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TABLESTACAS Los tablestacados son paredes formadas por tablones unidos por travesaños y terminados en punta que se hincan en el terreno. Para evitar el desplazamiento que los empujes pueden ocasionar sobre el tablestacado se unen mediante costillas de perfiles laminados o con las puntas ensambladas como anteriormente indicábamos al referirnos alas ataguías. El fin primordial de las tablestacas es asegurar las paredes contra los desprendimientos antes de iniciarse la excavación, cuando, por alguna razón exista agua subterránea en el lugar de la obra. Las tablestacas puede estar hecho de acero, madera o concreto reforzado, pero el acero es el más utilizado. Mientras las tablestacas prefabricadas de hormigón armado ahora se utilizan rara vez, ha habido recientemente un uso en-arrugado de hormigón en forma de muros pantalla de hormigón colocados bajo bentonita suspensión. Secciones de las Tablestacas de Acero El tablestacado de acero se puede considerar como un desarrollo de tablestacas de madera. Los primeros intentos de encontrar un sustituto para la madera se hicieron en el siglo XIX, cuando se produjeron las secciones servales de chapa de hierro fundido acumulación. La fragilidad del hierro fundido era evidente como un material no satisfactorio para pilotes, hasta que las secciones de acero laminado se produjeron al principio del presente siglo. Las primeras secciones de acero exitosos emplean enclavamientos remachados, pero con la mejora de las técnicas de laminación mejores secciones más adelante fueron fabricados Algunos ejemplos de estos antes, ahora secciones obsoletos.

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Tablestacas

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TABLESTACASLos tablestacados son paredes formadas por tablones unidos por travesaos y terminados en punta que se hincan en el terreno. Para evitar el desplazamiento que los empujes pueden ocasionar sobre el tablestacado se unen mediante costillas de perfiles laminados o con las puntas ensambladas como anteriormente indicbamos al referirnos alas ataguas.

El fin primordial de las tablestacas es asegurar las paredes contra los desprendimientos antes de iniciarse la excavacin, cuando, por alguna razn exista agua subterrnea en el lugar de la obra.

Las tablestacas puede estar hecho de acero, madera o concreto reforzado, pero el acero es el ms utilizado. Mientras las tablestacas prefabricadas de hormign armado ahora se utilizan rara vez, ha habido recientemente un uso en-arrugado de hormign en forma de muros pantalla de hormign colocados bajo bentonita suspensin.Secciones de las Tablestacas de AceroEl tablestacado de acero se puede considerar como un desarrollo de tablestacas de madera. Los primeros intentos de encontrar un sustituto para la madera se hicieron en el siglo XIX, cuando se produjeron las secciones servales de chapa de hierro fundido acumulacin.La fragilidad del hierro fundido era evidente como un material no satisfactorio para pilotes, hasta que las secciones de acero laminado se produjeron al principio del presente siglo. Las primeras secciones de acero exitosos emplean enclavamientos remachados, pero con la mejora de las tcnicas de laminacin mejores secciones ms adelante fueron fabricados Algunos ejemplos de estos antes, ahora secciones obsoletos.

Eficiencia de las SeccionesCiertos ha existido controversia en los ltimos aos con respecto a la diferencia en el comportamiento de las secciones Z y U.

En los Estados Unidos ha sido la prctica de utilizar slo la cantidad de mdulos resistentes individual de secciones tipo U, debido a las grandes distancias de bloqueo, mientras que la prctica Europa de sub-secciones ha asumido, con algunas excepciones, puesto que la totalidad de la pared acta como si no hubiese deslizamiento cortante y podra tener lugar en los enclavamientos ubicados un eje neutro de la seccin.Es interesante sin embargo, hay tener en cuenta una tendencia mundial hacia el uso de la seccin Z en muchos pases. Al mismo tiempo en los ltimos aos las mejoras en las prcticas de laminacin han permitido la produccin de secciones ms eficientes, donde la eficacia se define como la relacin de mdulo de seccin por pie de pared para el costo de la acumulacin por pie cuadrado de pared.La mejora de la eficiencia resulta principalmente de la utilizacin de secciones ms amplias con una cierta reduccin en el espesor. Existen lmites prcticos a mucho mayor progreso en esta direccin, pero un aumento adicional de la eficiencia relativa es ahora alcanzar mediante la funcin de mejor calidad.Caractersticas SignificativasTres caractersticas importantes que se dan en las tablestacas y sus particulares ventajas, son:1) El enclavamiento sirve para conectar las pilas para formar una pared continua, de haber sido roscadas las pilas en uno al otro durante el proceso de instalacin. El enclavamiento es positivo y fuerte, y hay poca posibilidad de una pila se salga de su posicin, excepto en casos muy raros. El acabado de la pared, referente a su aspecto es satisfactoria.El enclavamiento est completamente conectado del suelo y tambin es suficientemente estanco para todos los propsitos prcticos. Slo una pequea desviacin angular entre una pila y la siguiente es posible con Estructuras de la Tablestaca 4 secciones normales de tablestacas y pueden variar dependiendo de la marca particular de apilamiento.2) La forma de la pila en seccin transversal est diseada para hacer la pared de apilamiento capaz de resistir la flexin como si se tratara de una serie de vigas verticales conectadas entre s.Las partes de metal estn en la parte delantera y la parte posterior de la pared, es decir, los intervalos, son equivalentes a las bridas de un acero laminado en forma de I y proporcionar la mayor parte de la resistencia a la flexin de la seccin, mientras que las porciones transversales, o las bandas , que conectan las bridas son lo contrario, son similares a la red de acero en forma de I y sirven para resistir las fuerzas de corte tanto como para mayores resistencias de flexin y para las tablestacas de mayor profundidad total y con mayor grosor del metal en las bridas.Sin embargo, aparte de resistencia a la flexin, la seccin debe ser tambin capaz de ser impulsado en el suelo a la profundidad requerida y la forma de la seccin transversal rgida proporciona para este propsito.

3) El material de que las pilas de acero estn hechas les permite soportar golpes de martillo pesado durante la instalacin. La cantidad de resistencia del suelo que hay que superar en la conduccin va a determinar la cantidad de acero en la seccin transversal, as como la calidad del acero de la que se fabricarn los pilotes. El acero tambin permite una alta resistencia de flexin al ser colocado en una pequea cantidad de rea de la seccin transversal.En consecuencia, mayores penetraciones se puede conseguir que en el caso con hormign o madera tablestacas cuyas reas en seccin transversal son comparativamente mucho ms grande. Adems, para una resistencia a la flexin dado una tablestaca de acero es ms ligera en peso que cualquier otro tipo, y dos ventajas importantes surgen de esto: el transporte de las pilas y su manejo en la posicin de conduccin es ms simple y menos costoso, y relativamente con un martillo ms ligero se puede utilizar para lograr la misma tasa de penetracin.

A. El caso ms comnmente encontrado es aquel en el que slo hay un nivel muy pequeo diferencial de agua en ambos lados de las aplicaciones de puerto mientras que en una de las aplicaciones se utiliza una sola lnea de pilotes, muchos otros como muelles rompeolas, dos lneas paralelas de que o tablestacas estn ancladas entre s y forman de hecho una estructura de doble pared.B. Esta condicin menos habitual, pero importante, cubre los casos en los que existe un alto nivel de agua del diferencial a travs de dos lados de la hoja de apilamiento, que se produce, por ejemplo, donde la acumulacin es utilizado para formar las paredes de un dique seco, un bloqueo, los stanos de los edificios, u otras estructuras subterrneas tales como cmaras de bombeo.El tablestacado sirve como soporte temporal durante la construccin y las paredes como permanentes de la estructura. Mientras que el habitual de los mtodos de anclaje rea de distribucin, se hace referencia a continuacin, son aplicables a las estructuras tales como paredes dique seco, en el caso de construccin de stanos y en ocasiones como la que es prctica para el uso planta baja o plantas inferiores a puntal de las paredes de separacin. Para una cmara subterrnea circular, largueros en anillo de compresin son la forma ideal de apoyo en todas las estructuras en esta categora es importante tener en cuenta el efecto de la presin del agua en la base de elevacin tablestaca.C. Entre otros usos permanentes de tablestacas son paredes del suelo para ayudar en la prevencin de la filtracin o el flujo de agua debajo de las estructuras. Ejemplos de ello son las paredes de corte por presas, diques, incluyendo suelos y muros de contencin y control del agua presas, compuertas y diques. Tambin puede ser usado como una proteccin contra los efectos de la socavacin o erosin del suelo como en el dedo del pie con pilotes de paredes mar, pilares de puentes y pilares y rompeolas de hormign en masa.D. Los muros de contencin de tipo Cantilever son probablemente menos comnmente utilizados. En primer lugar son slo econmicos para paredes que tienen una altura no mayor de aproximadamente 10 a 14 pies. Aparte de esta restriccin, las paredes en voladizo son ms sensibles que los muros anclados a las variaciones en las condiciones del suelo y tambin estn sujetas a deflexiones horizontales ms grandes. Por lo tanto, son ms apropiados para las estructuras temporales.E. Muros anclados de gama media de alturas, dicen desde 15 pies hasta 40 pies o menos dependiendo del suelo y las condiciones del sitio, forman la mayor parte de la permanente de la hoja de acero uso acumulando. Por esta razn, las paredes de esta categora especial se le dar mayor atencin en las secciones siguientes de este captulo que trata sobre el diseo y los detalles ms muros de contencin de esta categora son compatibles con un sencillo sistema de largueros horizontales de acero a lo largo de la acumulacin con tirantes de acero para transferir las cargas a los anclajes o DeadMen aislados. Estos pueden ser simples bloques de concreto, losas de hormign armado vertical, o un grupo de 2 a 6 tablestacas cortos.En algunos casos, vale la pena considerar tablestacas largas como anclajes con la parte de debajo de las varillas de unin que son de mayor longitud, que actan como anclajes de los voladizos. En otros casos anclajes se construyen como paredes verticales continuos de hormign o tablestacas. Las varillas de unin pueden ser rastrillado abruptamentedecir, a 45 con la horizontal y conectados a los anclajes del suelo. Alternativamente, el anclaje puede tomar la forma de H de acero pilas tensin rastrillo detrs de la acumulacin a aproximadamente 45 y conectado directamente a los largueros. Tirantes horizontales tambin pueden estar conectados a los anclajes A-bastidor formado de hacia adelante y hacia atrs rastrillar cojinete y pilas de tensin con o sin un bloque sustancial de hormign en las cabezas de estas pilas.En algunos casos, vale la pena considerar tablestacas largas como anclajes con la parte de debajo de las varillas de unin que son de mayor longitud, que actan como anclajes de los voladizos. En otros casos anclajes se construyen como paredes verticales continuos de hormign o tablestacas. Las varillas de unin pueden ser rastrillado abruptamentedecir, a 45 con la horizontal y conectados a los anclajes del suelo. Alternativamente, el anclaje puede tomar la forma de H de acero pilas tensin rastrillo detrs de la acumulacin a aproximadamente 45 y conectado directamente a los largueros. Tirantes horizontales tambin pueden estar conectados a los anclajes A-bastidor formado de hacia adelante y hacia atrs rastrillar cojinete y pilas de tensin con o sin un bloque sustancial de hormign en las cabezas de estas pilas.Por lo tanto, las paredes de este tipo se utilizan en la construccin de un muro convencional no es posible suponga problemas especiales. As pues, hay varias circunstancias en las que deben ser considerados para aliviar plataformas de: (1) donde la existencia de suelo sin adecuada impide el uso de anclajes convencionales, (2) cuando no hay suficiente espacio para los tirantes ordinarias y anclajes (3) donde hay grandes superloads o cargas de gra o ferrocarril pistas, que requieren pilotes para apoyarlos.PRINCIPIOS DE DISEO DE ASEGURADORES PARA PAREDES DE TABLESTACADependiendo de la cantidad relativa de penetracin de la acumulacin por debajo de la lnea de dragado final. El primer tipo se vuelve a preferidos como soporte gratuito-tierra y el segundo soporte en la tierra fija.En el tipo de soporte gratuito en la tierra de la pared, que tiene una penetracin menor que el segundo tipo, Se supone que la acumulacin debe estar actuando como un haz vertical que abarca dos soportes, siendo estos el sistema de anclaje y el suelo en frente de la acumulacin por debajo de la lnea de draga. En el caso de apoyo-tierra fija el apilamiento tiene una mayor penetracin en el suelo debajo de la lnea de dragado, se supone que la acumulacin se fija en la direccin en la parte inferior. La viga apoyada en la pared es entonces efectivamente equivalente a la fija en el extremo inferior.1. Presin del suelo, momento de flexin y deflexin Esquemas convencionales para la presin del suelo, momento de flexin y las condiciones de apoyo a tierra fija. El diagrama de red de la presin del suelo es la diferencia entre el total de gramos da pasivo y activo totales (lnea discontinua). La cantidad T representa el anclaje es la fuerza de presin activo Estructuras de la Tablestaca 8 neto total que acta sobre la resistencia, A la pared, y P es la fuerza pasiva neta total disponible debajo de la lnea de dragado, mientras que Pr es una fuerza pasiva inversa en la parte inferior de la acumulacin necesaria para la obtencin "fijeza".El diagrama de momentos corre muestra que la curvatura en algn lugar entre momento mximo empate (positivo) mientras que P es una fuerza pasiva inversa al correspondiente diagrama de momentos tiende muestra que la curvatura como mximo (positivo) en algn lugar entre el nivel de la barra de acoplamiento y la lnea de dragado, con un momento mximo inverso (negativo) a cierta distancia por debajo de la lnea de dragado. A punto de momento de flexin cero se producen una corta distancia por debajo de la lnea de dragado, CP corresponde a la posicin de presin equivalente a cero, momento de flexin y deflexin diagramas de forma gratuita- estabilizacin de tierras. Aqu las nicas fuerzas son T y P, como se menciona anteriormente, mientras que el diagrama de momento de flexin indica un mximo nico positivo. Este momento es significativamente mayor que el momento para el apoyo-tierra fija para una pared de la misma altura en las mismas condiciones del suelo. La desviacin del diagrama en este caso no tiene punto de apoyo.

2. Soporte en tierra fija Mientras una pared en determinado sitio y las condiciones del suelo en general se pueden disear ya sea de forma gratuita o de apoyo-la tierra fija, la experiencia ha demostrado que los resultados generales es ms economa desde el diseo de la Tierra fija. Aunque se necesitan pilas ms largas, el mdulo de seccin requerida o resistencia a la flexin de las pilas es menor, y las cargas de anclaje tienden a ser menores. Diseo fija la Tierra proporciona automticamente la penetracin suficiente para dar un factor de seguridad adecuado contra el movimiento hacia el exterior de las pilas debajo de la lnea de dragado.

Sin embargo, en el caso de la libre-tierra apoyan una penetracin adicional, ms all de que slo es necesario para la estabilidad, que se requiere para proporcionar un factor de seguridad contra el movimiento hacia el exterior de la parte inferior de las pilas En consecuencia, la seccin ms tarde en los detalles de diseo se ocupar esencialmente de apoyo en tierra fija solamente. El diseo de apoyo libre Tierra podra, sin embargo, ser aplicable en casos tales como (a) cuando existen arcillas debajo de la lnea de dragado o (b) cuando exista roca medio a, o cerca de, la lnea de dragado para que las pilas no se puedan conducir lo suficiente para proporcionar fijeza.3. Modos de Falla de las Tablestacas Las cargas que se ejercen sobre los sistemas de tablestacas tienden a producir varios tipos de falla. De acuerdo al tipo de falla se deben evaluar las fuerzas que las producen y se deben seleccionar ciertos parmetros para prevenirlas. Los sistemas de falla ms comunes son los siguientes (fig. 13.16): Falla por deslizamiento profundo. Esta falla afecta la totalidad de la masa del suelo incluyendo la tablestaca y es independiente de las caractersticas estructurales del muro. Su posibilidad se debe estudiar realizando un anlisis de estabilidad del talud con falla profunda por debajo de la tablestaca. Generalmente, este tipo de falla no se remedia incrementando la profundidad de la tablestaca y se requiere implementar otras obras de estabilizacin como anclajes, drenajes, mejoramiento del suelo, etc.

Falla al volteo por profundidad insuficiente de la tablestaca. Las presiones laterales ejercidas por la tierra tienden a ejercer una rotacin de la tablestaca. Esta falla puede prevenirse profundizando la tablestaca. Falla por falta de resistencia pasiva del pie de la tablestaca. Este tipo de falla ocurre para tablestacas ancladas por falta de profundidad de empotramiento y se resuelve profundizando la tablestaca. Falla estructural de la tablestaca. Estas fallas ocurren por exceso de esfuerzos de flexin o de cortante sobre la estructura de la tablestaca. Este tipo de falla se resuelve colocando una tablestaca estructuralmente capaz de soportar los esfuerzos internos.Tablestaca Empotrada en Suelos GranularesSe asume que la tablestaca rota como un cuerpo rgido alrededor de un punto en su longitud empotrada. Esta suposicin implica que el muro est sujeto a una distribucin de presin activa desde la corona del muro hasta un punto llamado punto de transicin cerca al punto de desplazamiento cero. As mismo, se considera que la distribucin de la presin de diseo vara linealmente como se indica en la figura 13.7. Las tablestacas empotradas en suelos granulares, sin anclaje, se disean por los mtodos de soporte fijo.Los mtodos de soporte fijo (Fixed Earth Support) son los ms utilizados en los Estados Unidos. El diagrama de presiones, como se indic anteriormente, presenta un cambio en la magnitud y direccin de las fuerzas pasivas en el extremo inferior de la tablestaca.El anlisis consiste en determinar la profundidad del empotramiento para garantizar la estabilidad del sistema. Una vez se determina la profundidad de empotramiento requerida, se aumenta en un 30% para garantizar un factor de seguridad adecuado (King, 1995).Movimiento lineal de la capaTabla 13.2 Valores aproximados de penetracin requerida de una tablestaca.

PASOS PARA EL DISEO DE UNA TABLESTACAEl procedimiento para obtener el diagrama de presiones sobre una tablestaca que permita realizar el diseo puede resumirse en los siguientes:Paso 1. Asuma una profundidad de penetracin de la tablestaca, la cual puede obtenerse como una correlacin de la altura teniendo en cuenta la resistencia del suelo.Paso 2. Calcule Ka y Kp, criterios de Rankine o de CoulombPaso 3. Calcule p1 y p2. L1 y L2 deben estar definidas previamente.

Paso 4. Calcule L3

Paso 5. Calcule P total activo, sumando los diagramas de presiones.Paso 6. Calcule z (El centro de presin del rea ACDE) tomando momentos respecto a E.Paso 7. Calcule p5.

Paso 8. Calcule A1, A2, A3, A4 Transicin Presin Neta activa Presin Neta pasiva Lmite inferior del muro.

Paso 9. Resuelva la ecuacin siguiente por tanteos para determinar L4.

Paso 10. Calcule p4.

Paso 11. Calcule p3.

Paso 12. Obtenga L5.

Paso 13. Dibuje el diagrama de distribucin de presiones como el que se muestra en la figura 7.8.Paso 14. Obtenga la profundidad terica de penetracin L3 + L4. La profundidad real de penetracin se debe incrementar entre 20% y 30%.

CLCULO DEL MOMENTO SOBRE LA TABLESTACALa variacin del momento de flexin en una tablestaca en voladizo se muestra en la figura 13.8. El momento mximo ocurre entre los puntos E y F. Para obtener el momento mximo (Mmax) por unidad de longitud de tablestaca se requiere la determinacin del punto con fuerza cortante cero.

Una vez determinado el punto de fuerza cortante nula (punto F en la figura 7.8), la magnitud del momento mximo se obtiene como:

TABLESTACA EMPOTRADA EN SUELOS COHESIVOSEn el caso de tablestacas empotradas en mantos de arcilla, el diagrama de presiones es diferente al de las tablestacas en suelos granulares. La diferencia entre los diagramas se muestra en la figura 13.9..Procedimiento para calcular la profundidad requerida de empotramiento para una tablestaca en suelo arcilloso:Paso 1. Asuma una profundidad de penetracin de la tablestaca, la cual puede obtenerse como una correlacin de la altura teniendo en cuenta la resistencia del suelo.Paso 2. Calcule para el suelo granular.

Paso 3. Obtenga P1 y P2.

Paso 4. Calcule P1 y z1.Paso 5. Use la ecuacin siguiente para obtener el valor terico de D..

Paso 6. Calcule L4.

Paso 7. Calcule P6 y P7.Paso 8. Dibuje el diagrama de distribucin de presiones como se muestra en la figura 13.10.Paso 9. La profundidad real de penetracin es:

Tablestacas AncladasEs muy comn que las tablestacas tengan un anclaje en su seccin en voladizo. En ese caso generalmente se supone que el empotramiento no es fijo, aunque existen las dos formas de clculo.Si suponemos que el empotramiento inferior es fijo, el diagrama de momentos es diferente si el empotramiento es libre (Figuras 13.11 y 13.12). En las figuras 13.13 y 13.14 se muestran los diagramas de presiones para una tablestaca anclada empotrada en suelos granulares y para el caso de suelos arcillosos, suponiendo el empotramiento libre.En lo referente al anclaje, ste puede ser horizontal, con un muerto o bloque de soporte en su extremo, o puede ser inclinado perforando y tensionando un ancla con un bulbo inyectado. Si se utiliza un anclaje pretensado el ngulo de inclinacin con la horizontal es de mnimo 1.50 y se genera una fuerza inclinada sobre la tablestaca, la cual presenta componentes horizontales y verticales.La importancia radica en que las propiedades de la tablestaca y las propiedades esfuerzo-deformacin del suelo se pueden utilizar en forma conjunta. En la prctica el sistema consiste en la colocacin de una serie de resortes entre la tablestaca y el suelo para simular la interaccin suelo-estructura. Igualmente, si el desplazamiento es cero, se presentaran presiones de reposo y de acuerdo a la magnitud de las deformaciones y su sentido, se obtienen los esfuerzos activos y pasivos.El sistema de elementos finitos es uno de los ms utilizados actualmente para el diseo de tablestacas. Su gran ventaja consiste en que analiza el comportamiento esfuerzo-deformacin y tiene en cuenta la flexibilidad de la tablestaca. Esto evita los errores debidos a la sobresimplificacin de los sistemas de presiones de tierra explicados anteriormente. El anlisis de tablestacas utilizando elementos finitos permite determinar con mayor precisin los esfuerzos y momentos sobre la estructura de la tablestaca.