II Pantallas (Tipología y Empujes)

MÀSTER: ENGINYERIA ESTRUCTURAL A

L’ARQUITECTURA

MECÀNICA DEL SÒL I FONAMENTS

Pantalles (I).

Antonio Lloret Jean Vaunat

Iván Puig Damians Departament d’Enginyeria del

Terreny, Cartogràfica i Geofísica. UPC

PROGRAMA

1 Tipología de medios de contención flexible

1.1 Pantallas continuas: Proceso constructivo

1.2 Pantallas de pilotes 1.3 Tablestacas 1.4 Muros anclados construidos por damas 1.5 Entibaciones 1.6 Pantallas arriostradas

2 Cálculo de empujes

2.1 Pantallas en voladizo 2.2 Pantallas con una fila de arriostramiento 2.3 Empujes en entibaciones

3 Otros aspectos relacionados con la seguridad

3.1 Levantamiento del fondo 3.2 Dimensionamiento de anclajes 3.3 Drenaje de excavaciones 3.4 Sifonamiento

4 Cálculo de pantallas con ordenador

4.1 Métodos basados en el modelo de Winkler 4.2 Evaluación de desplazamientos 4.3 Métodos de elementos y diferencias finitas 4.4 Comparación entre métodos. Ejemplos

Anexo: CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO QUE AFECTAN A LOS ANCLAJES. (Eduardo Alonso).

1

1.- ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN FLEXIBLE • Pantallas continuas (en voladizo o con pocos anclajes)

• Entibaciones y pantallas ancladas

2

1.1.- PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO

Prefabricadas Hormigonadas “in situ”

Longitud panel: 2.5 a 4.5 m Espesor pantalla: 0.4 a 1.5 m

3

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO Con cuchara bivalva clásica.

4

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO

5

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO

6

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO

7

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO

8

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO

9

PANTALLAS CONTÍNUAS: ROCESO CONSTRUCTIVO

10

PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO Con hidro-fresa. http://www.bauer-ag.com/en/maschinenbau/produkte/schlitzwaendgeraete/schlitzwandfraesen/pdf/uebersicht.pdf

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PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO Con hidro-fresa.

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PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO Con hidro-fresa.

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PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO Con hidro-fresa: Control de verticalidad

Excavación en roca:

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PANTALLAS CONTÍNUAS: PROCESO CONSTRUCTIVO Con hidro-fresa.

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1.2 PANTALLAS DE PILOTES

PANTALLAS DE MICROPILOTES

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1.3 TABLESTACAS

17

Muros anclados; construcción por damas

18

Muros anclados; construcción por damas

19

Muros anclados; construcción por damas

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ENTIBACIONES

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PANTALLAS ARRIOSTRADAS

Anclajes

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FASE DE EXCAVACIÓN

23 Excavación bajo losa superior

24

Excavación con bermas y arriostramiento desde los forjados del centro

25

Sistema descendente ascendente

26

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Arriostramiento lateral

PANTALLAS: FASE DE EXCAVACIÓN

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PANTALLAS EN VOLADIZO: CÁLCULOS

Activo Pasivo

29

PANTALLAS EN VOLADIZO: CÁLCULOS

Equilibrio de momentos: Incógnita “t” Equilibrio de fuerzas horizontales: Incógnita “R”

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PREDIMENSIONAMIENTO

Alternativamente se puede reducir el empuje pasivo a 2/3 del calculado según Rankine. (γE< 0.6 en CTE).

h

d

Fd = d / d ESTRICTO Fd mínimo 1.2 a 1.3

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PREDIMENSIONAMIENTO :EFECTO DEL AGUA

32

PREDIMENSIONAMIENTO : Suelo cohesivo

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PANTALLAS CON UNA FILA DE APOYOS

a) Empotramiento pequeño (base libre) Incógnitas: t, F: Equilibrio horizontal Momento respecto punto inferior

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PANTALLAS CON UNA FILA DE APOYOS

b) Empotramiento grande (base fija) Incógnitas T, R y t

Momento nulo Empuje nulo

T

t

R

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Se impone que el punto de empuje nulo y el de momento nulo coincidan

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El momento máximo puede ser menor por efecto arco debido a la flexibilidad de la pantalla. Según Rowe:

Mmax = rM ·Mmax calculado

Ep Ip: rigidez a flexión de la pantalla H: altura de la excavación

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PANTALLAS CON VARIAS FILAS DE APOYOS

Si se hace coincidir el punto de empuje nulo con el de momento nulo, la viga superior resulta hiperestática. El problema es complejo ya que los empujes dependen de las fases de ejecución de la excavación. Se puede resolver con programas de cálculo o bien utilizando los resultados para entibaciones.

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EMPUJES DEL TERRENO SOBRE ENTIBACIONES

según Jiménez Salas et al.

39 EMPUJES EN ENTIBACIONES RECOMENDADOS POR ROM 0.5-94

40 EMPUJES EN ENTIBACIONES RECOMENDADOS POR CTE (2006)

41

CALCULO DE EMPUJE SOBRE CODALES

SEGURIDAD FRENTE A LEVANTAMIENTO DEL FONDO

F (γM en CTE) mayor de 2 en zonas sin edificios, etc. 2.5 en caso contrario