Requerimientos técnico-normativos para anclajes y...
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Requerimientos técnico-normativos para anclajes y
micropilotes autoperforantes Alex Giménez (ISCHEBECK IBÉRICA)
www.ischebeck.es
CONTENIDO
Qué es un autoperforante
Principios de Sistema Ischebeck TITAN
Campos de Aplicación
Marco Normativo Vigente
Requerimientos y Cumplimientos Técnico-Normativos
Consideraciones Finales
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)
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
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
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
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
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
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
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
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
Campos de Aplicación Micropilotes
Micropilotes para:
Cimentaciones
Recalces
Apeos
Micropilotes para:
Nuevas
Construcciones
Losas de subpresión
Campos de Aplicación Anclajes
Anclajes al terreno:
Pantallas
Tablestacas
Fijación de muros
Tanto provisionales como permanentes
Campos de Aplicación Bulones/Soil Nailing
Bulones/Soil Nailing:
Sujeción frente a desprendimientos
Sujeción de Taludes
Tierra Armada
Fijación de geomallas
Campos de Aplicación Túneles
En Túneles para:
Paragüas
Sujeción/Bulonado de secciones
Anclajes IQ, con inyección de resinas
Campos de Aplicación Aplicaciones Especiales
Drill Drain
Drenes
Micropilotes para:
Geotermia
Monojet:
Inyección a alta
presión (200 bar)
Marco Normativo Vigente
EHE 08 “Instrucción de hormigón
estructural”
NCSE-02 “Norma de construcción
Sismoresistente”
RC-08 “Norma para la recepción
de cementos”
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
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
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
- Grado de acero según EN 14199, 1537 y 14490 que cumple ISCHEBECK TITAN
Requerimientos normativos para material autoperforante
Requerimientos técnicos
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
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.
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
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
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
Barra R38 de la competencia Acero corrugado 40 mm TITAN 40/16
ENSAYO DE DUCTILIDAD: DOBLADO DE LA BARRA A 180º
Requerimientos técnicos
- 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
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
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
Ran
ge
of a
llow
ab
le d
yn
am
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
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
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