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ENTIBACIONES Y TABLESTACAS

INGENIERÍA GEOTÉCNICA

Prof.: Ing. Wilfredo Gutiérrez Lazares


- Entibaciones de Excavaciones. Generalidades

• Tipos de Excavaciones.• Tipos de Entibaciones.• Sistema de Soporte.

- Proyecto del Sistema de Entibación.

• Deformación y Empuje.• Distribución de Empujes Empíricas.• Diseño de la Entibación.• Estabilidad del Fondo de la Excavación.

- Tablestacas• Tipos de Tablestacas.• Diferencias entre Tablestacas y Muros.

SUMARIO


A.Entibaciones de Excavaciones

• En edificaciones, túneles, carreteras, puertos, se requiere excavaciones, solo provisionales durante el proceso constructivo.

• En estas construcciones existen limitantes, debiéndose utilizar estructuras de sostenimiento de tierras.

• Las estructuras de sostenimiento de tierras de forma provisional son llamadas entibaciones.


A.1. Tipos de Excavaciones

Como ya se analizó con anterioridad no es siempre posible realizar excavaciones libremente en las construcciones, siendo algunos de los casos los que presentamos a continuación:

a)Excavaciones en zonas con construcciones cercanas


b) Excavaciones en arenas sueltas en zonas protegidas

c) Excavaciones en suelos friccionantes con NF. alto


En general las excavaciones pueden clasificarse en:

1. Excavaciones sin entibaciones o abiertas.2. Excavaciones con entibaciones

Excavaciones abiertas Excavaciones con entibaciones

Excavaciones abiertas:• Siempre que sea posible• Volumen no tan grande• Se reduce a utilizar una entibación.En la práctica ingenieril v/h = 1,5/1 (33º)


I. Entibaciones parcialesSon utilizadas en excavaciones en suelos cohesivos, donde teóricamente

pudiera construirse una excavación vertical, pero existe el problema de que aparezcan grietas de tracción en la parte superior

a) Grietas de Tracción en una excavación abierta.

b) Excavación con Entibación Parcial, uso de codal para evitar las grietas de tracción.

A.2. Tipos de Entibaciones

ENTIBACIONES Y TABLESTACASII. Entibaciones TotalesCuando se necesita una entibación más completa, se pueden emplear los siguientes métodos:

1. Tablestacas verticales.2. Tableros Horizontales.3. Muros construidos “IN SITU”

Tablestacado Vertical de Acero. Entablado Horizontal


3a. Vista en planta del sistema. 3b. Sección Transversal del Pilote Barrenado.

MUROS CONSTRUIDOS “INSITU” CON PILOTES BARRENADOS

→ANALIZAR LOS USOS DE CADA UNO DE ESTOS SISTEMAS←EN ENTIBACIONES.


A.3. Sistema de Soporte en la Entibación

En excavaciones menores de 3 m, no se emplean codales o puntales.Se usan: tablestacados, pilotes o vigas verticales o los muros construidos IN SITU se usan como elementos estructurales en voladizo.

En excavaciones mayores de 3m. se emplea :

1.

a. Sección Transversal de Entibación cruzada

b. Planta de Entibación cruzada


Sistema de Puntales inclinados con Cimentación temporal

Sistema de Soporte con anclaje a Tierra

2. 3.

El utilizar un sistema u otro de soporte depende:de las dimensiones de la excavaciónDe su anchoDel tipo de sueloDel tipo de entibación utilizada.


B.Entibaciones de Excavaciones. Generalidades

• Son construcciones temporales.• No es necesario utilizar métodos refinados para su

diseño.• Implica sin que se realice algún tipo de cálculo.• Se debe conocer la distribución de empujes de

tierras.


a. Hundimiento, combadura b. Flecha del paramento y agrietamiento en una de una excavación excavación sin entibación entibada.

B.1. Deformación y Empuje


c. Empuje de Tierra real contra una entibación

Se observa:La distribución de empujes de tierra es bien complejaLuego en la practica ingenieril lo que se utilizan son distribuciones simplificadas.


a. Arena media a compacta b. Arena suelta. c. Arcilla blanda a medianamente firme.

B.2. Distribuciones de Empujes Empíricas

1. G.B. SOWERS, G.G. SOWERS.- Introducción a la mecánica de suelos y cimentaciones. Edición Limusa – Wiley S.A., 1972. (fuente: K. TERZAGHI AND R.B. PECK – SOIL MECHANICS IN ENGINEERING PRACICE, 1ºED. JOHN WILEY AND SONS, NEW YORK, 1948)


2. E. JUAREZ BADILLO, A. RICO RODRIGUEZ.- Mecánica de Suelos Tomo II. Tercera Edición. Editorial Limusa 1984.

En este libro refieren que la información fue tomada de la siguiente fuente:

- K. TERZAGHI AND R.B. PECK – La mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Ed. El Ateneo. 1955.

a. Arena media a compacta. b. Arcilla blanda a medianamente firme.


a. Arena. b. Arcilla blanda a media.

Como se puede notar en este libro se utiliza una fuente original de los mismos autores, pero más actualizada, donde se introducen algunos cambios, obtenidos de la experiencia práctica, que en realidad no resultan significativos.

3. P.L. BERRY, D. REID.- Mecánica de Suelos. Ed. McGraw-Hill 1993. (fuente: K. TERZAGHI AND R.B. PECK – Soil Mechanics in Engineering Practice. 2º Ed. Wiley. New Cork, 1967)


B.3. Diseño de la Entibación

El diseño de la entibación, conocida la distribución de empujes de tierras, se realiza de forma bien simple, considerando las áreas tributarias del gráfico de empuje que toma cada puntal.


B.4. Estabilidad del fondo de la excavación

El diseño de la entibación, conocida la distribución de empujes de tierras, se realiza de forma bien simple, considerando las áreas tributarias del gráfico de empuje que toma cada puntal.

BHcHq

BHc

BHB

BHcWq

7,0.

7,0.

7,0.7,0

7,0.

−=→⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−=

−= αα


Considerando la capacidad resistente de la arcilla blanda q0 = 5c, como podrá conocer en el próximo tema, el factor de seguridad global contra el fallo por estabilidad del fondo de la excavación será:

5,1/

5.7,0

.0 ≥

−==

BHcHcSF

qq

α


C.Tablestacas

Ya es hemos analizado que las tablestacas, que se construyen desde la superficie hacia abajo hincándolas, resultan ser muy eficientes en lugares en que el N.F. es muy alto o el suelo es muy blando, donde el costo de un muro sería muy alto.

C.1. Tipos de Tablestacas

Las tablestacas pueden clasificarse atendiendo a varios factores, pero nosotros la realizaremos en función de la forma que la tablestaca logra su estabilidad, existiendo los siguientes tipos :

1. Tablestaca anclada simplemente apoyada.2. Tablestaca anclada semi-empotrada.3. Tablestaca anclada Empotrada.4. Tablestaca anclada, empotrada con cesión en el anclaje.5. Tablestaca en voladizo.


1. Anclada, simplemente apoyada 2. Anclada, semi-empotrada.


3. Anclada empotrada. 4. Anclada, empotrada con cesión en el anclaje.


5. En voladizo.

Como se puede apreciar las deformadas de las tablestacas, en función de la forma en que logran su estabilidad, son más o menos complejas y por tanto la distribución de empujes de tierras también lo será.


C.2. Diferencias entres Tablestacas y Muros

Aunque ambas son estructuras de sostenimiento, se diferencian en varios aspectos, tal y como se muestra:

5. Son gruesos y su base trabaja en su estabilidad general.

5. Son delgadas y por tanto la base no trabaja en su estabilidad.

4. No existe régimen mixto de empujes.4. Posible aparición de régimen mixto de empujes.

3. Son construidos en lugares donde el suelo de la cimentación ofrece la resistencia adecuada. Se dificulta su construcción cuando el N.F. esta alto.

3. Son construidas en lugares con el N.F. alto o donde el suelo de la cimentación no ofrece la resistencia adecuada.

2. Son estructuras más o menos rígidas.

2. Son estructuras flexibles.

1. Generalmente hay tierra del lado opuesto.

1. Generalmente hay agua del lado opuesto.

MUROSTABLESTACAS

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