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Requerimientos técnico-normativos para anclajes y
micropilotes autoperforantes Alex Giménez (ISCHEBECK IBÉRICA)
www.ischebeck.es
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CONTENIDO
Qué es un autoperforante
Principios de Sistema Ischebeck TITAN
Campos de Aplicación
Marco Normativo Vigente
Requerimientos y Cumplimientos Técnico-Normativos
Consideraciones Finales
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Qué es un autoperforante
“Dentro video”
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Qué es un autoperforante
Para este caso concreto entendemos micropilote, anclaje y/ bulón autoperforante , aquél cuyo utensilio de perforación es el propio elemento estructural y que queda inyectado /acabado una vez instalado. A medida que avanza la perforación se va ejecutando el propio elemento. Normalmente ejecutado a roto-percusión: El útil de perforación ha de tener cierta tenacidad.
Uso Generalmente en suelos no cohesivos o rocas fracturadas y/o meteorizadas, donde sería necesaria la entubación Mayor rendimiento que una perforación tradicional (revestida)
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Qué es un autoperforante
por lo que el útil de perforación ha de tener cierta tenacidad.
- Tubería lisa de diferentes calidades machi - hembrada
- Tubería lisa de diferentes calidades con manguito externo
- Barra roscada tipo R con manguitos externos
- Barra roscada tipo T con manguitos externos
- Barra roscada Ischebeck TITAN
Lo que se está utilizando como autoperforante
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Qué es un autoperforante
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Tuerca esférica
Placa de apoyo
Manguito
de unión
Centrador
Elemento
portante
de acero
Boca de
perforación
Sistema de Gestión de Calidad certificado DIN EN ISO 9001 / 2008; Número de Registro DE-96-010 ZERT
En cumplimiento de:
EN 14199: Micropilotes.
EN 1537: Anclajes.
EN 14490: Soil nailing.
EN 10210-1: Perfiles
huecos
para construcción,
acabados
en caliente, de acero no
aleado y de grano fino.
EN 10210-2: Perfiles
huecos
para construcción,
acabados
en caliente, de acero no
aleado y de grano fino.
Parte 2: Tolerancias,
dimensiones y propiedades
de sección.
EN 1992-1-1 Eurocódigo
2: Proyecto de estructuras
de hormigón.
Z-34.14-209: Instituto
Alemán para la
Construcción DIBt. MPA
NRW
El Sistema ISCHEBECK TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Terreno mejorado
Lechada de barrido
a/c ~ 0.7
Lechada final
a/c ~ 0.5
(teñida de rosa para el test)
d
diámetro nominal de la boca
Barra TITAN
30/11
Boca de perforación
de 75 mm.
Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
Am
in
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
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Principios Básicos: Ischebeck TITAN
TITAN 30/16 TITAN 30/11 TITAN 40/20 TITAN 40/16 TITAN 52/26 TITAN 73/56 TITAN 73/53 TITAN 73/45 TITAN 7335 TITAN 103/78 TITAN 103/51 TITAN 127/103
Rm,k (kN) 155 225 372 465 620 695 860 1218 1386 1550 2325 1800
Rm,d=Rm,K/1,15 (kN) 134,8 195,7 323,5 404,3 539,1 604,3 747,8 1059,1 1205,2 1347,8 2021,7 1565,2
Resistencia Interna del miembro portante de acero, acorde al EC7 y la homologación alemana Z-34.14-209
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Resultados:
1. Fricción lateral qs = 74
kN/m²
Los Micropilotes TITAN
cumplen plenamente con los
requerimientos de las normas
francesas
- DTU 13.2 micropilotes
- Typ IV (IRS o post-
inyectados)
2. La carga de transferencia a
compresión en la punta fue del
7%, el 93% por fricción en el
fuste.
3. Diámetro del micropilote
D=113 mm
Boca de perforación d = 70
mm:
D = (1,5 1,8) x d
4. No se observan fisuraciones
dentro del cuerpo inyectado
5. La barra está centrada dentro
del cuerpo inyectado.
6. Excelentes resultados en
cuanto a los ensayos dinámicos
de integridad empleando el
método francés SIMBAT,
confirmados por la CEBPT.
Ensayos sobre Micropilotes TITAN 40/16 realizados e incluídos en el FRENCH
NATIONAL RESEARCH PROJECT (FOREVER) - Proyecto Forever-, que ensaya
micropilotes aislados y grupos de micropilotes.
Se realizaron ensayos rigurosos en St-REMY-LES-CHEVREUSE (Francia) en 1998. Los micropilotes se
instalaron en un suelo consistente en arenas secas sueltas, medianamente granoclasificadas, de baja
cohesión: arenas de Fontainebleau. Los micropilotes fueron TITAN 40/16, de 5 m., boca de perforación
de 70 mm
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Resultados:
1. Fricción lateral qs = 74 kN/m²
- Typ IV (IRS o post-inyectados)
2. La carga de transferencia a compresión en la
punta fué del 7%, el 93% por fricción en el fuste.
3. Diámetro del micropilote D=113 mm
Boca de perforación d = 70 mm:
D = (1,5 1,8) x d
4. No se observan fisuraciones dentro del
cuerpo inyectado
5. La barra está centrada dentro del cuerpo
inyectado.
6. Excelentes resultados en cuanto a los
ensayos dinámicos de integridad empleando el
método francés SIMBAT, confirmados por la
CEBPT.
Equiparación del sistema de inyección al sistema IRS
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Ventajas . Requerimientos técnicos
En obra
– Aplicable en todo tipo de suelos
– Gran rendimiento en instalación Autoperforante
– Gran variedad de bocas según tipo de terreno Gran adaptación a cambios en obra
Técnicas
– Formación de mayor bulbo y mejora de terreno Mayor adherencia (ampliación D)
– Protección frente a la corrosión Mayor durabilidad
Normativas
Sistema acorde con las normas y estándares europeas
Cumple con:
• EN 1992 EC2 (Eurocódigo 2)
• EN 14199 (micropilotes)
• EN 1537 (anclajes)
• EN 14490 (soil nailing)
• En 10210: en cuanto al tipo de acero requerido
• Además de la homologación oficial de idoneidad en Alemania Z 34.14-209
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Cimentaciones/ Recalces Retrofijaciones
Fijación de muros Fijación en subpresión Bulones/Soil-nailingh
Deep drainage / Drill-Drain
Campos de Aplicación
Túneles/Minería
Anclajes al terreno
Micropilote geotérmico
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Campos de Aplicación Micropilotes
Micropilotes para:
Cimentaciones
Recalces
Apeos
Micropilotes para:
Nuevas
Construcciones
Losas de subpresión
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Campos de Aplicación Anclajes
Anclajes al terreno:
Pantallas
Tablestacas
Fijación de muros
Tanto provisionales como permanentes
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Campos de Aplicación Bulones/Soil Nailing
Bulones/Soil Nailing:
Sujeción frente a desprendimientos
Sujeción de Taludes
Tierra Armada
Fijación de geomallas
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Campos de Aplicación Túneles
En Túneles para:
Paragüas
Sujeción/Bulonado de secciones
Anclajes IQ, con inyección de resinas
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Campos de Aplicación Aplicaciones Especiales
Drill Drain
Drenes
Micropilotes para:
Geotermia
Monojet:
Inyección a alta
presión (200 bar)
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Marco Normativo Vigente
EHE 08 “Instrucción de hormigón
estructural”
NCSE-02 “Norma de construcción
Sismoresistente”
RC-08 “Norma para la recepción
de cementos”
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EN 1990:
Eurocódigo 0
Bases diseño estructural
EN 1991:
Eurocódigo 1
Acciones en estructuras
EC 2 Hormigón
EC 3 Acero
EC 4 Mixtas
EC 6 Fábrica
EC 5 Madera
EC 9 Aluminio
EC8 Sismos EN 1997-1:
Eurocódigo (EC) 7-1
Diseño Geotécnico
Anejo Nacional
EN 1997-2:
Eurocódigo (EC) 7-2
Investigación de suelos
y ensayos
Normativas Europeas; Eurocódigos
Marco Normativo Vigente
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UNE-EN 14199: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales.
Micropilotes. Mayo 2015.
UNE-EN 1537: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales. Anclajes.
Julio 2015
UNE EN 14490: Ejecución de trabajos geotécnicos especiales– Claveteado de suelo
(Soil nailing). Febrero 2013
Marco Normativo Vigente
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Marco Normativo Vigente
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Marco Normativo Vigente
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UNE EN 1537 – Anclajes
Tipo de material requeridos según la norma
Cables acero
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Tipo de material requeridos según la norma
UNE EN 14199 - Micropilotes
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El límite elástico esta limitado = 4.000 a 6.000 kg/cm2
por compatibilidad con el cemento. La deformación del
cemento se limita a =0,03. Aceros de alto límite
elástico
Ductibilidad: Deformación característica en la carga
máxima uk ≥ 2,5 ó 5 % requerida.
Doblado/Desdoblado: ensayo para determinar la
ductibilidad “in situ“
Adherencia respecto al área relativa de las roscas:
desde 0,21 a 0,33 mm.; con las barras Titan el límite
de fisuración es de ≤ 0,1 mm
yf
Propiedades a comparar: Guía Rápida
Requerimientos técnicos
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- Grado de acero según EN 14199, 1537 y 14490 que cumple ISCHEBECK TITAN
Requerimientos normativos para material autoperforante
Requerimientos técnicos
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Ensayo Charpy de impacto en barras huecas/tubos (energía absorbida); (Ensayo Charpy de impacto conforme a la norma EN 10045).
La tenacidad, es fundamental de cara a utilizar armaduras que sean a la vez la herramienta de perforación (autoperforante)
Para mitigar la fatiga/sobrecarga durante la perforación, ISCHEBECK TITAN, utiliza desde sus inicios, acero de grano fino estructural que
resiste el proceso de perforación y deja, íntegramente, las características técnicas garantizadas: S460 NH de acuerdo con EN10210 „Tubos
sin soldadura“. Este material ha sido ensayado mediante el Test de Resistencia al Impacto de Charpy con más de 100 J a -20°C El éxito de las
barras TITAN está basado en sus propiedades resistentes y dúctiles. Por comparativa, otros aceros estructurales de grano fino de acuerdo
con EN10210, p.ej. S355, tienen una resistencia Charpy al impacto de tan solo 27 J a 20°C ) y ninguna resistencia a -20°C. Los tubos tipo N80,
típicos para micropilotes no tienen resistencias al impacto comparables con el acero S460 NH empleado por ISCHEBECK TITAN.
Ligado a la
tenacidad del
acero
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80 Ksi = 560 N/mm²
110 Ksi = 770 N/mm²
Características para otro tipo de acero, según EN ISO 11960; tubos petroleros y de industrias del gas, para revestimientos y tubos para pozos.
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Límite elástico del armado que está
en contacto directo con hormigón o
lechada debe ser menor que:
600 N/mm²
La elongación del acero debe estar
armonizada con el cemento. Esta
elongación del acero está limitada a
2 – 3 ‰ .
Módulo de elasticidad (young)
~ 200.000 N/mm² х 0,003 = 600 N/mm²
Requerimientos normativos para material autoperforante
Requerimientos técnicos
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600
800
1000
1500
Acero corrugado Sistema TITAN S 460 NH
0,2 1 2 3 4 5 6 7
Limitación del límite elástico para armados
- Deformación característica Agt 5%
(ductilidad)
(porcentaje de elongación total en carga última)
Cable pretensado, 0,6” alto
límite St. 1570/1770
Barras roscadas ® Acero pretensado
(térmico)
St. 900/1000
Risgo de corrosión por tensión-deformación por
encima de 800 N/mm²
strain %
reserves for overloading
Str
ess N
/mm
²
Requerimientos normativos para material autoperforante
Requerimientos técnicos
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min.
Efecto Bauschinger
0,2
Reducción de Tensión de fluencia causado por Efecto
Bauschinger
Reducción de la resistencia del acero
causado por una deformación plástica!!
- Alta ductilidad
Requerimientos normativos para material autoperforante
El efecto Bauschinger muestra
que la gráfica de tensión-
deformación es una curva y no
se presenta como una línea
recta, de acuerdo con Hooke y
por ello, el límite elástico se ve
reducido.
Determinados tipos de acero,
no serían válidos o aceptados,
o estarían limitados, puesto
que frente a cargas a tracción
presentan valores de hasta el
50% menores que a
compresión por el efecto
Bauschinger
Requerimientos técnicos
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Barra R38 de la competencia Acero corrugado 40 mm TITAN 40/16
ENSAYO DE DUCTILIDAD: DOBLADO DE LA BARRA A 180º
Requerimientos técnicos
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- Area relativa de corruga fR 0,056
rosca TITAN fR = 0,13
.
- Requerimientos en cuanto al roscado
Requerimientos normativos para material autoperforante
7≈30
210
b
afR Factor de relación de corruga
Rf
Rf
0.21 a 0.33 para micropilotes
TITAN
0.056 para barras
corrugadas
hormigón del EYoung de Módulo
acero delEYoung de Módulo
c
s
Requerimientos técnicos
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Superficie relativa de corruga fR
Protección estándard a la corrosión– ancho de fisura ≤ 0,1 мм
Tubo liso– 160 N/mm² GEWI – 250 N/mm² Rosca tipo R ~ 380 N/mm² TITAN – 550 N/mm²
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¿Alguna diferencia
en el cuerpo
inyectado, una vez
sometido a carga?
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Un ensayo de carga de los elementos portantes debe contemplar el sistema en conjunto (barra-manguito-barra).
- Requerimientos para los elementos de conexión
Requerimientos normativos para material autoperforante
Requerimientos técnicos
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Ran
ge
of a
llow
ab
le d
yn
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ic s
tre
ss lo
g σ
R N
/mm
²
TITAN system
results
number of cycles
- Requerimientos para los elementos de conexión
- cargas dinámicas – fatiga
Ensayo de fatiga del sistema TITAN
Con anillo de acero en manguito
mostraron un rango de cargas
dinámicas
En 2,000,000 ciclos= 70 N/mm ²
Requerimientos normativos para material autoperforante
Requerimientos técnicos
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Las siguientes consideraciones deben aplicarse para conseguir el diseño de la
vida útil en armados de acero:
- añadir un factor de corrosión
- protección adicional por recubrimiento
- galvanizado
- duplex (galvanizado + resinas epoxi)
- acero inoxidable
- recubrimiento suficiente de lechada cemento, mortero u hormigón
- una combinación de todos ellos
Protección corrosión
Requerimientos técnicos
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Consideraciones finales
Existe Normativa para micropilotes, anclajes y soil-nailing, pese al
vacío legal que “algunos” argumentan. Eurocódigos y Normas
UNE EN
Los requerimientos técnicos están fundamentados en ensayos y
propiedades importantes. No son una invención del C.E.N
Cualquier material no es válido para micropilotes o anclajes, en
general y en concreto para ser autoperforantes
El sistema autoperforante ISCHEBECK TITAN aporta ventajas
tanto técnicas como productivas (mayores rendimientos, y fácil
instalación).Homologado, certificado y trazabilidad.
ZERT
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Gracias por su atención
Alex Giménez. www.ischebeck.es