EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENOANCLAJES 1. Definición. Tipología ............................................................................................................................... 10 1.1. Definición y usos ................................................................................................................... 10 1.2. Elementos de un anclaje ................................................................................................................... 15 1.2.1. Cabeza ....................................................................................................... 15 1.2.2. Zona libre o longitud libre ....................................................................................................... 18 1.2.3. Bulbo o zona de anclaje ....................................................................................................... 19 1.3. Tipología ................................................................................................................... 20 ANCLAJES PÁG. 1 EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 1.4. Materiales ................................................................................................................... 26 1.4.1. Aceros ....................................................................................................... 26 1.4.2. Lechada de cemento ....................................................................................................... 27 1.4.3. Sistemas y materiales de protección contra la corrosión ....................................................................................................... 27 2. Diseño de los anclajes ............................................................................................................................... 30 2.1. Equilibrio global ................................................................................................................... 30 2.2. Equilibrio local ................................................................................................................... 40 2.2.1. Rotura en la cabeza o en la estructura a anclar ....................................................................................................... 40 2.2.2. Estabilidad del propio anclaje ....................................................................................................... 40 2.2.2.1. ANCLAJES Mayoración cargas PÁG. 2 EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ............................................................................................ 40 2.2.2.2. Comprobación tensión admisible del acero del tirante ............................................................................................ 41 2.2.2.3. Comprobación del deslizamiento del tirante en la lechada, dentro del bulbo ............................................................................................ 41 2.2.2.4. Comprobación de la seguridad frente arrancamiento del bulbo ............................................................................................ 42 3. Ejecución de los anclajes ............................................................................................................................... 49 3.1. Fabricación, transporte y almacenamiento de tirantes ................................................................................................................... 49 3.2. Perforación de los taladros ................................................................................................................... 50 3.3. Instalación de los tirantes ................................................................................................................... 51 3.4. Inyección de los tirantes ................................................................................................................... 52 3.5. ANCLAJES Instalación de los elementos de la cabeza PÁG. 3 ....................................................... Ensayos de aceptación o recepción .............. Acabados .... Ensayos de adecuación.. 57 5.... Métodos de ensayo ............................................................................................4................................................................................. ....... 55 4................................................3................................ Ensayos de investigación ........................................................................ 59 ANCLAJES PÁG................ 55 4.......................................7..............................................6............................1........................................ 54 3.........................................................1................ 55 4................. Control a realizar ............................. 53 3............. Pruebas y ensayos................................. 4 ...................... Tesado del anclaje ................................. 56 4...................... 59 5.................................................EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ............2...................................... idoneidad o control ..... Control del diseño ... 57 4......................................................................................................................................................................................................................................................................... ................................................................4.. Control de los materiales ........................................................................... 10 1.....2.................................................. Control de cargas ................................................................................................... 15 ANCLAJES PÁG............. Definición.....................5.................................... Cabeza ............................................................................................. Bibliografía ................ 59 6............ 15 1... 60 ÍNDICE: 1.............................................................. Elementos de un anclaje ................ Control de la ejecución ............................................................ 59 5.............................. 5 .... 10 1..............................................................2................................ 59 5......................................... Tipología ... Definición y usos ..................... Controles durante la vida útil ..................................1.........1.............................................................. 59 5.................................EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 5............................................3..................2............................................... .............................. 19 1...... 27 1........................................................ 30 2............. Equilibrio global ................................4................2.................2............................................................3......................................................................................................................................... Aceros ....... ANCLAJES Equilibrio local PÁG...........................................................2........ Bulbo o zona de anclaje ................................................................................................ Tipología .......1...................... Materiales ........4................................................................................................ 30 2....................... Zona libre o longitud libre ......3............. Sistemas y materiales de protección contra la corrosión ..4............ Lechada de cemento ..2..................... 27 2.............................................. 26 1.................................................. 26 1........................EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 1..................................................1...............4................ Diseño de los anclajes ........... 20 1.......3.................2. 18 1............. 6 .............. .................. dentro del bulbo .................................. 40 2..2............................................. Ejecución de los anclajes .... Estabilidad del propio anclaje ............................. Comprobación tensión admisible del acero del tirante . transporte y almacenamiento de tirantes ............... 40 2...................................................................................................................................... ANCLAJES Perforación de los taladros PÁG............ Fabricación..2..........................2.........EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ............2.......................4...............2.....2.............................................. 42 3.................. Comprobación del deslizamiento del tirante en la lechada............2....................1..................................3................2..... 49 3.......................... 41 2............. 7 .................................................... 40 2........2..............................2....................................1.................... 40 2..... Rotura en la cabeza o en la estructura a anclar ......................................1.......................................2.........................................................2................. 49 3................... Comprobación de la seguridad frente arrancamiento del bulbo ................. Mayoración cargas ......2......................................... 41 2. ........................................................................................................................................4........................................... .............. 52 3.................... Tesado del anclaje ..................... Ensayos de adecuación.................................................................................EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ...................................................... Ensayos de investigación ........... Ensayos de aceptación o recepción .............1............................................................................................6...................................................................................................... 50 3.................................... 57 ANCLAJES PÁG................... Pruebas y ensayos................................5................ 56 4............ Inyección de los tirantes .....3...................................3................................. 8 .........................7............ 51 3................................ 55 4................... 54 3.............................................. 55 4.................... Instalación de los tirantes ................ 55 4....................... Instalación de los elementos de la cabeza ............................................. 53 3...........................................................................2........................ Acabados ............................................ idoneidad o control ........................... ................................................................................................................ 59 5...........................3.............................................................................................................. Control de los materiales .........4................ Control de cargas ..................................................... 60 ANCLAJES PÁG.......................................................................................................... 57 5.......................................................................................... Control a realizar ................................................ Controles durante la vida útil ........ Métodos de ensayo ..........2............. 59 6.......................................... 59 5................1...... Bibliografía ... 59 5.. Control de la ejecución ..............EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 4......................................................................... 59 5................................................................. Control del diseño ...............................................4.......5................................. 9 .................. 59 5................................ Longitudes: de 10 a 80 m. 10 . Tipología 1.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 1. Definición y usos Anclaje: elemento capaz de transmitir esfuerzos de tracción desde la superficie del terreno hasta una zona interior del mismo. Definición. Estos esfuerzos pueden estar aplicados al anclaje directamente o a través de un elemento estructural o del terreno.1. ANCLAJES PÁG. lográndose un incremento de resistencia al esfuerzo cortante de esa superficie. Diámetros perforación: de 75 a 150 mm. fracturadas e incompetentes. Función principal: Reforzar y sostener suelos y masas rocosas parcialmente sueltas. Se genera un incremento de tensiones (y deformaciones) normales sobre la existente o potencial superficie de rotura. 11 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ANCLAJES PÁG. EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Usos de los anclajes: - estructuras de contención - estabilización de laderas y taludes ANCLAJES PÁG. 12 . estructuras enterradas y obras subterráneas ANCLAJES PÁG. 13 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - estabilización de terraplenes - estabilización de excavaciones. …) ANCLAJES PÁG. 14 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - estabilización de losas - otros (presas. 15 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 1.2. Elementos de un anclaje 1.1.2. Cabeza ANCLAJES PÁG. EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ANCLAJES PÁG. 16 . EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Parte externa del anclaje capaz de transmitir la carga del tirante a la superficie del terreno o a la estructura a anclar. Debe ser capaz de soportar la totalidad del esfuerzo de tracción correspondiente al límite de rotura del acero. Esta zona se compone a su vez normalmente: - placa de reparto: elemento generalmente metálico que reparte los esfuerzos del anclaje a la estructura. - cuñas o tuercas ANCLAJES PÁG. 17 EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - portacuñas o cabeza propiamente dicha - caperuza: elemento metálico o de plástico utilizado para proteger la cabeza en los anclajes permanentes. - trompeta: elemento de enlace de la zona de la cabeza con la longitud libre, se emplean juntas tóricas para el sellado. Tipos de cabezas: - Normal: durante el tesado permite modificar la carga, pero no una vez cortados los sobrantes del cables - Retesable: como las normales, pero permiten comprobar y retesar durante la vida útil - Destesable: como las retesables, pero adicionalmente, permiten un destesado controlado durante la vida útil 1.2.2. Zona libre o longitud libre Es la parte del anclaje entre la cabeza y el bulbo, está dotada de libre alargamiento. ANCLAJES PÁG. 18 EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Por razones constructivas suele tener una longitud mínima de 6 m. con objeto de controlar adecuadamente la puesta en tensión y minorar la influencia de los movimientos de la cabeza. 1.2.3. Bulbo o zona de anclaje Es la parte del anclaje que se adhiere al terreno y le transmite la carga, generalmente mediante lechada y que se tiene en cuenta a efectos resistentes. Los elementos del anclaje localizados en la longitud libre y en el bulbo son: - tirante: elemento de anclaje constituido por cables o barra de acero de alta resistencia, que transmite la carga desde la cabeza al bulbo. - centrador: elemento solidario al tirante para asegurar su recubrimiento - separador: elemento solidario al tirante para asegurar el trabajo independiente de los elementos. - manguito termo-retráctil: elemento que se contrae con el calor y sirve para sellar los extremos de tubos o vainas ANCLAJES PÁG. 19 o no se quieren desplazamientos ni deformaciones.3. 20 . Impide el contacto del terreno con el tirante en la zona libre. en cuyo caso se tesarán por encima de la máxima prevista) ANCLAJES PÁG.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - vaina o tubo corrugado: elemento cilíndrico. que se utiliza como protección anticorrosión de los anclajes. generalmente de plástico. Tipología Según el nivel de carga inicial aplicada: - activos: carga de tesado superior al 50% de la máxima prevista en proyecto (normalmente será del mismo orden que la de proyecto. 1. en función de si se permiten movimientos de la estructura que aumenten la carga a la que están sometidos. está indicado cuando se esperan movimientos (por rigidez de la barra) o reacciones importantes - anclajes de barra ANCLAJES PÁG. al menos.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - pasivos: carga de tesado baja. 21 . por encima del 10 % de la máxima esperada (la adquieren a base de movimientos de la estructura) (dilatancia de rocas por las discontinuidades) En función de los elementos constituyentes de los tirantes: - anclajes de cables. Está indicado para rocas.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO En cuanto a su vida útil: - permanentes: con una vida superior a 2 años - provisional: actúa durante menos de 2 años. 22 . suelo cohesivo duro y granular compacto. si el ambiente o terreno son agresivos. ANCLAJES PÁG. En función de la facultad de variar la carga sobre los anclajes: - retesables - no retesables En lo referente a la realización de reinyecciones: - Inyección única global (IU): realizada en una sola fase que rellena el taladro de la perforación. Se emplea un tubo flexible solidario al tirante con obturadores en los extremos del bulbo. e incluso menos. Tienen carácter auxiliar y proporcionan estabilidad durante el tiempo necesario para disponer otros elementos resistentes que los sustituyan. EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Inyección repetitiva (IR): con un número de reinyecciones no superior a dos. 23 . Se emplean latiguillos o circuitos globales con válvulas antirretorno. los extremos también están obturados. Está indicado para rocas fisuradas blandas y aluviales granulares gruesos e incluso finos. ANCLAJES PÁG. EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Inyección repetitiva y selectiva: se realiza más de dos veces y en tubos manguitos separados no más de un metro. 24 . permitiendo la mejora de zonas concretas entre los obturadores móviles. secuencialmente en cada uno. Está indicado en suelos con predominio de finos y consistencia media-baja. ANCLAJES PÁG. o donde se requiera conseguir una gran capacidad de anclaje. o con inclinación por encima de la horizontal. 25 .…): ANCLAJES PÁG.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Generalmente para anclajes en suelos. o donde se produzca obturación durante la inyección. selectivas o no. En función del riesgo (social. o pérdidas importantes del volumen se recomiendan inyecciones repetitivas. económico. 1. Riesgo económico bajo - Obras en las que el fallo tendría fuertes repercusiones económicas pero no pondría en peligro la seguridad de personas o causaría alarma social - Obras en las que un fallo supondría serias consecuencias económicas y que conduciría a una alteración de la seguridad de las personas o causaría alarma social. También se emplearán elementos para transmitir la carga a la estructura como piezas en ángulo. - Se podrá efectuar el destesado y retesados posteriores. Aceros Se seguirán los siguientes puntos: - Cumplimiento de la normativa: EHE. 1.4.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Obras cuyo fallo tendría pocas consecuencias y no causar alarma social. - Se limitarán las desviaciones angulares del tirante respecto a la normal a la cabeza. 26 . y la correspondiente al límite de rotura del acero. ANCLAJES PÁG. Materiales 1.4. - Las tensiones de trabajo suelen ser del 60% del límite elástico en los permanentes y del 75% en los provisionales. así como incluir células de medida de tensión. PG-3 y Eurocódigo 2 - La cabeza del anclaje permitirá tesar el anclaje hasta la carga de prueba. 2. 1.2 - Cumplimiento de la Instrucción para la Recepción de Cementos.4. EHE y PG-3 - Aditivos: aumentar manejabilidad y compacidad. salvo casos especiales.4 (limita agua libre) Para formación del bulbo. - No se permiten aceros lisos en el bulbo de anclaje (solo barras corrugadas o cables).6 Para reinyecciones (IR y IRS). salvo casos especiales. - Se emplearán centradores que aseguren el recubrimiento mínimo y no alteren el flujo de inyección. 0.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - No se permiten empalmes de los tirantes en el bulbo de anclaje. reducir agua libre y retracción.4. Sistemas y materiales de protección contra la corrosión ANCLAJES PÁG. y acelerar frauguado. 1. Lechada de cemento - Dosificaciones: Para protección anticorrosión de armaduras a/c<0. 27 .3.9<a/c<1. 0.4<a/c<0. EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Los elementos de acero a tracción estarán protegidos contra la corrosión durante la vida útil. 28 . Sistemas de protección de anclajes provisionales: Sistemas de protección de anclajes permanentes: ANCLAJES PÁG. EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Las condiciones que deben cumplir son: - vainas o tubos de plástico: continuos. impermeables y resisitentes - manguito termo-retráctil: retracción suficiente para sellar - juntas tóricas: deberán sellar y ser estancas - juntas mecánicas: llevarán asociada un tipo de junta estanca - lechada cemento - productos viscosos (ceras. no ataque químicamente y proteja de la oxidación. ANCLAJES PÁG. grasas): no sufra retracciones ni fisuraciones. 29 . 10 (hipótesis fallo del 20% de los anclajes) Comprobaciones a realizar: Taludes en roca Se emplean diversos métodos para determinar el plano o planos potenciales de rotura más críticos. Diseño de los anclajes - Criterio de estabilidad a considerar o Estabilidad global de la zona en que se encuentra la estructura anclada (equilibrio global) o Comportamiento de cada elemento del anclaje y su interacción con el entorno (equilibrio local) 2. FS=1. se calcula la fuerza de anclaje (módulo y longitud) que eleva el FS hasta el requerido.1. FS=1.3 - Situación accidental. FS=1. después.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - caperuzas para anclajes permanentes: las metálicas protegidas externamente. Equilibrio global Situaciones a considerar deben cumplir: - Situación permanente.3-1.2-1. 30 .5 - Situación transitoria o corto plazo. ANCLAJES PÁG.05-1. las de plástico rellenas de producto viscoso - producto anticorrosivo en cabeza de anclajes provisionales 2. 31 . foliaciones. multiplicada por tanφ es una fuerza de fricción que opone la roca sobre el plano de deslizamiento. Se diferencian: - Planar: la fuerza del anclaje se divide en: o componente normal Fpcos(α-Δ). estratificación.…) y otras excavaciones. ANCLAJES PÁG. IJ es el 15% de la profundidad de excavación o de la altura del talud. o componente tangencial Fpsen(α-Δ) equivalente a una fuerza cohesiva de la roca. El anclaje pasivo en rocas con discontinuidades de poca dilatancia son menos efectivos que los activos. Longitud de anclaje libre: para que el bulbo se sitúe en la zona estable. según el Canadian Foundation Engineering Manual.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Los mecanismos de rotura relacionados con la estabilidad de taludes en macizos rocosos están controlados por las estructuras geológicas (diaclasas. ANCLAJES PÁG. El ángulo con la citada línea de intersección como semisuma de los ángulos de rozamiento de las dos caras (Hoek y Bray) se ajusta bastante bien. Puede minimizarse esta fuerza eligiendo la dirección adecuada. 32 . los planos y sus ángulos de rozamiento.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Cuñas: existe una metodología para calcular la fuerza de anclaje necesaria en función de la dirección del anclajes. La aproximación (cuando los ángulos de rozamiento de las dos caras son parecidos) es tomar el anclaje en el plano vertical que pasa por la línea de intersección. 33 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ANCLAJES PÁG. 34 . Se descompone en: - dSa: diferencial de la fuerza tangencial sobre la sup. para un FS determinado. intersección hasta superficie rotura + 0. - dNa: diferencial de la fuerza normal sobre la sup. la fuerza de anclaje necesaria.15 H. Se puede obtener. ANCLAJES PÁG. Taludes en suelos Las roturas de tipo circular se estudian aproximando el efecto de los anclajes a una presión activa del tirante sobre la superficie circular Pa.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Vuelco: se produce en buzamientos muy grandes en sentido contrario al frente del talud. de deslizamiento. Longitud de anclaje: long. de deslizamiento. Suelen lleva asociada otra familia perpendicular paralela a la base que provoca también deslizamientos. teniendo den cuenta el FS del método de cálculo sin refuerzo (Bishop por ejemplo). Se puede minimizar el anclaje usando la dirección adecuada. Se integra a lo largo de la superficie de rotura. la superficie exterior.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Muros anclados Un procedimiento de cálculo para la estabilidad de pantallas ancladas es el de Kranz. 35 . considerando el equilibrio de la cuña delimitada por el muro. ANCLAJES PÁG. la superficie profunda de deslizamiento y una pantalla ficticia vertical. Se traza desde el pie del muro si el apoyo es libre o por el punto al que corresponde el momento de empotramiento máximo para el muro empotrado en su base. entre otros): Se analiza la rotura a lo largo del plano de deslizamiento profundo. Posteriormente se ha mejorado y ampliado (Ranke y Ostermayer. si no es suficiente para asegurar la estabilidad de la pantalla. se aumenta la longitud libre. Otras situaciones a considerar ANCLAJES PÁG.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Del polígono de fuerzas se determina el valor máximo posible de la fuerza del tirante anclado A. 36 . 37 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Rotura de la masa de suelo o roca bajo la acción de los tirantes: a partir de una superficie de rotura cónica se determina el factor de seguridad al aplicar la tracción al tirante: o Análisis del cono de suelo o Análisis del cilindro de fricción o Métodos empíricos Para anclajes inyectados: el ángulo central del cono está en la mitad del bulbo cuando la carga se transfiere por adherencia (al final cuando es puntual). ANCLAJES PÁG. 5 a 2 m. - Efecto de inestabilidades locales: anclajes cercanos a superficie ANCLAJES PÁG. - Efecto fallo de un anclaje: a partir de ensayos puede obtenerse el aumento de carga de los próximos.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Efecto grupo anclajes por proximidad: Los estados tensionales se superponen y la carga de arrancamiento es menor que el anclaje aislado. 38 . Se recomienda separar bulbos 1. tipo de pantalla (continua. carga trabajo.…) o Distancia entre bulbos (tipo terreno. 39 . forma en planta del muro. Investigación en casos singulares o Rotura del anclaje o Comprobación periódica de anclajes permanentes ANCLAJES PÁG.…) o Método para el cálculo de la carga en el tirante (cohesiones bajas) o Tensión inicial de anclaje (compromiso deformaciones-tensiones) o Edificios cercanos o Influencia en futuras obras o Ensayos de adecuación y aceptación. inclinación de tirantes.… o Características terreno.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Puntos relevantes a tener en cuenta: (Oteo) o Geometría: número de niveles. en especial alrededor del bulbo: adherencia tirante-bulbo. bulbo-terreno (discontinuidades. pilotes). 2. Equilibrio local - Datos iniciales: valor y dirección de los esfuerzos por la estructura a anclar. Estabilidad del propio anclaje 2.1.2.1. que será la máxima de la obtenida del cálculo de estabilidad global y la de los estados límites de servicio.2.2. que eviten: o deformaciones excesivas o concentración de tensiones en la estructura a anclar o asentamientos inadmisibles del terreno apoyo o levantamiento de cuñas pasivas o descensos de las cabezas - La cabeza del anclaje permitirá tesar el anclaje hasta la carga de prueba. o del que no registre deformaciones apreciables). espesor>1cm. 40 . y la correspondiente al límite de rotura del acero.2. Mayoración cargas PNd = F1 ⋅ PN PN= carga nominal de anclaje.2..EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 2.2. PNd= carga nominal mayorada del anclaje ANCLAJES PÁG. Rotura en la cabeza o en la estructura a anclar - La placa de reparto tendrá una posición y dimensiones (ancho>2 veces diámetro o 20 cm. sin mayoral. sin mayorar (cargas nominales) 2. Comprobación del deslizamiento del tirante en la lechada.25 PNd / AT ≤ fyk / 1.10 En anclajes permanentes: PNd / AT ≤ fpk / 1.2. 2.30 PNd / AT ≤ fyk / 1.2. fpk = límite de rotura del acero del tirante.2 ANCLAJES PÁG.2. Comprobación tensión admisible del acero del tirante En anclajes provisionales: PNd / AT ≤ fpk / 1. pT) ≤ τlim / 1.3. dentro del bulbo PNd / (Lb .15 Donde: PNd = carga nominal mayorada de cada anclaje. AT = sección del tirante.2. fyk = límite elástico del acero del tirante.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 2.2. Los esfuerzos limitados provocan deformaciones dentro de la zona elástica lineal. 41 . pT = perímetro nominal del tirante = 2 π ⋅ AT AT = sección del tirante.9 (fck/22. 42 .2. Algunos autores (Brown) τ lim (enMPa) = 0. y que la distribución de tensiones tangenciales no es constante. cuando la longitud del bulbo sea mayor de 14 m. Minorar con coeficiente 0. La adherencia depende de las rugosidades de las barras o torones de acero. DN . Lb = longitud de cálculo del bulbo. 2.2. Lb) ≤ aadm Siendo: PNd = carga nominal mayorada de cada anclaje.96 ⋅ consideran y para para barras lisas estriadas f ck (enMPa) . DN = diámetro nominal del bulbo. ANCLAJES PÁG. τlim (enMPa) = 0.5)2/3 PNd = carga nominal mayorada de cada anclaje.. τlim = adherencia límite entre el tirante y la lechada expresada en MPa.4. fck = resistencia característica (rotura a compresión a 28 días) de la lechada expresada en MPa.17 ⋅ f ck (enMPa) .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Siendo: τlim = 6. Comprobación de la seguridad frente arrancamiento del bulbo PNd / (π . para tener en cuenta la rotura progresiva.70. La adherencia admisible se obtendrá. por orden de preferencia: 1. De correlaciones empíricas: (empírica) aadm = alim / F3 Donde: alim = adherencia límite obtenida aplicando métodos empíricos (según abacos) ANCLAJES PÁG. Ensayos de investigación y de adecuación (experimental) 2. F2c = 1. coeficiente de minoración de la fricción. coeficiente de minoración de la cohesión. aadm = adherencia admisible frente al deslizamiento o arrancamiento del terreno que rodea el bulbo. 43 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Lb = longitud de cálculo del bulbo. 3. σ´ = presión efectiva del terreno en el centro del bulbo más una tercera parte de la presión de inyección aplicada. De la expresión: a adm = c' tan ϕ' +σ'⋅ F2 c F2ϕ Donde: c´ = cohesión efectiva del terreno en el contacto terreno-bulbo. F2φ = 1. φ´ = ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno en el contacto terrenobulbo.35.60. que se distribuye uniformemente la tensión tangencial a lo largo del anclaje. para arenas y de Ludwig para arcillas: ANCLAJES PÁG. Distribución de tensiones en la zona del bulbo Se suele considerar. en suelos. 44 . A continuación se muestran los ejemplos según Ostermayer y Scheele.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO El diámetro se puede aumentar. aplicando una presión de inyección mayor y mediante un escariador empleado en diferentes posiciones del tubo (acampanado). Littlejohn y Bruce) ANCLAJES PÁG. la distribución es uniforme. 45 . En caso contrario es exponencial (decreciente con la profundidad).EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO En rocas. (Coates y Yu. se ha estudiado que para resistencias a compresión simple bajas (< 15 MPa) o con relaciones Ecemento/Eroca>10. 46 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Benmokrane muestra lo siguiente: ANCLAJES PÁG. 47 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO ANCLAJES PÁG. La distribución de tensiones tangenciales no es uniforme. Adhesión: corresponde con las fuerzas generadas por los enlaces químicos. con 3 módulos de elasticidad distintos y deslizamientos relativos. (Littlejohn y Bruce. Fricción: cuando la resistencia producida por estas superficies irregulares es excedida el resto de la resistencia tangencial es prácticamente friccionante. ya que la transferencia de carga del acero al suelo se realiza a través de la lechada. 48 . Alonso ha obtenido los siguientes resultados: ANCLAJES PÁG. Se produce una degradación del contacto bulbo-terreno con el desplazamiento relativo. Entrelazado mecánico: se desarrolla la resistencia tangencial como consecuencia de las irregularidades de la interfase lechada de cemento con la roca o suelo. Haas) Pérdida de adherencia progresiva a medida que se carga el anclaje.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Mecanismo de rotura. 49 . transporte y almacenamiento de tirantes Requisitos tirantes y resto de componentes: - limpios - sin corrosión - sin daños mecánicos - certificado calidad de los aceros ANCLAJES PÁG.1. 3.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Una solución son los anclajes de bulbo múltiple. (varias unidades de anclaje dentro de la perforación). Fabricación. Ejecución de los anclajes 3. con o sin entubación. 50 . que aseguran los recubrimientos necesarios. ANCLAJES PÁG.2. o Longitud perforación respecto teórico < 0. o Desviación < 2º o Reducción del diámetro bulbo < 2mm.20m. - Tolerancias: o Desplazamiento en planta del eje < 50mm. en función del tipo de anclajes y el número de cables/diámetro barra. Perforación de los taladros - Diámetros y profundidades: se establecen en tablas los diámetros mínimos.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 3. 51 .3.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Sistemas perforación: o Adecuado en función del tipo de terreno (rotación. Instalación de los tirantes - No deformar ni dañar tirantes ni complementos - Comprobar que la perforación no está obstruida - Instalación rápida ANCLAJES PÁG. percusión. detectar cambios material o Fluidos de perforación no nocivos o Se controlarán los desmoronamientos y las salidas de agua con arrastre de terreno o Control de estructuras y edificaciones cercanas (humectación y asientos) 3.…). entubación. 52 . Colocar dos.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Centradores: garantizarán recubrimiento. Inyección de los tirantes Objetivos: - constituir zona bulbo del anclaje - proteger tirante frente a la corrosión Inyección única global (IU): se realiza de fondo a boca de la perforación. excepto anclajes ascendentes.5 o superior Densidad lechada > 1500 kg/m³ Tesado cuando se obtengan resistencias de proyecto. Se emplea cemento de clase 42. ANCLAJES PÁG. normalmente 7 días sin acelerantes.4. al menos. en bulbo 3. 5 MPa - Inyección repetitiva y selectiva (IRS): o Tubos manguito. o >2 reinyecciones o Presión inyección >p. varias veces. límite terreno o > 1 MPa 3. límite terreno o > 0. se emplean placas en cuña ANCLAJES PÁG. 53 . También pueden hacerse otras pruebas - se rellena el taladro con lechada o mortero de cemento. Reinyecciones: - Inyección repetitiva (IR): o Latiguillos o circuito de válvulas antirretorno o 2 reinyecciones o Presión inyección >0.5. se transmiten esfuerzos de forma inadecuada. comprobando el estado del taladro.5*p. válvulas separadas menos de 1 m. Instalación de los elementos de la cabeza - contacto perfecto placa y estructura - evitar excentricidad de cabeza que provoca esfuerzos indeseables en tendones - si el eje del tendón no es perpendicular ala cabeza.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO Inyección previa: - cuando pérdidas de inyecciones son superiores a 3 veces el volumen teórico a baja presión se recomienda realizar una inyección previa - en el análisis de la perforación se tendrá en cuenta la magnitud de las pérdidas de fluido y sus causas. - Tensión de bloqueo: tensión real al final del tesado corresponde con la de tesado menos las pérdidas (sistema de anclaje al gato.6.…) ANCLAJES PÁG. Tesado del anclaje - Tesado de cada anclaje preferiblemente en una sola operación - Puesta en carga de forma alterna. evitando concentrar las cargas en la estructura anclada o fracciones de la carga máxima a alcanzar - Control de movimientos horizontales en edificios cercanos - Tensión de prueba: se mantiene cierto tiempo para minimizar las pérdidas por relajación del acero y por deformaciones del terreno.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - sellado de la placa con el final de la vaina ha de ser perfecto - proporción entre el diámetro de la cabeza de cuñas y el taladro de la placa de apoyo para evitar punzonamiento - corregir el efecto de la componente vertical del esfuerzo que no se compensa por rozamiento - evitar que las cuñas se introduzcan en los orificios de la cabeza - correspondencia orificios de la placa y número de tendones 3. penetración cuñas. 54 . Acabados Una vez transcurridas 48 horas y comprobadas las cargas residuales: - corte de longitudes sobrantes de los tirantes con disco (rabos).EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 3. Pruebas y ensayos. para anclaje no retesable o 60 cm. 4. Ensayos de investigación ANCLAJES PÁG. para anclaje retesable - la inyección del producto que protege la zona libre (inyección secudaria) - colocación protecciones en cabeza 4. 55 . dejando: o 5 cm.1.7. idoneidad o control - Se realizan una vez interpretados los de investigación - Sobre anclajes ejecutados en las mismas condiciones que en obra.2. - Al menos 3 ensayos o el 3% del total (el mayor) - Confirman si alargamientos y pérdidas de carga son correctos para las cargas de prueba de los futuros ensayos de aceptación o recepción - Puede conocerse: o Capacidad del tirante frente a la tracción o carga de prueba o Curva deformación del anclaje bajo diferentes cargas hasta la de prueba ANCLAJES PÁG. 56 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Previos a la ejecución de los anclajes - Recomendado en terrenos no ensayados o sometidos a cargas más elevadas que las habitualmente usadas o donde haya muchos anclajes - Se llevan a rotura por arrancamiento o la definida en el ensayo (la menor del 85% de la carga rotura del tirante o 95% del límite elástico) - Puede conocerse: o Resistencia del bulbo en la interfaz lechada-cemento o Carga de deslizamiento del anclaje o Curva deformación del anclaje bajo diferentes cargas hasta rotura o Pérdidas de tensión del anclaje bajo carga de servicio o Longitud libre aparente 4. Ensayos de adecuación. 4.3. Ensayos de aceptación o recepción - Se realiza en cada anclaje - Permite asegurar que la carga de bloqueo (real) es similar a la prevista (proyecto) que es soportada y que las pérdidas son admisibles - Puede conocerse: o Capacidad del tirante frente a la tracción o carga de prueba o Pérdida de tensión bajo carga en servicio o Longitud libre equivalente 4. 57 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO o Pérdidas de tensión del anclaje hasta la carga de prueba o Longitud libre aparente 4. Métodos de ensayo - Método de los ciclos incrementales de carga con control del desplazamiento en cabeza por fluencia (NLT-257) - Método de las fases incrementales de carga con control del desplazamiento de la cabeza por fluencia (NLT-258) Se separa la deformación elástica de la plástica: ANCLAJES PÁG. Si no cumple pueden realizarse ciclos de carga de servicio hasta que cumpla. ANCLAJES PÁG. 58 .EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Capacidad: o Externa: la del deslizamiento continuo del bulbo o Interna: la del límite de rotura del tirante (conviene que sea mayor que la externa) o Cabeza: será superior a todas - Longitud libre equivalente: el desplazamiento del gato con el tirante en un ensayo de aceptación debe estar entre los límites correspondientes al alargamiento elástico de dos longitudes (por encima y por debajo de la longitud libre). Controles durante la vida útil ANCLAJES PÁG. caudales. presiones. Control de los materiales 5.2. 59 .3. Control del diseño - Esfuerzos y retracciones transmitidos por los tirantes al conjunto estructural - Forma de aplicar las tracciones al tirante durante la vida útil - Reparto de los esfuerzos del dispositivo de anclaje sobre la estructura anclada durante la puesta en carga y a lo largo de la vida útil - Unión entre el tirante y la estructura - Consecuencias de la rotura de un tirante 5.4.…). Los controles de la lechada deben realizarse sobre muestras extraídas de los conductos de retorno. 5. Control de cargas - Probar todos los anclajes puestos en obra (ensayo aceptación) 5.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO 5. Control de la ejecución - Parámetros de perforación - Parámetros de inyección (dosificaciones.5. Control a realizar 5.1. Anclajes. Anclajes - Jornadas técnicas SEMSIG-AETESS. ATEP. 6. del PG-3 - Norma UNE EN 1537: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales. siempre que se haya previsto su colocación. 5ª Sesión: Anclajes - Manual de anclajes en ingeniería civil (R. Torroja) ANCLAJES PÁG. 60 . construcción y control de anclajes al terreno HP 8-96 (CICCP.EXCAVACIONES Y MEJORA DEL TERRENO - Control de las condiciones de conservación mediante inspecciones visuales de las partes accesibles y análisis químicos de la grasa de protección de la cabeza - Control de cargas residuales mediante células de carga. Bibliografía - Guía para el diseño y ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera (Ministerio de Fomento) - Artículo 675. Ucar Navarro) - Recomendaciones para el proyecto.