Fases d’una obra de construcció

La construcció d’un edifici implica una inversió significativa i un procés que pot durar mesos o fins i tot anys. Durant aquest temps se succeeixen diferents etapes de l’obra de construcció, la durada i l’èxit de les quals dependran de la gestió del constructor, el sistema constructiu utilitzat i els terminis establerts.

Per conèixer les fases d’una obra de construcció cal entrar en detall en cadascuna d’elles per intentar desgranar-ne la complexitat i entendre els riscos associats. D’aquesta manera, podrem avaluar la millor opció d’execució d’una obra, considerant la seguretat, el control de costos i els terminis de construcció.

FASES PRÈVIES A L’OBRA DE CONSTRUCCIÓ D’UN EDIFICI

Abans d’arribar a la fase de construcció passem per diferents etapes que ens permetran obtenir un projecte d’arquitectura en detall, aprovat pel col·legi d’arquitectes i amb una llicència d’obres apta per iniciar-ne la construcció.

FASES D’UN PROJECTE D’ARQUITECTURA

La construcció d’un edifici constitueix una de les etapes fonamentals en un projecte d’arquitectura. Tot comença amb l’avaluació de la viabilitat del projecte, passant per la definició del projecte complet, per acabar sol·licitant una llicència d’obra i finalment dur a terme l’execució de l’obra d’un edifici.

Vegem cadascuna d’elles en detall:

Estudi de la viabilitat d’un projecte

En emprendre un projecte de construcció, igual que qualsevol altre projecte, cal realitzar un estudi previ que avaluï la inversió total i la seva amortització. Aquesta anàlisi és especialment habitual en projectes d’edificis d’oficines o promocions residencials. En el cas de la construcció d’habitatges unifamiliars, la viabilitat pot avaluar-se mitjançant la comparació amb l’adquisició d’un habitatge de segona mà o el càlcul de l’amortització de la hipoteca en relació amb la inversió en lloguer mensual.

Avantprojecte

L’avantprojecte és el punt de partida essencial per al desenvolupament d’una construcció. Constitueix una fase creativa en què es du a terme l’estudi de l’entorn i es plantegen les primeres propostes mitjançant plànols i maquetes, que poden ser modificats en etapes posteriors del projecte.

El projecte bàsic

El projecte bàsic assoleix un grau més d’aprofundiment respecte a l’avantprojecte, ja que defineix amb més precisió les característiques generals de l’obra mitjançant la justificació de solucions concretes. Això permet obtenir una concepció general de l’edifici i l’obtenció de la llicència d’obra.

El projecte executiu

El projecte executiu entra més en detall i comprèn tota la documentació necessària per a la posada en obra del projecte. És una descripció detallada que abasta el desenvolupament constructiu en tots els seus aspectes, fonamentacions, estructura i instal·lacions, calculats i dissenyats complint amb la normativa vigent, per la qual cosa la precisió resulta crucial.

Gestió de visat i llicència d’obres

Per iniciar els tràmits de sol·licitud de llicència d’obres, tant el projecte bàsic com el projecte executiu han d’obtenir el certificat de visat del Col·legi d’Arquitectes. Un cop obtinguda la llicència d’obra, es procedeix a la direcció de l’obra i al seu respectiu seguiment per garantir-ne la correcta execució.

Direcció d’obra

En aquesta etapa es construeix el projecte per fases seguint la documentació presentada. Caldrà disposar de la figura del director d’obra, que sol coincidir amb l’arquitecte responsable del disseny del projecte.

La direcció d’obra, també coneguda com a direcció facultativa, és el conjunt de professionals que s’encarreguen de supervisar i assegurar la correcta execució de l’obra. A Espanya, d’acord amb la Llei d’Ordenació de l’Edificació, la direcció facultativa està integrada pel director d’obra (DO), el director d’execució d’obra (DEO) i el coordinador de seguretat i salut (CSS).

La figura del director d’obra pot ser exercida per un arquitecte o per un arquitecte tècnic, depenent de qui hagi redactat el projecte. Tant el director d’obra com el director d’execució d’obra tenen la responsabilitat d’assegurar una bona execució del projecte. No obstant això, els seus rols difereixen pel que fa als seus enfocaments: el director d’obra s’ocupa del desenvolupament estètic, tècnic, urbanístic i mediambiental, mentre que el director d’execució se centra en el control de qualitat i quantitat. Així, el DEO revisa el projecte executiu, des de les fonamentacions fins als acabats, i juntament amb l’arquitecte, realitza els replantejaments necessaris en cada fase de l’obra.

La Llei d’Ordenació de l’Edificació (LOE) recull regles específiques que determinen les responsabilitats d’aquests professionals. D’acord amb això, es determinen els riscos que cada agent assumeix segons la seva activitat, ja que durant el procés de construcció poden sorgir danys en l’edificació o a tercers que han d’estar coberts per una assegurança.

Entre les assegurances disponibles cal destacar l’assegurança a tot risc en construcció, que cobreix tots els danys materials a l’edificació causats per accidents i imprevistos. Així mateix, és important disposar de l’assegurança decenal, d’afiançament de quantitats anticipades i de l’assegurança de responsabilitat civil. [1]

AGENTS QUE INTERVENEN EN LA FASE DE CONSTRUCCIÓ D’UN EDIFICI

Al llarg del procés projectual intervenen diversos agents a més de l’arquitecte, a causa de la gran complexitat que comporta. En primer lloc, el promotor és qui encarrega el projecte i proporciona tota la informació prèvia a l’arquitecte, qui serà l’encarregat principal de dissenyar un edifici adequat a les necessitats del client.

Posteriorment, en l’etapa del projecte executiu, cobra rellevància el paper de l’arquitecte tècnic, qui dirigirà l’obra en construcció. Així mateix, hi participen altres professionals especialitzats com enginyers en eficiència energètica, enginyers d’instal·lacions, estructuristes, geòlegs i topògrafs, cadascun aportant el seu enfocament en les diferents fases de la construcció. Igualment, la constructora té un paper fonamental en encarregar-se de la construcció de l’edifici.

En projectes de gran magnitud, és vital disposar de la figura del Project Manager, una persona que dirigeix, coordina i gestiona el projecte de principi a fi, assegurant una execució eficient i ordenada.

Per dur a terme aquest procés, és essencial complir amb el marc normatiu establert per la Llei d’Ordenació de l’Edificació (LOE), que defineix els requisits bàsics de l’edificació relacionats amb la funcionalitat, accessibilitat, seguretat i habitabilitat dels edificis. [2] Aquests requisits es desenvolupen en profunditat en el Codi Tècnic de l’Edificació (CTE). A més de complir amb aquestes normatives, és imprescindible obtenir el visat del col·legi d’arquitectes per dur a terme el projecte. [3]

FASES DEL PROCÉS DE CONSTRUCCIÓ

El procés de construcció es divideix en deu fases que se segueixen a nivell general en qualsevol construcció, encara que poden ser de més o menys complexitat segons el tipus d’edifici o situació en què es trobi, i són les següents:

Durant cadascuna d’aquestes fases, es procedeix segons la documentació proporcionada en el projecte d’execució i en concordança amb els criteris, sistemes i materials que s’especifiquen en ell.

FASE 1. PREPARACIÓ DEL TERRENY

Abans de realitzar una edificació, s’ha de comprovar que el terreny en qüestió sigui apte i presenti les propietats necessàries per a la seva ocupació. Per això, cal dur a terme diversos estudis previs realitzats per geòlegs i topògrafs.

El terreny té un impacte significatiu en l’edificació, ja que existeixen diferents tipus de sòl, com sòls rocosos, granulars, coherents i deficients, els quals influeixen en la fonamentació i l’estructura del projecte. És essencial que el disseny del projecte s’adapti i s’adeqüi al tipus de sòl per assegurar-ne el correcte funcionament i durabilitat.

ESTUDI GEOTÈCNIC I TOPOGRÀFIC

Per conèixer el tipus de terreny i optimitzar la construcció es duen a terme dos estudis fonamentals: el geotècnic i el topogràfic.

L’estudi geotècnic recull informació quantificada de les característiques del terreny, la qual cosa permet el seu reconeixement i classificació. Aquesta informació, juntament amb les dades proporcionades per l’arquitecte sobre l’edifici, permet redimensionar o replantejar de manera més adequada la projecció de la fonamentació i els murs de contenció. [5]

Per això, es realitza una campanya de reconeixement en diversos punts de la parcel·la, variant la profunditat segons la fonamentació prevista en el projecte. Es duen a terme assaigs de camp i s’extreuen mostres per realitzar assaigs de laboratori posteriors.

D’altra banda, l’estudi topogràfic defineix amb precisió algunes característiques del terreny com l’elevació i les cotes mitjançant plànols i representacions gràfiques del terreny. Aquest aixecament topogràfic s’acompanya amb mesuraments de distàncies, elevacions o direccions que permeten ubicar el projecte i evitar errors de construcció.

La informació recopilada mitjançant l’estudi geotècnic i els perfils topogràfics proporciona els valors del terreny necessaris per adequar el projecte al lloc i inclou un informe sobre els fonaments recomanats. També aporta altres recomanacions constructives i indicacions de treball complementàries.

Ambdós estudis es realitzen abans de l’inici del projecte tècnic, però cal tenir-los disponibles en iniciar l’obra per compartir i valorar la millor solució d’execució. Els passos que se segueixen en aquesta primera fase són la neteja de l’àrea on se situarà la construcció i la nivelació del terreny.

NETEJA I DESBROSSAMENT

La neteja del terreny té com a objectiu desembullar l’àrea de treball designada de qualsevol material o element indesitjable.

Per això, en primer lloc, s’ha de retirar qualsevol runa o resta de construccions anteriors, així com la capa vegetal formada per herbes o arbustos. En alguns casos, fins i tot caldrà la tala d’arbres i extracció de les seves arrels. No obstant això, sempre que sigui possible, és preferible seleccionar aquells arbres que puguin ser salvats o reubicats en el terreny.

Actualment, existeix una creixent tendència cap a projectes respectuosos amb l’entorn natural, optant per construccions que es recolzin en pocs punts, que preservin els arbres existents o els replantin en diferents ubicacions. L’arquitectura regenerativa i integrada en el paisatge busca reduir al mínim l’impacte sobre el terreny i l’entorn natural, mostrant un compromís amb la preservació de la biosfera.

NIVELACIÓ

Establir el nivell d’obra és una tasca crucial que s’ha de realitzar al principi del projecte per fixar el nivell de la planta baixa. Amb vistes a evitar possibles problemes d’inundació de la planta baixa o aparició d’humitats en els murs, el nivell marcat ha de quedar per sobre del nivell del terreny. A més, en cas que la parcel·la sigui adjacent al carrer, el nivell de la planta baixa també s’ha de situar per sobre del nivell de la vorera.

A partir del nivell de la planta baixa, que es pren com a cota 0.00, es determinaran els altres nivells d’obra i es durà a terme un replantejament aprovat per la Direcció d’Obra. Aquest pas és essencial per garantir la correcta execució del projecte i prevenir problemes futurs relacionats amb l’elevació de la construcció respecte al terreny circumdant.

FASE 2. MOVIMENT DE TERRES

Aquesta fase abasta totes aquelles activitats que fan referència al moviment de terres, és a dir, incloent-hi excavacions i farciments, càrrega de material, transport, descàrrega, distribució i compactació de terres. En projectes de petita magnitud, l’excavació pot realitzar-se a mà amb pales, la qual cosa implica un menor impacte ambiental en evitar l’ús de maquinària pesada.

No obstant això, en la majoria dels casos, per la magnitud i complexitat dels projectes, s’empra maquinària pesada com retroexcavadores, excavadores hidràuliques, tractors, carregadors frontals, corrons o motoanivelladores.

Les característiques de l’excavació depenen del tipus de projecte, el terreny i les fonamentacions previstes. L’estudi geotècnic previ permet estimar la magnitud i complexitat de l’excavació en proporcionar informació sobre el terreny.

Existeixen dos tipus principals d’excavacions: per a explanació i per a fonamentació. Les excavacions per a explanació tenen el propòsit d’uniformitzar i nivelar el terreny d’arrencada de l’edificació i inclouen moviments de terra com desmunt, buidat i terraplenat.

D’altra banda, es tracta d’una fase que pot generar molts residus i un impacte significatiu a causa del moviment de terres. No obstant això, és possible reutilitzar les terres extretes en el propi terreny per minimitzar el desaprofitament.

– Excavacions per a fonamentació

Les excavacions per a fonamentació es realitzen mitjançant ceps, que són excavacions lineals on es col·locarà posteriorment la fonamentació. Per realitzar aquestes excavacions, s’afluixa la terra i s’extreu seguint les guies marcades que defineixen la forma i dimensions del cep necessari per a la fonamentació prevista. Aquests dos passos es repeteixen fins a assolir el terreny ferm que evitarà assentaments no desitjats.

És crucial que el fons de l’excavació estigui net i anivellat per garantir una base sòlida per a la fonamentació. Per això, es procedeix a abocar formigó de neteja o farciment immediatament després de l’excavació, amb un gruix d’almenys 10 cm. Això ajuda a mantenir les condicions adequades del terreny i proporciona una base adequada per a la fonamentació de l’edifici. [5]

FASE 3. FONAMENTACIÓ I CONTENCIÓ DE TERRES

La fonamentació és l’element estructural encarregat de transmetre les càrregues totals de la construcció al terreny. La seva funció és equilibrar la rigidesa de l’edifici amb la deformabilitat del terreny.

L’elecció del tipus de fonamentació depèn de factors com les característiques del terreny i la magnitud de l’edificació. En relació amb el sòl, es tenen en compte la deformabilitat, l’heterogeneïtat, la profunditat de l’estrat resistent, la sismicitat i les variacions d’humitat. Pel que fa a l’edifici, es considera el valor de les càrregues transmeses al sòl, els assentaments admissibles i la seva esveltesa.

En funció del nivell del sòl resistent adequat per fonamentar, les fonamentacions es classifiquen en superficials, profundes o intermèdies.

FONAMENTACIONS SUPERFICIALS

Les fonamentacions superficials, també conegudes com a fonamentacions directes, es caracteritzen per tenir el nivell del sòl apte per fonamentar pròxim a la part inferior de l’estructura. Es considera una fonamentació superficial quan la profunditat a la qual es troben els fonaments és inferior a 3 metres. Tot i que el terreny ferm es trobi a prop de la superfície, és convenient aprofundir de 0,5 a 0,8 metres per sota de la rasant per assegurar-se que la pressió que admet es correspon amb el tipus de fonamentació requerit. [6]

Habitualment, els edificis lleugers o de poques plantes solen fonamentar-se d’aquesta manera. Tanmateix, dins de les fonamentacions superficials existeixen diferents tipus que s’adeqüen als requeriments específics de cada sòl i a les càrregues de l’edifici.

– Sabates

Les sabates són una tipologia de fonamentacions superficials utilitzades per fonamentar elements aïllats d’una estructura, especialment en construccions d’habitatges per la seva economia i facilitat d’execució.

Existeixen tres tipus principals de sabates segons la seva forma de treball: aïllades, associades i corregudes. Les sabates aïllades són aquelles dissenyades per suportar un únic element de càrrega, com els pilars. Són una opció econòmica quan es fonamenta sobre roca o sòls amb pressions admissibles superiors a 0,15 N/mm2. [7]

Aquestes sabates solen tenir una forma quadrangular, tot i que en edificis amb llums diferents en direccions perpendiculars, poden ser rectangulars. La seva funció és fonamentar pilars aïllats, interiors, mitgers o de cantonada.

El material utilitzat per excel·lència per als fonaments és el formigó en massa (HM) o el formigó armat (HA). Segons la norma estructural EHE-08, les sabates es classifiquen en flexibles o rígides. [8] Les sabates flexibles tenen un vol en la direcció principal més gran que el cantell de la sabata, mentre que les rígides tenen un vol menor que dues vegades el cantell, cosa que permet una millor distribució de les tensions. [9]

Amb la finalitat de proporcionar rigidesa al conjunt i redistribuir càrregues i pressions sobre el terreny, les sabates aïllades s’han d’arriostrar. Això significa que s’han d’unir mitjançant bigues d’atada o bigues centradores.

Pel que fa a les sabates associades, aquestes donen suport a dos o més pilars, mentre que les sabates corregudes suporten alineacions de 3 o més pilars o fins i tot murs. Aquests tipus de sabates s’utilitzen quan els pilars estan molt pròxims entre si o quan s’afronten càrregues elevades que generen sabates aïllades molt properes o superposades. L’ús de sabates associades i corregudes permet obtenir assentaments uniformes entre pilars i facilita la construcció.

En el cas específic de la sabata correguda sota mur, es construeix generalment amb formigó armat, però també pot ser de maçoneria, un material més sostenible.

– Bigues de fonamentació

Les bigues de fonamentació són similars a les sabates corregudes sota murs. Quan la pressió admissible del terreny és baixa, es pot optar per una fonamentació mitjançant bigues en dues direccions, formant una fonamentació per emparrillat. En aquest cas, tots els pilars es recolzen sobre una única estructura de bigues que contribueix a la rigidesa del conjunt i evita assentaments diferencials.

– Llosa de fonamentació

Les lloses de fonamentació es caracteritzen per abastar tota l’àrea de l’edifici i proporcionar suport a tots els elements estructurals. S’empren quan la superfície de les sabates supera el 50% de l’àrea de construcció o quan el terreny té una capacitat portant baixa, és a dir, una pressió admissible entre 0.08 i 0.15 N/mm2.

Existeixen diferents tipus de lloses de fonamentació, que són: contínua i uniforme, amb reforços sota pilars, amb pedestals, amb secció en caixó, nervada i alleugerida.

Aquestes solucions ajuden a reduir els esforços al sòl i minimitzen els assentaments diferencials. Tanmateix, és important tenir en compte que no s’han d’utilitzar lloses de fonamentació si l’edifici es troba entre mitgeres o si el sòl és heterogeni, ja que això podria provocar un gir de la llosa i de l’edifici sencer.

FONAMENTACIONS INTERMÈDIES

Les fonamentacions intermèdies, també conegudes com a fonaments semiprofunds, es donen quan la profunditat a la qual es troba el contacte entre els fonaments i el terreny es troba entre quatre i vuit vegades la base de contacte (4B < D ≤ 8B). Dins de les fonamentacions semiprofundes, trobem els pous de fonamentació, que són un tipus particular. Per construir-los, es fan excavacions que s’omplen amb formigó pobre, deixant únicament la part superior on s’utilitza formigó estructural per construir una sabata. S’utilitza quan les capes més superficials del sòl són massa toves, però el terreny ferm es troba a una profunditat inferior a 10 metres. No obstant això, per utilitzar aquest tipus de fonaments és important que no hi hagi un nivell freàtic proper que pugui afectar negativament l’estructura.

FONAMENTACIONS PROFUNDES

Les fonamentacions profundes són estructures que es caracteritzen per tenir el seu contacte amb el terreny a una profunditat superior a 8 vegades el seu diàmetre o amplada. Aquests elements estructurals s’utilitzen quan l’estrat resistent es troba a gran profunditat per sota de la superfície del sòl, cosa que permet una transmissió eficient de les càrregues en profunditat.

Segons el CTE DB SE-C, les fonamentacions profundes es poden classificar en els tipus següents: pilot aïllat, grup de pilots, zones pilotades o micropilots.

A més d’aquesta classificació, les fonamentacions profundes també es poden agrupar en funció d’altres criteris, com el material utilitzat en la seva construcció, la forma de la secció transversal dels pilots, el diàmetre o el procediment constructiu emprat.

– Pilots

Els pilots es caracteritzen per tenir un diàmetre convencional, més gran de 300mm i menor de 800mm. D’acord amb el Codi Tècnic, es poden classificar els pilots en tres categories principals: pilots aïllats, grups de pilots i zones pilotades.

El pilot aïllat es troba a una distància prou allunyada d’altres pilots perquè no tingui interacció geotècnica amb ells. D’altra banda, els grups de pilots, a causa de la seva proximitat, interactuen entre si o estan units mitjançant elements estructurals rígids, cosa que els permet treballar conjuntament i distribuir les càrregues de manera més eficient.

Les zones pilotades són àrees on els pilots estan disposats amb el propòsit de reduir assentaments o millorar la seguretat davant d’enfonsaments en les fonamentacions. Aquests pilots solen tenir una capacitat portant individual limitada i estan ubicats regularment o en punts estratègics.

A més de la classificació, és rellevant destacar la categorització segons el procediment constructiu, que diferencia entre pilots hincats (o de desplaçament) i formigonats «in-situ» (o d’extracció).

Els pilots hincats es claven a pressió al sòl, millorant-ne la densitat i sense necessitat d’una extracció de terres. En canvi, els pilots formigonats «in-situ» requereixen excavació per ser instal·lats, cosa que descomprimeix el sòl.

– Micropilots

Els micropilots són un tipus de pilots de diàmetre menor de 300mm. Estan compostos per una armadura metàl·lica formada per tubs, barres o perfils introduïts dins d’un trepant de petit diàmetre. En alguns casos, poden estar injectats amb beurada de morter a pressió per millorar la seva capacitat de càrrega. La seva longitud habitual és de 10 metres, tot i que pot variar de 6 a 26 metres.

Algunes de les seves aplicacions es donen en recalçats de fonaments per reparar-los o incrementar-ne la capacitat de càrrega, en fonamentacions noves en solars amb limitacions d’ús de maquinària de pilotatge convencional i en murs pantalla discontinus.

Murs de contenció

En cas que el terreny a edificar estigui en pendent, caldrà implementar una solució de contenció de terres amb murs de contenció.

Per a això, s’utilitzaran murs de contenció, un tipus d’element constructiu que suporta l’empenta horitzontal de les terres que conté per evitar-ne el desplaçament.

Existeixen diversos sistemes de contenció de terres, per la qual cosa per determinar el més adequat cal avaluar aspectes com el tipus de terreny, la quantitat de terra a contenir i el tipus d’estructura que es construirà a sobre, a més dels aspectes mediambientals.

Els elements de contenció es poden classificar segons la seva forma de treball en tres categories principals: murs per gravetat, murs autoportants i pantalles. [10]

– Murs per gravetat

Aquest tipus de murs resisteixen els esforços horitzontals amb el seu propi pes. En alguns casos no requereixen fonamentació, sinó que es recolzen directament sobre el terreny. S’utilitzen principalment per contenir terres en espais exteriors sense estructures a sobre.

Poden ser d’elements discontinus, caracteritzats per la seva capacitat drenant, com la pedra en sec, blocs prefabricats, gabions, terra armada; o bé poden ser continus de formigó en massa o d’obra de fàbrica.

Cal destacar el mur de pedra en sec per ser un dels més tradicionals. Es tracta d’un mur compost per pedres sense morter de ciment, obtenint la seva resistència gràcies a la geometria de les pedres. Tot i que és un mur tradicional, no suporta càrregues importants i es requereix mà d’obra especialitzada, cosa que en limita l’ús en edificació.

Els murs de blocs prefabricats utilitzen materials com el formigó, ceràmica o pedra, i es diferencien dels murs de pedra en sec per l’ús de ciment i, fins i tot, armadura en alguns casos. Finalment, els murs de gabions estan compostos per reixes metàl·liques que formen recipients farcits de pedres petites i el mur de terra armada està compost per terra reforçada amb una malla d’acer que evita el despreniment de les terres, molt interessant pel seu baix impacte visual.

– Murs autoportants

Els murs autoportants, a més de suportar les càrregues del terreny, tenen la capacitat de sostenir estructures a sobre. Per això, solen estar construïts amb formigó armat, ja sigui abocat en obra o prefabricat. A causa de la seva funció de suportar més càrregues, aquests murs tendeixen a ser més deformables, per la qual cosa requereixen una fonamentació adequada. Existeixen dos tipus principals de murs autoportants: murs en mènsula i murs amb contraforts.

Els murs en mènsula es caracteritzen per tenir una base, ja sigui en forma de punta, taló o ambdues, que evita la bolcada del mur. Aquesta addició a la base li proporciona més estabilitat i resistència a les forces laterals del terreny contingut. D’altra banda, els murs amb contraforts són similars als murs en mènsula, però inclouen contraforts. Aquests contraforts són necessaris quan l’alçada del mur i la terra continguda superen els 5 o 6 metres, cosa que pot generar el risc de bolcada o desplom, per la qual cosa afegeixen estabilitat i seguretat a l’estructura.

– Pantalles

Els murs pantalla són estructures que s’empotren al terreny sense comptar amb una base horitzontal. Aquesta manca de base es compensa mitjançant un ancoratge del mur al terreny mitjançant cables.

Un avantatge dels murs pantalla respecte dels murs per gravetat és que permeten limitar en gran mesura les deformacions. Això es deu a la seva capacitat per resistir la pressió lateral del sòl contingut.

És important destacar que els murs pantalla són un sistema versàtil, ja que poden utilitzar-se tant per a la contenció de terres com per a la fonamentació profunda discontínua mitjançant micropilotatge.

Si analitzem la fonamentació amb criteris de sostenibilitat, ens adonem que cal regular l’ús de plastificants i altres additius tòxics i contaminants, així com tenir en compte l’impacte de les injeccions de beurada, que poden provocar alteracions en les aigües subterrànies. Existeixen alternatives més sostenibles, com l’ús de formigó abocat o prefabricat, que garanteix una construcció de menor impacte.

FASE 4. ESTRUCTURA

Un cop completada la fase de fonamentació, es procedeix amb la construcció de l’estructura de l’edifici, la qual exerceix un paper fonamental en la definició de l’espai i la sensació de confort final.

Segons el Document Bàsic del CTE sobre Seguretat estructural, l’estructura ha de complir amb dues exigències bàsiques per ser apta. En primer lloc, ha de posseir una resistència i estabilitat adequades per evitar riscos indeguts, tant durant la fase de construcció com per als usos previstos al llarg del temps. En segon lloc, ha de ser apta per al servei, evitant deformacions inadmissibles durant el seu ús. [11]

L’estructura d’un edifici es determina considerant el període de servei previst, les exigències relatives a la capacitat portant, les accions contemplades i els coeficients de seguretat emprats, les característiques mecàniques dels materials estructurals, la geometria global definida pels elements estructurals i els mètodes de càlcul utilitzats.

En funció del tipus d’elements emprats, se seleccionarà el material més adequat, cosa que afecta les característiques mecàniques de l’estructura i també condiciona el mètode de construcció. Depenent del material, l’estructura pot ser «in-situ», és a dir, construïda al lloc, o bé prefabricada i assemblada en sec.

En funció del material emprat podem distingir principalment entre estructures de formigó, d’obra de fàbrica, d’acer, de fusta i fins i tot d’adob. Aquestes dues últimes destaquen en termes de sostenibilitat.

Tanmateix, la classificació més comuna de l’estructura es basa en la seva forma de treball. Els diferents tipus d’elements que defineixen la geometria de l’estructura poden ser verticals, com murs, pilars i, en ocasions, tirants, o horitzontals, com forjats, bigues i arcs. Els elements verticals transmeten les càrregues verticalment cap a la fonamentació, mentre que els horitzontals distribueixen i transmeten les càrregues cap als elements verticals. [12]

A partir d’aquests elements es configuren, a nivell general, els dos sistemes estructurals següents:

– Estructura de murs de càrrega

En aquest sistema estructural, les càrregues verticals són suportades pels murs de càrrega, que són elements dissenyats per distribuir les càrregues superficialment. La seva funció principal és sostenir tant el forjat superior com el seu propi pes, al mateix temps que defineixen i divideixen l’espai interior. A més, també compleixen la funció de contenció de terres.

Existeixen dos tipus de murs en aquest sistema: els murs de càrrega, que suporten directament el forjat, i els murs d’arriostrament, que es disposen perpendicularment als murs de càrrega i permeten resistir les forces horitzontals.

L’elecció del material utilitzat per als murs pot variar, incloent-hi formigó, obra de fàbrica o termoargila, entramats de fusta i fins i tot adob, cosa que influeix en la posada en obra. No obstant això, durant l’execució d’aquest sistema, els murs de càrrega i d’arriostrament es construeixen simultàniament, procurant que les llums del forjat no excedeixin els 8 metres.

Durant la fase de construcció, és essencial esperar i verificar que els murs de càrrega hagin assolit una resistència suficient abans de carregar-los amb el pes del forjat.

És important mencionar que aquestes estructures solen tenir un gruix considerable a causa de les diverses forces que han de suportar. En cas de reduir el gruix i augmentar l’esveltesa dels murs, podrien produir-se problemes de flambatge.

– Estructura de pòrtics

El pòrtic és un sistema estructural compost per dos elements lineals: bigues i pilars. Les bigues es recolzen sobre els pilars, transmetent-los les càrregues, mentre que els pilars, al seu torn, transmeten aquestes càrregues cap a la fonamentació.

Aquest sistema es caracteritza per la separació entre la funció estructural i la de tancament. Els pilars poden estar construïts de diferents materials i presentar diferents seccions. Els més comuns són de formigó o fusta amb seccions rectangulars o circulars, i també poden ser d’acer amb perfils en forma d’H.

Les bigues són responsables de resistir les càrregues perpendiculars al seu eix. Existeixen les bigues principals, que es recolzen directament sobre els pilars, i les bigues secundàries, que es recolzen sobre les principals. Aquestes bigues solen estar fetes de formigó, acer o fusta i permeten crear espais diàfans amb llums grans.

El procés de construcció d’aquest sistema comença amb la col·locació dels pilars sobre la fonamentació. Un cop aixecats, es construeixen o col·loquen les bigues a sobre, seguides pel forjat de la primera planta. Si l’edifici té més alçades, es repeteix aquest procés. És important que els pilars tinguin continuïtat entre ells per garantir l’estabilitat de l’estructura.

Les unions entre les bigues i els pilars poden ser articulades, de manera que les bigues només transmetin càrregues verticals als pilars, o rígides, cosa que permet que les bigues transmetin tant càrregues verticals com moments.

Pel que fa al gruix dels murs de tancament, pot ser menor que el dels murs de càrrega, tot i que això depèn dels requisits tèrmics i acústics de l’edifici.

– Forjats

Els forjats són elements estructurals que resisteixen les càrregues superficials que actuen sobre el pis d’un habitatge i les transmeten als elements verticals, com murs o pilars. A més d’aquesta funció, els forjats també arriostren els elements verticals, contribuint a la rigidització del conjunt estructural davant d’accions horitzontals.

Els requisits fonamentals per als forjats inclouen la conformació d’una superfície horitzontal utilitzable, estabilitat, rigidesa i compatibilitat de deformacions, treball com un conjunt monolític, aïllament tèrmic i acústic adequat, estanquitat, resistència al foc, protecció i durabilitat, així com la sostenibilitat econòmica i ambiental.

En termes de classificació, es pot considerar el comportament estructural dels forjats, és a dir, la direcció en què transmeten les càrregues. D’aquesta manera, es distingeixen forjats unidireccionals i bidireccionals.

Els forjats unidireccionals transmeten les càrregues en una única direcció, definida pels seus elements resistents, com biguetes, nervis o lloses. L’espai entre aquests elements s’omple amb peces d’entrebigat, com revoltons, taulons o cassetons d’alleugeriment. Alguns exemples comuns de forjats unidireccionals són els de biguetes de fusta, acer o formigó, els de formigó armat in-situ, els de plaques alveolars, els de xapa perfilada i els de xapa col·laborant.

D’altra banda, els forjats bidireccionals transmeten la càrrega en dues direccions, utilitzant elements resistents en ambdues direccions, formant una retícula. Aquests forjats es componen d’elements lineals en dues direccions i peces alleugeridores, com cassetons. Alguns exemples notables de forjats bidireccionals són els de llosa massissa prefabricada o acabats en obra, i els forjats reticulars o de llosa alleugerida.

La diversitat de sistemes estructurals i les seves possibles combinacions ofereix diverses opcions, com els sistemes de forjat unidireccional recolzat sobre murs o pòrtics, o sistemes de forjat bidireccional recolzat sobre murs o pilars.

Ara bé, si es posa al centre la sostenibilitat, que busca reduir la petjada de CO₂ tant en la fase de construcció com durant la vida útil del projecte, existeixen tres sistemes constructius destacats que utilitzen materials naturals com la fusta o l’obra de fàbrica.

La fusta és un material sostenible, renovable i natural que permet la construcció de sistemes constructius altament eficients, facilitant la creació de cases passives amb estratègies bioclimàtiques. A més, les construccions en fusta solen tenir temps de muntatge més ràpids, cosa que les fa avantatjoses en comparació amb altres sistemes constructius tradicionals.

Tanmateix, és important considerar factors com la humitat, ja que podria afectar les propietats mecàniques de la fusta. Perquè la fusta sigui un material econòmic i sostenible, és recomanable que s’obtingui de fonts locals o el més properes possible, cosa que no només implica estalvi energètic sinó que també promou l’economia local.

ENTRAMAT LLEUGER DE FUSTA

Aquest sistema estructural s’assembla al dels murs de càrrega, però en lloc d’utilitzar elements portants de fusta, empra muntants de seccions reduïdes. Aquests muntants es col·loquen a una distància propera entre si, generalment entre 1 i 1,5 metres, i es fixen mitjançant grapes i claus a llistons que formen un entramat. Finalment, aquest entramat es tanca amb panells de fusta o fibra, cosa que crea un sistema de murs de càrrega lleugers.

Una característica distintiva d’aquest sistema és que a l’espai entre els muntants es formen cavitats que es poden aprofitar tant per col·locar aïllament com per incorporar instal·lacions. Per agilitzar la construcció, el sistema d’entramat pot ser prefabricat en taller i després transportat a l’obra, facilitant i accelerant el muntatge al lloc de construcció.

Pel que fa als materials, per als muntants i llistons se sol utilitzar fusta massissa provinent de coníferes com diferents tipus de pi i fustes frondoses. Els panells solen estar fabricats en OSB, que són taulers produïts mitjançant la unió de serradures amb adhesius aplicant pressió i calor. En qualsevol cas, el tipus de fusta utilitzat ha d’estar definit al Document Bàsic de Fusta del CTE. [13]

Un tipus de forjat adequat per a aquest sistema d’entramat podria ser un forjat unidireccional amb biguetes de fusta. Aquest sistema aprofita els avantatges de la fusta com a material sostenible i eficient per a la construcció d’estructures lleugeres i duradores.

CLT

El CLT (Cross Laminated Timber) és un material modern que utilitza una àmplia varietat d’espècies i qualitats de fusta per fabricar taulers d’alta resistència. Es tracta d’un sistema estructural de murs de fusta contralaminada que funciona com un sistema de murs de càrrega. [14]

Aquests murs de fusta contralaminada estan compostos per làmines de fusta encolades, sotmeses a pressió i col·locades de tal manera que la direcció de la fibra d’una làmina és perpendicular a la següent, fet que proporciona la seva alta resistència.

Segons el CTE-DB-SE-M, les fustes més utilitzades per a aquest sistema són el pi i l’avet, i combinacions d’aquests. Les làmines solen tenir un gruix entre 20 i 40 mm i s’assequen fins a assolir un contingut d’humitat del 10-14%. Això afavoreix l’adhesió i redueix les variacions dimensionals i l’esquerdament. A més, si el gruix és suficient, es poden incorporar les instal·lacions dins del panell, de manera similar als entramats lleugers. [15]

El CLT permet construir estructures de fusta més altes, fortes i estables. També ofereix la possibilitat d’edificacions de millor qualitat i més sostenibles gràcies a la prefabricació i rapidesa de muntatge, així com a l’estalvi en fonamentació que suposa. És una opció possible per als forjats i sostres, ja que permet generar espais més amplis i la seva posada en obra és ràpida i en sec. [16]

OBRA DE FÀBRICA

L’obra de fàbrica és una de les tècniques constructives més tradicionals. Aquest sistema es basa en l’ús de petits elements com maons o blocs, principalment compostos d’argila i aigua, units generalment per morter de ciment. L’obra de fàbrica s’empra majoritàriament en estructures de murs de càrrega, tot i que és un sistema més laboriós per a la posada en obra en comparació amb els sistemes de fusta.

Les peces de fàbrica poden tenir diferents mides i poden ser massisses, perforades o alleugerides, depenent de la resistència requerida i el tipus de mur a construir.

En el cas dels murs de càrrega, el gruix mínim serà de 115 mm, tot i que en general aquest gruix és més gran, arribant a 300 mm a les parets exteriors, on s’utilitzen dues fulles de peces ceràmiques i s’hi afegeix aïllament o cambra d’aire.

Un avantatge d’aquest sistema és la gran varietat d’acabats exteriors que permet. L’ús de petites peces de diferents mides i textures possibilita diverses col·locacions dels maons, anomenades aparells. A més, les juntes de morter també es poden fer de diferents formes, com enrasades, enfonsades o sortints, cosa que afegeix més possibilitats d’acabat.

Tanmateix, aquest sistema pot requerir arriostrament en alguns casos, cosa que implica una major compartimentació de l’espai, limitant les llums i dificultant la diafanitat del conjunt.

Actualment, s’han desenvolupat sistemes constructius altament sostenibles basats en materials 100% reciclables i de baix cost econòmic i energètic. Un exemple destacat és l’ús de blocs de terra comprimida (BTC).

Aquests blocs de construcció es fabriquen mitjançant una barreja de terra, sorra, calç, ciment o argila, i aigua, que posteriorment se sotmet a compressió en una maquinària compactadora.

Els BTC són una opció no tòxica i respectuosa amb el medi ambient. Són materials renovables que ofereixen bones propietats aïllants acústiques, són transpirables i resistents al foc. A més, els seus murs poden actuar com a emmagatzemadors de calor i energia solar, alliberant-la quan les temperatures descendeixen.

Tot i que aquest sistema s’inclou a la Norma UNE 41410 Blocs de terra comprimida per a murs i envans, encara estan en procés de comercialització. Tanmateix, el seu potencial sostenible i les seves característiques el converteixen en una opció prometedora per al futur de la construcció. [17]