Manual de Instalación para Tubería Corrugada de Polietileno de alta Densidad

Transcripción

1 Manual de Instalación para Tubería Corrugada de Polietileno de alta Densidad Proyectos y Soporte Técnico Versión 3.0; Enero 2016 KAN TEKNOLOGY, S.A. DE C.V. Tel. (477) contacto@kantek.com.mx

2 Manual de Instalación para Tubería Corrugada de Polietileno de alta Densidad Versión 3.0; Enero 2016

3 1 Presentación Ante el acelerado crecimiento demográfico y el desarrollo en los distintos sectores de la construcción; como la vivienda, centros comerciales, zonas hoteleras, parques industriales, carreteras y obras en general; es inevitable el reto al sector público de la infraestructura en la demanda de más y mejores sistemas de alcantarillado para la captación, conducción y tratamiento de los flujos residuales así como el aprovechamiento del agua en todas sus modalidades. Es indiscutible el crecimiento de la presencia de las tuberías plásticas en distintas aplicaciones; en redes sanitarias, pluviales, de agua potable, de gas, eléctricas, entre otras. Y ello se debe a sus inherentes propiedades que las hacen idóneas para todas estas y otras aplicaciones. Cuando pensamos en tuberías plásticas pensamos en tuberías flexibles, y las tuberías de polietileno son el paradigma de la flexibilidad, una de sus características principales, sin menospreciar, por supuesto, su ligereza, su resistencia mecánica a las cargas, a la presión interna, a la corrosión, su estanquidad y su larga vida útil. Estas ventajas hacen que las tuberías de polietileno cada vez sean las más utilizadas en la conducción de aguas residuales, potables, pluviales y eléctricas; logrando hacer la diferencia en gas, aplicación que exige un alto nivel de seguridad, tanto en nuevas redes como en redes existentes sustituyendo a otros materiales.

4 2 Índice CAPÍTULO Y PÁGINA. Presentación Índice Producto y sus características Identificación del producto Recepción y descarga Almacenamiento Colocación en línea Preparación del terreno Excavación en zanja Ancho de zanja Lineas paralela Función del geotextil Colocación del empaque Instalación Cimentación Encamado Material de relleno Interconexión Acostillado Relleno inicial Relleno Final Referencias

5 TUBERIA DE 3 Kan Teknology, S.A. DE C.V., empresa 100% mexicana y propietaria de la marca KANTEK fabricante de tuberías de Polietileno de Alta Densidad línea sanitaria, hidráulica y conduit; y de PVC línea alcantarillado sanitario y de norma, con más de 18 años en el mercado, nos distinguimos por ofrecer productos fabricados bajo las normas vigentes nacionales y certificados ante los organismos correspondientes, cumpliendo así con los más estrictos estándares de calidad. Empresa certificada en ISO para la estandarización y mejora de procesos asegurando la calidad de nuestros productos y un alto nivel de satisfacción de nuestros clientes. Como fabricante nos sumamos al esfuerzo constante de la Comisión Nacional del Agua para la preservación y aprovechamiento de los recursos hídricos; dirigido a municipios, organismos y toda participación ciudadana prevista en la ley de aguas nacionales. CONAGUA que a través de su misión demanda: Administrar y preservar las aguas nacionales y sus bienes inherentes, para lograr su uso sustentable, con la corresponsabilidad de los tres órdenes de gobierno y la sociedad en general. Empresa Certificada en ISO 9000:2008 ALTA TECNOLOGIA KAN TEKNOLOGY, S.A. DE C.V.

6 4 Este manual contiene las recomendaciones adecuadas para el manejo, almacenamiento, preservación e instalación de la tubería corrugada PEAD marca Kantek, conforme a normatividad vigente y las instrucciones generadas por las distintas dependencias del sector como lo es CONAGUA, logrando con esto el mejor aprovechamiento al desempeño de la tubería. Producto y sus características Tubo Corrugado de Polietileno de Alta Densidad para Sistemas Sanitarios, Hermético, con Campana Extra Larga, de diámetro y Rigidez Uniforme, marca Kantek. Cumple con la certificación vigente NOM-001-CONAGUA-2011 y fabricado bajo la norma NMX-E-241-CNCP-2013 Sólo cobramos la longitud efectiva del tubo Campana Diámetro exterior uniforme que permite cortes a lo largo del tubo sin desperdicios y sin utilizar mas accesorios. Excelentes corrugaciones para una mayor resistencia mecánica y estructural. Campana Extra Larga que permite soportar movimientos o inclinaciones propios de la obra, supera las mas estrictas pruebas de hermeticidad. Con unión de 3 a 8" con cople y de 10" a 42" espiga - campana. Fabricado de 3 a 8 unión con cople y de 10 a 42 union campana.

7 5 Identificación del producto Conforme a la norma NMX-241-CNCP-2013 todo nuestro producto esta marcado bajo lo establecido en el punto 8 de la misma. El marcado de los tubos debe hacerse con caracteres legibles e indelebles, a intervalos no mayores de 2,0 m y debe incluir como mínimo lo siguiente: - Nombre, razón social, marca registrada o símbolo del fabricante. - Material del que está fabricado el tubo (PE). - Diámetro nominal (Dn) - Rigidez (kpa) o SN. - Uso ALCANTARILLADO SANITARIO - Referencia a esta norma mexicana - Fecha de fabricación (día/mes/año) ó (año/mes/día). - Símbolo o leyenda Hecho en México o país de origen. - Marca de conformidad cuando así se autorice. - Nombre o identificación de la planta en la cuál se fabricó el tubo (Cuando haya más de una). Recepción y descarga Precaución; Las regulaciones federales sobre seguridad en la construcción y en la industria las expide la Secretaria del Trabajo y Previsión Social y al igual se recomiendan las publicadas en las regulaciones de seguridad y salud para la construcción bajo la administración del Departamento de Trabajo, Administración de Seguridad y Salud Laboral (OSHA por sus siglas en ingles). Estas regulaciones definen las prácticas adecuadas.

8 6 Cuando la tubería es embarcada al sitio de la obra es importante que al llegar a la misma se revise que las cantidades anotadas en la remisión coincidan con el material que se está recibiendo, que todos los tubos lleven su correspondiente empaque y que los mismos no hayan sufrido daños durante el transporte. En cualquiera de los casos se deberá realizar la descarga de la tubería de forma manual; diámetros de 75 mm (3 ) a 450 mm (18 ); o con equipo o maquinaria adecuados; diámetros de 600 mm (24 ) a 1520 mm (60 ); por medio de bandas de nylon o estrobos de plástico. No se recomienda el uso de cadenas o cables de acero ya que podrían dañar la tubería. La tubería está diseñada para soportar el manejo normal en la obra.

9 7 Almacenamiento Cualquier diferencia en cantidades o daños sobre la tubería deberá ser reportada en la remisión y notificada al proveedor. La mayoría de las entregas se realizan en camiones de plataforma abierta o caja cerrada. Para evitar daños se recomienda no dejar caer directamente el tubo contra el suelo. Siempre se deberá supervisar la descarga y en especial cuando se utilicen tenazas de elevación o bandas de nylon. Cuando se utilicen estas últimas, se recomienda sujetar la tubería en dos puntos de apoyo.

10 8 La tubería puede ser almacenada en forma temporal en un área limpia y plana, libre de desperdicios y fuera del área de tráfico de construcción. Empiece el almacenaje con maderas de seguridad espaciadas a la anchura del almacenaje propuesto y a una distancia no mayor a 2/3 de los extremos de la tubería para evitar que estas rueden. Para tuberías con campanas, un método común de estribamiento es alternando la dirección de las tuberías de manera que las campanas no se lastimen entre sí, en un máximo de tres tuberías pueden ser colocadas antes de alternar la dirección. Las capas subsecuentes deben seguir el mismo patrón que la primera pero con un menor número de tuberías en cada bloque (forma de pirámide).

11 9 Para tuberías de interior liso, el espacio de almacenamiento puede a veces ser minimizado introduciendo diámetros pequeños dentro de diámetros de mayor tamaño (TELESCOPIAR). Los empaques instalados en fábrica sobre la espiga pueden ser protegidos ubicándolos entre las corrugaciones de la tubería. Solamente se debe encajar en el interior de tuberías corrugadas cuando la tubería pueda ser retirada fácilmente. Se deben tomar ciertas medidas de precaución en el manipuleo de la tubería durante el estribamiento. La tubería no debe dejarse caer, arrastrar o ser golpeada contra otra tubería u objeto, y no debe ser montada. La altura del estribado deberá limitarse a aproximadamente 2 m. a fin de que la tubería pueda ser manipulada manualmente en forma fácil y segura. Otros artículos, tales como bandas de acoplamiento, piezas de conexión, empaques y accesorios deberán ser almacenados en un área apropiada lejos del tráfico de construcción, protegidos contra daño y robo. Dependiendo de las condiciones del lugar y de regulaciones sobre seguridad, deberán también tomarse otras precauciones. Colocación en línea de la tubería La tubería y accesorios a lo largo de la zanja abierta pueden disminuir el tiempo de acarreo y disminuyendo riesgos. Cada tramo de tubería deberá ser colocado en una superficie plana lo más cerca posible a la zanja en el lado opuesto del material excavado; se debe dejar algo de espacio entre las tuberías, para proteger los extremos. La tubería debe estar lejos de la ruta del equipo pesado en un lugar que permita que la excavación proceda sin interrupción.

12 10 Preparación del terreno Los sistemas de tubería para drenaje sanitario, pluvial o carretero están diseñados para proporcionar capacidad hidráulica basándose en el diámetro e inclinación de la pendiente. El alineamiento o línea del tubo es la localización horizontal del mismo, mientras que la pendiente es la inclinación vertical del tubo. Para que un sistema de drenaje funcione como se diseñó, es importante instalar el tubo con la línea y pendiente adecuados. Generalmente no se requieren prácticas especiales para mantener el alineamiento y la pendiente, sin embargo ciertas técnicas de instalación pueden aumentar en gran medida el desempeño del sistema y la velocidad de instalación. El alineamiento se establece con el levantamiento en campo. Una vez excavada la zanja sobre la línea, se debe colocar el encamado con el espesor adecuado. La parte superior del encamado debe ser ajustado para que deje espacio entre la plantilla de la tubería (línea de flujo) y la base del perfil del tubo. Para una mayor exactitud de los cálculos solicite a su proveedor la ficha técnica de los productos a instalar y considere las dimensiones de espesores de pared de los tubos para cuando se revisen las alturas del encamado. *Las fichas técnicas Kantek integran este tipo de información.

13 11 Excavación en zanja Anchos de zanja.- Conforme a las especificaciones de la norma ASTM D-2321 Práctica estándar para la instalación subterránea de tubería termoplástica proporciona los parámetros para los anchos de zanja aplicables a una variedad de condiciones de instalación. Los anchos de zanja pueden ser variados basándose en las características del suelo del lugar particularmente, los materiales de relleno, los niveles de compactación y las cargas. En general la norma proporciona los anchos de zanja recomendados para la mayoría de las instalaciones para permitir una adecuada colocación y compactación del material de relleno en los acostillados y alrededor del tubo. Sección de zanja típica para instalación de tuberías de polietileno

14 12 Sin embargo, el ingeniero de proyecto puede modificar los anchos de zanja basándose en una evaluación de la calidad de los materiales del lugar particularmente, la calidad y nivel de compactación del relleno, la carga de diseño y el equipo de compactación que vaya a ser usado. A falta de las recomendaciones del ingeniero de proyecto o de las especificaciones del organismo regulador que norma la obra, se sugieren los anchos de zanja de la siguiente tabla. Anchos de zanjas mínimo recomendados para la instalación de tubería PEAD marca kantek Colchón Profundidad Diámetro Diámetro Ancho mínimo Ancho de Plantilla de mínimo mínima de Nominal Exterior de acostillado zanja arena recomendado instalación pulgadas cm cm cm cm cm cm El zanjeo se debe realizar en los suelos existentes con paredes laterales razonablemente verticales hasta la parte superior del tubo. Para instalaciones con terraplén de proyección positiva, el material del mismo debe ser colocado y compactado hasta un mínimo de 30 cm por encima del tubo y la zanja excavada dentro del terraplén. Cuando las profundidades de excavación o las condiciones del suelo requieren el uso de una caja de ademe o ademe móvil, en el fondo debe ser colocado no más abajo del lomo de tubo o en un momento dado si las condiciones del terreno natural son extremas, al menos ¾ partes de diámetro exterior de la

15 13 Esto previene el deterioro del material envolvente que confinará la tubería cuando se remueva la caja de ademe o ademe móvil de la zanja. Si no se puede seguir esta práctica, se debe considerar dejar el ademe en el lugar. Los anchos mínimos recomendados deberán mantenerse desde la base de la excavación hasta 60 cm sobre el lomo de la tubería. Líneas paralelas.- Para instalaciones de tubería paralela, una cantidad mínima de relleno es requerida entre la tubería a fin de proporcionar resistencia suficiente al sistema, como se muestra en la siguiente gráfica. El espacio mínimo de tubería aunque esta dimensión podrá necesitar aumentarse dependiendo del tipo de relleno, el equipo de compactación y el método empleado para la unión. En la mayoría de las instalaciones, las zanjas demasiado anchas no son solamente caras al excavar y rellenar, sino que también pueden disminuir la integridad estructural del sistema tubería/relleno. Varios tipos de suelos nativos imperturbados son extremadamente estables y aumentan la integridad estructural tubería/relleno cuando las zanjas son relativamente angostas.

16 14 Zanjas demasiado anchas requieren de más material de relleno y de mayor compactación y podría formar una estructura tan estable como la del material nativo imperturbado. En suelos nativos muy blandos, se podría necesitar de zanjas de mayor anchura, especialmente si la tubería experimentara cargas relativamente altas. Suelos suaves no firmes, especialmente en combinación con zanjas angostas pueden disminuir la resistencia del relleno de la tubería. Los anchos de zanja mínimos en estas situaciones deberán ser excavadas de acuerdo a la ASTM D Función del geotextil.- Geotextiles o tejidos filtrantes pueden ser considerados en áreas donde el suelo nativo es muy blando, de fácil migración o que tiene alguna otra propiedad no compatible con la instalación de la tubería. Los geotextiles diseñados para propósitos de resistencia y estabilidad pueden mejorar o superar algunas de las deficiencias estructurales en suelos nativos demasiado blandos y pueden permitir la reducción del ancho de la zanja. También pueden ser colocados a lo largo del fondo de la zanja y a los lados para separar suelos nativos y material de relleno, o ser utilizados para envolver la tubería a fin de minimizar la posibilidad de que ingresen finos al relleno. Los geotextiles utilizados para propósitos de separación o filtro, son especialmente importantes en sistemas de retención de aguas pluviales donde el espacio vacío de relleno debe mantenerse. Los fabricantes de geotextiles pueden proporcionar pautas sobre los productos más apropiados para una aplicación particular, en base a los parámetros de los suelos.

17 15 Colocación del empaque Los empaques son un sistema de sello de tipo elastomérico que tienen como objetivo hermetizar las juntas de las tuberías, sus dimensiones y diseño son exclusivos para cada tipo de tubo y adecuada para su nicho de alojamiento, de manera que cada marca tiene su propio diseño y no necesariamente debe ser usada en otras. El empaque elastomérico Kantek, por su diseño geométrico y resistencia mecánica está garantizado para para cumplir con los requerimiento de la norma vigente NMX-T-021-SCFI Rellena toda el área del nicho de alojamiento sin ofrecer fuerza de inserción elevada gracias a la base que se acopla al nicho en combinación con orificios internos. El diseño de la parte superior de la aleta, permite compresión tanto en dirección lateral como inferior hacia la espiga, ofreciendo sellado óptimo en las variaciones que pudiera presentar la campana y en posibles des alineamientos en instalaciones. La aleta lateral ubicada en el lado opuesto al acoplamiento campana-espiga permite al empaque la sujeción adecuada para evitar el enrolamiento del anillo sobre el tubo, lo mantiene en su posición, garantizando de esta manera un acople campana-empaque-espiga adecuado. Perfil del empaque Ø Empaque elastomérico Kantek: - Cumple con las normas NMX-T-021-SCFI-2009, ASTM F Rellena toda el área del valle evitando rolarse. - Doble camara de aire que asegura la hermeticidad de la unión incluso con movimientos severos de aplastamiento. - Aleta para un mejor deslizamiento en el acoplamiento.

18 16 Existen diferentes tipos de empaques de acuerdo al diámetro de la tubería a utilizarse y a la forma de unión. 1.- Empaque Tipo dos Valles para tubo con cople; diámetros 3, 4, 6 y 8. Se coloca el empaque en los primeros dos valles de la espiga poniendo la línea blanca y las letras del empaque en el primer valle de corrugación, como se indica. 2.- Empaque Tipo Aleta de Tiburón para diámetros 10, 12, 15, 18 y 24. Se coloca el empaque en el primer valle de corrugación poniendo la línea blanca hacia arriba y las letras del empaque hacia el frente de la tubería. 3.- Empaque Tipo Recto para diámetros 30, 36 y 42. Por su forma geométrica se instala de forma indistinta y se coloca en el primer valle de la espiga.

19 17 Instalación Cimentación.- Una vez preparada la zanja se debe proporcionar una cimentación estable, firme, libre de piedras, trozos de tierra, fango u otros desechos que podrían no proporcionar un buen soporte uniforme y apropiado a la tubería. La cimentación debe asegurar estabilidad para que se obtenga un alineamiento y una pendiente adecuados. En caso de que la excavación se realice en arcillas o limos plásticos de alta compresibilidad o en suelos inestables, se deberá colocar una capa de cimentación que proporcione estabilidad, firmeza y disminuya las diferencias de rigidez del fondo de la excavación. Esta capa tendrá un espesor mínimo de 30 cm, se realizará con un material clase IA o piedra angulosa de hasta 3, apisonada y sobre esta cimentación se colocará el encamado. Encamado.- El encamado, es la parte del relleno la cual se coloca directamente sobre la cimiento, ver fig. de zanja típica. El encamado deberá ser suficiente como para proporcionar un soporte uniforme y firme para la tubería y mantener la pendiente de la tubería. La mitad del encamado igual a 1/3 debe ser colocado suelto, con el restante compactado a un mínimo de 90% de la densidad proctor. Los materiales clase I, II y III son adecuados para usarse como encamado. El encamado debe ser de 10 cm de espesor para diámetros hasta 760 mm (30 ) y de 150 mm (6 ) de espesor para diámetros de 900 mm (36 ) a 1520 mm (60 ).

20 18 Para tubos de PEAD Corrugados con diámetro igual o mayor a 1050 mm (42 ), en la franja central sin compactar de la plantilla de apoyo, se harán hendiduras transversales de 2.5 cm de profundidad, con un ancho ligeramente superior que el de las campanas de unión de los tubos, en los sitios donde se ubiquen las juntas de la tubería, con el propósito de asegurar que el tubo quede completamente apoyado. Sección de zanja típica para instalación de tuberías de polietileno En el caso particular de nuestra tubería marca Kantek por ser de campana reforzada, extra larga y con diámetro exterior uniforme a lo largo de todo su cuerpo se deberá preparar el encamado con Resaque para garantizar una perfecta estabilidad de las juntas.

21 19 Materiales de relleno.- Los materiales de relleno son aquellos que son recomendables para ser usados en el encamado y acostillado y relleno inicial, conforme a la norma ASTM D-2321 con la clasificación de suelos según AASHTO.

22 20 Interconexión.- Alinie la tubería y empuje el tope de la espiga horizontalmente. Asegúrese que la campana y espiga estén totalmente limpias, libre de arena o arcillas, limpie con un trapo y aplique lubricante para tubería plásticas lo suficiente para asegurar un desplazamiento uniforme. Las juntas deben ser instaladas con las campanas dirigidas hacia aguas arriba para una instalación adecuada. Generalmente los tubos deben ser colocados iniciando desde el extremo de aguas abajo y trabajando hacia aguas arriba. La tubería de diámetro pequeño, 450 mm (18 ), usualmente puede ser instalada empujando la espiga hacia la campana de la junta a mano. Los diámetros mayores, 600 mm (24 ) a 1520 mm (60 ), pueden necesitar el uso de una barra o equipo para empujar. Si se utiliza una barra o equipo, se debe usar un bloque de madera y un carrete de por lo menos 5 corrugas sin empaque para evitar el daño de la campana cuando se empuje. Cuando se empuja la espiga hacia la campana de la junta, asegúrese de que el material de encamado no sea arrastrado dentro de la campana por la espiga, materiales tales como piedras pequeñas y arenas arrastrados dentro de la campana a finos incluyendo gravas o arenas limosas o arcillosas. Acostillado.- Un adecuado acostillado proporciona la mayor parte de la resistencia y estabilidad del tubo. Se debe tener cuidado de asegurar la colocación y compactación del material de relleno en el acostillado.

23 21 Para tuberías mayores (>760 mm), los materiales de relleno deben ser trabajados en el acostillado a mano. Los materiales para acostillado pueden ser clase I, II ó III y deben ser colocados y compactados al 90 por ciento de la densidad proctor estándar en capas de máximo 20 cm hasta llegar al centro geométrico o la línea central horizontal del diámetro exterior de la tubería. Se podrá compactar con pisón de mano, mecánico (bailarina) o placa vibratoria, en capas de 15 cm. En forma simétrica a ambos lados de la tubería, hasta la altura de colchón mínimo Hc, sobre el lomo de tubo. Compactar con la humedad optima según la especificación de proyecto y conforme a norma ASTM D2321 vigente. En mecánica de suelos, el ensayo de c o m p a c t a c i ó n Proctor es uno de los más importantes procedimientos de estudio y control de c a l i d a d d e l a Aspectos del Acostillado compactación de un terreno. A través de él es posible determinar la compactación máxima de un terreno en relación con su grado o contenido de humedad, método de compactación y energía de compactación. Relleno inicial.- Los materiales del relleno inicial se requieren para dar un desempeño estructural adecuado a la tubería, el relleno inicial necesita sólo extenderse hasta ¾ del diámetro del tubo. Sin embargo las especificaciones ASTM extienden el relleno inicial hasta 15 ó 30 cm por encima del

24 22 lomo de tubo para proporcionar protección al tubo de las operaciones de construcción durante la colocación del relleno final y proteger al tubo de piedras y cascajo en el relleno final. Se pueden usar como relleno inicial materiales clase I,II o III. Sin embargo: Los materiales clase I deben ser usados en zanjas húmedas si se usan materiales clase I para el encamado y el acostillado. Los materiales clase II se deben acomodar en capas de 150mm. Los materiales clase III se deben c o m p a c t a r e n capas de 150 mm hasta el 90% de la densidad proctor estándar. Los materiales clase IVa de baja plasticidad (CL- ML) no deben ser utilizados como rellenos iniciales Acostillado de alta resistencia y relleno final de arena ya que pueden ocasionar de acuerdo a su compresibilidad y expansibilidad asentamientos bruscos al saturarse bajo carga o en estado seco pueden presentar expansión al aumentar su contenido de humedad y dañar la tubería. Los materiales clase IVb arcillas y limos de alta plasticidad y todos los materiales clase V no son recomendados para relleno inicial. Relleno final.- Los materiales de relleno final deben ser del mismo material que el del terraplén propuesto. Generalmente, el material excavado puede ser usado como relleno final. La colocación debe ser la misma especificada para el terraplén.

25 23 En caso de no existir alguna especificación, el relleno final puede ser colocado en capas de máximo 30 cm y compactado hasta un mínimo de 85% de la densidad proctor estándar para evitar el excesivo asentamiento en la superficie. La compactación se debe realizar a un contenido de humedad óptimo. El material clase IV-A podrá utilizarse bajo la supervisión del especialista en mecánica de suelos y conforme a la norma ASTM D2321 vigente. Deberá tomarse en cuenta el criterio del especialista en mecánica de suelos. La supervisión de la obra deberá de llevar registros de deflexión del tubo durante el proceso de instalación para diámetros de 36 o mayores, especialmente durante las primeras pasadas del equipo de compactación, a fin de garantizar el adecuado comportamiento mecánico de la tubería. La deflexión no deberá exceder el 5 % del diámetro interior del tubo. Referencias Fichas Técnicas Kantek Manual de instalación CONAGUA. MAPAS 2015 Norma NMX-E-241-CNCP-2013 Norma NOM-001-CONAGUA-2011 Norma ASTM D-2321 Norma ASTM D-2487