CAJONES PREFABRICADOS DE CONCRETO REFORZADO

CONTENIDO 1.- Descripción

3

2.- Normatividad

4

3.- Productos

5 12

4.- Diseño: 4.1.- Determinación del tipo de instalación

12

4.2.- Análisis de solicitación de carga

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4.3.- Definición del factor de apoyo

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4.4.- Revisión estructural

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5.- Especificaciones físicas

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6.- Manejo, instalación y junteo

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7.- Obras realizadas (ejemplos)

23

8.- Asistencia técnica al cliente

28

3

1.- DESCRIPCIÓN

El Cajón Prefabricado es un elemento de concreto reforzado de sección cuadrada o rectangular; fabricados en base a la norma americana ASTM-C-1433 y revisados estructuralmente para cada proyecto especifico mediante un software especial. El Cajón Prefabricado tiene múltiples aplicaciones como la conducción de aguas pluviales, residuales, canalización de ríos, puentes, pasos vehiculares, ferroviarias, aeroportuarias, galería visitable de instalaciones, entre otros.

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2.- NORMATIVIDAD

• Fabricados de acuerdo a la Norma Americana de la ASTM-C-1433-10 • Resistencia del concreto f´c 350 kg/cm 2 • Acero fy 5 500 kg/cm 2

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3.-PRODUCTOS Tabla de dimensiones

2,0 x 1,0

3,8 x 1,5

2,0 x 2,0

2,5 x 2,0

3,5 x 2,5

6

CONSIDERACIONES DE DISEÑO Cargas muertas RELLENO hr con un peso volumétrico de 1920 kg/m 3

Cargas vivas VEHICULAR hs - 20

TABLAS DE DISEÑO Cajón 1,00 x 2,00 x 2,40

Cajón 2,00 x 1,00 x 2,40

7

Cajón 2,00 x 2,00 x 1,75

Cajón 2,00 x 2,50 x 1,50

Cajón 2,50 x 2,00 x 1,50

Cajón 2,50 x 3,50 x 1,25

8

Cajón 3,50 x 2,50 x 1,25

Cajón 3,80 x 1,50 x 2,00

Cajón 1,50 x 3,80 x 2,00

Nomograma para diseño hidráulico Tabla de capacidad hidráulica

Gasto para sección cajón de Concreto Reforzado "Sección Llena" basado en la Ecuación Manning n= 0.012 1132.67 849.50 566.33

Denominación del cajón

283.16

3.5 x 2.5

169.90

3.8 x 1.5 2.5 x 2.0 2.0 x 2.0

113.26 84.95

8.53 7.31 6.09

56.63

28.31

2.0 x 1.0 base x altura

2.74 2.13

16.99

7.92

9.14

6.7 5.48

11.32 4.26

8.49 3.04 5.66

Gasto (m3/s) 6,00

2,00 x 1,00 x 2,40

2,00

6,00

2,00 x 2,00 x 1,75

4,00

14.5

2,00 x 2,50 x 1,50

5,00

17

2,50 x 2,00 x 1,50

5,00

17

2,50 x 3,50 x 1,25

8,75

31

3,50 x 2,50 x 1,25

8,75

31

3,80 x 1,50 x 2,00

5,60

23

1,50 x 3,80 x 2,00

5,60

23

2.43 1.82

2.83 1.69

ia ed dm ida loc m/s ve

Gasto en metros cúbicos por segundo

4.87 3.65

1,00 x 2,00 x 2,40

Área Hidráulica (m2) 2,00

1.52

M/SEG

1.21

• Coeficiente de Manning n = 0,012 • Pendiente s = 0,09

.91

.6 1.13 .849 .566

.283 .003

.006 .009

.015

.03

.06

.09

.15

.30

.60

.91

Pendiente en metro por cada 100 metros

1.52

3.04

9

APLICACIONES 1.- En alcantarillado carretero, ferroviarias y aeroportuarias. 1.1.- Cajones normales

2,0 x 1,0

3,8 x 1,5

2,0 x 2,0

2,5 x 2,0

3,5 x 2,5

1.2.- Varilla expuesta para alerones

1.3.- Suelos inestables solución postensado

10

1.4.- Piezas en curvas con registros integrados

2.- Pozo - Cajas Especiales Incidencia desde 122 cm hasta 244 cm

3.- Canal en “U” a cielo abierto

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4.- Cajones con recubrimientos para conducción de aguas residuales agresivas PVC y PAD

5.- Carcamos de Bombeo, Cisternas, Etc.

6.- Soluciones integrales para tanque de regulación o tanque tormenta

7.- Galería visitable para la instalación eléctrica, telefónica, gas , etc.

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4.- DISEÑO

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO 4.1.- Determinación del tipo de instalación. 4.2.-Analisis de solicitación de carga. 4.3.- Definición de factor de apoyo. 4.4.- Revisión estructural.

4.1.- DETERMINACIÓN DEL TIPO DE INSTALACIÓN. 4.1.1 Zanja

Descripción: Son utilizadas para profundidades menores de hr ≤ 2 metros, en donde es colocado sobre una capa de concreto f´c = 150kg/cm 2 de 10 cm y su relleno es con material de banco compactado al 90% Proctor hasta su totalidad.

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4.1.2.- Zanja terraplenada

Descripción: Son utilizadas para alturas de rellenos h ≥ hr + hr’, es donde son colocados sobre una capa de concreto f ’c = 150kg/cm 2 de 10 cm y su relleno es con material de banco compactado al 90% Proctor hasta su totalidad.

4.1.3.- Terraplen

Descripción: Este tipo de instalación se produce cuando la cota superior de la pieza en su posición definitiva queda por encima del terreno natural. En donde el relleno arriba del cajón es hr ≤ hr’/3 y b ≤ 2b < 2h + b

4.1.4.- Zanja inducida en terraplen Descripción: Este tipo de instalación nos ayuda al ahorro de recursos ya que en la parte superior del cajón se aloja una sección hr2 x b2 la cual esta rellena de material no compresible como paja, serrín, suelo orgánico o cualquier otro material que ofrezca garantía de un asentamiento claramente superior al del relleno compactado.

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4.2.- ANÁLISIS DE SOLICITACIÓN DE CARGA. 4.2.1.- Cargas muertas como: • Relleno

4.2.2.- Cargas vivas como: 4.2.2.1.- Vehicular

4.2.2.2.- Ferroviarias

4.2.2.3.- Aeroportuarias

4.2.2.4.- Equipos de compactación: • Motoniveladora • Aplanadora

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4.3.- DEFINICIÓN DEL FACTOR DE APOYO. Material de banco compactado al 95% Proctor

Factor de apoyo con plantilla de concreto simple F´c = 150 kg/cm 2

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4.4.- REVISIÓN ESTRUCTURAL

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5.- ESPECIFICACIONES FÍSICAS MATERIAS PRIMAS • Agregados finos y gruesos norma NMX-C-111

• Cemento: Certificado de calidad que proporciona el proveedor en base a la norma NMX-C-414-ONNCCE-2010 • Acero: Certificado de calidad que proporciona el proveedor en base a la norma NMX-B-072CANACERO-2008, NMX-B-253-CANACERO2006, NMX-B-290

PRODUCTO TERMINADO • Resistencia del concreto a la compresión: - Prueba de cilindros norma NMX-C-083 • Dimensionales: -Sección Interna “ancho y alto” - Espesor de pared y losa -Longitud -Ortogonalidad -Marcado

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6.- MANEJO, INSTALACIÓN Y JUNTEO 6.1.- MANEJO DEL CAJÓN Maquinaria

Eslinga

Estrobo de acero

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6.2.- INSTALACIÓN DEL CAJÓN 6.2.1.- Descarga Equipo necesario para maniobra e instalación

6.2.2.- Plantilla

Plantilla de concreto simple f´c = 150 kg/cm 2

Plantilla hecha con material de banco compactada al 90% Proctor, el espesor varía en función de la estabilidad del suelo desde 0.30 hasta 1.0 m. En caso de baja capacidad de carga se tendrá una solución especial.

Nota: para la instalación de cajones se requiere una capacidad mínima de suelo 10 ton/m2

6.2.3.- Manejo con equipo adecuado

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6.2.4.- Accesorios necesarios

Pernos de maniobras especiales, eslinga, estrobos de acuerdo de la capacidad del elemento.

6.2.5.- Utilización de vientos (cuerdas)

6.2.6.- Ensamble de macho y hembra

La colocación de las piezas es de aguas abajo hacia aguas arriba

6.2.7.- Junta de cajón Tipos de junta • Mortero común cemento-arena 1:3 • Mortero y junta hermética bituminosa flexible

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6.2.8.- Junteo exterior e interior mortero-cemento-arena 1:3

6.2.9.- Acostillamientos lateral y relleno

Con equipo de bajo impacto (bailarina)

En capas de 20 cm compactado al 90% Proctor esto en los costados y arriba de los cajones

6.2.10.- Terminado

Las varillas en los costados sirven para unir a los muros de contención que forman parte de la estructura de los aleros, los que se encuentran en la parte de abajo para unir los cajones con la cimentación, los de la parte de arriba para los muros de contención.

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6.3.- TIPOS DE JUNTEO DE CAJÓN 6.3.1.- Junteo con mortero común • • • •

50 Kg de cemento (1 bulto) 5 Botes de arena de mina, de río, etc. 23 Litros de agua 4 Litros de adhesivo (Adhecon, Festerbond, Sikalatex, etc.)

6.3.2 Junteo con junta hermética bituminosa flexible, de acuerdo con la norma ASTM-C-990

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7.- OBRAS REALIZADAS (Ejemplos)

Presa Hidroeléctrica, “La Yesca”, Nayarit, Cajón 2.5 x 2.0 m.

Circuito Vial Mexiquense, Edo. Mex., Cajón 2.5 x 2.0 m.

Planta Termoeléctrica, Rosarito, B.C., Cajón 2.0 x 2.0 m.

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Cruce ferroviario Cooper E-80, con un colchón de relleno de 30 cm., Con el paso de 4 vías de ferrocarril en Manzanillo, Colima terminada en un tiempo de 24 hrs.

Alcantarilla de Laguna Coyutlan en Manzanillo, Colima, Cajón 3.5 x 2.5 m.

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Escotadura en Villahermosa, Tabasco, Batería con 25 Cajones para Conagua, Sección 3.5 x 2.5 m.

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Tanque Tormenta, Jumapa Celaya, Cajón 3.8 x 1.5 m.

Toluca, Estado de México, Cajón 2.5 x 2.0 m.

Autopista Cosamaloapan - Acayuca, Tubería 244 y Cajón 3.5 x 2.5 m.

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4 Baterías de cajones 3.5 x 2.5 más una 2 x 2 m., Nuevo Veracruz.

Paso Peatonal en Av. Ignacio Zaragoza, Puebla, Pue., Cajón 3.5 x 2.5 m.

Proyecto en construcción, carretera CuernavacaCuautla, tramo Boulevard Cuauhnahuac 7,000 m. obra pluvial, Cajón 2.0 x 1.0 m

8.- ASISTENCIA TÉCNICA AL CLIENTE: • Revisión de Proyecto. • Cálculo Mecánico e Hidráulico. • Catálogo Técnico de los Productos. • Capacitación para Manejo, Instalación y Junteo entre Piezas. • Instructivo para Instalación de los Productos.

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Versión 9