedios, golpeándolos hasta que la maza rebote (Marcos, 1879).
Incorpora la referencia a disponer las cabezas con una pieza de hierro para evitar su astillaje, colocando con posterioridad:
maderos gruesos o traviesas, de mayor longitud que el grueso del cimiento, (…), que son las soleras, bien clavados y enclavijados, constituyendo así el zampeado (Marcos, 1879).
Todo ello acompañado con un correcto apisonado del material de intersticios para ser base de la cimentación (Figura 103).
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| Figura 103. Detalle de la Lamina 2ª del tratado Manual del Albañil de Marcos y Bausa (1879) |
La traducción del tratado de Barberot, en la segunda década del siglo XX, presenta de un modo más completo todo el tema de la técnica de ejecución de pilotes (Figura 104). Si bien hace hincapié en la construcción con elementos de madera, también indica que:
se hacen pilotes de hormigón armado que dan muy buenos resultados (Barberot, 1927).
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| Figura 104. Figuras del Tratado Práctico de Edificación de Barberot (1927) |
Las instrucciones que aporta son indiferentes del material utilizado. En todo caso, se debe indicar que las referencias a estas soluciones para suelos fangosos, reiteran las soluciones vistas e indicadas ya en los primeros tratados al respecto de la creación de zampeados con estructura de madera. El pilotaje se implementa como un elemento intermedio para dotar a la cimentación convencional del nivel de apoyo suficiente.
- Fin de la Primera Parte Les Travaux de Mars ou l’Art de la guerre (1671) -
Continúa en Referencias …
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