ANCLAJES PASIVOS Y ACTIVOS

Anclaje: Elemento capaz de transmitir esfuerzos de traccin desde la superficie del terreno hasta una zona interior del mismo. Consta bsicamente de cabeza, zona libre y bulbo o zona de anclaje .

PARTES DE UN ANCLAJE

GENERALES LONGITUD LIBREBULBOCABLESZAPATA DE REACCIN ESTRUCTURALESTornSeparadorTubera de InyeccinManguera de proteccinSello o Manguito

La definicin oficialinternacional es lapropuesta por Littlejohn(1990): es 1990): Un anclaje es una instalacin que es capaz de transmitir una carga de tensin a un manto de soporte aprofundidad.En las estructurasancladas una pantalla omuro superficial se anclaa un suelo o roca duraprofunda.La fuerza de tensin en el cable se convierte en fuerza de compresin dentro de la masa de sueloincrementando la resistencia al cortante.La fachada, pantalla o zapata exterior aplica la cargasobre el suelo y el ancla la transmite al bulbo.CLASIFICACIN Y RECOMENDACIONES DE USO

Los anclajes se clasifican, segn el nivel de carga inicial que se les aplica, en activos y pasivos.A los primeros se les somete a una carga de tesado, despus de su ejecucin, generalmentedel mismo orden de magnitud que la mxima prevista en proyecto, y nunca inferior al 50% de estaltima, mientras que a los segundos se les deja con una carga inicial baja, aunque nunca inferior al10 % de la mxima de proyecto, que adquieren normalmente por los movimientos de la estructura.Esta Gua se refiere principalmente a los anclajes activos.Tambin, en funcin de los elementos constituyentes de los tirantes, se clasifican en anclajesde cables o anclajes de barra.Otra clasificacin que debe hacerse es atendiendo a su vida til, as, se denomina anclaje permanente al proyectado para una vida superior a los dos aos, y anclaje provisional al que debe actuar durante un periodo inferior a esos dos aos, o menor en el caso de ambientes y/o terrenos especialmente agresivos.En cuanto a la facultad de efectuar operaciones que varen la carga sobre los anclajes durantesu vida til, se clasifican en retesables y no retesables.Finalmente tambin se clasifican, segn se efecte o no la reinyeccin del bulbo, como: deinyeccin nica global (IU), de inyeccin repetitiva (IR) o de inyeccin repetitiva y selectiva (IRS).

Adherencia lmite del bulbo del anclaje: Tambin llamada de arrancamiento, es la capacidad mxima unitaria del terreno que rodea el bulbo frente al deslizamiento de ste. Su integracin es la capacidad externa del anclaje.

Anclaje activo: Un anclaje sometido a una carga de tesado, despus de su ejecucin, no inferior al 50% de la mxima prevista en proyecto.

Anclaje pasivo: Un anclaje sometido a una carga inicial baja, normalmente comprendida entre el 10 y el 25% de la mxima prevista en proyecto para el mismo.

Anclaje permanente: Anclaje cuya vida til se considera superior a dos aos.

Anclaje provisional o temporal: Anclaje cuya vida til no es superior a dos aos. En caso de ambientes y/o terrenos especialmente agresivos , terrenos contaminados con queroseno o pesticidas, etc.)

Anclaje retesable: Un anclaje que permite operaciones que varen su carga durante su vida til.

Anclaje no retesable: Un anclaje que no permite operaciones que varen su carga.

Las reinyecciones, o inyecciones repetitivas en varias fases tienen por objeto aumentar la capacidad del anclaje en la zona de bulbo. Los parmetros de presin y caudal deben definirseen el Proyecto. Los anclajes del tipo IU suelen ser los ms adecuados en rocas, terrenos cohesivos muy durosy suelos granulares. Los anclajes del tipo IR se emplean generalmente en rocas fisuradas blandas y en aluvialesgranulares gruesos e incluso finos. Los del tipo IRS se recomiendan en suelos con predominio de finos y de consistencia media-baja. Los anclajes de cable son preferibles frente a los de barra en terrenos que puedan sufrir movimientos,para evitar una rigidez excesiva en la cabeza que pueda llegar a su rotura, y cuandohay que absorber acciones que requieran gran capacidad. En los anclajes por encima de la horizontal, en que pueden existir problemas de estabilidaddel taladro, o de obturacin durante la inyeccin, es conveniente inyectar a presin en variasfases (tipos IR o IRS).

Partes Estruccturales de un anclaje

TORON

SEPARADOR

TUBERIA DE INYECCION

MANGUERA DE PROTECCION

ELEMENTO PARA SELLO IMPERMEABLE

MANGUITOS

ABRAZADERA

PROCESO CONSTRUCTIVO

1. Perforacin

FILO EN CRUZCORONA DE PERFORACION ESPIGACORONA DE PERFORACION SINFINCINCEL DE RODILLOSCORONA DE PERFORACION EXCENTRICA

2. Armado de torones con separadores, manguera de inyeccin y manguitos

3. Colocacin de los torones

4. Inyeccin y Fraguado

5. Colocacin de platinas, tensionamiento

EQUIPO DE TENSIONAMIENTO

La calidad de los aceros de los tirantes de los anclajesTABLA 2.1. PRINCIPALES CARACTERSTICAS MECNICAS DE LOS ACEROS (MPa)

TIPO DE TIRANTE LIMITE ELSTICO CARGA UNITARIA DE ROTURA (MPa) (MPa)Barra tipo DW (Diwidag) o similar 850 1.050Barra tipo Gewi o similar 500 550Cables 1.710 1.910Normalmente las tensiones de trabajo de estos aceros son del 60 % de su lmite elstico en losanclajes permanentes y del 75 % en los anclajes provisionales.No se permitirn empalmes de los tirantes en la zona de bulbo del anclaje, salvo justificacinespecfica en los tirantes de barra y con un dimetro de perforacin adecuado. Dichos empalmesno interferirn ni en el libre alargamiento ni en la proteccin anticorrosin.

Se colocarn los centradores necesarios que garanticen la correcta colocacin del tirante, delos elementos de proteccin contra la corrosin y del resto de los elementos en la perforacin; stos no deben impedir el flujo correcto de la inyeccin. El recubrimiento mnimo entre el elementometlico y el terreno ser de 10 mm. Asimismo, se dispondrn los separadores precisos para asegurar el funcionamiento de los elementos del tirante.

Las lechadas de cemento utilizadas en la proteccin anticorrosin en contacto con las armaduras,debern tener una dosificacin agua/cemento (a/c) no superior a 0,4 para limitar el agualibre. Las lechadas empleadas en la formacin del bulbo, dependiendo de las caractersticas del terreno, se dosificarn con una relacin agua/cemento (a/c) comprendida entre 0,4 y 0,6, salvo indicacin contraria del Director de las Obras.

SISTEMAS Y MATERIALES DE PROTECCIN CONTRA LA CORROSIN

Todos los elementos de acero sometidos a traccin estarn protegidos contra la corrosin durantetoda su vida til. Este periodo determina la clase de proteccin: Menos de dos aos, o un periodo inferior en el caso de ambientes y/o terrenos especialmenteagresivos: anclajes provisionales. Ms de dos aos: anclajes permanentes.

Elementos de proteccin

Las vainas y tubos de plstico si fueran de polipropileno o de polietileno de alta densidaddebern ser continuas, impermeables, no frgiles y resistentes a los rayos ultravioletas, durante sualmacenamiento, transporte y puesta en obra. Sus uniones debern ser estancas al agua, y el sellado ser por contacto directo o mediante juntas de sellado.Si se utiliza PVC poli (cloruro de vinilo) ser resistente al envejecimiento y no producir clorolibre.El espesor mnimo de una vaina externa corrugada, que contenga una o varias armaduras, serde 1 mm para un dimetro interior menor de 8 cm, de 1,5 mm para dimetro interior comprendido entre 8 y 12 cm, y de 2 mm para dimetros interiores superiores a 12 cm. En tubos lisos el espesorser 1 mm mayor que los anteriores, o ir reforzado en proporcin equivalente.En los tubos internos corrugados el espesor mnimo ser de 0,8 mm, y si el tubo interno esliso, dicho espesor mnimo ser de 1 mm.

DISEO DE LOS ANCLAJES

El diseo de un anclaje requiere conocer en primer lugar el valor y direccin de los esfuerzosejercidos por la estructura a anclar, denominadas cargas nominales (consideradas sin mayorar),para poder en segundo lugar dimensionar las diferentes partes del anclaje (tirante, longitud libre y longitud de bulbo).

QUE SE ESTABLECE AL DISEAR UN DISEO?Bsicamente los elementos que definen un anclaje son los siguientes: Longitud total Longitud de bulbo Separacin vertical y horizontal Inclinacin y direccin Dimensiones de la zapata Tensionamiento por cable

La eficiencia de la estructura anclada depende principalmente de la capacidad del suelo alrededor del bulbo.

Para que fines? Generar una fuerza de reaccin puntual en una estructura de contencin Generar un incremento de confinamiento que incremente la resistencia al corte en un deslizamiento Generar una reaccin estabilizante en las paredes de un tnel, en una losa de subpresin, a manera de sobrecarga

CRITERIOS DE ESTABILIDAD A CONSIDERAR

En las estructuras ancladas se debern tener en cuenta dos aspectos:

La estabilidad global de la zona en que se encuentra la estructura anclada. El comportamiento de cada uno de los elementos de los anclajes y sus efectos sobre el entornoms inmediato de los mismos (equilibrio local).En la figura 3.1 se indican, a modo de ejemplo algunas de las posibles configuraciones de roturaa tener en cuenta.

EQUILIBRIO GLOBALLo referente al equilibrio o estabilidad global se abordar de conformidad con lo especificadoal respecto en la Gua de cimentaciones en obras de carretera.

EQUILIBRIO LOCALSe debe asegurar el comportamiento individual de cada componente de los anclajes, considerando: La rotura parcial de la cabeza del anclaje o de la estructura a anclar, por exceso de tensinen los anclajes, o por fallo de alguno de estos ltimos. La rotura del tirante a traccin y el deslizamiento del mismo dentro del bulbo.

Roturas en la cabeza o en la estructura a anclar

Se prestar atencin al dimensio namiento y posicin de la placa de reparto de la cabeza delanclaje, para evitar deformaciones excesivas de la misma, concentracin de tensiones en la estructura a anclar, asentamientos inadmisibles del terreno de apoyo, levantamiento de cuas pasivas y descensos de las cabezas, entre otros.

El ancho de la placa de reparto ser al menos el doble del dimetro de la perforacin realizadaen la estructura a anclar, y en ningn caso inferior a 20 cm. Su espesor ser el suficiente paraque no se registren deformaciones apreciables durante el tesado y nunca menor de 1 cm.

La perdida de tensin en el anclaje por deslizamiento del bulbo contra el terreno.

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Evaluacin de la estabilidad del propio anclaje

La evaluacin de la estabilidad del propio anclaje comprende los siguientes procesos:1) Mayoracin de las cargas actuantes.2) Comprobacin de la tensin admisible del acero del tirante (rotura del tirante a traccin).3) Comprobacin del deslizamiento del tirante dentro del bulbo.4) Comprobacin de la seguridad frente al arrancamiento del bulbo (deslizamiento bulbo-terreno).

Mayoracin de las cargas actuantes

Se obtendr la carga nominal mayorada, PNd, a travs de la expresin:

PNd = F1 PN

Siendo:

PN = carga nominal del anclaje, que es la mayor de:a) la carga obtenida al realizar el clculo de estabilidad global segn se especifica en elepgrafe 3.2.1 de esta Gua.b) la carga obtenida en el clculo de los estados lmite de servicio, sin mayoracin alguna.F1 = coeficiente de mayoracin que puede obtenerse de la tabla 3.1.PNd = carga nominal mayorada del anclaje.

TABLA 3.1. COEFICIENTE F1 EN FUNCIN DEL TIPO DE ANCLAJE

TITIPO DE ANCLAJE F1 DE ANCLAJE F1Permanente 1,50Provisional 1,20El Proyectista o el Director de las Obras podrn adoptar justificadamente coeficientes de mayoracin superiores a los indicados.

Comprobacin de la tensin admisible del acero

Para la comprobacin de la tensin admisible del acero del tirante se minorar la tensinadmisible en el tirante de forma que se cumplan simultneamente las siguientes condiciones:

En anclajes provisionales:

PNd / AT fpk / 1,25PNd / AT fyk / 1,10

en anclajes permanentes:

PNd / AT fpk / 1,30PNd / AT fyk / 1,15

Siendo: PNd = carga nominal mayorada de cada anclaje.

AT = seccin del tirante.fpk = lmite de rotura del acero del tirante.fyk = lmite elstico del acero del tirante.

Comprobacin del deslizamiento del tirante en la lechada, dentro del bulbo

Para la comprobacin de la seguridad frente al deslizamiento del tirante en la lechada,dentro del bulbo se minorar la adherencia lmite entre el tirante y la lechada que lo rodea en elbulbo, por el coeficiente 1,2.

Se deber verificar:

PNd / (Lb . pT) lim / 1,2

Con:

lim = 6,9 (fck/22,5)2/3

Siendo:

PNd = carga nominal mayorada de cada anclaje.pT = permetro nominal del tirante = AT = seccin del tirante.Lb = longitud de clculo del bulbo.lim = adherencia lmite entre el tirante y la lechada expresada en MPa.fck = resistencia caracterstica (rotura a compresin a 28 das) de la lechada expresada en MPa.

Para esta comprobacin, el exceso de longitud del bulbo por encima de 14 m se minorar porel coeficiente de 0,70, a fin de tener en cuenta la posible rotura progresiva del mismo.

Comprobacin de la seguridad frente al arrancamiento del bulbo

Para la comprobacin de la seguridad frente al arrancamiento del bulbo se minorar laadherencia lmite del terreno que rodea al bulbo del anclaje para obtener la adherencia admisibleaadm.

Se comprobar:

PNd /(. DN . Lb) aadm

Siendo:

PNd = carga nominal mayorada de cada anclaje.DN = dimetro nominal del bulbo.Lb = longitud de clculo del bulbo.aadm = adherencia admisible frente al deslizamiento o arrancamiento del terreno querodea el bulbo.

La adherencia admisible del bulbo se puede obtener mediante los mtodos indicados acontinuacin, por orden de preferencia:

a) Los valores de la adherencia admisible aadm del bulbo se pueden deducir tanto de los ensayosde investigacin como fundamentalmente de los ensayos de adecuacin.

b) Se puede obtener el valor de la adherencia admisible aplicando la expresin siguiente, enpresiones efectivas:

Siendo:

c = cohesin efectiva del terreno en el contacto terreno-bulbo. = ngulo de rozamiento interno efectivo del terreno en el contacto terreno-bulbo. = presin efectiva del terreno en el centro del bulbo ms una tercera parte de lapresin de inyeccin aplicada.F2c = 1,60; coeficiente de minoracin de la cohesin.F2= 1,35; coeficiente de minoracin de la friccin.

c) Tambin puede determinarse aadm utilizando correlaciones empricas, en cuyo caso:

aadm = alim / F3

Siendo:

alim = adherencia lmite obtenida aplicando mtodos empricos (vanse figuras 3.2 a 3.5)F3 = coeficiente indicado en la tabla 3.2

TABLA 3.2. COEFICIENTE F3 EN FUNCIN DEL TIPO DE ANCLAJE

TIPO DE ANCLAJE F3Provisional 1,45Permanente 1,65Se incluyen cuatro bacos (figuras 3.2, 3.3, 3.4, y 3.5) que relacionan algunos de los parmetrosgeotcnicos ms representativos de cada tipo de terreno, con la adherencia lmite en los mismos.

Cada baco incluye tres curvas, correspondientes a los tres tipos de anclajes considerados eneste documento, segn la forma de inyectar el bulbo (vase captulo 2): inyeccin nica global IU(tipos 1, 3, 5 y 7), inyeccin repetitiva IR (Tipos 2A, 4A, 6A y 8A), inyeccin repetitiva y selectiva IRS (Tipos 2B, 4B, 6B y 8B).

Cuando se trate de rocas poco alteradas, grado III menor segn ISRM (vase apndice B), y para anclajes con inyeccin nica global IU, podr considerarse la adherencia lmite indicada en la tabla 3.3.

TABLA 3.3. ADHERENCIA LMITE EN ROCA (ALTERACIN GRADO III, SEGN ISRM)TIPO DE ROCA ADHERENCIA LMITE (MPa)Granitos, basaltos, calizas 1,0 5,0Areniscas, esquistos, pizarras 0,7 2,5

En ningn caso se podr adoptar un valor de la adherencia admisible superior a los valores deadherencia lmite sealados en las figuras 3.2 a 3.5 y en la tabla 3.3.

En las figuras 3.2 a 3.5 ya referidas, se indica una escala doble en abscisas, ha de entenderseque ello es una facilidad adicional para la obtencin de la adherencia lmite pero nunca una correlacin entre las variables indicadas en abscisas.

Dimensionamiento de los anclajes

_Falla de la barra o torones de acero_Falla del contacto suelo/roca lechada decemento_Falla contacto lechada de cemento-acero

APLICACIONESFORMA DE TRABAJO

TIPOS DE INYECCION

INCLINACION

SEPARACION

DISEO ESTRUCCTURAL DE REPARTO

PARA LA CARGA EN EL TIRANTE

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

Principios de Ingeniera de Cimentaciones 5ta Edicin - Praja M. Das.http://www.serbi.ula.ve/serbiula/libros-electronicos/Libros/manual_anclaje/pdf/librocompleto.pdfhttp://www.fomento.gob.es/NR/rdonlyres/13F15DA8-5568-4BF2-B380-31AA726F9F91/55894/0710300.pdf

CONCLUSIONES