La cimentación es una de las partes fundamentales de la construcción. Las características de los cimientos a utilizar en una obra son casi tan abundantes como las propias construcciones.

En este espacio encontrarás los fundamentos de aquellas cimentaciones que se consideran especiales por sus características, materiales utilizados o diseños.

sábado, 9 de noviembre de 2013

Micropilotes. Clasificaciones y fases de ejecución.



CLASIFICACIONES

La guía de cimentaciones establece una clasificación de las inyecciones utilizadas en la construcción de micropilotes en tres tipos:
IU: Para rocas más o menos sanas, suelos cohesivos muy duros y suelos granulares.
IR: Para rocas blandas y fisuradas y materiales granulares gruesos de compacidad media.
IRS: Para suelos cohesivos no muy duros, suelos de consistencia baja o media y suelos granulares donde se intenta crear un bulbo.

Clasificación VHWA (USA 1997).

  • Tipo A: mortero vertido por gravedad.
  • Tipo B: inyección a baja presión por la entubación en retirada.
  • Tipo C: inyección de lechada posterior (IGU).
  • Tipo D: inyección en varias fases con obturadores en la entubación (IRS).


FASES DE EJECUCIÓN

1. Perforación y limpieza.
Existen distintos métodos:
- A rotación: con widia, diamantes o tricono.
- A rotopercusión: con martillo en fondo.
- Con hélice continua.

2. Introducción de la armadura.
Los tipos de armaduras pueden ser barras, tubos (más frecuentes) o una combinación. El diámetro del tubo suele ser de 150 mm.

3. Puesta en obra del mortero.

4. Inyección.
La inyección se realiza en un determinado número de fases en función del tipo de terreno:
- En rocas: Dos fases.
- En suelos compactos: Tres fases.
- En suelos blandos: Cuatro fases.

 
En el siguiente video se describe el proceso de ejecución de un micropilote desde el punto de vista de la seguridad.

Micropilotes. Generalidades y usos.



DEFINICIÓN

La guía de micropilotes incluye dentro de la propia definición a elementos cilíndricos, de diámetro inferior a 300mm. perforados en el terreno, armados con tuberías de acero reforzadas a veces con una o varias barras corrugadas, e inyectados con lechada o mortero de cemento en una o varias fases.


USOS EN ESPAÑA

Muros continuos y discontinuos
En este caso trabajan a flexión. Se utilizan para armar muros especiales y para reforzar muros existentes, aunque son poco frecuentes.



Corrección de corrimientos
En este caso trabajan a flexotracción. Su uso es poco frecuente aún, pero su tendencia es creciente. Su ejecución es costosa, pero sencilla.

Cimentación y/o recalces
Trabajan fundamentalmente a compresión, sustituyendo a pilotes normales. Si la cimentación es directa sobre roca, normalmente se utilizan cuando los estratos están inclinados, cuando la superficie está alterada, o la cimentación está bajo el agua.

Si el micropilote se utiliza para recalces, su uso es muy frecuente y conveniente en casi todos los casos.
Ventajas de los micropilotes en cimentaciones o recalces: equipo de tamaño reducido, atraviesan cualquier tipo de terreno, es similar a un sondeo (detecta cavidades), trabaja casi exclusivamente por fuste.


Presostenimiento de túneles, “paraguas”
Trabajan a flexión y cortante. Los paraguas de emboquille se ejecutan con micropilotes resistentes a flexión. Su uso es muy frecuente.

INCONVENIENTES DE LOS MICROPILOTES EN CUALQUIER USO.

  • La relación coste/carga admisible es mayor en los micropilotes que en los pilotes.
  • Los procesos de cálculo son empíricos.
  • La calidad depende de que el proceso de ejecución sea riguroso.

miércoles, 6 de noviembre de 2013

Bulones. Aplicaciones y recomendaciones de cálculo.



CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL BULONAJE

Roca estratificada y foliada. Se recomiendan principalmente anclajes repartidos, siendo usados los de anclaje puntual si la roca es dura.


Roca sana en grandes bloques. Son adecuados prácticamente todos los bulones pero deberán estar anclados en roca sana entre 1 y 2 m.


Roca fragmentada en pequeños bloques. El más eficaz es el del anclaje repartido.



Rocas con juntas rellenas de arcilla y zonas tectonizadas. Los más adecuados son los bulones inyectados, ya sea con cemento o con poliéster.



Rocas con problemas frente a la presión. Rocas blandas. En este caso, los bulones suelen ser inútiles porque se anclan mal a la arcilla y son bastante dúctiles, sobre todo los de anclaje repartido.



RECOMENDACIONES


  • La longitud del bulón debe ser como mínimo 1/2 de la profundidad de la voladura o 1/3 de la anchura del túnel.
  • La distancia entre anclajes deber ser mayor o igual a  1/2 o 2/3 de la profundidad de la pega.
  • Si la roca está muy fisurada es necesario usar mallas de protección para evitar caídas de piedras.
  • La separación entre bulones se determina en función de:

    • Densidad de la roca.
    • Longitud del bulón.
    • El coeficiente de seguridad.
    • El esfuerzo de anclaje del bulón, que se determina con ensayos.

Bulones. Tipología II: Elementos de anclaje repartido.



FORMA DE TRABAJO

En los bulones de anclaje repartido el elemento de anclaje y el elemento transmisor de esfuerzos son el mismo. Estos tipos de bulones exigen una roca competente en toda su extensión y están desaconsejados cuando hay más de un 25% de su longitud con rocas plásticas (arcillas, carbón, etc.).

EVALUACIÓN

Ventajas: son los más usados, se usan en terrenos fracturados, no es necesaria la placa de apoyo en cabeza.

Inconvenientes: su colocación es más compleja que los del anclaje puntual y su precio más elevado, los anclajes inyectados necesitan un tiempo de fraguado.

TIPOLOGÍA

Bulones de anclaje químico (resina): en anclaje se consigue rellenando el espacio entre la barra y el taladro con una resina sintética. Tienen como ventaja elevadas resistencias y que es un anclaje a prueba de corrosión y vibraciones. Además tiene buen funcionamiento en rocas blandas. Su principal problema es su elevado precio y la holgura entre el taladro y el bulón.

En el siguiente video podéis observar el proceso constructivo de este tipo de bulones. Se corresponde con una obra de túnel.
Bulones de anclaje químico (cemento): consiste en introducir la barra en la perforación previa inyectándola posteriormente con lechada de cemento.



Un ejemplo de puesta en obra de estos elementos es el sistema PERFO, esquematizado en el siguiente gráfico.





Bulones de anclaje mecánico (fricción): como los bulones de anclaje químico presentan problemas al plastificar el terreno, se han desarrollado bulones de comportamiento elastoplástico, es decir, bulones con anclajes por rozamiento repartido. Como por ejemplo el bulón de tubo o torsión de tubos que consiste en un tubo de acero ranurado longitudinalmente y con un anillo en un lado para retener la placa de reparto y con forma cónica en el otro extremo para permitir su inserción en el taladro. Al introducir este bulón su expansión produce una fuerza radial contra el taladro que permite el anclaje continuo. La punta está doblada para incrementar el anclaje.
Sus principales ventajas son su rapidez y facilidad de instalación así como su anclaje instantáneo que permite el sostenimiento inmediato y sus inconvenientes son la sensibilidad al diámetro del bulón y sus problemas de pandeo para L>4 m. En roca resistente da buenos resultados con notable economía. 

Un ejemplo de bulones de anclaje por fricción son los elementos SPLIT SET, que consiste en un largo tubo compresible de acero de alta resistencia, ranurado en toda su longitud. En un extremo es más delgado, para facilitar su introducción en el taladro. En el otro extremo tiene un anillo soldado para su instalación y retener la placa.



Bulón “SWELEX” o por presión de fluido: consiste en un tubo de acero plegado longitudinalmente de forma que se reduce su diámetro, el tubo está cerrado por sus extremos pero en uno de ellos hay un taladro para permitir la entrada de agua a presión. La acción del agua hace que el tubo recupere su diámetro original logrando así el anclaje por fricción. Como ventajas destacan su gran rapidez de colocación y el sostenimiento inmediato y como inconveniente su longitud operativa hasta tres metros y que requieren roca muy resistente.