Requerimientos técnico-normativos para anclajes y micropilotes … · 2020. 12. 15. · Existe...

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


“Dentro video”


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)


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

Principios Básicos: 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.



Am

in


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)


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


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


UNE EN 1537 – Anclajes

Tipo de material requeridos según la norma

Cables acero

Tipo de material requeridos según la norma

UNE EN 14199 - Micropilotes

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


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



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



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


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


Barra R38 de la competencia Acero corrugado 40 mm TITAN 40/16

ENSAYO DE DUCTILIDAD: DOBLADO DE LA BARRA A 180º


- Area relativa de corruga fR 0,056

rosca TITAN fR = 0,13

.

- Requerimientos en cuanto al roscado


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


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

¿Alguna diferencia

en el cuerpo

inyectado, una vez

sometido a carga?

Un ensayo de carga de los elementos portantes debe contemplar el sistema en conjunto (barra-manguito-barra).

- Requerimientos para los elementos de conexión



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



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


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

Gracias por su atención

Alex Giménez. www.ischebeck.es

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