diseño de anclajes en terreno

ANCLAJES AL TERRENOANCLAJES AL TERRENO

Toms MurilloToms MurilloLuis OrtuoLuis OrtuoLuis OrtuoLuis OrtuoUriel & Asociados, S.A.Uriel & Asociados, S.A.

INDICEINDICE

1.- Introduccin. Definicin, partes de un anclaje y aplicaciones2.-Tipos de anclaje3.- Aspectos prcticos sobre la ejecucinp p j4.- Diseo5 Pruebas de carga5.- Pruebas de carga6.- Durabilidad y corrosin

Luis Ortuo

INTRODUCCIN. DEFINICIN.INTRODUCCIN. DEFINICIN.

(UNE-EN 1537:2001. Ejecucin de trabajos especiales. Anclajes)

Dispositivo capaz de transmitir las fuerzas de traccin que le son aplicadasa un lecho de terreno resistente.

- Tirante (barra o cable) introducido en el terreno, concebido para trabajar a traccin

- Se fija al exterior mediante una cabeza, que transmite la carga a una estructura de carga a una estructura de reparto

Se fija al interior del terreno a - Se fija al interior del terreno a lo largo de un bulbo

- Entre ambas fijaciones puede

Luis Ortuo

Entre ambas fijaciones puede disponerse una longitud libre.

INTRODUCCIN. INSTALACININTRODUCCIN. INSTALACIN

P d i t l i t i l j f d

Luis Ortuo

Proceso de instalacin tpico para anclajes perforados e inyectados con lechada

INTRODUCCIN. APLICACIONESINTRODUCCIN. APLICACIONES

Arriostramiento de estructuras de contencin

Estabilizacin de taludes

estructuras de contencin

Luis Ortuo

INTRODUCCIN. APLICACIONESINTRODUCCIN. APLICACIONES

Refuerzo de estructuras

Absorcin de esfuerzos en cimentaciones

Luis Ortuo

en cimentaciones

TIPOS DE ANCLAJE. FORMA DE TRABAJOTIPOS DE ANCLAJE. FORMA DE TRABAJO

PasivosPasivos: No se tesan inicialmente. Requieren la produccin de

ActivosActivos: Se ponen en carga mediante un procedimiento deRequieren la produccin de

movimientos relativos entre las fijaciones de la cabeza y bulbo para traccionarse

mediante un procedimiento de tesado (gato), tras lo cul se fijan a la cabeza.

Luis Ortuo

TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE.TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE.Anclajes de barra (pasivos o activos)

-Roscadas: Facilidad de empalme y fijacin

- Corrugadas: Precisan tornear rosca para fijacin o empalme. Peor calidad

Luis Ortuo

(corrosin, debilidad)

- Vidrio

TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE.TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE.

Anclajes de barra (25, 32, 40, 50 y 63 mm)

TABLA 1: Caractersticas de las barras de anclaje ms habitulades.

Tipo de barra Lmite elstico (MPa) Carga de rotura (MPa)

C d G i i il 500 550Corrugada, Gewi o similar 500 550

Dywidag 850 1.050

Luis Ortuo

TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTETIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE

Anclajes de cable (siempre activos)

- Armadura constituida por uno o varios cables (cordones o t )

Luis Ortuo

torones)- Cables compuestos por un conjunto de alambres de acero (habitualmente 7)


Anclajes de cableCaractersticas de los cables ms empleados actualmente

(Y 1860 S7 15.20)

Lmite elstico (MPa) 1670

Carga de rotura (MPa) 1860

N d l b 7N de alambres 7

Dimetro nominal(pulgadas - milmetros) 0.6 15.2

rea (mm2) 140

Lmite elstico unitario (kN) 229

Carga de rotura unitaria(kN) 260

Mdulo de deformacin

Luis Ortuo

Mdulo de deformacin(N/mm2) 200.000


Cuas y portacuasAnclajes de cable

Luis Ortuo

TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE.TIPOS DE ANCLAJE. TIRANTE.

Otros

Luis Ortuo

TIPOS DE ANCLAJE. VIDA TILTIPOS DE ANCLAJE. VIDA TILPROVISIONALES:

Vida de servicio limitada en el tiempo Vida de servicio limitada en el tiempo

Depende de las Normas: 9 meses , 2 aos, durante la obra

PERMANENTES:

Ms all del tiempo de los provisionales. Durante la vida til de la obra.Ms all del tiempo de los provisionales. Durante la vida til de la obra.

Exigen mayores coeficientes de seguridad y mayores controles en general (cargas, movimientos, etc).( g , , )

Exigen ms protecciones contra el deterioro (corrosin)

(La Norma suiza SIA, indica que los anclajes permanentes han de cumplir una serie de requisitos, entre los que se cuenta su replaceability. En este sentido prescribe que

la estructura se debe disear de forma que en cualquier momento sea

Luis Ortuo

la estructura se debe disear de forma que en cualquier momento sea posible reemplazar cualquier anclaje que falle con anclajes nuevos o implementar medidas equivalentes)

TIPOS DE ANCLAJE. VIDA TILTIPOS DE ANCLAJE. VIDA TIL

BARRAS

Luis Ortuo

TIPOS DE ANCLAJE. VIDA TILTIPOS DE ANCLAJE. VIDA TIL

Permanente

CABLESCABLES

Provisional

Luis Ortuo

TIPOS DE ANCLAJE. BULBOTIPOS DE ANCLAJE. BULBO

INYECCININYECCIN

Anclajes con inyeccin nica global (IU) (IGU): Se realiza de una sola vez, rellenando el taladro a baja presin mediante un conducto que llega hasta el fondo.

Anclajes con inyeccin repetitiva (IR): Se inyecta en varias fases y a travs de varios puntos. Previamente se realiza una inyeccin IU.

Anclajes con inyeccin repetitiva selectiva (IRS): La inyeccin se ejecuta en varias fases y a travs de varios puntos, pudiendo controlar en cada uno de ellos la presin y volumen alcanzados en cada fase de inyeccinellos la presin y volumen alcanzados en cada fase de inyeccin. Previamente se realiza una inyeccin IU.

Otros bulbos Otros bulbos

Ej. Bulbo mltiple. Anclajes IU o IR con 4 a 6 tirantes de varios cables Ej. Bulbo mltiple. Anclajes IU o IR con 4 a 6 tirantes de varios cables

Luis Ortuo

j p jj p jcada uno (2 3). Cada tirante con longitud libre distinta para formar cada uno (2 3). Cada tirante con longitud libre distinta para formar bulbos en serie, uno tras otro. bulbos en serie, uno tras otro.

TIPOS DE ANCLAJE. MODIFICACIN DE CARGATIPOS DE ANCLAJE. MODIFICACIN DE CARGA

NO RETESABLENO RETESABLENO RETESABLENO RETESABLE

RETESABLE DE RABOS LARGOSRETESABLE DE RABOS LARGOS

En bulones, 5 cm para manguito de empalmeEn cables, 40 cm para acoplamiento del gato

RETESABLE CON CABEZA RETESABLE CON CABEZA ESPECIALESPECIAL

Luis Ortuo

ESPECIALESPECIAL

EJECUCINEJECUCIN

1.- Fabricacin del anclaje (montaje)2.- Perforacin3.- Introduccin del tirante3. Introduccin del tirante4.- Inyeccin5 C l i d b t d5.- Colacin de cabeza y tesado6.- Acabados

Luis Ortuo

EJECUCIN. FABRICACINEJECUCIN. FABRICACIN

Cada fabricante posee sus elementos (vainas, centradores, separadores, etc))

Los anclajes permanentes con doble proteccin se montan siempre en un taller especializado

El resto puede montarse en obra, lo que permite modificar la longitud sobre la marcha (ya no es habitual).

No es una fase crtica, pero se debe comprobar:

E i t i t i i i t d t d d- Existencia y correcto posicionamiento de centradores y separadores (manejo, envuelta de lechada (corrosin, adherencia en bulbo))

- Los conductos de inyeccin si existen deben llegar al final delLos conductos de inyeccin, si existen, deben llegar al final del anclaje

- Las uniones con manguitos (barras). Contratuercas para evitar el aflojamiento Recubrimientos anticorrosin (termorretrctil)

Luis Ortuo

aflojamiento. Recubrimientos anticorrosin (termorretrctil)

-Vainas sin roturas por manipulacin (corrosin)

EJECUCIN. PERFORACINEJECUCIN. PERFORACIN

La perforacin de un anclaje presenta un gran nmero de variables.

Dimetros: desde 68 mm para barras de 25 mm hasta ms de 200 mm paraDimetros: desde 68 mm para barras de 25 mm, hasta ms de 200 mm paraanclajes ms complejos. Gua para el diseo y la ejecucin de anclajes alterreno en obras de carreteras, D.G.C.).

S f ( )Sistemas de perforacin (a destroza) :

Mediante rotacin o rotopercusin. Adicionalmente, dentro del sistemade rotopercusin, la percusin puede ser en cabeza o en fondo.de rotopercusin, la percusin puede ser en cabeza o en fondo.

Con o sin revestimiento (estabilidad, deformacin, escape de fluido)Con aire o agua como fluido de barrido (para eliminar el detritus)Con aire o agua como fluido de barrido (para eliminar el detritus)

Otras variables:

La velocidad de avance y de rotacinLa velocidad de avance y de rotacinLa combinacin de rotacin y percusin, tanto para el revestimientocomo para la maniobra interior

Luis Ortuo

La presin y caudal del fluido de barridoLas secuencias de barrido del taladro

EJECUCIN. PERFORACINEJECUCIN. PERFORACIN

Sobre el fluido de perforacin:

El aire penetra ms por los huecos intergranulares y las fisuras del terrenoEl aire penetra ms por los huecos intergranulares y las fisuras del terreno.Adems, no est sometido a la gravedad, por lo que tiene ms facilidad paraascender hacia la superficie, donde suelen situarse las cimentaciones prximas.

El agua es menos penetrante, pero plantea el problema de introducir aguadonde posiblemente antes no haba, o no haba en tanta cantidad. En general, laalteracin de las paredes del taladro es mayor cuando se emplea agua

El efecto nocivo del fluido empleado depende tambin del trabajo delmaquinista, que puede actuar controlando la presin y el caudal, y evitandotapones durante la perforacin, que hacen que el fluido en vez de retornarp p , q qhacia la boca del taladro intente salir hacia el terreno.

El empleo de aire no est recomendado en suelos en los que exista nivelfretico o suelos cohesivos hmedos ya que su eficacia al barrer disminuyefretico, o suelos cohesivos hmedos , ya que su eficacia al barrer disminuye,la perforacin queda menos limpia de detritus, y por tanto el bulbo puede tenermenos adherencia.

Luis Ortuo

Ambos fluidos presentan inconvenientes al entorno de la obra (polvo y agua)

EJECUCIN. INTRODUCCIN DEL TIRANTEEJECUCIN. INTRODUCCIN DEL TIRANTE

Tras la perforacin y las maniobras de limpieza del taladro se procede lo Tras la perforacin y las maniobras de limpieza del taladro, se procede loantes posible a la introduccin del anclaje, que debe llegar sin problemashasta su posicin prevista.

Los anclajes de barra se empalman a medida que se van introduciendo.Para los empalmes se emplean manguitos con contratuercasPara los empalmes se emplean manguitos con contratuercas.

Conviene mantener los anclajes limpios evitando que se arrastren por elConviene mantener los anclajes limpios, evitando que se arrastren por elsuelo al introducirlos.

Luis Ortuo

EJECUCIN. INYECCINEJECUCIN. INYECCIN

FuncionesFunciones:

Elemento de transferencia de carga entre el tirante y el terreno en la zonade bulbo.

Barrera frente a la corrosin del tiranteBarrera frente a la corrosin del tirante.

TiempoTiempo dede ejecucinejecucin:

Lo antes posible para minimizar la alteracin y decompresin de lasLo antes posible para minimizar la alteracin y decompresin de lasparedes del terreno (FHWA < 8 a 12 horas tras la perforacin).

En realidad, el tiempo debera depender del tipo de terreno perforado.

- En rocas, sin agua, hasta 24 horas (al da siguiente)

- En suelos con agua o excesiva humedad, debera inyectarse cadal j t d f l i i tanclaje antes de perforar el siguiente

- En casos intermedios puede ser suficiente con inyectar al final de lajornada los anclajes perforados durante la misma

Luis Ortuo

jo ada os a c ajes pe o ados du a e a s a


TiposTipos dede inyeccininyeccin. NICANICA GLOBALGLOBAL (IU)(IU) (IGU)(IGU)

La inyeccin se hace de una sola vez. Sus caractersticas y detalles principalesson los siguientes:

La lechada se introduce siempre desde el fondo de la perforacin AlLa lechada se introduce siempre desde el fondo de la perforacin. Alinyectar de abajo a arriba, la lechada desaloja tanto el agua como eldetritus, e incluso puede arrastrar parte del que haya quedado en lasparedes del taladro Si no se hace as, se corre el riesgo de que quede aguaparedes del taladro Si no se hace as, se corre el riesgo de que quede aguaen el fondo el taladro, o bien se acumule ms detritus.

Siempre se inyecta toda la longitud del anclaje.El proceso de inyeccin suele acabar cuando la lechada sale por la bocadel taladro con el mismo color y consistencia que la lechada inyectada, loque sirve para controlar que el taladro se ha rellenado satisfactoriamente.q p q

A menudo se cree que con este procedimiento (inyeccin nica IU), el bulbose inyecta a presin, pero no es cierto.

Luis Ortuo


TiposTipos dede inyeccininyeccin. INYECCININYECCIN REPETITIVAREPETITIVA (IR)(IR)

Comienza con una inyeccin global tipo (IU) desde el fondo del taladro. A laspocas horas se vuelve a inyectar en varias fases y a travs de varios puntospocas horas se vuelve a inyectar en varias fases y a travs de varios puntos.

Dependiendo de los tubos extra de inyeccin con que se haya equipado alanclaje, se pueden distinguir a su vez dos variantes.

- Con varios tubos de inyeccin de varias longitudes, que se inyectanuno tras otro. Este mtodo resulta muy sencillo y se puedeimplementar fcilmente en obra simplemente aadiendo a los anclajesimplementar fcilmente en obra simplemente aadiendo a los anclajesacopiados conductos de polietileno adicionales, de unos 2 cm dedimetro.

C i d t d i i d t d d i l l- Con un nico conducto de inyeccin, dotado de varias vlvulas enla zona de bulbo. Al inyectar por el interior del conducto, las vlvulas seabren de forma ms o menos simultnea, en funcin de la resistenciaque encuentre cada una

Luis Ortuo

que encuentre cada una.

EJECUCIN. INYECCIN.EJECUCIN. INYECCIN.

TiposTipos dede inyeccininyeccin. INYECCININYECCIN REPETITIVAREPETITIVA IRIR

Luis Ortuo


TiposTipos dede inyeccininyeccin. INYECCININYECCIN REPETITIVAREPETITIVA SELECTIVASELECTIVA IRSIRS

Permite inyectar en varias fases y a travs de varios puntos, perocontrolando la presin alcanzada y el volumen inyectado en cada una deellos.

La tcnica ms extendida para estas inyecciones IRS consiste en emplear unatubera equipada con vlvulas antirretorno (tubos-manguito), situadas en generalcada metro de longitud.cada metro de longitud.

Luis Ortuo



Por el interior de la tubera se introduce un varillaje o conducto de inyeccin dotado de un obturador doble en su extremo, que permite aislar una determinada vlvula antirretorno o manguito e inyectar a presin de formadeterminada vlvula antirretorno o manguito, e inyectar a presin de forma localizada a travs de la misma. Al recibir la lechada a presin, el manguito se dilata y deja salir la lechada de forma localizada. Cuando finaliza la operacin, el manguito vuelve a cerrarse e impide el retorno de la lechadamanguito vuelve a cerrarse e impide el retorno de la lechada

Obturador deshinchado

Obturador hinchado (posicin de inyeccin)

Luis Ortuo



Luis Ortuo

EJECUCIN. INYECCINEJECUCIN. INYECCINTiposTipos dede inyeccininyeccin. INYECCININYECCIN REPETITIVAREPETITIVA SELECTIVASELECTIVA IRSIRS

TuboTubo flexibleflexible parapara inyeccininyeccin IRSIRS..AnclajesAnclajes provisionalesprovisionales

Vlvula Vlvula antirretornoantirretorno. Anclaje permanente. . Anclaje permanente. INYECCIN IRS.INYECCIN IRS. TUBERA FLEXIBLETUBERA FLEXIBLE..

Luis Ortuo

INYECCIN IRS. INYECCIN IRS. TUBERA FLEXIBLETUBERA FLEXIBLE..

EJECUCIN. INYECCINEJECUCIN. INYECCINTiposTipos dede inyeccininyeccin. INYECCININYECCIN REPETITIVAREPETITIVA SELECTIVASELECTIVA IRSIRS

Luis Ortuo

ObturadorObturador dobledoble dede membranamembrana parapara inyeccininyeccin IRSIRS porpor elel interiorinteriordede tuberastuberas dede pequeopequeo dimetrodimetro.. SalidaSalida dede lechadalechada enen tramotramo enenespiralespiral



Se puede repetir las veces que sea preciso, dando lugar a un bulbode inyeccin de gran calidad

Finaliza cuando se alcanza presin suficiente en cada vlvula,limitndose tambin el volumen en cada vlvula por cada fase deinyeccin. El nmero de fases de inyeccin suele ser de al menosddos.

El volumen que se inyecta en cada fase no suele ser superior a unosEl volumen que se inyecta en cada fase no suele ser superior a unos 50 litros por cada vlvula. Las presiones de cierre a alcanzar tras la ltima fase son siempre mayores de 1 MPa.

Luis Ortuo

EJECUCIN. LECHADAEJECUCIN. LECHADA

R l i / t 0 4 0 6 (0 4 ll d t l d l Relacin a/c entre 0.4 y 0.6 (0.4 para sellado entre la armadura y lasvainas anticorrosin). Es necesario el uso de aditivos.

La importancia de conseguir lechadas tan espesas radica en laa po ta c a de co segu ec adas ta espesas ad ca e aproteccin frente a la corrosin.

Pueden emplearse tambin morteros, que pueden ser tiles paraevitar prdidas de lechada en los taladrosevitar prdidas de lechada en los taladros.

Las lechadas para las reinyecciones en los mtodos (IR) e (IRS)son ms fluidas. Para ellas se emplean dosificaciones a/c del ordenpde 1.

Salvo en bulbos muy cortos en rocas duras, el fallo del bulbo seproducir por el terreno y no por la lechada por lo que en esteproducir por el terreno, y no por la lechada, por lo que en estesentido la resistencia de la lechada no es decisiva.

Fraguado de 3 a 7 das.

Luis Ortuo

EJECUCIN. CABEZA Y TESADO.EJECUCIN. CABEZA Y TESADO.CABLES

Luis Ortuo

EJECUCIN. CABEZA Y TESADO.EJECUCIN. CABEZA Y TESADO.

En los anclajes de barra pasivos se aprieta con una llave la tuercat l l d f l d d t d d l

BARRAS

contra la placa, de forma que la armadura quede tensa desde elprimer momento.

Luis Ortuo

EJECUCIN. CABEZA Y TESADO.EJECUCIN. CABEZA Y TESADO.

En los anclajes de bulbo mltiple cada gato tesa un tirante (de tresbl l f t )

MULTIBULBO

cables en la foto)

Luis Ortuo

EJECUCIN. ACABADOS.EJECUCIN. ACABADOS.

Corte de rabos si es preciso

En anclajes permanentes, relleno con lechada o con un productoanticorrosivo de la parte de taladro que pudiera quedar hueca bajoanticorrosivo de la parte de taladro que pudiera quedar hueca bajoel apoyo de la placa.

Colocacin de la caperuza de proteccin y sus elementos

Relleno de la caperuza con algn producto anticorrosin.

Luis Ortuo

DISEODISEO

Una vez determinadas las cargas de anclaje necesarias, las variablesa definir son al menos las siguientes (dependientes unas de otras):

1.- Inclinacin y separacin entre anclajes. Estructura de reparto.

2.- Tipo de anclaje

3.- Material y seccin del tirante

4.- Longitud y dimetro del bulbo

5.- Longitud libre

6.- Otros (condiciones de perforacin)

Luis Ortuo

DISEO. INCLINACIN.DISEO. INCLINACIN.

Habitualmente descendente para:

Alcanzar niveles de terreno ms profundos, normalmente msresistentes, suficientemente alejados de la estructura y del volumen deterreno a contener, para alojar el bulbo en ellos con la menor longitudp j gde anclaje posible.

Facilitar el proceso de inyeccin, evitando la necesidad de obturar laboca del taladro y colocar tubos de salida del aireboca del taladro y colocar tubos de salida del aire.

Alejar la perforacin de cimentaciones o estructuras enterradascercanas.

La inclinacin depende de cada problema (pantallas, taludes,subpresin, etc).

Para taludes y estructuras de contencin, 15 a 35

A partir de 45, poco aprovechamiento de la fuerza horizontal en el caso

Luis Ortuo

de pantallas

DISEO. INCLINACIN.DISEO. INCLINACIN.

Luis Ortuo

DISEO. SEPARACIN.DISEO. SEPARACIN.

Separaciones mximas. Se debe considerar que:

Al aumentar la separacin disminuye el nmero total de anclajesnecesarios, pero aumenta la carga de trabajo de cada uno de ellos (ysu armadura, longitud de bulbo, etc).g )

Cuanto ms separados se dispongan los anclajes, mayor ser laconcentracin de cargas en la estructura de reparto o en la superficiedel taluddel talud.

En taludes, condiciones de estabilidad de posibles superficies derotura que puedan desarrollarse entre alineaciones de anclajes.

Separaciones mnimas:

Por eventual interaccin entre bulbos:1 5 a 2 m (1 m en BSI)Por eventual interaccin entre bulbos:1,5 a 2 m (1 m en BSI)

Aumentar separacin con anclajes largos (desvo)

Aumentar separacin con inyeccin IRS

Luis Ortuo

Aumentar separacin con inyeccin IRS

Alternativamente, disponer cambios de longitud libre o inclinacin

DISEO. SEPARACIN.DISEO. SEPARACIN.

Modificaciones geomtricas para distanciar bulbos

Luis Ortuo

DISEO. ESTRUCTURAS DE REPARTO.DISEO. ESTRUCTURAS DE REPARTO.

Muchas posibilidades en funcin del tipo de terreno, carga del j i t ti tanclaje, separacin, proceso constructivo, etc.

Luis Ortuo


Luis Ortuo


Luis Ortuo


Luis Ortuo

DISEO. CARGA EN TIRANTE.DISEO. CARGA EN TIRANTE.

Mtodo tradicional:

En anclajes provisionales FW


TABLA 3: Cargas en servicio para algunas barras habituales(expresadas en kN)

Dimetro (mm) Provisional Permanente Provisional PermanenteAcero tipo 900/1030Acero convencional (500/550)

Dimetro (mm) Provisional Permanente Provisional Permanente25 184 142

26.5 372 28832 302 233 543 42032 302 233 543 42036 687 53140 471 36450 737 570

Luis Ortuo


TABLA 4: Cargas en servicio para anclajes de cable (expresadas en kN)

n de cables Provisional Permanenten de cables Provisional Permanente2 344 2663 515 3984 687 5314 687 5315 859 6646 1031 7977 1202 9308 1374 10639 1546 1195

10 1718 132811 1889 146111 1889 146112 2061 1594

NOTA: Cables tipo 1860 S7 15.20 (0.6 pulgadas)

Luis Ortuo

DISEO. TIPO DE ANCLAJE.DISEO. TIPO DE ANCLAJE.

TIPOTIPO DEDE ARMADURAARMADURA

Barras:

Anclajes activos y pasivos: (mayor rigidez axial y transversal)Anclajes activos y pasivos: (mayor rigidez axial y transversal)

Menor carga que con cables (mayor seccin para la misma carga).

Ejecucin algo ms sencillaEjecucin algo ms sencilla

Para cargas discretas (

DISEO. LONGITUD Y DIMETRO DE BULBODISEO. LONGITUD Y DIMETRO DE BULBO

CLCULOCLCULO1.- Se supone una tensin tangencial ltima uniforme en el contacto1. Se supone una tensin tangencial ltima uniforme en el contactobulbo-terreno. PNd / ( DN Lb ) aadmPNd : Carga nominal mayoradaDN : Dimetro nominal o de perforacin del bulboLb : Longitud del bulboa : Adherencia o tensin de transferencia admisible en el contactoaadm: Adherencia o tensin de transferencia admisible en el contacto

lechada-terreno.

2.- Se selecciona un dimetro de bulbo en donde se pueda alojar laarmadura. (no necesariamente igual a dimetro de perforacin inicial)

3.- Se determina o se estima la adherencia ltima: Ensayos de investigacin**** Estimacin bibliogrfica en funcin del tipo y resistencia del terreno* (tablas y bacos).

Luis Ortuo

bacos). Estimacin terica a partir de parmetros de resistencia bsicos


CLCULOCLCULOC S G SADHERENCIA LMITE EN ARENAS Y GRAVAS

1,2

IU (Bustamante) MINIU (B t t ) MAX

0,8

1

(MPa

)

IU (Bustamante) MAXIU (DGC)IRS (Bustamante) MINIRS (Bustamante) MAXIRS (DGC)

0,6

ncia

lm

ite ( ( )

0 2

0,4

Adh

eren

0

0,2

0 1 2 3 4 5 6 7 P. lmite (MPa)

Luis Ortuo

0 1 2 3 4 5 6 7 ( )0 20 40 60 80 100 120 SPT


SobreSobre lala uniformidaduniformidad dede lala adherenciaadherencia yy lala longitudlongituddede bulbobulbodede bulbobulbo

Hiptesis deuniformidad

Luis Ortuo


Ostermayer: Limita los bulbos razonablemente econmicos a 7 m

B t t N b d d dh i b l

Luis Ortuo

Bustamante: No observa cadas de adherencia en sus pruebas reales conbulbos de hasta 18 m.


banda extensomtrica

MllerMller,1966

En los 3 primeros escalones no se moviliza la parte distalLa elongacin no es linealEn el ltimo escaln se carga la zona distal y la proximal despega

LA ADHERECIA NO ES UNIFORME

Luis Ortuo

LA ADHERECIA NO ES UNIFORME


Al t lAlonso et al.,1996

Slo se movilizan 7,50 m de bulbo para las cargas aplicadasLa distribucin de adherencia no es uniforme, y la carga no es lineal

Luis OrtuoLA ADHERECIA NO ES UNIFORME


Conclusiones sobre la uniformidad de la adherencia y la Conclusiones sobre la uniformidad de la adherencia y la longitud de bulbolongitud de bulbo

Parece razonable recomendar que en el diseo de anclajes se considere con

longitud de bulbolongitud de bulbo

Parece razonable recomendar que en el diseo de anclajes se considere con precaucin la aplicacin de hiptesis de adherencia uniforme cuando las longitudes de bulbo previstas sean importantes (ms de 10 12 metros).

Si se desea evitar acudir a estas longitudes, cabe la posibilidad de adoptar mayores dimetros de perforacin, seleccionar mejores sistemas de inyeccin (tipo IRS), o disminuir la carga unitaria de los anclajes, o acudir a anclajes ( p ), g j , jmultibulbo.

En caso contrario, lo ms deseable ser realizar pruebas de adecuacin previas p ppara probar in situ la capacidad de los bulbos largos.

Luis Ortuo

PRUEBAS DE CARGA (UNEPRUEBAS DE CARGA (UNE--EN 1537:2001)EN 1537:2001)

Ensayos de investigacin. Se recomiendan de forma previa a los anclajes previstos para la obra cuando los anclajes se utilicen en condiciones de terreno que no haya sido objeto de ensayos previos, o cuando la cargas de servicio son superiores a las adoptadas en condiciones de terreno similares. Objetivos:

Obtener la resistencia del anclaje (arrancamiento)Obtener la resistencia crtica de fluencia, o la fluencia bajo diferentes

l did d b j l d i icargas, o las prdidas de carga bajo la carga de servicio.Obtener la longitud libre equivalente

Ensayos de adecuacin Se realizan en algunos anclajes de la obra paraEnsayos de adecuacin. Se realizan en algunos anclajes de la obra para confirmar que se han logrado los requisitos marcados por las pruebas previas (..al menos 3):

Comprobar la capacidad del anclaje para soportar una carga de pruebaComprobar la capacidad del anclaje para soportar una carga de prueba determinada.Verificar la fluencia o las prdidas de carga para dicha carga de prueba.Comprobar la longitud libre equivalente

Luis Ortuo

Comprobar la longitud libre equivalente

PRUEBAS DE CARGA (UNEPRUEBAS DE CARGA (UNE--EN 1537:2001)EN 1537:2001)

Ensayos de aceptacin: Se realizan para cada anclaje, y sirven para dar validez a cada uno de los anclajes ejecutados:

Comprobar la capacidad del anclaje para soportar una carga de trabajodeterminada.Verificar la fluencia o las prdidas de carga para dicha carga de trabajoVerificar la fluencia o las prdidas de carga para dicha carga de trabajo.Comprobar la longitud libre equivalente

Luis Ortuo

PRUEBAS DE CARGAPRUEBAS DE CARGA

Grfico carga-elongacin para varios ciclos de carga

RELACIN CARGA-DEFORMACION ANCLAJE: B

125

135

145

85

95

105

115

a (t)

55

65

75

85

Car

ga

0.62 * Fw : 37.5 tn

1.00 * Fw : 60 tn

25

35

45 1.37 * Fw : 82.5 tn

1.75 * Fw : 105 tn

2 12 * Fw : 127 5 tn

Luis Ortuo

150 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Movimientos (mm)

2.12 * Fw : 127.5 tn

2.50 * Fw : 150 tn


Grfico de fluencia para un escaln de carga.Obt i d kObtencin de ks.

CURVA TIEMPO-DESPLAZAMIENTO PARA LA DETERMINACIN DE ks

Tiempo

=

1

2

12

logttsskS

Ks depende del tipo deterreno, del nivel de

0

2

1 10 100 1000 10000 1t

terreno, del nivel detensiones en el bulbo ydel tiempo demantenimiento de la

4

6

plaz

amie

nto

s1

s2

carga (log)

Se establecen limites deks dependiendo del tipo

8

Des

p

s2 -

s1

ks = 1.88 mm

ks dependiendo del tipode anclaje y terreno.

Puede ser necesario

10

12

1.50Fwlog t1

log t2

log (t2 / t1)

Luis Ortuo

prolongar el ensayo


Grfico de fluencia para varios escalones de cargaDEFORMACIONES DE FLUENCIA

0 01 10 100

tiempo (minutos)

ANCLAJE: B

0.0

0.5

1.0

1.5

(mm

)

2.0

defo

rmac

in

(

37 5 tn Ks = 0 252.5

3.0

37.5 tn , Ks = 0.25

60 tn , Ks = 0.91

82.5 tn , Ks = 1.19

105.0 tn , Ks = 0.83

150 tn Ks = 1 87

Luis Ortuo

3.5

150 tn , Ks = 1.87

150 tn , Ks = 1.87

PRUEBAS DE CARGAPRUEBAS DE CARGAGrfico de elongaciones elsticas y plsticas. Lmites

de aceptacin.

RELACIN CARGA-DEFORMACIN

161

DEFORMACIONES PERMANENTES

DEFORMACIONES ELSTICAS

ANCLAJE: B

131

141

151

161

91

101

111

121

a (t)

51

61

71

81

Car

ga

Lmite rgido

21

31

41

51

Lmite flexible

rozamiento(DIN)

Luis Ortuo

11-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

Movimientos (mm)


EQUIPO Y PRECISIN.EQUIPO Y PRECISIN.

Para ks, desplazamientos con precisin de 0,05 mm y sensibilidad de 0,01 mm (requiere calibre de precisin o pie de rey).

Luis Ortuo


EQUIPO Y PRECISIN.EQUIPO Y PRECISIN.

Para medicin de carga, precisin del 2% de la mxima del ensayo. Para medir prdidas, sensibilidad del 0,5% (requiere manmetros no convencionales)convencionales )

Luis Ortuo

DURABILIAD Y CORROSINDURABILIAD Y CORROSIN

TIPOS DE CORROSIN.TIPOS DE CORROSIN.

Luis Ortuo


SITUACIONES A CONSIDERAR (FIP, 1986)SITUACIONES A CONSIDERAR (FIP, 1986)

Anclajes expuestos al agua marina

Anclajes en arcillas saturadas (poco oxgeno) con sulfatosAnclajes en arcillas saturadas (poco oxgeno) con sulfatos

Anclajes en rocas evaporticas con cloro (por ejemplo, sal gema)

Anclajes prximos a industrias qumicas corrosivas

Anclajes en suelos con niveles freticos variablesAnclajes en suelos con niveles freticos variables

Anclajes en suelos semisaturados

Anclajes que atraviesen estratos con composicin qumica y contenidos de aire y agua diferentes

Luis Ortuo

Anclajes sujetos a cargas cclicas


CONCLUSIONESCONCLUSIONES

La norma UNE-EN 1537:2001 define los sistemas de proteccin a emplear para anclajes provisionales y permanentes, que habitualmente se conocen como de "proteccin simple" y de "doble proteccin" respectivamentecomo de proteccin simple y de doble proteccin respectivamente. Quedan sin definicin los anclajes de barra pasivos, que quedan fuera del mbito de la norma.

Los anclajes permanentes con tirantes de acero de alto lmite elstico deberan llevar "doble proteccin", tanto en el caso de barras como de cables. Esta recomendacin debera extenderse a las situacionescables. Esta recomendacin debera extenderse a las situaciones provisionales en las que pueda darse condiciones severas de agresividad.

Los anclajes de barra de acero convencional (lmite elstico de 500 MPa) j ( )resisten mejor la corrosin.

La cabeza del anclaje y su empalme con la longitud libre son las partes ms La cabeza del anclaje y su empalme con la longitud libre son las partes ms

Luis Ortuo

expuestas y vulnerables. Debe prestarse atencin especial a la ejecucin de expuestas y vulnerables. Debe prestarse atencin especial a la ejecucin de estas zonasestas zonas.

TEXTOS Y BIBLIOGRAFATEXTOS Y BIBLIOGRAFANORMATIVA APLICABLE

Normativa nacional :

UNE-EN 1537:2001, Ejecucin de trabajos geotcnicos especiales. Anclajes. AENOR. 2001

PG3 Pliego de Prescripciones Tcnicas Generales para Obras de Carreteras y Puentes. Artculo 675: Anclajes. Orden FOM/1382/02. Direccin General de Carreteras. Ministerio de Fomento. 2002

Otras publicaciones oficiales nacionales:

Gua para el diseo y la ejecucin de anclajes al terreno en obras de carreterasGua para el diseo y la ejecucin de anclajes al terreno en obras de carreteras. Direccin General de Carreteras. Ministerio de Fomento. 2001

HP 8-96. Recomendaciones para el proyecto, construccin y control de anclajes al terreno. ATEP. ICCET. CICCP. 1996

Normativa internacional

Luis Ortuo

BS 8081 British Standard Code of practice for Ground Anchorages

DIN 4125 Ground Anchorages. Design, construction and testing

TEXTOS Y BIBLIOGRAFATEXTOS Y BIBLIOGRAFABIBLIOGRAFA

ALONSO, E., CASANOVAS, J., ALCOVERRO, J., Anclajes, Simposio sobre Estructuras de , , , , , , j , pContencin de Terrenos, SEMSC, Santander, 1996

BARLEY, A., WINDSOR, C, Recent Advances in Ground Anchor Technology with Reference to the Development of the Art, International Conference on Geotechnical and Geotechnical Engineering, p , g g,Melbourne, 2000

BUSTAMANTE, M., Un mtodo para el clculo de los anclajes y de los micropilotes inyectados, Boletn de la SEMSC, n 81-82, Madrid, 1986, , ,

CASANOVAS, J., Tensin de Transferencia y Capacidad de Carga de Anclajes Inyectados, Revista Ingeniera Civil n72, Madrid.

FEDRATION INTERNATIONALE DE LA PRCONTRAINTE, Corrosion and corrosion protection of prestressed ground anchorages, Thomas Telford, London, 1986.

JIMNEZ SALAS, J.A. ET AL, Geotecnia y Cimientos III. Segunda Parte. Editorial Rueda. Madrid. y g1979.

MURILLO, T. & ORTUO, L. (2004): Curso sobre taludes naturales y de desmonte en obras lineales. Sevilla. INTEVIA.

Luis Ortuo

OSTERMAYER, H., A review of diaphragm walls. Practice in the detail design applications of anchorages. Institution of Civil Engineers. London. 1977.

diseño de anclajes en terreno

Documents