elementos para sostenimiento

8/6/2019 Elementos Para Sostenimiento

1/9

5

ELEMENTOS UTILIZADOS PARA EL SOSTENIMIENTO DE TERRENOS

Tipos Comunes de Eleme ntos para Sostenimie nto de Terrenos;

A-Perno con AnclajeB-Estabil izadores de Friccin C-Barra de ConstruccinD-Cable d

Acero

Los tipos de elementos ms comunes en el sostenimiento de terrenos son los Pernos conAnclajes Expansivos, Estabil izadores de Friccin, Pernos deformados cementad o con resinacemento y losCables de Acero. En laseleccin de loselementos para sostenimientoes muyimportante tener un conocimiento de las funciones y las resistencias de cadaelemento. Tambin toma en cuent a la altura de los labores, el tipo de roca y su clasificacinel tipo de maquinariadispon ible,el tiempo de vidatil de lalabor,etc.

PERNOS PARA ROCA CON ANCLAJE DE EXPANSIN 5/8Un Perno para roca con Anclaje de Expansin controla el movimiento o el desplazamiento de la masrocosa induciendo la presin de la tensin de la barra entre el anclaje y la platina de apoyo. Este tipo dsoporte produce una tensin de aproximadamente 3.5 toneladas y tiene una resistencia en traccimxima de 12,5 toneladas.

L Longitudsegn especificaciones +- 6,4mmT Roscas 139,7 mm (5 1/2 ) 5/8 - 11 NC laminadaH Altura de lacabe za, min., 0,476 F Espesorde lacabeza, 1,088 a 1,125 E Dimetro de labarra, 9/16 0,559 +-0,007

ACERO - C1060 9/16 (14.3 mm)

Seccin Fluencia Rupturamm2 KN KN161 60.4 100.4


2/9

TONELADA

S

TONELADAS

6

Hecho de Barra de Con strucci n, Grado 60, Dime tro Nominal 5/8

E Dimetronominal5/8 (15.8 mm)T1 Longitud de roscas 5/8extremo de latuerca 25 100 mm (1 4 pulgadas)T2 5/8 x 140 mm (5 pulgadas)L Longituddel perno en pies o metros + - 6.4 mmTuerca Grado 2, roscas 5/8 NC. x 1 1/8cuadrada

Seccin Peso Fluencia Rupturamm2 Kg/M KN KN

199 1.552 82.1 123.2

Comparaci n del Acero de Barra de Con strucci n De 5/8 y Barra Lisa de 9/16

Fig. 1 PRUEBASBARRACONSTRUCCION5/8"

12

Fig. 2 PRUEBASBARRA IMPORTADA9/16"

12

10

8

6

4

2

0

0 1 2 3 4 5 5 7 8 10 19

DESPLAZAMIENTO(mm)

10

8

6

4

2

0

0 1 2 2 3 4 6 7 7 10 33

DESPLAZAMIENTO(mm)

NOTA 1: En elgrfico Fig. 1 se pued e apreciarun desplazamiento total de 19 mm, ante uncarga de 11 toneladas, en el grfico Fig. 2 para una carga de 11 toneladas se produ ceun desplazamiento total de 33 mm. NOTA 2: Estas prueba s fueron rea lizadas slo con lbarra de acero (sinanclajes).Las prueba s demostraron que la barra de construccines mrgida que la barra lisa, por lo tanto, tiene menor elongacin por su longitud.

Platina De Apoyo;

Acero A36, 6 mm x 5 x 5,Tipocpu la, hueco de 9/16

T = 6 mm (1/4), X = 127 mm (5)


3/9

Platina y Tuerca Para la Instalac in de la Malla de AlambrePlatina de apoyoMalla de alambreSegundaplatina y tuerca

Primeroinstalarlospernospara sostenimiento y despu s colgarlamalla de alambreutil izandouna platina y tuerca ajustadas por lasroscas. Para ste trabajolospernos necesitenroscas aextremo de latuerca de por un mnimo de 76 mm (3pulgadas)

Adaptador Para La Instalac in De Pernos Con Anclajes

Se emplea para lainstalacin de lospernos con cabezas cuad rada s o con tuercas de 29 x 29mm (1 1/8cuadrada) Trabaja con un barreno corto de 7/8 hexagonal. Es muy importantecortar el colatn del barreno a 87 mm (3.5) para evitar el contacto con el martil lo de laperforadora, evitando as la posibil idad de daa r los anclajes o tuercas de los pernos. Lopernos debe n serinstalados con solamentelarotacindeladaptador.

Instalac in Tpica ;Dimetro de laperforacin- 32 a 38 mmProfund idad de laperforacin - Longituddel perno ms 50 mm

Torque

torsininstalada - 136 - 272 NM (100 - 200 Ft. Lb.)Al InstalarLos Pernos De Expansin;

camisaplstica Revisarelestado del perno, lasroscas y elanclajeAsegurarque losanclajesgirenlibremente

alas de friccin Ajustarelanclajealdimetrodel taladroSacarlacamisaplsticadelanclajeante s de insertarloSe recomienda un torque y tensinadecuados

Relacin Entre Torque (Torsin)Y La Tensin De Un Perno Para Roca ;P = C X T

Tensindel perno kN = P = Tensindel perno en librasConstant e mtrico = C = Constant e estndar

Torque en NM = T = Torque en librapies (Lb- Ft.)

(Tip od e pe rno) CO NS T A NT E S - MTRICO ESTNDARPerno de 5/8 tipocabe za forjada .147 45Perno de 5/8 punta roscada .165 50Roscas de 3/4 (barra corrugada) .179 55

Ejemplos 6,975 Lb. = 45 X 155 Ft. - Lb.31 kN = .147 X 211 NM (Perno de 5/8 con cabe za forjada)


4/9

Recomendac iones referentea l a Tensina l Momentode l a Instalac in;

ACERO DIM.

FluenciaMIN. (LBS)

(KN)

TensinInstaladaMIN. MAX.

(LBS) (KN) (LBS) (KN)C1060 9/16 13,600 60.5 6,800 30.25 10,880 48.4

kN X 225 = Lbs X .00445 = Kn Nota : Tensindel perno instalado = 50% - 80% de FluenciadelAcero

Prdida de la Tensin y la Resistencia - Instalac in Angu lado;Ejemplo-

Tensin de lainstalacin = 180 Ft. - Lb.Acero C1060Cabe za forjada

TENSIN APLICADA (T) RESISTENCIA

ANGULO (LBS) (KN) (LBS) (KN)

(G) 0o

10o

20o

30o

13,030 57.9

10,280 45.7

5,230 23.3

3,280 14.6

26,780 119.1

25,690 114.3

25,060 111.5

23,050 102.6

Elong aci n de Pernos con AnclajesLa elongacin de lospernos con anclajees un parmetro muy importante en suseleccin y en la capacidad de su carga ddiseo. Por sta razn es importante queen la instalacin de los pernos con anclajeexpansivos, stos tengan una tensinade cuad a en el momento de la instalacin

de 3 3,5 TN.


5/9

Perno para Roca de 5/8", 1,5 m L,"Torque" de lainstalacin de 150 lb-Ftanclaje de expansin.

Estabil izadorde Friccin, dimetro

de 39mm, 1,5 m L, dimetro de laperforacin 37 mm.

La grficaarribamuestra lasdiversascaractersticasexhibidas en eltranscurso de unaprueba de arranquepor lospernos para roca con anclajes y losestabil izadores de friccincuand o son instalados en situacionessimilares, en lo que se refiereal tipo de roca. Esta bilizadores de Friccin Split SetsEstabil izadores de friccin, estn constituidos por un trozo de tubo de acero ms ancho que eldimetro de laperforacin, ade ms de ser cortado porel centro por toda su longitud.

Dime nsiones comunes - L = 1.5M ( 5 ), 2.1M ( 7 ) D = 39.5 mm

ACERO - Carga de Rotura 39mm = 11 toneladas

Dimetrodelanil lo - 8 mm espesordelacero 2,5 mm

Empujador es Para La Instalac in De Split Sets:

Tipo Hembra , util izado con Barreno Cnico - 7/8 o 1 Se pued e cambiarlalongituddelbarrenopara techos altos

Tipo Estndar , para Perforadora - 7/8 mandril

Para Con trolarLa Calidad De La Instalac in:

Para un Estabil izadorde 39 mm, se recomiendaundimetro de laperforacin: 36 38 mm.

LasPerforaciones de 90 grados con lasuperficie de laroca LasPlatinas de apoyo bienubicada,plana ybienpegado

contra laroca Verificarlaresistenciadel"Split Set" durante lainstalacin La resistencia a la traccin: 1-1.5 toneladas por cada

305mm (1pie)


6/9

10

La resistencia de un estabil izadorde friccinpue de variarcon;1. Dimetrodel taladroperforado2. Tipo y calidad de laroca3. Presencia de fallas y fracturas

Pernos - Barra De Con struccin Roscado

DESCRIPCIN:Pernos de Barra de Construccin,barras laminadasencaliente con resaltes, con roscas cortada s en un extremo para acepta runatuerca cuadrada. Lasroscas conformen con 3/4 10 NC o 1 8 NC.

TUERCAS: 3/4 x 1 1/8Cuadrada

22mm

21.5mm

E Dimetronominal de la barra 3/4 (19.01 mm)Seccin 284 mm2

L Longitudsegn especificaciones + - 6,4mmT Roscas 3/4 - 10 NC X 150 mm (6 )

ASTM A615-89 GRADO 60 400 MPaFLUENCIA RUPTURA MODULUS YOUNG

Kg/mm Psi Kg/mm Psi N/mm2

42.2 58,016 63.3 78,321 40,000

dimetronominal mm

()

Secc inmm

2PesoKg/M

FluenciakN

RupturakN

19.1 (3/4) 284 2.235 113 .5 153 .225.4 (1) 510 3.973 201 .1 271 .5

Pernos de Barra de Con strucci n - Estilo Posi-Mix

Es un perno hecho de barra de construccin con punta roscada a lacualse leincorporaunalambre que envuelve en un extremo delperno.

W

L

Este alambre cumple la funcin de mejorar el mezclado de los cartuchos de resina, ycontribuye a incrementar laresistenciadelperno.

W = 0,5 m L = Longituddelperno


7/9

DIAMETRONOMINAL

mm

MASA (*)Kg/M

PASO DEL HILOmm

ANCHO RESALTEmm

22 2.9811 .09

+0.1 / -0.2

3.6

+0.5 / -0.3

ASTM A615-89 GRADO 60 400 MPaFLUENCIA RUPTURA MODULUS YOUNG

Kg/mm Psi Kg/mm Psi N/mm2

42.2 58,016 63.3 78,321 40,000

dimetronominal mm

()

Secc inmm

2PesoKg/M

FluenciakN

RupturakN

22.0 (7/8) 389 2.980 157 .0 211 .9

BARRA HELICOIDALDESCRIPCIN: (BH)- Barras laminadas en caliente con resaltes en forma drosca helicoidal de amplio paso. El diseo de hilo permite colocaruna tuerca que puedrodarlongitudinalmente por losresaltes a lolargo de labarra.

TuercaHemisfrica

Barra Helicoidal

Cable De Acero Grado 270, ASTM A-416Elas tici d a d (Kn) Tracci n (kN)

CABLE 5/8- RESISTENCIA 176.0 260 .6

Elongacinpromedia de 3.5% en 610mmDimetro 15.2mm (0,600 ) 5/8 Pre-tensado / singrasa

TIPONORMAL

TIPOBULGE

Otros tipos de Cables de Acero deformado, tambindispon ible.


8/9

Perno - Cable "Cable Slings"Existen un sistema combinado quutil iza Estabil izadores de FriccinCable de Acero Cable Slingcompuesto de una seccin de cabl

de acero cementado.Recomendad o para sosteneterrenos muy fracturados engaleras.

Efec tos De Los Eleme ntos De Sostenimiento

Pernos con Anclajes de Expansin

La accin de dar vuelta a la cabe za delperno hace que la cua roscada smueva a lo largo de laporcinextrema roscada del perno, ade ms de forzalas hojas laterales del anclaje hasta ampliarsu dimetro y entrar en contactocon la pared del agujero perforado. Esto da lugar a una resistencia dfriccin en elextremo delanclaje yproduce as una tensin en el perno. Estatensines relativa a lacantidad de esfuerzo de torsin (torque) aplicada y detipo de roca en que se apoyar.Los pernos para roca con anclajes se util izan generalmente en laestructuras de roca masiva con bloques o estratificado. Se usa un adaptadocon una caja de 28mm cuadrada y un barreno hexagonal de 7/8" para larotacindel perno para roca con anclaje.

Estabilizador es De Fricc in

La friccinejercida por loscostado s del perno lomantienen en su lugarcreandofuerzas que se extienden radialmente. Este proceso provee la fuerza defriccin que actapreviniendoelmovimiento o separacindel terreno.Se alcanzan valores de anclaje de 1 1.5 toneladas por cada 30,5 cm constos elementos, dependiendo principalmente del dimetro de la perforacinefectuada,lalongitud de la zona delanclaje y el tipo de laroca.Los estabil izadores se util izan generalmente en roca severament e agrietada ofracturada sujeta a cond iciones de baja tensin. Se usa uadaptador (empujador) para empujarelestabil izadordentro de laperforacin.

Pernos Ceme ntados (Lechada De Resi na O Cemento)

Los pernos fabricados en barra construccin(fierrocorrugado),el tipohelicoiday Cables de Acero instalado en una lechada de resina o cemento resiste emovimiento del terreno debido a los punto s de contacto del enclavamientmecnico del perno. Launin resina o lechada con la roca depend e de lairregularidades encontradas dentro de laperforacin y de la estructura de laroca.La resistencia de un elemento correctamente instalado de este t ipo eaproximadamente 10 toneladas por 30.5 cm cuand o est bien instaladaen cartuchos de laresina, mortero o una lechadadelcemento.La instalacin de pernos cementado s, es recomendad o para todo ti po destructuras de roca y especialmente en la instalacin para el sostenimiento

largoplazo o dond e lacorrosin podra serun problema.


9/9

Comparaci n de Los Sistemas de Sostenimie nto para RocaAcero Capaci dad Carga Diseo

Tipo De Perno Fluencia Tracci n 1,8 2 m Anclaje 1 m(Perforaci n Mm) kN* kN* kN** kN* * *

Perno anclaje5/8 (9/16) C1060 60,4 100,4 90 45(32 38 mm)

Perno anclaje5/8 Gr 60 400 MPa 82,1 123,2 90 45(32 38 mm)

Estabil izador friccin 33 mm N/A 97,9 50 25(30 32 mm)

Estabil izador friccin 39 mm N/A 107,8 54 29(36 38 mm)

Swellex EXL 26 mm 72,9 88,2 99 45(32 39 mm)

Barra Helicoidal 22mm, Resina 157,0 211,9 235 118(32 36 mm)

Barra Helicoidal 22mm, Cemento 157,0 211,9 235 118(32 41 mm)Barra construccin 19 mm, Resina 113,5 153,2 176 88

(32 34 mm)Barra construccin 19 mm, Cemento 113,5 153,2 176 88

(32 41 mm)Barra construccin 25,4 mm, Cemento 201,1 271,5 313 156

(34 41 mm)Barra construccin 25,4 mm, Resina 201,1 271,5 313 156

(34 36 mm)Cable de acero 15.9mm cementado 176,0 260,6 300 150

(38 51 mm)

* Especificacionesmnimas CAN/CSA - M430-90, ASTM F432-88, Informaciones de lasfabricantes** Long ituddel perno 1,8 a 2 m, Roca competente con bloques o estratificada* ** Long itud de la zona anclado = mnimo 1 M, Roca competente con bloques o estratificada,Carga de

Diseo = capacidaddel perno / 50% o con FS >= 3

elementos para sostenimiento

Documents