anclajes huixquilucan

DIRECCION: CALLE FERNANDO MONTES DE OCA, SECCION 4 LOTE 4

No. 41, HEROES ECATEPEC IV SECCION. C.P 55023

DIRECTOR GENERAL:

ING. DOMINGUEZ ALFARO RUBEN

GERENCIA: 9CM12

CONSULTORA Y SUPERVISION:

ING. CARLOS GARCIA ROMERO

CALLE FERNANDO MONTES DE OCA, SECCION 4 LOTE 4 No. 41, HEROES ECATEPEC IV SECCION. C.P 55023 Pgina

GEO-RD S.A DE C.V INGENIERIA GEOTECNICA E INTEGRAL

CALCULO: DOMINGUEZ ALFARO RUBEN LICENCIA: 2011310142 GERENCIA: 9CM12

CONSULTORA Y REVISIN: ING. CARLOS GARCIA ROMERO

CONCEPTO: CLIENTE: FECHA:

INDICE

INTRODUCCIN. ................................................................................................................... 3

GEOLOGIA DEL SITIO ........................................................................................................... 4

IDENTIFICACIN DE LA ZONIFICACIN GEOTECNICA DEL SITIO .................................... 6

DESCRIPCIN GEOTECNICA DE LA ESTRATIGRAFA DE LOMERIOS ............................. 7

SONDEOS GEOFSICOS ....................................................................................................... 8

CONSIDERACIONES DE PROYECTO. .................................................................................. 9

DATOS DE PROYECTO ....................................................................................................... 12

REPORTE GEOTECNICO .................................................................................................... 13

ANLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD ........................................................................ 13

ANLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD CON ANCLAJES ............................................ 15

DISEO DEL ANCLAJE .................................................................................................... 18

DETERMINACIN DEL NUMERO DE CABLES Y FUERZA REAL DE ANCLAJE......... 18

DETERMINACIN DE LA LONGITUD LIBRE (Ll) .......................................................... 19

DETERMINACIN DE LA LONGITUD DEL BULBO (Lb) ............................................... 19

REVISIN POR ADHERENCIA LECHADA-TOBA (L l-t) ................................................ 19

REVISIN POR ADHERENCIA LECHADA-ACERO (L l-a) ............................................ 20

REVISIN DEL FACTOR DE SEGURIDAD EN CONDICIN SSMICA Y CON

INFLUENCIA DE LOS ANCLAJES CON FAreal............................................................. 21

CAPACIDAD DE CARGA PARA EL DADO DE REACCIN. ......................................... 22

DISEO DE SEPARADOR Y TUBO DE INYECCIN .................................................... 25

DISEO DE CABEZAL MULTITORON Y CUAS PARA CABLES ................................ 26

DISEO DE LA PLACA DE APOYO .............................................................................. 27

DISEO GEOMTRICO DEL DADO DE REACCIN .................................................... 29

DISEO DEL ACERO DEL REFUERZO PARA DADO DE REACCIN ........................ 33

PROPUESTA GEOTECNICA ................................................................................................ 34

ESPECIFICACIONES DE PROYECTO. ................................................................................ 37

RECOMENDACIONES GEOTNICAS .................................... Error! Marcador no definido.






INTRODUCCIN.

En el municipio de Huixquilucan, Estado de Mxico existe una estructura destinada para el

uso comercial, soportada por un muro mecnicamente estabilizado.

Inicialmente para la construccin de la estructura y del muro se realizaron los trabajos de

excavacin en el terreno, en donde, por debajo del muro se conform un talud con un ngulo

de inclinacin de 72, con una altura vertical de 8.0m y en la que se construy un repellado

de mortero para la proteccin de la cara del talud.

El muro mecnicamente estabilizado se encuentra desplantado a 2.0m de la corona del

talud. Segn los datos de proyecto proporcionados por el cliente, la sobrecarga en la corona

del talud es de un valor estimado de 200 kPa (sta considera el peso de la estructura y del

muro mecnicamente estabilizado).

Para la construccin del muro mecnicamente estabilizado se realizaron pruebas de

penetracin estndar, en donde el material presento una resistencia a la penetracin

estndar del orden de Nf=30 a 50 golpes, adems con las muestras alteradas se obtuvo un

peso volumtrico de = 19.70 kN/m3, con los cules se dise el muro.

Segn los datos proporcionados para el proyecto, cercano a la zona fueron construidos otros

taludes similares al mencionado que incluso soportaban una sobrecarga menor, los cuales

recientemente se reportan que han fallado.

El talud en estudio se reporta que no ha fallado con la accin de los ltimos eventos

ssmicos, donde, el coeficiente ssmico de la zona es de Cs=0.16.

Por ello se ha solicitado a GEO-RD revisar y disear los elementos para la estabilidad del

talud, que aseguren la integridad y funcionalidad de la estructura principal.

Imagen 1 Fotografa del sitio de estudio






GEOLOGIA DEL SITIO

Para investigar las caractersticas geolgicas del sitio se consult la informacin contenida en

INEGI acerca de la Geologa Regional del Valle de Mxico, se emple la nueva base de

datos de Mapa Digital en Lnea para observar la carta Geolgica (INEGI).

Localizando el sitio en Mapa Digital y desplegando la simbologa de la carta geolgica se

observa lo siguiente.

Sitio de estudio

Imagen 2 Mapa Geolgico del Valle de Mxico






El Valle de la ciudad de Mxico se encuentra conformado por un depsito lacustre central de

arcillas blandas, las cuales presentan bajas capacidades de resistencia y grandes

deformaciones ante cargas actuantes.

A las orillas de la formacin lacustre segn indica la carta Geolgica, puede observarse la

formacin de depsitos aluviales, los cuales son suelos de transicin y separan los tpicos

suelos lacustres blandos del centro de la ciudad de Mxico con las formaciones rocosas de

las sierras que rodean el Valle de Mxico

Al poniente se encuentran intercalaciones de tobas intermedias y tobas bsicas tpicas de la

formacin Tarango, que presentan fracturas predispuestas por su formacin geolgica.

Mientras que al sur en las cercanas del cerro del Ajusco y cerro Chichinautzin se encuentran

formaciones rocosas de basaltos que tambin presentan fracturas prexistentes.

El sitio en estudio como puede observarse se encuentra localizado en la formacin de Tobas

al poniente de la ciudad de Mxico, en la formacin Tarango, al norte de las Sierras de las

cruces.






IDENTIFICACIN DE LA ZONIFICACIN GEOTECNICA DEL SITIO

Para la definicin de la zona geotcnica en la cual se encuentra el sitio en estudio, se emple

el mapa de Zonificacin Geotcnica del Distrito Federal del Manual de Diseo Geotcnico

de COVITUR. El sitio en base a lo anterior se encuentra en la zona de Lomeros.

Localizacin

del sitio en

estudio

Imagen 3 Zonificacin Geotecnica del Manual de Diseo Geotcnico de COVITUR






DESCRIPCIN GEOTECNICA DE LA ESTRATIGRAFA DE

LOMERIOS

En sta zona eventualmente se encuentran rellenos no compactados que son utilizados para

nivelar los terrenos para las construcciones cercanas a las barrancas, adems de tapas

cortes a cielo abierto para extraccin de material de antiguas minas.

Tobas y lahares fracturados.

Son materiales que pueden presentar fracturas preexistentes que pueden generar bloques

potencialmente inestables; los cuales pueden deslizar durante la accin de sismos, por

alteracin de las paredes, por infiltraciones no controladas.

Una caracterstica comn de las tobas es que al estar sometidas al intemperismo algunas

llegan a endurecerse y aumentar su resistencia pero otras se erosionan y degradan

reduciendo su resistencia.

Depsitos de arenas pumiticas y lahares de arenas azules.

Se encuentran en estado semicompacto y puede llegarse a construir taludes verticales

debido a que presentan un alto valor de cohesin aparente asociado al bajo contenido de

humedad, por lo tanto cambios bruscos de humedad pueden poner en peligro la estabilidad

del material,

Lahares poco compactados y depsitos glaciales y fluvioglaciares.

Presentan una compactacin y cementacin muy errtica, la erosin por exposicin al

intemperismo puede generar taludes naturales cada vez ms tendidos que detendrn su

mecanismo natural solo cuando el ngulo del talud sea igual al ngulo de reposo del

material.

Las factores del intemperismo ms comunes son por el agua y el viento, por tanto se deben

de proteger los taludes a la accin de stos.

Basaltos.

Corresponden a los pedregales generados por el Xitle, formados por coladas lvicas y que

presentan discontinuidades como fracturas y cavernas, por lo general en stos basaltos en

el diseo de cualquier estructura la presencia de estas discontinuidades suelen ser de mayor

importancia que la resistencia propia del bloque de roca. Por lo tanto en estas zonas se

requiere un reconocimiento geolgico detallado y an mas en presencia de cavernas






SONDEOS GEOFSICOS

Debido a lo reducido del espacio en campo se decidi realizar estudios geofsicos de

resistividad elctrica y ssmica de refraccin para conocer las propiedades del terreno, los

sondeos se realizaron sobre el talud.

Los datos en conjunto de las pruebas reportan que se trata de un material homogneo hasta

a 20m de profundidad y con una velocidad de onda Vp= 700 m/s a 1200 m/s.

Ya que en el sitio en estudio se tiene conocimiento previo de la existencia de Tobas, con los

datos del sondeo ssmico de refraccin se obtendr el estado natural de la toba.

Interpretando conjuntamente los resultados obtenidos por los sondeos geofsicos y de las

observaciones en campo, se establece que en el sitio se encuentra una Toba de Arenas

Arcillosas muy fracturada en un espesor uniforme de por lo menos 20m, en donde las

discontinuidades se presentan con una separacin del orden de 30cm a 1m.

Imagen 4 Interpretacin de las velocidades de propagacin elsticas en suelos y rocas.






CONSIDERACIONES DE PROYECTO.

Debido a que no es posible realizar sondeos en campo para conocer la resistencia al

esfuerzo cortante de la Toba, se decide utilizar los resultados del sondeo de Penetracin

Estndar (SPT) que fueron realizados para el diseo del muro mecnicamente estabilizado.

Aclarando que dicha resistencia reportada solo es vlida para los bloques individuales de la

Toba de Arena Arcillosa, pero no es vlido para todo el macizo rocoso ya que en el macizo

influye la presencia de las discontinuidades preexistentes.

Teniendo en cuenta que de la SPT se puede obtener el valor del ngulo de friccin interna

() la cohesin ( C ), pero no ambos valores, adems de que la prueba originalmente fue

desarrollada para ensayar arena, mientras que para arcillas no ofrece resultados tan

realistas; se decide que de la SPT realizada para el diseo de los muro mecnicamente

estabilizados se obtendr el valor del ngulo de friccin interna.

N= 30 a 50 golpes

Por lo tanto la resistencia a la penetracin estndar promedio ser

N= 40 golpes

Imagen 5 Relacin entre la resistencia a la penetracin estandar y el angulo de friccin en arenas con SPT

N=40 golpes

=35






Teniendo en cuenta la aclaracin sobre los resultados de la SPT en el diseo

de los muros, para considerar el ngulo de friccin interna representativo del

macizo rocos en su conjunto, se decide aplicar un factor de seguridad FS=2 en

el ngulo de friccin interna de los bloques individuales de Toba.

=

=36

2

Ya que el talud en estudio ha soportado los ltimos eventos ssmicos, se

deduce que el Factor de Seguridad mnimo con el que se encuentra

funcionando en realidad el talud es FS=1.3

El valor de la cohesin representativa del macizo rocoso ser supuesta, hasta

que en un anlisis de estabilidad de taludes dicha suposicin de la Cohesin en

conjunto con el = 20 den como resultado un Factor de Seguridad de 1.3.

Finalmente debido a que la Toba se encuentra muy fracturada conformando

pequeos bloques de roca, se supondr que el talud presentar una falla de

tipo rotacional, en donde la falla ocurrir en una superficie de falla crtica

asociada al mnimo valor del Factor de Seguridad en el talud.

Para el anlisis de estabilidad de taludes se emplear el programa SLIDE, en

donde se considerar:

Emplear las teoras de estabilidad de taludes de Fellenius, Bishop, Janbu.

Seccionar el bloque deslizante en 100 dovelas.

Analizar 10,000 centros de giro de la falla rotacional, en una cuadrcula de

100x100

Obtener la cohesin necesaria para obtener un Factor de seguridad de

1.3 en cualquiera de las teoras consideradas.






Factor of safety:

Bishop simplified: 1.39

Janbu simplified: 1.31

Janbu corrected: 1.37

Ordinary/Fellenius: 1.35

Imagen 6 Analisis de la estabilidad del talud empleando el programa SLIDE, para obtencin de la cohesin representativa del macizo rocoso.






DATOS DE PROYECTO

Nombre del Cliente: Gobierno Municipal de Huixquilucan.

Inicio de contrato: 15 de febrero de 2015.

Diseo y construccin: GEO-RD S.A de C.V

Licencia de construccin:

Normatividad: Reglamento de Construccin del Distrito Federal 2004.

Uso de la estructura: Comercial

Direccin:

Zonificacin Geotcnica: Lomas.

Sobrecarga (Estructura + Muro Mecnicamente estabilizado): 200.00 kPa

Altura del talud: 8.00m

Inclinacin del talud: 72

Distancia de la corona del talud a muro mecnicamente estabilizado: 2.00m

Material de apoyo: Toba de arena pumtica arcillosa es estado muy fracturado.

Espesor del estrado: 20.00m

Separacin entre discontinuidades: 0.30m a 1.00m

Nivel fretico: No detectado

Coeficiente ssmico: 0.16

Peso volumtrico : 19.70 kN/m3

ngulo de friccin interna : 20

Cohesin C: 85.00 kPa

Proteccin de la cara del talud: Repellado de mortero con malla electrosoldada.






REPORTE GEOTECNICO

ANLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD

Imagen 7 Anlisis de la estabilidad del talud en condicin ssmica






kpa m kN/m m m m2 kN/m3 kPa kN/m grad kN/m kN/m grad kN/m

Ci Li Ci*Li bi hi Ai q Wi = bq+A Wi cos

Ni

Wi*Cs*sen

Nsi (Ni-Nsi)tan

1 85.00 2.60 221.00 1.40 2.30 1.61 19.70 200.00 311.72 58.00 165.18 42.30 20.00 44.73

2 85.00 1.80 153.00 1.20 3.70 3.60 19.70 200.00 310.92 50.00 199.86 38.11 20.00 58.87

3 85.00 1.70 144.50 1.20 4.80 5.10 19.70 200.00 340.47 43.00 249.00 37.15 20.00 77.11

4 85.00 1.50 127.50 1.20 5.70 6.30 19.70 200.00 364.11 38.00 286.92 35.87 20.00 91.38

5 85.00 1.20 102.00 1.00 6.40 6.05 19.70 - 119.19 33.00 99.96 10.39 20.00 32.60

6 85.00 1.10 93.50 1.00 7.00 6.70 19.70 - 131.99 28.00 116.54 9.91 20.00 38.81

7 85.00 1.50 127.50 1.30 2.90 6.44 19.70 - 134.45 24.00 122.83 8.75 20.00 41.52

1.30 0.60 0.39

8 85.00 1.40 119.00 1.40 3.50 2.45 19.70 - 53.78 18.00 51.15 2.66 20.00 17.65

1.40 0.40 0.28

= 1088.00 = 402.66

kN/m grad kN/m kN/m kN/m

Wi = bq+A Wi sen

Ti

Wi*Cs*cos

TsiTi+Tsi

1 311.72 58.00 264.35 26.43 290.78

2 310.92 50.00 238.18 31.98 270.16

3 340.47 43.00 232.20 39.84 272.04

4 364.11 38.00 224.17 45.91 270.08

5 119.19 33.00 64.91 15.99 80.91

6 131.99 28.00 61.97 18.65 80.61

7 134.45 24.00 54.69 19.65 74.34

8 53.78 18.00 16.62 8.18 24.80

= 1363.71

n

n

Anlisis de las acciones resistentes.

Anlisis de las acciones deslizantes

Anlisis de la estabilidad del talud en condiciones ssmicas por el Mtodo de Fellenius

=[ + ( )]

( + )

=[ + ( )]

( + )

=1088

+ 402.66

1363.71

=1490.66

1363.71

= .

Como se trata de un talud permanente el factor de seguridad mnimo debe ser FS=2, por lo

tanto el talud en estudio necesita elementos estructurales para asegurar su estabiliazacin.






ANLISIS DE ESTABILIDAD DEL TALUD CON ANCLAJES

Para el diseo del anclaje necesario para estabilizar el talud se considera instalarlos a una

separacin vertical de 1.50m medidos desde la corona y el pie del talud.

Ya que para que el talud pueda ser estable se necesita adicionar acciones resistentes que

estn actuando en todo momento, se propone el uso de Anclas Activas para su

estabilizacin.

Recordando que en el talud debido a la existencia de las discontinuidades preexistentes

presejta bloques de toba del orden de 0.30m a 1.0m de lado, se decide emplear 6 niveles de

anclaje para poder tener una mayor zona de influencia de estabilizadora de las anclas.

Se decide utilizar la misma fuerza de anclaje y el mismo ngulo de inclinacin () de 10 con

respecto a la horizontal, para cada uno de los 6 niveles de anclaje.

Los niveles de anclaje tendrn una separacin vertical de 1.00m entre si mismos.

Ya que el talud es permanente, el factor de seguridad mnimo es igual a 2 FS=2, pero debido

a la incertidumbre de los datos de diseo, se decide emplear un factor de seguridad igual a 3

FS=3.






Imagen 8 Anlisis de la estabilidad del talud en condicin ssmica y con influencia de anclajes






=[ + ( )] + [()]

( + ) ()

= 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6

=[ + ( )] + (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)

( + ) (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)

Si

3 =1490.66

+

(53 + 47 + 42 + 37 + 32 + 28)20

1363.71

(53 + 47 + 42 + 37 + 32 + 28)

3 =1490.66

+

(4.5565)20

1363.71

(3.8003)

4091.13

11.4009 = 1490.66

+ 1.6584

13.0593 = 2600.47

= .

(Fuerza de Anclaje total)

= .

(Fuerza por Ancla)

[ + ( )] = 1490.66

( + ) = 1363.71

= 3

1=53

2=47

3=42

4=37

5=32

6=28






DISEO DEL ANCLAJE

Empleando la tabla de propiedades de cables para anclaje (anexo).

Se propone emplear las siguientes caractersticas del anclaje con el cual se realizaran las

revisiones pertinentes para ser validados.

Cables tipo Cascabel 6x36-41 Alma Acero

Dimetro del cable de =

En base al tipo de cable y dimetro seleccionado, resistencia nominal fr=2.67 ton

(fr= 26.19 kN) y un rea A=0.24cm2

El arreglo de los cables en el anclaje ser del tipo

Dimetro del barreno barreno=2 (barreno=0.0508m)

Presin de inyeccin de P=3 kg/cm2 (P=294.30 kPa)

Resistencia a la compresin de la lechada fc=150 kg/cm2

Resistencia a la compresin del dado de reaccin fc=250 kg/cm2

Placa metlica de reaccin 4 X 4

DETERMINACIN DEL NUMERO DE CABLES Y FUERZA REAL DE ANCLAJE

=

= 0.65 ( )

= 0.65 26.19

= 17.02

. =

. =33.18

17.02

= 1.94

. =

= .

= (17.02

)(2 )

= .






Nivel Lontitud

libre Ll(m)

NA-1 2.40

NA-2 3.50

NA-3 4.40

NA-4 5.10

N4-5 5.60

NA-6 6.10

DETERMINACIN DE LA LONGITUD LIBRE (Ll)

La longitud libre mnima corresponder a la longitud del ancla que se encuentra entre la cara

del talud y la superficie de falla crtica.

Grficamente con el esquema que se emple para el anlisis de la estabilidad del talud en

condicin ssmica y con la influencia del anclaje se obtiene el valor de la longitud libre para

cada nivel de anclaje.

DETERMINACIN DE LA LONGITUD DEL BULBO (Lb)

=

Donde el factor de seguridad es FS=3, debido a que se trata de un talud permanente

=34.04 3

0.0508 294.30 20= 5.97

= .

REVISIN POR ADHERENCIA LECHADA-TOBA (L l-t)

=

Donde V es el cortante de la lechada y segn el ACI V=0.06fc

= 0.06 (150

2) = 9

2

= 882.90

2






=34.04 3

882.90 0.0508

= .

REVISIN POR ADHERENCIA LECHADA-ACERO (L l-a)

=

(. )

= 4

= 4 0.242

= 0.55

=3.2

=3.2150 /2

0.55= 71.26

2

= 6990.61

=34.04 3

(2 0.0055)6990.61

= .

Como

= 6.00 > = 0.72

= 6.00 > = 0.42

Por lo tanto la longitud del bulbo garantiza la correcta adherencia Lechada-Toba y Lechada-

Acero.






REVISIN DEL FACTOR DE SEGURIDAD EN CONDICIN SSMICA Y CON

INFLUENCIA DE LOS ANCLAJES CON FAreal

=[ + ( )] + [()]

( + ) ()

= 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6

=[ + ( )] + (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)

( + ) (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6)

Si

=1490.66

+ 34.04

6 (53 + 47 + 42 + 37 + 32 + 28)20

1363.71 34.04 6

(53 + 47 + 42 + 37 + 32 + 28)

=1490.66

+ 204.24

(4.5565)20

1363.71 204.24

(3.8003)

= .

Por lo tanto para cada nivel de anclaje, la fuerza de anclaje = 34.04 y el ngulo de

instalacin del ancla =10, son suficientes para asegurar la estabilidad del talud.

[ + ( )] = 1490.66

( + ) = 1363.71

= 34.04

1=53

2=47

3=42

4=37

5=32

6=28






CAPACIDAD DE CARGA PARA EL DADO DE REACCIN.

Para el clculo de la Capacidad de Carga, se emplear la teora de Hansen, el cual

contempla la condicin en que la zapata se encuentra desplantada en la corona del talud y

sobre una superficie inclinada.

Ecuacin general de capacidad de carga de Hansen.

= + + 0.5

Donde

,, =

,, =

,, =

,, =

,, =

,, =

Ya que el dado de reaccin no se encuentra desplantado sobre la corona del talud y la fuerza

de anclaje no se aplica de manera inclinada sobre la superficie del dado.

,, = 1

,, = 1

Ya que realizar una excavacin en la pared del talud para colocar el dado de reaccin en

cualquier profundidad de desplante requiere gastos adicionales. Se decide que los dados de

reaccin se construirn sobre el repellado de mortero preexistente. Los dados de reaccin

sern cuadrados.






Por lo tanto se proponen las siguientes dimensiones del dado de reaccin.

Df= 0.00m B=L= 0.35m

= 2 (45 +

2)

= 202 (45 +

20

2)

= .

= ( 1)

= (6.40 1)20

= .

= 1.5( 1)

= 1.5(6.40 1)20

= .

= 1.0 +

= 1.0 +6.40

14.83

0.35

0.35

= .

= 1.0 +

= 1.0 +0.35

0.3520

= .

= 1.0 0.4

= 1.0 0.40.35

0.35

= .

= 1 + 0.4

( )

= 1 + 0.40.0

0.35

= .

= 1 + 2(1 + )2

(

)

= 1 + 220(1 + 20)2

0.0

0.35

= .

= . ( )

= 1

147

= 1 72

147

= .

= = (2) (, )

72 = 1.2567

20 = 0.3491

= = (21.25670.3491)

= = .






Sustituyendo los factores en la ecuacin general.

= 85 14.83 1.43 0.51 + 0.5 19.70

3 0.35 2.95 0.60 0.40

= 921.75

El factor de seguridad a emplear debido a las incertidumbres de los datos para el diseo del

anclaje.

FS=3.0

=

=921.75

3

= .

=

=34.04

0.35 0.35

= .

Como >

Por lo tanto un dado de 35cm x 35cm es suficiente para soportar y transmitir al

terreno la Fuerza de Anclaje necesaria, cumpliendo el estado lmite de falla.






DISEO DE SEPARADOR Y TUBO DE INYECCIN

Es el elemento del anclaje que sirve para generar una distancia libre entre los cables o

torones, dicha separacin tiene su vital importancia en la longitud libre del ancla, ya que en

ella es donde los cables podrn deformarse con libertad en funcin a la fuerza de anclaje

aplicada.

Ya que para el anclaje que se esta diseando se verifico que dos cables de =1/4 son

suficientes para la fuerza de anclaje, se utilizara un separador como el que se muestra en la

imagen para dos cables.

Se propone emplear un separador de plstico de s=1 1/4 (medido de centro a centro de

cable) y un tubo de inyeccin de 1/2 de dimetro.






DISEO DE CABEZAL MULTITORON Y CUAS PARA CABLES

Es el elemento del anclaje que se encuentra apoyado sobre la placa de apoyo, en el cual se

colocan las cuas de acero para cada cable; dichas cuas son los elementos que restringen

el desplazamiento de los torones que tienden a recuperar su longitud original posterior a la

tensin de los mismos.

Ya que en la placa de apoyo y en el dado de reaccin se debe de colocar un tubo de PVC

como preparacin para el anclaje y que es igual al dimetro de barreo barreno= 2.

Ya que el cabeza multitotn se desplanta sobre la placa de apoyo, se decide colocar un

cabezal multitorn de un dimetro mayor a dicho tubo de PVC, se propone un cabezal= 3

Cuas de acero

para cables

Cabezal de acero

multitoron






DISEO DE LA PLACA DE APOYO

CALCULO DE AREA DE PLACA NECESARIA

Aclarando que para el diseo del anclaje en la toba se utiliz un factor de seguridad FS=3,

debido a la incertidumbre de los datos; para e diseo de la placa de apoyo y el dado de

concreto se utilizara un factor de seguridad FS=1.5, ya que existe un mayor control de

calidad en la elaboracin del concreto e instalacin de los elementos metlicos, es decir que

existe menor incertidumbre.

=

1.7

Donde:

FS= Factor de seguridad

= 0.60

fc= Resistencia a la compresin del concreto del dado de reaccin (se propone 250 kg/cm2)

=(34.04

1 9.81

1000

1 ) 1.5

1.7 0.60 250

2

= 20.38 2

= +

= 0.5(0.95 + 0.80)

= 0.5(0.95 7.62 + 0.80 7.62)

= 0.57

= 20.38 + 0.57

= 4.60






Como el ancho necesario calculado de la placa es menor al dimetro del cabezal, significa

que para soportar la fuerza de anclaje la placa de apoyo necesita una dimensin menor al

cabezal, pero como la placa de apoyo debe de ser de una dimensin mayor que el cabezal,

se decide emplear una placa de apoyo cuadrada de B=5 = 12.50 cm

= "

CALCULO DE ESPESOR DE PLACA NECESARIA

=

2

=(34.04

1 9.81

1000

1 ) 1.5

(12.50 )2

= 33.27

2

=

2

=12.50 7.62

2

= 2.44

=

0.25

Donde

fy= Esfuerzo de fluencia del acero para la placa (Se propone un acero A-36 fy=2530

kg/cm2)

= 2.44 33.27

2

0.25 2530

2

= 0.56

= /"






DISEO GEOMTRICO DEL DADO DE REACCIN

CALCULO DEL AREA DE DADO NECESARIO

Segn el cdigo ACI-1983 en el procedimiento correspondiente al diseo de la placa base,

para la placa ms econmica, el rea del dado de reaccin debe de ser 4 veces el rea de la

placa, por lo tanto segn las dimensiones diseadas de la placa de apoyo.

= 4 = 4 12.5 12.50 = 625 2

Sie el dado se propone que sea de seccin cuadrada.

= = 6252

= 25

Pero por capacidad de carga se determin que para un dado de seccin cuadrada se

requiere una dimensin mnima de la base de 35cm, si se utilizara la dimensin de 25cm

podra generar una falla en la toba que subyace a los dados.

Por lo tanto

<

=

CALCULO DE PERALTE NECESARIO

Proponindose un peralte de 15cm para el dado de reaccin.

Revisin por efecto de cortante en una direccin.






=

()2

= 0.53

=

2

Donde

FS= Factor de seguridad (FS=1.5)

= 0.80 ( )

bw= ancho del dado para el efecto de la accin de viga

d= peralte del dado de reaccin (d=15cm)

fc= Resistencia a la compresin del concreto para el dado de reaccin (fc=250 kg/cm2)

=

2 =

35 12.70 15

2

= 3.65

=(34.04

1 9.81

1000

1 ) 1.5

(35 )2 3.65 35

=

= 0.80 35 15 0.53250

2

=

580 3520

Por lo tanto cumple la condicin de resistencia por cortante en una direccin.






Revisin por efecto de cortante en dos direcciones.

=

()2 (

2)

= 0.27 (2 +4

)

=

= +

Donde

FS= Factor de seguridad (FS=1.5)

= 0.80 ( )

bo= Permetro por efecto de bloque en dos direcciones

d= peralte del dado de reaccin

fc= Resistencia a la compresin del concreto para el dado de reaccin

C=Relacin del lado largo entre el lado corto de la placa.






= 12.70 + 15 = 27.70

=(34.04

1 9.81

1000

1 ) 1.5

(35 )2 [(35 35) (27.70 27.70)]

= 1942

= 4(27.70) = 110.80

=12.7

12.7= 1.0

= 0.80 110.80 15 0.27250

2(2 +

4

1)

= 34057

1942 340570

Por lo tanto cumple la condicin de resistencia por cortante en una direccin.

Como el peralte propuesto de 20cm cumple ambas revisiones

=






DISEO DEL ACERO DEL REFUERZO PARA DADO DE REACCIN

=

()2 ( )

2

=

Si =

=

d= peralte efectivo ( 15cm con 5cm de recubrimiento = 20cm peralte total de dado)

FR= 0.90 (factor de reduccin a flexin)

J=0.90

fy= esfuerzo de fluencia de las varillas de acero (fy= 2530 kg/cm2)

=(34.04

1 9.81

1000

1 ) 1.5

(35 )2

(11.15 35) 11.15

2

=

=9233

0.90 2530 /2 0.9 15

= .

.3 = 0.71 2

Por lo tanto el dado de reaccin

puede ser elaborado sin necesidad

de armado por flexin






Nivel de

anclajeElevacin

Longitud

libre

Longitud

de bulbo

Longitud

total

Fuerza de

anclaje

NA-1 1.50 m 10 2.40 m 6.00 m 8.40 m 34.00 kN

NA-2 2.50 m 10 3.50 m 6.00 m 9.50 m 34.00 kN

NA-3 3.50 m 10 4.40 m 6.00 m 10.40 m 34.00 kN

NA-4 4.50 m 10 5.10 m 6.00 m 11.10 m 34.00 kN

NA-5 5.50 m 10 5.60 m 6.00 m 11.60 m 34.00 kN

NA-6 6.50 m 10 6.10 m 6.00 m 12.10 m 34.00 kN

B h B e

NA-1 2" 1/2 " 3.00 kg/cm2 35.00 cm 15.00 cm 5" 1/4 " 3"

NA-2 2" 1/2 " 3.00 kg/cm2 35.00 cm 15.00 cm 5" 1/4 " 3"

NA-3 2" 1/2 " 3.00 kg/cm2 35.00 cm 15.00 cm 5" 1/4 " 3"

NA-4 2" 1/2 " 3.00 kg/cm2 35.00 cm 15.00 cm 5" 1/4 " 3"

NA-5 2" 1/2 " 3.00 kg/cm2 35.00 cm 15.00 cm 5" 1/4 " 3"

NA-6 2" 1/2 " 3.00 kg/cm2 35.00 cm 15.00 cm 5" 1/4 " 3"

cabezal tubo

inyeccion

Presin de

inyeccin

barreno

Nivel de

anclaje

Dado de reaccin de

seccin cuadradaPlaca de apoyo

PROPUESTA GEOTECNICA






Nivel de

anclajeElevacin

Longitud

libre

Longitud

de bulbo

Longitud

total

Fuerza de

anclaje

NA-1 1.50 m 10 2.40 m 6.00 m 8.40 m 34.00 kN

NA-2 2.50 m 10 3.50 m 6.00 m 9.50 m 34.00 kN

NA-3 3.50 m 10 4.40 m 6.00 m 10.40 m 34.00 kN

NA-4 4.50 m 10 5.10 m 6.00 m 11.10 m 34.00 kN

NA-5 5.50 m 10 5.60 m 6.00 m 11.60 m 34.00 kN

NA-6 6.50 m 10 6.10 m 6.00 m 12.10 m 34.00 kN

ESPECIFICACIONES DE PROYECTO.

I. El nivel 0.00 corresponde al fondo de la excavacin, es decir, en el pie del talud.

II. Mediante trabajos topogrficos se deber de verificar la correcta instalacin de los anclajes

segn el nivel del que se trate.

III. Todas las anclas se instalaran con una inclinacin de =10 respecto a la horizontal

IV. Las caractersticas de los niveles de anclajes son los siguientes:

V. Las anclas se instalarn a una separacin horizontal de cada 1.00m a lo largo de la longitud

del talud.

VI. Los cables para el ancla sern del tipo Cascabel 6x36-41 Alma Acero.

VII. El dimetro de los cables para anclas ser de = .

VIII. Cada ancla estar conformada por dos cables.

IX. La resistencia nominal de cada cable ser de fr=2.67 ton (fr= 26.19 kN)

X. El arreglo de los cables en el anclaje ser del tipo individual.

XI. Se utilizara un separador de plstico marca Jennmar, que proporcione una separacin s=1

(medida entre el centro de los cables), con espacio al centro para instalar el tubo para

inyeccin.

XII. El dimetro del tubo de inyeccin ser de tubo de inyeccin= 1/2

XIII. La lechada para el bulbo del ancla ser de una resistencia a la compresin fc=150 kg/cm2.

XIV. La lechada para la elaboracin del bulbo ser de una mezcla de cemento, arena fina y agua.

XV. La presin de inyeccin de la lechada ser de P=3 kg/cm2 (P=294.30 kPa)

XVI. Se utilizar un cabezal multitorn de acero marca Jennmar, de un dimetro barreno= 3

XVII. Para cada cable se instalarn cuas de acero, las cuales se instalaran en las perforaciones

del cabezal multitorn.

XVIII. El dimetro del barreno para las anclas ser de barreno= 2 (barreno=0.0508m)

XIX. La placa metlica de apoyo a utilizar ser de acero tipo A-36 con fy= 2530 kg/cm2

XX. La placa metlica de apoyo ser cuadrada 5 X 5 y un espesor de 1/4.

XXI. El concreto para la elaboracin de los dados de reaccin ser de clase I fc=250

kg/cm2

XXII. El dado de reaccin ser cuadrado de 35cm x 35cm, con una altura de 15cm.

XXIII. El conjunto dado de reaccin, placa de apoyo y cabezal multitorn sern perpendiculares a la

direccin del anclaje.

XXIV. El tramo del ancla que sobresale del cabezal multitorn deber de ser protegido con un

capuchn de PVC, utilizando espuma Sika para su correcta fijacin

anclajes huixquilucan

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