ESTABILIZACIN CON TRINCHERASAlumno:Villavicencio Guillen Eduardo Emer 091-0605-019DESCRIPCIN DEL MTODO DE TRINCHERAEl mtodo consiste en formar trincheras con el uso de muros prefabricados y la estabilizacin con lodos. Los elementos de los muros prefabricados se colocan en una trinchera estabilizada con una lechada de bentonita-cemento. Las principales ventajas de esta tcnica son la calidad de la superficie de la pared y su menor espesor final comparado con los muros diafragma. Su principal limitacin es el peso de los elementos prefabricados.Estabilidad de trincheras con lodoLos mecanismos por medio de los cuales los lodos bentonticos estabilizan y sostienen a las paredes y fondo de la excavacin, son discutidos an. Los siguientes factores intervienen en la estabilidad de las trincheras: La presin hidrosttica del lodo. La resistencia pasiva del lodo, considerado como un cuerpo plstico confinado entre dos placas rgidas. La resistencia a la deformacin de la interfaz impermeable (cake), funcionando como membrana. La accin de fuerzas electro-osmticas es despreciable. Incremento de la resistencia al esfuerzo cortante en la zona de suelo saturada por el fluido estabilizador, debido al efecto de cuajado del lodo en los poros. El efecto estabilizador que se presenta en los granos de suelos no cohesivos en la cara interior de la trinchera, debido al flujo del lodo hacia su interior y a la existencia de la interfaz impermeable, la cual adems transmite la presin hidrosttica del lodo a la estructura del suelo. Se presentan a continuacin algunos de los criterios ms importantes para estimar la seguridad en las trincheras estabilizadas con fluidos viscosos, tanto en suelos cohesivos como en suelos friccionantes (Arias, 1997).USO DEL MTODOMuros colados in situ y muros prefabricados:Los muros-diafragma colados en el lugar (o muros Miln) son paredes de concreto colado en trincheras estabilizadas con lodo. Los muros diafragma fueron introducidos en la ciudad de Mxico para la construccin de las primeras lneas del sistema del metro en 1967 y han recibido una gran aceptacin desde entonces (Auvinet y Romo,1998).Uso de la subestructura como sistema de soporteEn un nmero limitado de casos, la propia subestructura se ha usado como sistema de soporte. Esto requiere construir muros tabla estacados o colados en trincheras, antes de que la excavacin se inicie y realizar la excavacin en forma subterrnea mientras la subestructura est construyndose de la superficie del suelo hacia abajo.PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVOLa ejecucin del muro colado in situ consta de las operaciones siguientes: Construccin de muro gua Excavacin de tramo de zanja estabilizada con lodo Colocacin de armaduras Juntas con tubos metlicos Vaciado del concreto con tubera tremiea) Muros-gua (pre-trinchera) o brocalesEsta estructura tiene de 1 a 1.5 m de altura y un ancho ligeramente superior al del futuro muro y, por lo general es de concreto armado o acero. Tiene las siguientes funciones: Materializa la implantacin, permite marcados y nivelaciones. Sirve de apoyo para las maniobras (tubo de junta, armaduras). Sirve de reserva de lodo al principio de la perforacin. Asegura la estabilidad del suelo en la superficie. Sirve de gua a los equipos de excavacin. Sirve de sustento cuando los suelos superficiales presenten problemas de estabilidad.b) Excavacin de tramos de zanjaDesde el inicio de la excavacin debe inyectarse lodo para evitar la socavacin de la boca de la trinchera. Al sacar la herramienta con suelo, debe evitarse la cada de detritus y dejar escurrir el lodo sobrante en la zanja. Otro aspecto importante durante la excavacin de la trinchera es cuidar la verticalidad de la herramienta de excavacin, evitando desviaciones o inclinaciones en la trinchera, garantizando la verticalidad del muro. No se debe dejar la trinchera totalmente excavada y estabilizada por mucho tiempo, no ms de 24 hrs. antes de colar el muro.Se utilizan diferentes equipos segn los terrenos y las especificaciones: retroexcavadora, almeja con cable, almeja con kelly e hidrofresa. Los anchos varan de 0.50 m a 1.50 m pero los anchos usuales son de 0.60 a 0.80 m. Son comunes las profundidades de 35 m, un equipo kelly puede alcanzar los 65 m, y la hidrofresa 100 m. Se construyen generalmente paneles yuxtapuestos: primero de orden impar y luego de orden par. La dimensin de los paneles elementales vara de 2 a 20 m; comnmente la longitud es de 5 a 6 m. Las formas ms sencillas en trazado en planta son las mejores para la calidad del trabajo terminado.a. Seleccin del equipoDependiendo de la profundidad de las zanjas y de las caractersticas de los suelos se determina el equipo ms adecuado para la excavacin.Retroexcavadoras: estos equipos son recomendables para zanjas de profundidad no mayor de 7 m, aunque existen mquinas de este tipo de mayor alcance. Presentan algunas ventajas con relacin a otros equipos como su facilidad de movi Almejas libres auto-guiadas: Estos equipos fueron de los primeros que se desarrollaron con el objetivo especfico de excavar zanjas profundas. Estn integrados por dos quijadas operadas por medio de cables y un cuerpo metlico que le sirve de gua para mantener el alineamiento y la verticalidad durante la excavacin; generalmente estn montadas sobre dragas. Tienen la caracterstica de que pueden alcanzar grandes profundidades ya que slo dependen de la longitud de los cables que pueda manejar la gra. El diseo racional de una excavacin con almeja libre o autoguiada debe tomar en consideracin los siguientes aspectos:Tipo de suelos por excavar Peso de la almeja, abertura de las quijadas, posicin y tipo de los dientes de ataque, empleo de cables adecuados Libre paso del fluido empleado para estabilizar las paredes de la excavacin a travs de la almeja Longitud del cuerpo gua para garantizar la verticalidad y mecanismo de descarga y limpieza de las quijadasAlmeja hidrulica guiada: Esta mquina consta de una almeja operada hidrulicamente fijada a una barra metlica deslizante llamada kelly que sirve de gua y control de la verticalidad del sistema. Se recomienda para excavacin de zanjas en suelos duros en donde el peso del Kelly, el de la almeja y la capacidad de corte que le proporciona el equipo hidrulico a las quijadas, incrementan su eficiencia y velocidad de ataque. Estos equipos van montados sobre dragas de 45 o ms toneladas de capacidad y pueden alcanzar profundidades del orden de los 30 mb. Esquema de un sistema de excavacinLa excavacin de un panel, por ejemplo de 6 m de longitud, se realiza como sigue: primero se excavan las porciones laterales y finalmente la central, con el propsito de lograr simetra y conservar la verticalidad. El tablero puede tener las siguientes caractersticas: Tablero independiente confinado por tubos junta, muros anterior y posterior no construidos. Tablero que liga, en ambos extremos hay muros construidos y tienen la edad mnima necesaria para soportar la maniobra de limpieza de sus juntas machihembradas. En uno de los extremos se tiene tubo junta y en el otro muro.La manera ms ordenada y eficiente de construir un muro Miln es como se indica en el esquema de la Figura1.11. Consiste en una primera etapa de avance, la cual, se detiene cuando los muros iniciales alcanzan la edad mnima, en ese momento el equipo de excavacin y colado retrocede para iniciar la segunda etapa de avance, que es la construccin de tableros intermedios.c) Colocacin de las armadurasLos aceros especiales y verticales deben dejar entre s un espacio libre de 10 a 15cm para el paso del concreto. Con la finalidad de garantizar una buena cobertura lateral, las armaduras deben tener un ancho inferior al de la pared en unos 10 cm. aproximadamente. Son necesarios centradores (rodillos o patines) y elementos de izado (asas, rigidizadores) para manipular y posicionar la armadura. Una vez colocada la parrilla se debe amarrar al brocal por medio de unas orejas, para evitar su flotacin durante el colado.a. Maniobras de izajeEsta maniobra es muy importante en el proceso de construccin de un muro Miln y debe realizarse tratando de evitar la deformacin de la parrilla de acero. Debe contarse con un balancn como el que se muestra en la Figura 1.12a que sujete al armado en varios puntos a la vez. Con este aditamento, la parrilla ser introducida en la zanja cuidando que no quede asentada en el fondo de ella, es decir, debe mantenerse suspendida en el nivel correcto. Para evitar el efecto de flotacin del refuerzo que frecuentemente se presenta durante el proceso de colado, deber anclarse colocando barras transversales apoyadas en orejas de acero previamente colocadas en el brocal como se indica en la Figura 1.12b, que impidan el movimiento ascendente del armado.b. Centrado del acero de refuerzoActualmente es muy generalizado el empleo de rodillos de concreto comnmente llamados pollos fijos en ambos lechos del armado para centrarlo dentro de la excavacin (Figura 1.13a). Esta tcnica funciona adecuadamente cuando las paredes de la zanja son lo suficientemente resistentes para permitir que estos elementos giren sin hundirse. Para suelos muy blandos, no son recomendables, a menos que su longitud sea lo suficientemente grande para generar la capacidad de carga necesaria para no hundirse en la pared de la excavacin. En caso contrario es recomendable el uso de centradores tubulares (patines) hechos con perfiles PTR de 4" x 3". Se colocarn en la zanja apoyados en el brocal antes de proceder a instalar el armado y sern extrados al momento de terminar el colado o antes si este se ha retrasado por algn imprevisto y ya se ha iniciado el fraguado del primer concreto vaciado. Terminada la excavacin del primer tramo se introducen los tubos junta, de seccin circular o trapecial, ligeramente inferior al ancho de la excavacind) Vaciado del concreto (colado)El concreto para un muro Miln no se vibra nunca. Se hace el colado con una tubera tremie (columna de vaciado o trompa) bajo agua o lodo. La operacin de vaciado no debe ser interrumpida: debe hacerse en una sola operacin.El proceso se inicia con la introduccin y armado de las lneas de tubera, de 8, 10 12, segn el ancho de la trinchera. El tubo debe llegar hasta 20 o 30 cm. arriba del fondo de la excavacin, para vaciar la primera carga de concreto; antes de realizar el primer vaciado debe colocarse un tapn (pelota) en el interior del tubo para que sea empujado por el concreto, desaloje el lodo y sirva como seguro para evitar la penetracin del lodo. A continuacin se mencionan algunos puntos importantes de este procedimiento: El dimetro de la tubera debe ser entre 8" a 12" y su longitud de 3 m como mximo, Figura 1.15a. Debe ser lisa por dentro y por fuera para que el concreto fluya libremente y evitar que se atore con el armado. Las uniones entre los tramos deben ser hermticas; no se debe permitir que el lodo o agua penetre a travs de ellas. Las cuerdas de cada tramo de tubera deben estar en perfecto estado para facilitar las maniobras de acoplado y desacoplado. Son recomendables las cuerdas de listn o trapezoidales. Antes de iniciar el colado se coloca un tapn deslizante dentro de cada lnea de colado que puede ser una pelota de vinilo, o de poliestireno, que impida la contaminacin del concreto con el lodo o agua al inicio del colado. El extremo inferior de las lneas de colado debe permanecer ahogado en el concreto cuando menos 1.5 m. El concreto debe elaborarse con agregados de 19 mm como mximo y revenimiento de 18 2 cm. El colado debe realizarse de manera continua evitando lapsos de espera prolongados que provoquen taponamientos en la tubera por el fraguado inicial del concreto.e) JuntasEn la Figura se observa un croquis de los elementos que comnmente se emplean para moldear las juntas de los tableros del muro Miln, para lograr el machiembrado entre ellos. Son piezas generalmente metlicas que constan de un cuerpo tubular de seccin rectangular, de ancho igual al muro Miln, que sirve de respaldo y rigidizador a la parte de la junta que deja una huella en el concreto del tablero. Esta parte es trapezoidal y en algunos casos tiene un pequeo canal para alojar una banda de PVC usada como sello entre tablero y tablero. Se aclara que estas juntas se emplean en tableros alternados. Se instalan inmediatamente despus de terminar la excavacin y antes de que se coloque el acero de refuerzo. Su extraccin debe realizarse al concluir el colado; es importante determinar el momento en que es conveniente moverlas tomando en consideracin el fraguado del concreto ya que pueden quedar atrapadas cuando el concreto se endurece o bien provocar que el concreto fluya hacia el hueco que deja la junta cuando se le levanta si an no tiene la resistencia adecuada. Se recomienda obtener testigos de fraguado de cada olla que se vace y cuidar el tiempo en que presente su fraguado inicial. En este momento se podr mover ligeramente la junta para despegarla, repitiendo esta operacin hasta que el concreto tenga auto-soporte y sean retiradas las juntas.f) ControlesDurante las operaciones antes citadas, debe prestarse atencin a los puntos siguientes: Excavacin: nivel y calidad del lodo, verticalidad y espesor de la trinchera. Colocacin de las armaduras: centrado y altura. Vaciado: calidad del concreto, volumen a cada nivel. Juntas: verticalidad y posicin de los tubosjunta. Continuidad: encaje de los paneles primarios y secundarios.Proceso de construccin de muros prefabricados Muros-gua (pre-trinchera) o brocales.-Los brocales tienen las mismas funciones que en los muros Miln. Excavacin.-La apertura de los tableros con el equipo excavador se hace en tres partes. Tambin el avance de estos muros se hace en zigzag, logrando de esta manera la colocacin continua de las piezas prefabricadas y el mximo aprovechamiento del equipo de construccin. En el caso de que se presente alguna interferencia se puede dejar un tablero pendiente, que despus se construye con la tcnica del muro Miln tradicional. Los anchos varan de 0.50 m a 1.50 m, 0.20 m ms que los elementos prefabricados. Los anchos usuales son de 0.60 a 0.80 m.Lodo de perforacin. Normalmente, el lodo de perforacin es una lechada autofraguantea base de cemento y bentonita, cuyo fraguado est retrasado y regulado por diversos aditivos (IMCC, 1990). Este lodo es fluido durante la perforacin y colocacin de los elementos, posteriormente el mortero fragua, endurece y sella los elementos al terreno circundante.La correcta elaboracin del lodo fraguante es la base para obtener una pantalla con la calidad debida, por lo que las instalaciones deben ser capaces de producir mezclas homogneas que satisfagan las caractersticas del proyecto, sin que se tengan variaciones significativas.Uno de los mtodos para la elaboracin de lodos fraguantes, es primero mezclar la bentonita con agua y, posteriormente, aadir el cemento; con esto se garantiza la hidratacin total de la bentonita y la homogeneidad de la mezcla.El procedimiento convencional para la preparacin de lodo bentontico consiste en utilizar una planta mezcladora con recirculacin del fluido por medio de bombas centrfugas, y almacenarlo en depsitos para su hidratacin y posterior utilizacin.Las propiedades tpicas de un lodo bentontico son: Densidad 1.05 gr/cm3 Viscosidad Marsh 60 a 70 s Proporcionamiento7% (es decir, 70 Kg. de bentonita por cada m3 de agua).g) Con avance modularEsta tcnica fue desarrollada por la empresa francesa BACHY y, an se mantiene vigente. El concepto de mdulo o tablero permite avances cortos en la excavacin de la zanja.a. Excavacin de la zanjaLos tableros que se han construido experimentalmente han sido de hasta 8.0 m de longitud, para permitir la introduccin de tres piezas de 2.5 m de ancho y 0.5 m de sobre-excavacin adicional para facilitar la maniobra de colocacin de la ltima pieza.b. Descripcin de los murosEn general, consisten en una secuencia de piezas verticales de concreto precolado ensamblados con un gancho y placas gua, dentro de una zanja estabilizada inicialmente con lodo bentontico o polmero que, previamente a la colocacin de los muros precolados, se sustituye con lodo fraguante que es capaz de endurecer hasta resistencias similares a las del suelo para soportar y confinar al muro en su posicin, y que constituye una barrera de baja permeabilidad que complementa al sello principal (que puede ser una banda de hule).c. Manejo y desperdicio de lodosSe debe tener especial cuidado en la sustitucin del lodo inicial por el lodo fraguante. Esta maniobra se hace en forma similar al tubo tremie o bien con una bomba de lodos, para evitar la contaminacin que induce la mezcla de ambos fluidos. El desperdicio de lodos ocurre cuando es imposible recuperar todo el lodo inicial, aunque se tengan tanques de almacenamiento temporal, pero principalmente por el desperdicio del lodo fraguante, que impacta todava ms econmicamente; el desperdicio de este ltimo representa el 20% del volumen del mismo.h) Con avance continuoEsta tcnica fu desarrollada por la empresa francesa SOLETANCHE. Se ampla el concepto de mdulo para establecer un procedimiento constructivo continuo con avances de excavacin largos y aprovechamiento mximo del equipo de construccin.a. Excavacin de la zanjaLa apertura de la zanja es continua, respetando la idea bsica de operacin simtrica del equipo de excavacin, la cual se logra avanzando alternadamente con la almeja en dos posiciones hacia adelante y hacia atrs.El lodo fraguante se agrega en el extremo delantero del tramo que se est realizando, abriendo una zanja inicial somera que sirve como canal distribuidor y regulador del consumo gradual de lodo, lo que garantiza buena calidad. La capacidad estabilizadora del lodo fraguante basada en su mayor densidad, permite excavaciones seguras de gran longitud, haciendo factible separar el proceso de excavacin de la zanja del proceso de colocacin de piezas prefabricadas; esto lleva a un proceso ms ordenado y eficiente. El manejo de lodo fraguante es ms simple y su desperdicio es mnimo, ya que el lodo desplazado por la pieza de concreto se aprovecha en la continuacin de la excavacin.b. Descripcin de los murosConsisten en piezas prefabricadas, usualmente de 3.5 m de ancho, ensambladas mediante una junta impermeable, dentro de una excavacin estabilizada con lodo fraguante con aditivo retardador de endurecimiento.

Ejemplos:1. Elviaducto de Millau, en Aveyron (Francia), inaugurado el14 de diciembrede2004tras 36 meses de trabajos de construccin, la estructura alcanza una altura mxima de 343 metros sobre elro Tarn, y una longitud de 2.460 m, entre el Causse du Larzac y el Causse Rouge; tiene 7 pilares dehormign, y el tablero tiene una anchura de 32 metros.2. Dubai Malles uncentro comercialdeDubi(Emiratos rabes Unidos), perteneciente aEmaar Properties. El "Dubai Mall" es el centro comercial ms grande del mundo basado en su rea total y el sexto ms grande en superficie bruta alquilable. (rea total de espacio para negocios 502.000 metros cuadrados o unos 5.400.000 de pies cuadrados) contiene ms de 1.200 almacenes y tiendas de servicios. 6 pisos de rea comercial y 10 de parqueo). Incluso alberga un centro mdico lujoso, una pista de hockey sobre hielo o un acuario / zoo acutico.3. Localizado en Dubi, Emiratos rabes Unidos, es parte de un complejo cntrico de la ciudad" con un valor de 20 mil millones de dlares. En abril del 2009 el acceso al centro comercial fue reconstruido y es ahora una impresionante carretera de dos pisos. El centro comercial de Dubi Mall recibi ms de 37 millones de visitantes en el 2009, y atrajo ms de 750.000 visitantes por semana. Mientras que en el 2010 recibi 47 millones, y se vio un incremento de visitantes cercano al 27 por ciento con respecto al 2009, a pesar de la crisis econmica. En el 2012, el Dubai Mall sigui manteniendo el ttulo como el destino para compras y entretenimiento ms visitado del mundo, y atrajo ms de 65 millones de visitantes, un incremento de ms del 20 por ciento comparado con los 54 millones registrados en el 20114. ElAeropuerto internacional de Kansai es unaeropuertointernacional ubicado en unaisla artificialen labaha de Osaka,Japn. Fue diseado por el arquitectoRenzo Pianoe inaugurado el4 de septiembrede1994.5. Eltnel de base de San Gotardoes untnelferroviario bajo losAlpesenSuiza. Con una longitud de 57 km y un total de 151,84 km de tneles y galeras, es eltnel ferroviario ms largo del mundo. La perforacin concluy el 15 de octubre de 2010