ESTRUCTURAS FLEXIBLES: Características generales de ejecución.



Anteriormente ya se han citado diversos tipos de estas estructuras de contención: tablestacados, pantallas de pilotes tangentes, etc. En España, las más utilizadas son las hormigonadas in situ, excavadas generalmente con ayuda de lodos bentoniticos.

La tecnología de construcción de este tipo de pantallas continuas de hormigón se ha desarrollado extraordinariamente, ejecutándose, en la actualidad, por un gran número de empresas, según diversos sistemas —más o menos patentados— de cucharas, guiaderas, etc.

El proyecto de este tipo de estructuras debe incluir desde su forma geométrica (espesor, longitud, disposición de armaduras, etc.) y. características mecánicas (tipo de hormigón y armaduras), hasta su proceso constructivo. En estas fases —sobre todo en la última— suele intervenir de forma muy directa el contratista, por lo que es habitual que las disposiciones respecto a la ejecución no aparezcan en proyecto, dejándose a la experiencia del constructor. 

Las pantallas in siu se construyen perforando en el terreno zanjas profundas y alargadas, que se mantienen abiertas bien por su propia resistencia o con ayuda de todos bentoníticos con que se llenan. Las zanjas se ejecutan por bataches que se van hormigonando (previa colocación de la armadura) hasta conseguir una pantalla «continua» en que Las juntas entre paneles introducen una discontinuidad de segundo orden.
Para su ejecución (fig. 7.21) se construyen, inicialmente, unos muretes —guía de hormigón armado, con separación igual al espesor de las pantallas más 5 cm, a efectos tanto de guiar la máquina de excavación, como para colaborar en la estabilidad general del terreno más superficial. Suelen tener una anchura mínima de 20 cm y una altura mayor de 70 cm. 

 Fig. 7,21.—Panel de pantalla.

A continuación se procede a perforar la pantalla, previo desvío de las conducciones áereas, que afectan al área de trabajo, y eliminación de los elementos enterrados próximos (conducciones, restos de cimentaciones, etc.), a efectos de evitar problemas de estabilidad en el terreno más superficial.
La perforación de cada panel —de unos 2,5 a 6 m de longitud y 0,45 a 1,20 m de anchura— se debe realizar con medios mecánico-hidráulicos apropiados según un orden previamente adoptado (fig. 7.22). En el caso de que la naturaleza del terreno lo requiera, a medida que se extrae el suelo del interior de la zanja, se deben aportar lodos tixotrópicos que deben permanecer, durante toda la excavación, por encima de la cota inferior del murete-guía. La excavación debe alcanzar unos 20 cm más que la longitud prevista para la armadura, para evitar que ésta se apoye en las esquinas de la zanja, en la que la limpieza de sedimentos no puede ser perfecta. Se llega a alcanzar profundidades de unos 35 m con maquinaria prácticamente convencional.

Después de la perforación conviene colocar en los extremos laterales de la zanja los elementos verticales que van a moldear las juntas, a efectos de guiar la excavación de los paneles siguientes y den continuidad a la pantalla.

La jaula de armaduras prevista en proyecto se introduce de una vez o dividida en tramos, que se soldaran al ir introduciéndoles en la zanja. El recubrimiento mínimo será de 5-7 cm y la separación entre barras mayor de 10 cm (fig. 7.23). Las cuantías deben ajustarse al cálculo, comprobándose que alcancen valores razonables (40-70 kg/m2). No es recomendable emplear barras de cortante.

A continuación se procede al hormigonado del panel por el sistema «tremie» o «contractor)>. Para ello se emplea una tubería que se introduce centrada a través del lodo hasta el fondo de la excavación. El hormigonado se hace continuo para que el hormigón vaya arrastrando el lodo bentonítico y éste no quede en la zanja ni en el fondo ni en juntas horizontales. El tubo debe estar siempre metido en la masa de hormigón de 3 a 5 m, según se hormigone en seco o bajo lodo (fig. 7.22). Los lodos se evacuan durante este proceso, que se continúa hasta que el hormigón rebase en unos 30 cm la cota teórica superior de la pantalla. Este hormigón superior —el primero que se vertió y, por lo tanto, contaminado— debe ser eliminado, puesto que en coronación se construye, normalmente, una viga de atado de paneles. Las armaduras de esta viga se deben enlazar con las de la pantalla.. 

Fig. 7.22 Excavacion de paneles Alternos.

Fig. 7.23 Jaula de armaduras.

 
Por último, se extraen Los elementos dejados para moldear las juntas, después que el hormigón haya alcanzado la resistencia suficiente para mantener su forma.

Los paneles se van construyendo alternadamente, como muestra la fig. 7.22.

El lodo tixotrópico a emplear deberá cumplir los siguientes requisitos: a) pH entre 8,5 y ¡ 1. b) Peso especifico adecuado para soportar la zanja (normalmente entre 1,05 y 1 ,2). c) Viscosidad, medida en el cono de Marsh, entre 32 y 35 segundos, salvo durante el hormigonado en que puede variar entre estos valores y 45 segundos.

La consistencia del hormigón de la pantalla será tal que su asiento en el cono de Abrams será de 14 a 18 cm. Su dosificación en cemento no será inferior a 350 kg/m3 y el tamaño máximo del árido será de 30 mm si es rodado y 20 mm si es de machaqueo. Para los muretes guías pueden utilizarse hormigones de más baja dosificación (250 kg/m3) y áridos mayores (de hasta 50 mm).

Si la zanja es muy profunda, la jaula de armaduras puede descomponerse en dos o más tramos, los cuales van soldándose a medida que se introducen en la perforación.

Las tolerancias de ejecución, según el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales del MOPU, serán:

— Desvio en planta o separación de muretes-guia: <= 5 cm.
— Anchura de herramienta de perforación: <= 2 cm sobre la teórica.
— Longitud del panel: <= 5 cm.
— Profundidad de armadura del panel: <= 5 cm.

— Verticalidad: desviación inferior al l,5%.
— Sobreespesores: inferiores a 10 cm.

En cuanto a las pantallas de tablestacas se consigue su construcción hincando sucesivamente elementos prefabricados de poca anchura (20 a 30 cm), de sección transversal constante, cuyos extremos tienen formas especiales para que cada elemento pueda quedar unido al siguiente y sirva de guía durante su hin- ca. Su acoplamiento es posible mediante el deslizamiento de un elemento con relación al contiguo, a lo largo de las juntas que constituyen sus extremos (fig. 7.24). Estos elementos pueden ser en Z, S, 1, U, etc. 

 
Fig, 7.24.—Perfiles de tablestacas.

La hinca de estos elementos —o tablestacas— es generalmente vertical, mediante mazas o vibradores, permitiéndose, en ocasiones, pequeñas inclinaciones. Las pantallas que se consigue crear después de la hinca pueden constituir recintos de elevada impermeabilidad, gracias a que el paso del agua es difícil a través de las juntas. Pueden realizarse pantallas continuas de desarrollo lineal, elementos rectangulares o circulares en planta, etc., utilizándose elementos de madera, hormigón armado o acero. Sin embargo, las tablestacas metálicas son las que han alcanzado mayor difusión.

En España su uso está muy poco difundido, debido principalmente al costo que supone su importación. Sin embargo, su utilización está muy extendida por toda Europa, tanto en obras de ingeniería civil como en edificación, para entibaciones provisionales de pozos, excavación de sótanos, construcción de muelles, 

Duques de Alba, esclusas de navegación, protección de elementos erosionables en ríos, etc. Las tablestacas metálicas son susceptibles de oxidación, lo cuál tiene gran trascendencia en obras definitivas o de larga duración, por el debilitamiento de su momento resistente que puede suponer dicho fenómeno, el cual se acentúa en zonas marítimas. Para evitar los efectos de esta corrosión se puede acudir a varios métodos: 

Elección de perfiles de mayor resistencia mecánica, utilización de acero especial resistente a la corrosión, protección catódica, empleo de pinturas, revestimiento con hormigón de las zonas más afectadas, etcétera.
Además de este fenómeno, el acero de las tablestacas ha de ser capaz de resistir adecuadamente los esfuerzos dinámicos que se producen durante su hinca y los estáticos que se inducirán durante el servicio de la obra. A tal efecto, suelen utilizarse aceros que tengan contenidos de carbono entre el 0,10 y 0,24%, con límites elásticos no muy elevados y que tengan ductilidad y una reserva de plasticidad adecuadas,
Anteriormente se ha indicado que se hincan por golpeo y vibración, tendiéndose hoy dia hacia esta última variedad de hinca, puesto que el mismo vibrador puede utilizarse, posteriormente, para extraer y recuperar la tablestaca. A veces, estos procedimientos se ayudan con lanza de agua al pie de la tablestaca que se hinca, para disgregar el suelo y facilitar la penetración. En suelos blandos también pueden hincarse a presión con gatos hidráulicos.


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