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    Micropilotes-Anclajes perforados e inyectadossegn DIN 4128 y EAU E 28 con cargas admisibles desde 100 a 1500 kN

    ISCHEBECK

    RAnclajes de Inyeccin

    TITAN

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    Micropilotes-Anclajes TITAN perforados e inyectadossegn DIN 4128segn EAU E28

    segn DRAFT CEN/TC 288 / WG8 Micropiles

    Los Anclajes de Inyeccin TITAN son excelentes como micropilotes anclados,perforados e inyectados, llamados tambin micropilotes compuestos o races.

    Se componen de una barra de refuerzo central hueca, como seccin de aceroportante, y un cuerpo inyectado de cemento p.ej. HOZ 35 L de calidad B25,

    transmitiendo generalmente las cargas de traccin y compresin medianterozamiento al terreno a travs del cuerpo de cemento.

    El recubrimiento con cemento produce un encajeradial en el terreno, confiere resistencia al pandeoy proteccin contra la corrosin. Los espaciado-res delante cada manguito garantizan un recubri-miento min. de 20 mm.La mecnica de suelos de los micropilotes-ancla-

    jes inyectados demuestra una muy r educidadeformacin frente a pilotes hincados e inyecta-dos. (asentamiento < 5 mm bajo car ga til).Debido a su alta resistencia al corte entre cuerpode inyeccin y terr eno, el movimiento necesariopara activar el r ozamiento es de unospocos milmetros.

    Los micropilotes-anclajesTITAN se instalan conun procedimiento unificado con martillos de roto-percusin y con lechada de cemento como l-quido de apoyo, evitando las perforaciones enca-

    misadas. Y todo esto sin vibraciones y por debajode los lmites de ruido en las obras. Los Micropi-lotes-Anclajes TITAN exigen solamente pe-queas perforaciones, un menor nmero de equi-pos en las obras, de tamao ms reducido y conmenor capacidad instalada, y menos perjuicios almedio ambiente.El tubo r oscado es al mismo tiempo barra deperforacin per dida, armadura y tubo deinyeccin. Se evitan as los trabajos de retirar lostubos de encamisado e inser cin de la barra dearmadura, duplicando en general la productividad

    frente a trabajos con tubos encamisados. La per-foracin con morter o de cemento (A/C ~ 0,7) yaplicacin de presiones hasta 20 bares, produce

    un encaje de infiltracin en la zona entre cementoy suelo. Debido a un comportamiento linealelstico de carga-deformacin, los micropilotes-anclajes inyectados TITAN pueden ser muy ti-les para aplicaciones con cargas expansivas, p.ej.para cargas de viento en puentes de sealizacin

    de trfico y choques de bar cos contra muros demuelles.

    La rosca contnua cumple con los requerimientosde la DIN 488 r eferente al contacto de las arma-duras con el hormign. Adems permite en cadaposicin la extensin o r oscabilidad, o sea lafijacin con placas y tuer cas, la unin con man-guitos o el corte a longitudes inferiores en la obray el ator nillado de br ocas adecuadas al terr eno.Hay una gran variedad de br ocas para cada tipode suelo. La r osca es auto-blocante y no se

    necesitan contratuer cas. El tubo r oscado tienecargas portantes ms elevadas en lo que serefiere a flexin, resistencia al corte y rozamiento,comparadas con barras macizas semejantes y dela misma calidad de acero.

    Los micropilotes-anclajes TITAN entran dentrode la DIN 4128, segn un dictamen GI 9613712 dela LGA Baviera del 17.07.1997. Pertenecen por lotanto al grupo de pr oductos estandarizados delas reglas ejemplares en la construccin (MBO).

    Los micr opilotes-anclajes de inyeccin serecogen ya hoy en el borrador eur opeo existenteDRAFT CEN/TC 288/WG 8 Micropiles.

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    dimetro del manguitodK

    recubrimiento mn.con cemento de> 20 mm segn DIN 4128

    dDim.

    de la broca

    DDim. de la Inyeccinsecundaria de clculo

    D 2,0 x d para gravas medianas y gruesas1,5 x d para arenas y gravas arenosas1,4 x d para suelos cohesivos (arcillas, margas)1,0 x d para areniscas disgregadas, filitas, esquisto arcilloso

    D aprox. 200 mm

    Conducto de inyeccin

    Manguito de empalme/cupla

    Espaciador para unrecubrimiento con cementode > 20 mm

    Broca arcilla

    Tobera de flujo

    Tuerca semiesfrica

    Placa de apoyopresin sobre el suelo< 8,33 N/mm2

    segun DIN 104517.7.3 para B 25

    Tubo de proteccin PEADp.ej. para longitudes libres yproteccin suplementariacontra la corrosin en la zonade asiento entre la zapata dehormign y el suelo

    Inyeccin primaria (zona deinfiltracin) estabiliza la perfo-racin y mejora el rozamiento

    Suelos no cohesivos(Arenas, gravas,rocas disgregadas)

    Inyeccin secundaria(Cemento) formandoel recubrimiento

    Anclaje de Inyeccin conrosca contnua dearmadura para hormignsegn DIN 488, limitandolas fisuras en el hormign

    Suelo, roca disgregada

    Zona de filtrado (ce-mento) con empareda-mientos de suelos

    Resistencia del cementoy resistencia a la defor-macin aumentandohacia el centro

    Broca arcilla dim. d

    Barra del anclajede inyeccinMicropilotes-AnclajesTITANCuerpo de inyeccin condim. mn de D>100segn DIN 4128

    Esfuerzo transversal

    Postinjectar

    En caso de no alcanzar un aumento de la

    presin de la inyeccin en unos 10 bares frente a

    la presin del lavado, y esto inmediatamente al

    final de la perforacin, se puede realizar una

    postinyeccin en la fase de fraguado del

    cemento (< 6 h) utilizando un cabezal-conector,

    hasta que se produzca dicha presin. Hay queanotar la presin obtenida y la cantidad de

    cemento inyectada.

    extensin del cuerpo de inyeccin

    cemento post-inyectado

    cuerpo de inyeccin

    suelo mejorado porpretesado por prsion

    Inyectar

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    Para el dimensionado de la longitud de zona de trans-

    misin de cargas L y el dimetro del cuerpo inyectado

    D es determinante la capacidad de carga externa, teni-

    endo como factores el rozamiento qsk, la superficie del

    cuerpo de inyeccin en el suelo y el factor de seguri-

    dad S segn DIN 4128 Tabla 2.

    La resistencia en la punta de Micropilotes-Anclajes

    TITAN es despreciable. Si no se ha obtenido por en-

    sayos previos de homologacin o de recepcin en ter-renos parecidos valores de rozamiento superiores, se

    calcula con los valores de rozamiento qsk para presin

    y traccin segn DIN V 1054-100 tabla F1 como sigue:

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    Dimensionado de la capacidad de carga interna y externaSe diferencia entre la capacidad de carga interna del cuerpo del micropilote y la externa, o sea elrozamiento del micropilote con el suelo, dando en general valores superiores en este ltimo,

    los cuales son, comparado con el primero , los determinantes.

    La materia prima para el anclaje de inyeccin es un

    acero de grano fino StE460 o StE355, dependiendo del

    tipo de anclaje, y homologado para la construccin

    con certificado Z-30-89.1 del Instituto Alemn para la

    Construccin en Berlin.

    En la fabricacin del anclaje de inyeccin TITAN

    dicho acero es compactado mediante transformacin

    - laminacin en fro, sin prdida de material.

    El procedimiento de fabricacin garantiza las carac-

    tersticas tcnicas. Los datos tcnicos tienen como

    base los ensayos de carga en los laboratorios MPA

    NRW y FMPA Baden-Wuerttemberg. La seccin del

    anclaje TITAN se calcula a base del peso real. La ten-

    sin de fluencia y la tensin de rotura se calcula a base

    de las cargas de tensin y rotura. En general y en el

    concepto de seguridad actual y siguiendo las normas

    DIN en Alemania, se calcula con un factor de 1,75,para llegar de la carga de fluencia a la carga admisible.

    As consta que el recubrimiento mn. de 20 mm con

    cemento, como en el caso de hormign armado, basta

    para justificar la proteccin simple segn DIN 4128 9.2,

    no limitando la capacidad de la carga interna obtenida

    de la carga de tensin, incluso para micropilotes de

    traccin permanentes. La carga admisible interna, de-

    finida por la carga de fluencia medida de 525 kN y el

    factor de seguridad de 1,75, da como resultado los 300

    kN de carga admisible para el TITAN 40/16.

    Parecido al desarrollo de aceros para armadura delhormign, las superficies de los micropilotes tubularesdejan de ser lisas y pasan a ser corrugadas. Esta roscade los anclajes de inyeccinTITAN corresponde a lanorma DIN 488 y se determina por su superficie ros-

    cada de referencia.

    altura de nerviosfR =

    distancia entre nervios

    1,7p.ej. fR = = 0,13 para el TITAN 30/11

    13

    La capacidad de carga interna determina tambin el comportamiento al rozamiento,

    la limitacin de fisuras y la proteccin contra la corrosin

    La superficie de nervios de referencia del anclaje de inyeccin TITAN se encuentra con su valor

    de 0,13, cerca del valor mximo de 0,15 para armadura de hormign. As se obtiene una perfecta

    cohesin parecida al hormign armado.

    Capacidad de carga externa

    Como en el hormign armado con los nervios se pro-

    duce una distribucin uniforme en el cemento. Medi-

    ciones de fisuras en la Universidad Tcnica de Munich

    con cuerpos de cemento inyectado,armado con ancla-

    jes de inyeccin TITAN 30/11 y excavados han mos-

    trado, que la anchura de las fisuras hasta una carga de

    1,25 x carga admisible quedan por debajo del valor ad-

    misible de 0,1 mm para hormign armado segn DIN

    1045 16.8.5 y tambin segn Eurocode EC 2.

    Capacidad de carga interna

    Calidad del suelo rozamiento qsk

    MPa kN/mm2

    grava mediana y gruesa1) 0,20 200

    arenas y gravas arenosas1) 0,15 150

    suelos cohesivos2) 0,10 100

    1) D 0,4 resp. qck 10 MN/m2

    2) Ic 1,0 resp. cuk 100 kN/m2

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    Los diferentes ensayos de homologacin disponibles confirman dichos

    valores de rozamiento para los Micropilotes-Anclajes TITAN:

    1. Prof. Steinfeld, Laboratorio de Suelos Hamburgo del 28.10.1985

    2. Dr. Heinz W. Haag, Laboratorio de Mecnica de Suelos,

    Kornwestheim, del 18.11.1986

    3. Prof.Dr.-Ing.R.Floss, Universidad Tcnica de Munich,

    Proyecto 9941/13 del 23.10.1989

    4. Prof.Dr.-Ing.R.Floss, Universidad Tcnica de Munich,

    Proyecto 9941b/12 del 30.10.1990

    5. Prof.Dr.-Ing.W.Bluemel, Universidad Tcnica de Hannover,

    Seccin Mecnica de Suelos del 20.06.1991

    6. Landesgewerbeanstalt (LGA) Baviera del 14.11.1996

    7. FMPA Baden-Wuerttemberg del 21.07.1995 en arcilla amasable,

    espesa hasta semi-consistente

    Arcilla, fcilmente amasable blanda Cu= 10 25 kN/m2

    Arcilla, blanda Cu= 10 25 kN/m2

    Limo Cu= 10

    50 kN/m2

    Limo orgnico Cu= 10 20 kN/m2

    Turba Cu= 5 10 kN/m2

    Curvas de capacidad de carga levantamiento de micr opilotesinyectados de 7 m de longituden arenas limosas idnticas, pilote compuestocon barra de acero 40 mm diam. conperforacin encamisada,estticamenteinyectado, frente al TITAN 73/53 conmortero A/C ~0,7 y lechada de cemento A/C~0,4 con 60 bar inyectado dinmicamente

    desplazamiento(mm)

    deformacinconstante

    deformacionesconstantes

    F = fuerza de extraccin

    micropilote compuesto

    con barra de acero

    de 40 mm dim.

    entubado recuperado

    de 133 mm

    vibrado

    con zapata

    arena limosa

    S.P. T.20 golpes

    arena limosa

    S.P. T.20 golpesfuerza de extraccin

    mic

    ropilo

    tecompuesto

    conb

    arrad

    eacerod

    e40

    mmdia

    m.

    F = fuerza de extraccin

    Micropilotes-Anclajede inyeccinTITAN 73/53

    sin entubado,con un flujode cementode limpieza yde inyeccina presin

    300kNo = = 1,33 m

    x 40 mm x 1,8 N/mm2

    La comprobacin de la seguridad contra el pandeo de

    los Micropilotes-Anclajes TITAN debe calcularse se-

    gn DIN 4128 9.3 solamente cuando la resistencia alcizallamiento del suelo sin drenaje es Cu < 10 kN/m 2.

    Segn E9 de la EAU el modulo de suelos Cu para su-

    elos considerados crticos y cohesivos es:

    Ejemplo de clculoCompensacin de subpresion de una losa de hormign con Micropilotes-Anclajes TITAN, carga admisible ne-

    cesaria FW = 270kN;arena medio-densa,factor de seguridad S=2 segn DIN 4128tabla 2 para pilotes verticales:

    ejemplo: Micropilotes-Anclajes TITAN 40/16

    capacidad de carga interna

    Fadm = 300 kN > Fw = 270 kN

    y una broca de cruz de un dim. d = 90 mm

    Dimetro D del cuerpo de inyeccin

    D = 1,5 d 1,5 = factor de incremento

    D = 1,5 x 0,09 m del dimetro para arena,

    D = 0,14 m pg. 3

    Resistencia de pilotes(capacidad de carga externa)

    pilotes segn DIN 1014

    pilotes in situ segn DIN 4128

    pilotes compuestos inyectados segn DIN 4128p.ej. pilotes-anclajes inyectadosTITAN

    pilotes especiales: pilotes cohetes

    pilotes especiales: pilotes de segmentos

    resistencia del pilote (cap.de carga externa) R (kN)

    asentamien

    tos/levantamientos

    enlacabezadelpilote(mm)

    Dimensionado del anclaje final por1. Tensin compuestasegn DIN 1045 tabla 19 p.ej. 1,8 N/mm2 para B 25

    la longitud de anclaje es para el TITAN 40/16

    2. Placa de apoyosegn DIN 1045 17.3.3 con presin superficial

    de 8,33 N/mm2 para B 25, sin armadura suplementaria

    de traccin, p.ej. con placa de apoyo 200/200 mm.

    300kNp = = 7,5 N/mm2 < pzul = 8,33 N/mm2

    200 x 200

    En el caso de las arc illas expansivas de los limos orgnicos y de las turbas, estos valorespueden corresponder a rozamiento negativo

    Longitud de la zona de transmisinde cargas L del micropilote,

    calculado a base de la capacidad de carga externadel cuerpo de inyeccin

    x D x L x qskFw =

    SFW x S

    L = x D x qsk

    270 kN x 2L =

    x 0,14 m x 150 kN/m2

    L 8,2 m

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    La tecnologa de anclajes permanentes postesados ha

    crecido en los ltimos decenios y est considerada

    como la ms moderna. Pero en muchos casos los

    Micropilotes-Anclajes son tcnicamente ms conveni-

    entes y econmicamente preferibles.

    Los anclajes permanentes fabricados con acero de

    alta resistencia St.1570/1770 y con elongaciones de 2hasta 3 veces ms elevados comparados con aceros

    de construccin, soportan solamente cargas de trac-

    cin. Debido a la elongacin importante, hay que po-

    stesarlos, para limitar las deformaciones bajo carga

    til. La elongacin grande exije una longitud libre del

    anclaje, casi un aislamiento frente a la parte fija en el

    suelo, para evitar influencias no deseadas al entorno.

    Al contrario, los Micropilotes-Anclajes se consideran

    como una construccin de hormign armado subterr-

    nea. La armadura - relajada y sin pretesado - est com-pletamente protegida contra la corrosin por el ce-

    mento. Para el responsable de calidad esto significa un

    ahorro permanente de los gastos de control perma-

    nente segn las prescripciones de la DIN 4125 parte 2.

    La pretensin del anclaje permanente y la presin, con

    el riesgo de la deformacin del suelo, inducen la posi-

    bilidad de pequeos deplazamientos en direccin a

    una inestablilidad. Si se producen deslizamientos im-

    previstos, por cargas adicionales o presiones laterales

    al anclaje permanente postesado, las pequeas reser-

    vas de deformacin de la zona plstica no sern sufi-

    cientes.Hasta la fecha se desconocen casos de perjuicios con

    Micropilotes-Anclajes inyectados.

    Ventajas de Micropilotes-Anclajes

    perforados TITAN:

    adaptables a cada tipo de carga

    realizacin en corto tiempo

    maquinaria menor

    utilizable como micropilote a traccin

    y compresin

    Refuerzo de la carga til a 900 kN + 360 kN = 1260 kN,

    solucin econmica con barra de armadura de 40 mm.

    Instalacin de

    Micropilotes-An-

    clajes TITAN

    103/78, longitud

    18 m, en una

    acerera en pleno

    funcionamiento.

    Productividad de

    instalacin diaria:8 Micropilotes-

    Anclajes con 3

    operarios.

    Criterios de eleccinAnclajes permanentes (pretesados) segn DIN 4125 o

    Micropilotes-Anclajes no tesados, (pasivos) segn DIN 4128

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    Cimentaciones y RecalcesSin problemas de excavacin y medioambientales durante todo el proceso de funcionamiento,sin evacuacin de agua fretica en lugares de difcil acceso.

    Cimentaciones de edificios histricos.

    Postrefuerzo con pocos

    asentamientos,

    con vigas clavadas laterales,

    p.ej. cuando se disuelven pilotes de

    madera debido a cadas

    del nivel fretico.

    Cimentaciones postensadas con la

    zona entre hormign y suelo com-

    primida como proteccin contra

    terremotos.

    prensa hidrulica

    detallellave de apriete

    2 x U 260

    2 x U 260

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    Proteccin contra lasubpresinLa losa de hormign para depuradoras,pasos inferiores, fosas profundas etc. de-bajo de la capa de agua fretica, se puedefijar contra la subpresin con los Micropi-lotes-AnclajesTITAN. El mtodo de per-forar antes de la excavacin ha dado bu-enos resultados. Para evitar que lospilotes molesten durante la excavacin,se perfora una barra con un cierre debayoneta hasta media altura de la losaprevista, sacando fcilmente la parte su-perior de la barra inmediamente despusde haber efectuado la inyeccin con ungiro en contradireccin, y retirando laparte hacia arriba, con la posibilidad dereutilizarla en la prxima perforacin. Una

    vez excavada la fosa, un buzo atornilla latuerca semiesfrica con placa de apoyosoldada a la barra Despus se hormigonay achica el agua. Es ventajoso que las bar-ras esten completamente envueltas en elfondo de hormign, evitndo as un es-cape de agua posterior.

    Construccin de ensanchamientos de carreteras tipo TICINO

    con Micropilotes-Anclajes TITANCuando se necesita ensanchar una carretera en un faldeo o reforzar el muro de contencin. Se evita cortar por completo lacarretera para efectuar las obras. No se necesitan reservar espacios para la proteccin de la zona de obras ni transporte de

    materiales excavados. Se perforan los micropilotes-anclajes TITAN para la cimentacin del muro nuevo desde la va existentehacia abajo en el talud y hacia atrs debajo de la carretera, unindolos con la armadura del muro de contencin.

    Ensanche de una carretera

    sin cerrar la calzada completamente

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    Cimentaciones para torres de alta tensin

    Los Micropilotes-Anclajes TITAN son ideales para la cimentacin de

    torres de alta tensin segn DIN VDE 0210. Comparando con cimen-

    taciones escalonadas o pilotes tubulares hincados, aportan ventajas

    econmicas de aprox. 20-40%. Resulta ventajosa la logstica de

    trabajar con un material estandardizado a lo largo de toda la lnea, sereducen el transporte y los ensayos de recepcin. Incluso se pueden

    reforzar cimentaciones de torres de alta tensin existentes, perforando

    tras las bases existentes con los Micropilotes-AnclajesTITAN.

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    Cimentaciones para torres de telecomunicaciny generadores elicos

    La cimentacin de zapatas hechas de hormign in situ o

    como pieza prefabricada, se asienta sobre Micropilotes-An-

    clajes TITAN. Basta un solo procedimiento para la base,

    sin amplios ensayos geotcnicos, los ensayos de recepcin

    son ms fciles y el parque de mquinas menores, alcanzan

    cada rincn del terreno o pueden ser transportadas incluso

    con helicpteros.

    Consolidacin enzonas portuariasAnclaje de tablestacas y muros

    pantalla.Micropilotes-Anclajes inclinados

    para toma de cargas H

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

    Cimentaciones para barreras antiruido y postes de catenariasObstculos en terraplenes o vas rellenas no presentanproblemas para los Micropilotes-Anclajes TITAN.

    Proteccin frentea avalanchas

    barrera antiruido

    drenarcncalzada

    Anclaje

    Micropilote

    Micropilotes

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    Micropilotes-AnclajesTITAN

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