CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN PILAS DE PUENTE A MEDIA LADERA.

Para construir cimentaciones superficiales de pilas de puente a media ladera, es preciso que el Proyecto incluya los planos de detalle correspondientes junto con las mediciones que sirvan para confeccionar el presupuesto de las partidas que se van a necesitar.

En la figura 6.1 se incluye un esquema de una situación típica donde se indican algunas disposiciones constructivas recomendables.

Las excavaciones en materiales sueltos (tierra vegetal, coluviones y zonas de gran alteración de la roca de apoyo) deben ejecutarse con taludes suaves. La caja de cimentación en la roca de apoyo (o suelo firme, en su caso) debe ser, sin embargo, lo más vertical posible. El hormigonado de la zapata debe hacerse contra los taludes de esta excavación.


ESQUEMA DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL DE UNA PILA DE PUENTE A MEDIA LADERA
FIGURA 6.1. ESQUEMA DE CIMENTACIÓN SUPERFICIAL DE UNA PILA DE PUENTE
A MEDIA LADERA

Los cimientos deben proyectarse de manera que apoyen en un terreno de cierta calidad, la cual habrá que contrastar durante la ejecución. Debe disponerse un resguardo suficiente entre el borde externo del cimiento y el talud de la ladera. Se recomienda que el resguardo sea al menos igual al ancho total del cimiento (R ≥ B). La parte de ese resguardo que corresponda a roca (o suelo firme) de calidad similar a la de la base de apoyo será, en todo caso, mayor que 2 m. Es conveniente que, tras la construcción, el cimiento quede cubierto con tierras.

1. Excavaciones
Las excavaciones en suelos (o materiales ripables) deben hacerse con taludes suaves. El Proyecto debe incluir un estudio de su estabilidad. A título orientativo, se recomienda no sobrepasar los valores de la tabla 6.1 cuando las condiciones hidrogeológicas son favorables.

TALUDES RECOMENDABLES PARA LAS EXCAVACIONES DE LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES EN PILAS DE PUENTE A MEDIA LADERA
TALUDES RECOMENDABLES PARA LAS EXCAVACIONES DE LAS CIMENTACIONES SUPERFICIALES
EN PILAS DE PUENTE A MEDIA LADERA

Cuando las condiciones hidrogeológicas son desfavorables, o cuando se quieran utilizar taludes más pronunciados que los mencionados, se debe proceder a proyectar las medidas de contención correspondientes, salvo que se justifique fehacientemente que las excavaciones, tanto de los accesos como de los taludes de la caja de cimentación, son estables de otra manera.

Las excavaciones en roca para crear la caja de cimentación deben realizarse preferentemente sin explosivos, al objeto de no dañar la roca de apoyo. Si se utilizaran explosivos, se prescribirán técnicas de precorte que eviten lo máximo posible el daño a la roca que no se excava.

Las excavaciones locales en roca necesarias para encajar la zapata de cimentación deben realizarse con taludes lo más verticales posibles. A modo orientativo se mencionan los siguientes: En roca: 2V:1H. Por encima del empotramiento de la zapata. 5V:1H o vertical. En la zona de empotramiento de la zapata.

Si estos taludes no resultaran estables según las estimaciones del Proyecto, se tomarán las medidas de contención necesarias por ejemplo mediante gunita y bulones, o incluso mediante la construcción de muros anclados, si fuera necesario.

En rocas rápidamente meteorizables (margas, por ejemplo) se limitará el tiempo que transcurre entre la excavación y el hormigonado, en función de la rapidez del fenómeno que se observe en las primeras excavaciones y, en todo caso, se evitará la presencia de agua encharcada.

Los productos de excavación deben transportarse a los vertederos autorizados. No es conveniente cargar las laderas con los productos sobrantes de dicha excavaciones, pues dañan al entor- no y reducen la estabilidad natural de las mismas.

2. Aceptación del cimiento
Antes de proceder al hormigonado, el cimiento ha de ser aceptado, así lo debe exigir el correspondiente Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares. Para ello, debe inspeccionarse la excavación, realizar las oportunas tareas de cartografía del fondo e incluso realizar los ensayos de aceptación a que hubiera lugar. Se recomienda que en los cimientos de gran extensión (mayores que 5 m en alguna de sus dimensiones) se realicen, como ensayos de confirmación, reconocimientos geofísicos mediante sísmica de refracción, que son rápidos y sencillos, para dejar constancia de la rigidez del apoyo.

En todo el apoyo de la zapata, la calidad de la roca debe ser homogénea; esto puede obligar a utilizar una cota de apoyo más baja en la zona exterior (más próxima al borde de la ladera) que en la zona interior. Para anchos de zapata inferiores a 3 m no es recomendable, en principio, escalonar la cimentación.

En caso de existir discontinuidades que puedan debilitar localmente el cimiento (fallas, por ejemplo) deberán realizarse los saneos oportunos, sustituyendo el terreno flojo por hormigón. En general, esa sustitución debe alcanzar hasta profundidades del orden del doble de la anchura má- xima de la zona débil.

En cualquier caso, se recomienda que el empotramiento de la zapata en la roca de cimentación sea, al menos, 1/5 de la dimensión menor de ésta y siempre superior a 0,50 m.

3. Zapata de cimentación
Las dimensiones de la zapata de cimentación se decidirán en función de los resultados de los cálculos de la seguridad que deben realizarse. Para las cimentaciones a media ladera siempre es conveniente realizar un cálculo explícito de la seguridad.

En general, los estudios que deben realizarse, los métodos que deben emplearse y los coeficientes de seguridad que deben obtenerse son los que aparecen en la tabla 6.2.

COEFICIENTES DE SEGURIDAD MÍNIMOS PARA PILAS DE PUENTE A MEDIA LADERA (CIMENTACIÓN MEDIANTE ZAPATAS)
COEFICIENTES DE SEGURIDAD MÍNIMOS PARA PILAS DE PUENTE A MEDIA LADERA
(CIMENTACIÓN MEDIANTE ZAPATAS)

Debe llamarse la atención sobre la estrecha conexión que existe entre los estados límite últimos de estabilidad global y de hundimiento. Ambos mecanismos de rotura son similares, aunque en el análisis de estabilidad global se analizan líneas de rotura con rango de variación más amplio que el mecanismo más concreto del hundimiento.

A pesar de que ambos modos de fallo son similares, los coeficientes de seguridad exigibles son muy diferentes, ya que los métodos de cálculo correspondientes obedecen a definiciones de la seguridad diferentes. En el primer caso el coeficiente de seguridad se define como cociente entre resistencias (existente y necesaria) y en el segundo se define como cociente entre cargas (la que produce la rotura dividida entre la carga actuante).

Ambos procedimientos conducen, en general, a condiciones de proyecto semejantes y podría pensarse en omitir alguno de los dos en las comprobaciones a realizar. Siempre conviene efectuar todas las comprobaciones que se indican en aras de obtener las mayores garantías de seguridad.

Debe llamarse la atención acerca de la gran influencia que tiene el resguardo, R, en la estabilidad de las cimentaciones a media ladera. A medida que la distancia horizontal entre el borde externo de la zapata y la ladera aumenta, la capacidad portante se amplía notablemente; puede duplicarse con sólo aumentar el recubrimiento unos pocos metros.

Esta circunstancia debe ser aprovechada por el proyectista para dimensionar la solución más adecuada. También debe servir esta llamada de atención para evitar situaciones peligrosas en las que el recubrimiento sea escaso y, como consecuencia, la cimentación sea inestable.

A efectos de comprobar los estados límite últimos correspondientes al deslizamiento, hundimiento y vuelco de la cimentación, se debe añadir, a la carga horizontal que transmite la estructura, una carga adicional que tenga en cuenta el posible empuje sobre el alzado de la zapata (y eventualmente sobre su cara superior y sobre la pila) en la zona interna de la ladera. A falta de una estimación mejor, se puede tomar como valor el dado por la siguiente expresión:

Alternativamente, se puede disponer un sistema de soporte independiente que evite este empuje.

Si la roca de excavación es suficientemente sana, este empuje puede ser mucho más bajo y conviene analizarlo con mayor precisión.

0 comentarios:

Publicar un comentario