Geologia De Cusco

Estructuras de contención flexibles

Las estructuras de contención flexibles son aquellas estructuras de contención en las que los movimientos de sólido rígido, y los movimientos debidos a la flexión de la propia estructura, se producen en porcentajes similares.

La propia deformación hace que el movimiento de la estructura influya tanto en el valor, como en la forma de la ley de empujes sobre la estructura.

Tipos de estructuras de contención flexibles[editar • editar fuente]

Hay dos tipos principales de estructuras de contención flexibles: las pantallas y las entibaciones. La principal diferencia entre ambas, es que las entibaciones son mucho más flexibles que las pantallas.

• Pantallas:

• Tablestacas o Pantallas de elementos prefabricados metálicos (sheet-pile en inglés).

• Pantallas de paneles prefabricados de hormigón.

• Muros pantalla o Pantallas de hormigón "in situ" (diaphram walls o slurry walls en inglés).

• Pantallas de pilotes.

• Muros hechos por bataches.

• Entibaciones.

Comprobaciones en estructuras de contención flexibles[editar • editar fuente]

1) Comprobación de estabilidad de la zanja (para pantallas de hormigón «in situ»): Es muy difícil hacer números para comprobarlo, por lo que la seguridad de la zanja se basa en un proceso constructivo adecuado:

• Realización de la zanja con lodos bentoníticos.

• Realización de la excavación y del hormigonado en el menor tiempo posible.

• Evitar en lo posible vibraciones no deseadas:

• No utilizar el trépano donde no deba usarse.

• Tomar las precauciones precisas en el uso de la cuchara bivalva (al meterla y sacarla de la zanja).

• Tomar las precauciones precisas al hincar las tablestacas por las posibles vibraciones.

2) Estabilidad de la pantalla: Con esta comprobación, obtendremos:

• La profundidad de empotramiento.

• La necesidad o no de elementos de soporte intermedios.

• La obtención de los esfuerzos (flectores y cortantes) sobre la pantalla.

3) Armado de la pantalla (en pantallas de hormigón «in situ»). o definición del tipo de tablestaca (en Tablestacas).

4) Cálculo de puntales (análisis de estructura metálica) o anclajes (análisis geotécnico).

5) Rotura de fondo de excavación: Dos tipos de rotura:

• Rotura de fondo hidráulico: en terreno se esponja reduciéndose el pasivo, y produciéndose riesgo de sifonamiento. Para evitar este tipo de rotura se profundiza la pantalla, reduciendo el gradiente, las presiones intersticiales, y el caudal.

• Rotura resistente o mecánica del terreno: fallo de la capacidad portante del terreno.

6) Rotura global: se puede producir una rotura global independientemente de las características de la estructura flexible diseñada, e incluso, a pesar de los anclajes dispuestos.

7) Análisis de hundimiento del muro pantalla.

8) Evaluación de los movimientos en el entorno de la excavación. Estos movimientos pueden verse aumentados por descensos del nivel freático, por filtraciones, por arrastre de finos o suelo...

Tablestaca

Tablaestacas utilizadas para paliar los daños provocados en Nueva Orleans por elhuracán Katrina.

Las tablestacas o tablaestacas son un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleada habitualmente en ingeniería civil.

Están formadas por elementos prefabricados. Estos elementos prefabricados suelen ser de acero, aunque también las hay de hormigón, vinilo, alumino o FRP Composite. No se deben confundir las tablestacas de hormigón, con las pantallas de paneles prefabricados de hormigón, que suelen ser de dimensiones mayores.

Los elementos prefabricados que componen las tablestacas se hincan en el terreno mediante vibración. Aunque es muy raro, en ocasiones también se introducen en el terreno por golpeo.

Tiene juntas entre sí, con dos misiones:

• Impermeabilizar el contorno, y evitar que se produzcan filtraciones.

• Guiar las tablestacas contiguas.

Dado que los elementos se colocan mediante hinca, han de tener unas dimensiones (entre ellas el espesor) lo suficientemente pequeñas para que se facilite la hinca. Pero también ha de tener una resistencia mínima. Es por esto por lo que, salvo raras excepciones, se emplea el acero.

Los pequeños espesores pueden dar lugar a que los paneles o planchas metálicas que conforman las tablestacas pandeen o flecten. Para evitarlo, se alabea la sección, dotándoles de una mayor inercia.

Secciones típicas son 'en Z' o 'en U'.

Pantalla de paneles prefabricados de hormigón

Las patallas de paneles prefabricados de hormigón son un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleada habitualmente en ingeniería civil.

Como su propio nombre indica, están constituidas de elementos de hormigón prefabricados, con forma de paneles generalmente rectangulares.

Para su colocación, se ha de crear una zanja con unas dimensiones ligeramente superiores a las del panel prefabricado.

Posteriormente se introduce en la zanja el panel, y se vierte bentonita o cemento alrededor.

Este sistema constructivo de pantallas prácticamente no se usa en España, donde las estructuras de contención flexibles más empleadas son las tablestacas y los muros pantalla.

Muro pantalla

Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleado habitualmente en ingeniería civil.

A diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormigón, este tipo de estructura se realiza en obra. Es decir, en lugar de recurrir a paneles prefabricados, los elementos estructurales de este tipo de pantalla se ejecutan in situ.

Las dimensiones de los paneles que conforman los muros pantalla son entre 2,5 y 5 m de longitud, y 40 a 150 cm de espesor.

Cada elemento que conforma un muro pantalla trabaja independientemente, y entre ellos presentan juntas que han de ser estancas (evitar el paso de agua a través de las mismas). El cálculo de las pantallas se suele realizar suponiendo que es una viga empotrada que soporta el empuje de tierras.

Índice

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• 1 Proceso constructivo del muro pantalla

o 1.1 Construcción del murete guía

o 1.2 Excavación de la zanja por bataches

o 1.3 Colocación de la armadura

o 1.4 Colocación de las juntas o encofrados laterales

o 1.5 Hormigonado

o 1.6 Construcción de la viga de coronación

o 1.7 Excavación del recinto interior

Proceso constructivo del muro pantalla[editar • editar fuente]

Cuchara bivalva para construir pantallas.

Para disminuir el riesgo de derrumbe del terreno durante la construcción del muro, los distintos paneles se suelen ejecutar de forma alterna y la forma más continuada posible. Es decir: si el muro pantalla va a constar de 8 paneles, se empezará por el 1º, 3º, 5º y 7º, y se procurará que cuando se esté excavando la 7ª zanja, a la vez se estén colocando la armadura y las juntas en el 5º, se esté hormigonando el 3º, y se haya concluido el primer panel. Una vez concluida la primera tanda se procedería con las restantes, finalizando el muro. Si no se teme riesgo de derrumbe, los paneles suelen realizarse de forma continua y no alterna.

Construcción del murete guía[editar • editar fuente]

El murete guía es un muro que se realiza a ambos lados de la zanja donde se construirá la pantalla. Suelen tener de dimensiones entre 70 y 100 cm de altura, y entre 30 y 50 cm de espesor.

Las funciones del murete guía son:

• Guiar el útil de excavación (cuchara al cable o equipo hidráulico).

• Evitar la caída de terreno de la zona superior de la zanja por efecto del golpe del elemento excavador, y por ser una zona "descomprimida".

• Facilitar que el lodo bentonítico se mantenga aproximadamente al nivel de la superficie de trabajo, haciendo que la presión del lodo sea superior que la del posible nivel freático, y permitiendo, con ello, que el lodo actúe correctamente sobre las paredes de la zanja (una vez excavada).

• Servir de soporte a la armadura: la armadura de los paneles se colgará del murete guía.

Excavación de la zanja por bataches[editar • editar fuente]

Excavadoras de pantallas.

La longitud de los paneles a excavar es, generalmente de entre 3 y 6 m. El orden de ejecución de los paneles depende del sistema de excavación y del tipo de pantalla, ya que pueden ejecutarse por el método primario-secundario (alterno) o continuo. La excavación se puede realizar de tres formas:

1. Cuchara bivalva: se emplea en terrenos que lo permitan (no demasiado duros). Dependiendo del fabricante, pueden llegarse a excavar terrenos que tengan una resistencia a compresión en torno a los 60 kg/cm2.

2. Trépano: se emplea en terrenos excesivamente duros o en roca, que no pueden ser arrancados por la cuchara bivalva. El trépano es un elemento metálico, generalmente cilíndrico, de entre 2 y 3 m de altura, que pesa entre 5 y 10 t, y que se deja caer desde una altura de 1 a 3 m. Al caer, rompe el terreno del fondo de la zanja, que se extrae con la cuchara bivalva. Tiene como inconveniente que produce vibraciones elevadas. Esto convierte al trépano en un sistema de excavación prácticamente inviable en ciudades.

3. Hidrofresa: es un elemento excavador con ruedas dentadas

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