Protocolo de ejecución de anclajes provisionales a muros pantalla
El siguiente documento es un ejemplo del protocolo técnicos de ejecución entregado por CIPAN para la realización de anclajes provisionales en muros pantalla.
1.- OBJETO
Establecer el procedimiento técnico de ejecución a seguir por CIPAN para la perforación, inyeccion y tesado de los anclajes provisionales.
2.- ALCANCE
- Incluye:
- Nombre e identificación de Cada tajo y anclaje. (al terminar las pantallas)
- Numeración de anclajes en un listado y plano de detalle Anclaje. (al terminar las pantallas)
- Sistema de Perforación a emplear y alternativas.
- Diámetros de Bulbo y D perforación (Revestimiento)
- Longitud de Zona libre y de bulbo de cada anclaje.
- Inclinación respecto a la horizontal.
- Procedimiento de inyección y presión Límite a aplicar en presiones máximas de Reinyecciones. Volúmenes y caudales controlados.
- Datos de los tirantes empleados, características del Acero en cable diámetros y calidades.
- Características de la lechada, dosificación y resistencias exigidas.
- Ensayos de Adecuación (Idoneidad) propuestos para cada litología.
- Ensayos de Aceptación.
- Modelo Partes de Trabajo de perforación e inyección.
3.- DOCUMENTACIÓN DE REFERENCIA
- Manual de Gestión de CIPAN
- Guía para el diseño y ejecución de anclajes al terreno en obras de carreteras.
- EN 1537. Ejecución de trabajos geotécnicos especiales. Anclajes.
- HP 8-96 Recomendaciones para el proyecto, construcción y control de anclajes al terreno.
4.- IDENTIFICACIÓN DE TAJOS Y TABLA DE PROTOCOLO
Para la definición de cada tajo de obra y numeración de cada anclaje se han utilizado las numeraciones previstas según la ejecución de los bataches de muro pantalla, distinguiéndose:
- Se preparará la numeración y tipo de anclaje, a la terminación de los muros pantalla.
Para la designación de cada anclaje se han distinguido para los diferentes niveles de anclaje, en el sentido de las agujas del reloj, de tal manera que:
- Se preparará la numeración y tipo de anclaje, a la terminación de los muros pantalla.
DEFINICIÓN DE ANCLAJES POR ZONAS:
Se preparará la numeración y tipo de anclaje, a la terminación de los muros pantalla.
La carga máxima corresponde al diseño establecido para el 70% de la tensión admisible del acero garantizada al 0.1% de alargamiento, en nuestro caso s/TYCSA 224 KN, pudiéndose llegar a valores de 18 Ton por cable para ensayos de Idoneidad.
Se acompaña como anexo los certificados de ensayo para cordones de Pretensado de TYCSA, que serán los empleados en obra con sección 139 mm cada cordón.
5.- SISTEMA DE PERFORACIÓN CON AGUA E INYECCIÓN
La obra se realizará con el uso de los siguientes medios materiales:
- Carro perforador HUTTE 609, HUTTE 606 y COMACHIO MC8 (Martilos en cabeza Eurodrill 8021 y 5012)
- Bomba de Inyección Hanny 1 y TECNIWELL TWG 57.
- Bomba de lodos alta presión BEAN ROYAL y depósitos 8.000 y 20.000 l
- Manipuladoras y pequeña herramienta.
5.1.- Condiciones previas de ejecución.
Preparar la plataforma de trabajo, mediante el movimiento de tierras pertinente, sensiblemente horizontal, libre de obstáculos y de anchura suficiente para el trabajo de la maquinaria, en nuestro caso se requiere de 9 m de longitud libre perpendicular a pantalla.
5.2.- Condiciones de replanteo.
Los anclajes se marcarán con spray en los muros pantalla. El replanteo de los mismo se realizará conjuntamente entre el Jefe de obra/encargado de Arpara y Jefe de equipo de Cipan.
5.3.- Ejecución.
5.3.1.- Perforación y limpieza.
Una vez replanteados los preforos en la pantalla y dejando una plataforma lo más lisa posible, se procederá a la ejecución de la perforación situando la maquina sobre el centro del Preforo, se desploma la pluma y con Porta ángulos se nivela a la inclinación requerida y comenzará a taladrar mediante rotación OVER Drill O.D (Entubando y perforando con trialeta).
Para los anclajes de D nominal 200 mm (4,5 y 7 cables). El diámetro de la tubería interior será 88.9 mm y exterior 133 mm, cuya corona de widia es de 200 mm, la trialeta de perforación será 200 mm. La doble tubería llegara a final de taladro con 20 cms más de perforación.
Se adjunta en el anexo nº2 una tabla de diámetros y número de cables.
Para perforar, las tuberías realizarán el movimiento de giro y descenso a izquierdas de forma conjunta, controlando la presión que se está ejerciendo al perforar, con lo que se pueden detectar las capas más duras.
La perforación de los taladros se realizará con doble equipo a rotación con sistema de perforación OD (Overburden-Drilling) con herramienta de corte de trialeta de widia y con fluido de perforación de agua.
La bomba de perforación tendrá unas especificaciones técnicas que nos permitan eliminar los detritus de perforación hasta superficie, es decir una presión de trabajo de hasta 40-60 Kg/cm2 y un caudal de hasta 400 l/min.
La profundidad de excavación se controlará por la longitud de la barrena que se introduce en el terreno, deteniéndose ésta cuando se llegue a la longitud exigida (+20 cms).
Mientras se perfora la camisa de revestimiento recuperable 200 mm exterior va avanzando con Rotopercusión en cabeza en caso necesario en terrenos duros. Para ello nuestros equipos están dotados de martillos de alta capacidad en cabeza, Eurodrill 8021 y 5012.
La disposición de los anclajes perforados será tal cuya desviación en planta no sea superior al 10 % del diámetro del micropilote.
Durante la perforación se comprobará midiendo la inclinación respecto a la vertical con regla y nivel de burbuja. La desviación (en mm) deberá ser inferior a 4 x H, siendo H la “longitud libre” de perforación (en m). Para un valor de H de 6 metros aproximadamente, la desviación máxima sería de 24 mm (o de 4 mm/m).
La extracción del detritus se realizará por medio de agua de barrido a alta presión que circula desde la recogida de detritus en punta a través del hueco existente entre la tubería de 88.9 mm y la de 133 mm, saliendo el lodo por los huecos existentes en la Campana de Barrido.
5.3.2.- Colocación del anclaje e Inyección.
Características de lechada de inyección.
Se define las lechadas como mezclas de cemento, agua y aditivos en su caso.
Se denomina mortero de inyección a la mezcla de cemento, agua y arena que superen las limitaciones de tamaño máximo o de peso total, y aditivos en su caso.
En cuanto a la dosificación de las lechadas de cemento la relación agua/cemento de encontrarse entre 0,40 y 0,6. Para relaciones agua/cemento por debajo de 0,40 se deberán agregar aditivos para permitir el bombeo de forma adecuada.
El cemento que se utilizará en la obra será CEM II o IV 42.5 N, con la relación agua/cemento entre 0,45 y 0,55 con la que se pueden obtener resistencias superiores a los 30 Mpa. Se adjuntan resultados de algunas muestras ensayadas de lechada de inyección en los anexos. La D.F. podrá solicitar la realización de probetas con la dosificación propuesta.
Características de los equipos de fabricación de la lechada o mortero y sistema de dosificación a emplear.
El equipo para realizar la inyección estará constituido por una mezcladora-agitador y por una bomba de inyección.
La mezcladora o batidora deberá ser de alta turbulencia, de forma que se garantice la calidad y homogeneidad de la mezcla obtenida.
Por último, la bomba de inyección impulsa la mezcla durante la inyección. Dicha bomba llevará un manómetro para ver la presión de inyección. Deberá disponer también en un sistema para controlar la admisión en cada taladro. En los anexos se incluyen las características técnicas de la maquinaria de inyección a utilizar.
Definición del tipo de inyección.
La Inyección se ejecutara en dos fases denominándose a este sistema de inyección Inyeccion Repetitiva (IR). Este tipo de inyección es el más adecuado para suelos margosos, suelos cohesivos blandos. La inyección rellena el hueco comprendido entre el taladro de la perforación y los cables, así como el interior de esta. La inyección mediante lechada se realizará directamente por el interior del tubo de reinyección habilitado con válvulas antirretorno de 32 mm para que rellene el hueco entre esta y el terreno ascendiendo por la corona exterior.
Durante la inyección se deberá controlar para cada anclaje la presión de inyección y el volumen inyectado.
Procedimiento de inyección.
En los anclajes con inyección IR la presión de inyección normalmente será superior o igual a la mitad de la presión limite. Esta presión límite depende fundamentalmente de la compacidad de las áreas de consistencia de las arcillas y limos existentes en el terreno de la obra.
Para arcillas o limos de consistencia firme la presión límite varía entre 0,4 Mpa (4Kp/cm²) y 0,8 Mpa (8Kp/cm²).
Dada las características geotécnicas del terreno se adopta como presión de inyección de los anclajes el valor de 5Kp/cm² medida en la salida de la bomba en primera inyeccion y presión mantenida de 10 bares en la reinyección.
La presión de inyección se medirá a la salida de la bomba, siempre y cuando no se encuentre a una distancia mayor de 50 mts desde la boca del taladro ni se encuentre a un desnivel mayor a un metro.
Para cada uno de los anclajes se realizara un parte de control, que se adjunta en los anexos, en el que se registrara la fecha de perforación e inyección, los tiempos de cada fase, el diámetro de perforación, la profundidad, la longitud del anclaje, el tipo de anclaje, los volúmenes inyectados, las presiones de inyección y el caudal con que se inyecta la mezcla, entre otros datos.
Definiciones de los ensayos de control a efectuar durante la fase de inyección.
Se realizara los siguientes controles para controlar la idoneidad tanto de la fabricación de la mezcla como del proceso de inyección, controlando hasta que se defina la mezcla los siguientes parámetros:
Frecuencia diaria:
- Tiempo de amasado.
- Relación agua /cemento.
- Cantidad de aditivo utilizado.
- Viscosidad en el cono Marsh.
- Densidad Aparente.
Dos veces a la semana:
- Resistencia a compresión simple a 28 días.
- Exudado y reducción de volumen.
La relación de agua cemento estará entre el 0,45 y 0,55. La densidad de la lechada a inyectar será igual o superior a 1,7 gramos por centímetro cúbico (1,7 g/cm³).
El valor de la viscosidad, expresado por el tiempo que tarda en salir un litro (1L.) de lechada por el cono de Marsh, será menor a 25 segundos, cumpliendo la EHE para lechadas de inyección.
La resistencia a compresión simple a 7 días será igual o superior a 25 Mpa (250Kp/cm²).
6.- ENSAYOS DE IDONEIDAD
Este ensayo de acuerdo a norma UNE 1537, se deberán realizar tres ensayos en la obra uno por cada zona geotécnica caracterizada y nivel de anclaje y además se deberán disponer del conjunto de resultados e interpretación de los ensayos de investigación ya realizados. Este ensayo debe confirmar:
• La capacidad del anclaje de soportar la tensión de prueba.
• Comprobar las características de fluencia o pérdida de tensión hasta la tensión de prueba.
• Longitud libre real del anclaje.
Para realizar este ensayo, se acondicionará el anclaje para la realización de la prueba, desprotegiendo la sobre longitud, es decir, longitud desde la pantalla o punto de apoyo de la placa de reparto hasta la zona más exterior del anclaje, de los plásticos protectores y tubos de inyección. Se recomienda limpiar de cemento la zona intercordonal de cada tendón, así como realizar un ligero engrasado de toda esta sección antes de introducir el gato hidráulico.
Para este tipo de pruebas y cuando las condiciones particulares de la obra lo permitan debe emplearse una gato multifilar, que permita el tesado de todos los tendones del anclajes de forma simultánea.
Antes de aplicar los distintos ciclos de carga y descarga, ilustrados en los porcentajes adjuntos, es conveniente aplicar al anclaje una carga significativa, el 50% de la carga de bloqueo, repetidas veces, llegando a esta carga y descargándola. Con el fin de romper y liberar la longitud libre de la lechada de inyección. Esta longitud libre de fabricación viene engrasada y protegida con plástico, pero se evitan muchos datos falseados por un rozamiento inicial no se contempla en los estudios.
En este momento se puede dar por iniciado el ensayo, aplicando desde la descarga completa el primero de los escalones proyectados (0.1Pp), realizando las medidas a las indicaciones de tiempo reflejadas. En ningún caso son medidas instantáneas, ni los tiempos son acumulables. Desde la puesta en carga en un escalón intermedio, la primera lectura sobre el embolo, que será idéntico al alargamiento del cable, se realiza al minuto, la segunda lectura que es la dos minutos, se refiere a los dos minutos desde la puesta en carga, por lo que únicamente habrá que esperar otro minuto desde la lectura realizada.
7.- ENSAYOS DE ACEPTACIÓN
Se deberán realizar de manera sistemática en el tesado de todos los anclajes. El objetivo es:
• Comprobar la capacidad del anclaje de soportar la tensión de prueba
• Comprobar la longitud libre aparente de la armadura
• Comprobar las características de fluencia o pérdida de tensión en el estado límite de servicio.
La preparación previa al inicio de este ensayo es idéntica a la comentada en el ensayo anterior. De manera que una vez aplicado la carga inicial (0.1Pp), se puede dar por iniciado el ensayo. Al igual que en el ensayo anterior, en ningún caso son medidas instantáneas, ni los tiempos son acumulables. Desde la puesta en carga, la primera lectura sobre el embolo, que será idéntico al alargamiento del cable, se realiza al minuto, la segunda lectura que es la dos minutos (a la carga máxima de ciclo), se refiere a los dos minutos desde la puesta en carga, por lo que únicamente habrá que esperar otro minuto desde la lectura realizada.
Tras el ciclo de carga se retira el gato hidráulico previa descarga completa, se colocan las cuñas de bloqueo en todos los cables y procede a la puesta en carga del anclaje. Es importante, para la realización completa del anclaje, tomar las lecturas correspondientes a la referencia 0.1Pp y a la propia carga de bloqueo Po.