Anclajes de Inyección

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TITAN

Micropilotes-Anclajes perforados e inyectados según DIN 4128 y EAU E 28 con cargas admisibles desde 100 a 1500 kN

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Micropilotes-Anclajes

TITAN

perforados e inyectados

según DIN 4128 según EAU E28 según DRAFT CEN/TC 288 / WG8 Micropiles Los Anclajes de Inyección TITAN son excelentes como micropilotes anclados, perforados e inyectados, llamados también micropilotes compuestos o raíces. Se componen de una barra de refuerzo central hueca, como sección de acero portante, y un cuerpo inyectado de cemento p.ej. HOZ 35 L de calidad B25, transmitiendo generalmente las cargas de tracción y compresión mediante rozamiento al terreno a través del cuerpo de cemento.

El recubrimiento con cemento produce un encaje radial en el terreno, confiere resistencia al pandeo y protección contra la corr osión. Los espaciadores delante cada manguito garantizan un recubrimiento min. de 20 mm. La mecánica de suelos de los micropilotes-anclajes inyectados demuestra una muy r educida deformación frente a pilotes hincados e inyectados. (asentamiento < 5 mm bajo car ga útil). Debido a su alta resistencia al corte entre cuerpo de inyección y terr eno, el movimiento necesario para activar el r ozamiento es de unos pocos milímetros.

un encaje de infiltración en la zona entre cemento y suelo. Debido a un comportamiento lineal elástico de car ga-deformación, los micr opilotesanclajes inyectados TITAN pueden ser muy útiles para aplicaciones con cargas expansivas, p.ej. para cargas de viento en puentes de señalización de tráfico y choques de bar cos contra muros de muelles.

La rosca contínua cumple con los requerimientos de la DIN 488 r eferente al contacto de las armaduras con el hormigón. Además permite en cada posición la extensión o r oscabilidad, o sea la fijación con placas y tuer cas, la unión con manLos micropilotes-anclajes TITAN se instalan con guitos o el corte a longitudes inferiores en la obra un procedimiento unificado con martillos de o r to- y el ator nillado de br ocas adecuadas al terr eno. percusión y con lechada de cemento como líHay una gran variedad de br ocas para cada tipo quido de apoyo, evitando las perforaciones enca- de suelo. La r osca es auto-blocante y no se misadas. Y todo esto sin vibraciones y por debajo necesitan contratuer cas. El tubo r oscado tiene de los límites de ruido en las obras. Los Micr opi- cargas portantes más elevadas en lo que se lotes-Anclajes TITAN exigen solamente perefiere a flexión, resistencia al corte y rozamiento, queñas perforaciones, un menor número de equi- comparadas con barras macizas semejantes y de pos en las obras, de tamaño más reducido y con la misma calidad de acero. menor capacidad instalada, y menos perjuicios al medio ambiente. Los micr opilotes-anclajes TITAN entran dentr o de la DIN 4128, según un dictamen GI 9613712 de El tubo r oscado es al mismo tiempo barra de la LGA Baviera del 17.07.1997. Pertenecen por lo perforación per dida, armadura y tubo de inyección. Se evitan así los trabajos de retirar los tanto al grupo de pr oductos estandarizados de las reglas ejemplares en la construcción (MBO). tubos de encamisado e inser ción de la barra de armadura, duplicando en general la productividad frente a trabajos con tubos encamisados. La per- Los micr opilotes-anclajes de inyección se recogen ya hoy en el borrador eur opeo existente foración con morter o de cemento (A/C ~ 0,7) y aplicación de presiones hasta 20 bares, produce DRAFT CEN/TC 288/WG 8 Micropiles. 2

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Tuerca semiesférica Placa de apoyo presión sobre el suelo < 8,33 N/mm2 segun DIN 1045 17.7.3 para B 25 Tubo de protección PEAD p.ej. para longitudes libres y protección suplementaria contra la corrosión en la zona de asiento entre la zapata de hormigón y el suelo Inyección primaria (zona de infiltración) estabiliza la perforación y mejora el rozamiento Suelos no cohesivos (Arenas, gravas, rocas disgregadas) recubrimiento mín. con cemento de > 20 mm según DIN 4128

Inyección secundaria (Cemento) formando el recubrimiento

Inyectar

diámetro del manguito dK

Anclaje de Inyección con rosca contínua de armadura para hormigón según DIN 488, limitando las fisuras en el hormigón

Suelo, roca disgregada Zona de filtrado (cemento) con emparedamientos de suelos Resistencia del cemento y resistencia a la deformación aumentando hacia el centro Broca arcilla diám. d

Conducto de inyección

Manguito de empalme/cupla

Espaciador para un recubrimiento con cemento de > 20 mm

Broca arcilla Tobera de flujo

D aprox. 200 mm

d Diám. de la broca

Barra del anclaje de inyección Micropilotes-Anclajes TITAN Cuerpo de inyección con diám. mín de D >100 según DIN 4128 Esfuerzo transversal

D Diám. de la Inyección secundaria de cálculo D ≥ 2,0 x d para gravas medianas y gruesas 1,5 x d para arenas y gravas arenosas 1,4 x d para suelos cohesivos (arcillas, margas) 1,0 x d para areniscas disgregadas, filitas, esquisto arcilloso

suelo mejorado por pretesado por présion

extensión del cuerpo de inyección

Postinjectar En caso de no alcanzar un aumento de la presión de la inyección en unos 10 bares frente a la presión del lavado, y esto inmediatamente al final de la perforación, se puede realizar una postinyección en la fase de fraguado del cemento (< 6 h) utilizando un cabezal-conector, hasta que se produzca dicha presión. Hay que anotar la presión obtenida y la cantidad de cemento inyectada.

cuerpo de inyección cemento post-inyectado

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Dimensionado de la capacidad de carga interna y externa Se diferencia entre la capacidad de carga interna del cuerpo del micropilote y la externa, o sea el rozamiento del micropilote con el suelo, dando en general valores superiores en este último, los cuales son, comparado con el primero , los determinantes.

Capacidad de carga interna La materia prima para el anclaje de inyección es un acero de grano fino StE460 o StE355, dependiendo del tipo de anclaje, y homologado para la construcción con certificado Z-30-89.1 del Instituto Alemán para la Construcción en Berlin. TITAN En la fabricación del anclaje de inyección dicho acero es compactado mediante transformación - laminación en frío, sin pérdida de material.

base los ensayos de carga en los laboratorios MPA NRW y FMPA Baden-Wuerttemberg. La sección del anclaje TITAN se calcula a base del peso real. La tensión de fluencia y la tensión de rotura se calcula a base de las cargas de tensión y rotura. En general y en el concepto de seguridad actual y siguiendo las normas DIN en Alemania, se calcula con un factor de 1,75, para llegar de la carga de fluencia a la carga admisible.

El procedimiento de fabricación garantiza las características técnicas. Los datos técnicos tienen como La capacidad de carga interna determina también el comportamiento al rozamiento, la limitación de fisuras y la protección contra la corrosión Parecido al desarrollo de aceros para armadura del hormigón, las superficies de los micropilotes tubulares dejan de ser lisas y pasan a ser corrugadas. Esta rosca de los anclajes de inyección TITAN corresponde a la norma DIN 488 y se determina por su superficie roscada de referencia.

p.ej.

fR =

altura de nervios distancia entre nervios

fR =

1,7 = 0,13 para el TITAN 30/11 13

La superficie de nervios de referencia del anclaje de inyección TITAN se encuentra con su valor de 0,13, cerca del valor máximo de 0,15 para armadura de hormigón. Así se obtiene una perfecta cohesión parecida al hormigón armado. Como en el hormigón armado con los nervios se produce una distribución uniforme en el cemento. Mediciones de fisuras en la Universidad Técnica de Munich con cuerpos de cemento inyectado,armado con anclajes de inyección TITAN 30/11 y excavados han mostrado, que la anchura de las fisuras hasta una carga de 1,25 x carga admisible quedan por debajo del valor admisible de 0,1 mm para hormigón armado según DIN 1045 16.8.5 y también según Eurocode EC 2.

Así consta que el recubrimiento mín. de 20 mm con cemento, como en el caso de hormigón armado, basta para justificar la protección simple según DIN 4128 9.2, no limitando la capacidad de la carga interna obtenida de la carga de tensión, incluso para micropilotes de tracción permanentes. La carga admisible interna, definida por la carga de fluencia medida de 525 kN y el factor de seguridad de 1,75, da como resultado los 300 kN de carga admisible para el TITAN 40/16.

Capacidad de carga externa Para el dimensionado de la longitud de zona de trans- y tracción según DIN V 1054-100 tabla F1 como sigue: misión de cargas L y el diámetro del cuerpo inyectado D es determinante la capacidad de carga externa, teniCalidad del suelo rozamiento qsk endo como factores el rozamiento qsk, la superficie del MPa kN /mm2 cuerpo de inyección en el suelo y el factor de seguridad S según DIN 4128 Tabla 2. grava mediana y gruesa1) 0,20 200 1) arenas y gravas arenosas 0,15 150 La resistencia en la punta de Micropilotes-Anclajes 2) suelos cohesivos 0,10 100 TITAN es despreciable. Si no se ha obtenido por en1) sayos previos de homologación o de recepción en ter2 D ≥ 0,4 resp. qck ≥ 10 MN/m renos parecidos valores de rozamiento superiores, se 2) Ic ≈ 1,0 resp. cuk ≥ 100 kN/m2 calcula con los valores de rozamiento qsk para presión 4

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Micropilotes-Anclajes TITAN

La comprobación de la seguridad contra el pandeo de los Micropilotes-Anclajes TITAN debe calcularse según DIN 4128 9.3 solamente cuando la resistencia al cizallamiento del suelo sin drenaje es Cu < 10 kN/m 2. Según E9 de la EAU el modulo de suelos Cu para suelos considerados críticos y cohesivos es: Los diferentes ensayos de homologación disponibles confirman dichos valores de rozamiento para los Micropilotes-Anclajes TITAN: 1. Prof. Steinfeld, Laboratorio de Suelos Hamburgo del 28.10.1985 2. Dr. Heinz W. Haag, Laboratorio de Mecánica de Suelos, Kornwestheim, del 18.11.1986 3. Prof.Dr.-Ing.R.Floss, Universidad Técnica de Munich, Proyecto 9941/13 del 23.10.1989

Arcilla, fácilmente amasable blanda Cu = 10
25 kN/m2 Arcilla, blanda Cu = 10
25 kN/m2 Limo Cu = 10
50 kN/m2 Limo orgánico Cu = 10
20 kN/m2 Turba Cu = 5
10 kN/m2 En el caso de las arcillas expansivas de los limos orgánicos y de las turbas, estos valores pueden corresponder a rozamiento negativo

4.

Prof.Dr.-Ing.R.Floss, Universidad Técnica de Munich, Proyecto 9941b/12 del 30.10.1990 Prof.Dr.-Ing.W.Bluemel, Universidad Técnica de Hannover, Sección Mecánica de Suelos del 20.06.1991 Landesgewerbeanstalt (LGA) Baviera del 14.11.1996 FMPA Baden-Wuerttemberg del 21.07.1995 en arcilla amasable, espesa hasta semi-consistente

5. 6. 7.

Ejemplo de cálculo Compensación de subpresion de una losa de hormigón con Micropilotes-Anclajes TITAN, carga admisible necesaria FW = 270 kN; arena medio-densa, factor de seguridad S=2 según DIN 4128 tabla 2 para pilotes verticales: ejemplo:

Micropilotes-Anclajes TITAN 40 / 16 capacidad de carga interna Fadm = 300 kN > Fw = 270 kN y una broca de cruz de un diám. d = 90 mm

Longitud de la zona de transmisión de cargas L del micropilote, calculado a base de la capacidad de carga externa del cuerpo de inyección π x D x L x qsk Fw = S FW x S L = π x D x qsk 270 kN x 2 L = π x 0,14 m x 150 kN/m2

Diámetro D del cuerpo de inyección D = 1,5 d D = 1,5 x 0,09 m D = 0,14 m

1,5 = factor de incremento del diámetro para arena, pág. 3

L

Curvas de capacidad de carga – levantamiento de micr opilotes inyectados de 7 m de longitud

8,2 m F = fuerza de extracción

deformación constante

micro con pilote c barra o de a mpuesto cero de 4 0 mm

diam .

F = fuerza de extracción

desplazamiento (mm)

en arenas limosas idénticas, pilote compuesto con barra de acero 40 mm diam. con perforación encamisada,estáticamente inyectado, frente al T I T A N 73 / 53 con mortero A/C ~0,7 y lechada de cemento A/C ~0,4 con 60 bar inyectado dinámicamente

≥

Resistencia de pilotes (capacidad de carga externa)

deformaciones constantes

Micropilotes-Anclaje de inyección

micropilote compuesto con barra de acero de 40 mm diám.

TITAN 73/53

sin entubado, con un flujo de cemento de limpieza y de inyección a presión

entubado recuperado de 133 mm vibrado con zapata

fuerza de extracción

arena limosa S. P. T. 20 golpes

arena limosa S. P. T. 20 golpes

pilotes según DIN 1014 pilotes in situ según DIN 4128 pilotes compuestos inyectados según DIN 4128 p.ej. pilotes-anclajes inyectados TITAN pilotes especiales: pilotes cohetes pilotes especiales: pilotes de segmentos

asentamientos /levantamientos en la cabeza del pilote (mm)

resistencia del pilote (cap.de carga externa) R (kN)

Dimensionado del anclaje final por 1. Tensión compuesta según DIN 1045 tabla 19 p.ej. 1,8 N/mm2 para B 25 la longitud de anclaje es para el TITAN 40/16
o =

300kN = 1,33 m π x 40 mm x 1,8 N/mm2

2. Placa de apoyo según DIN 1045 17.3.3 con presión superficial de 8,33 N/mm2 para B 25, sin armadura suplementaria de tracción, p.ej. con placa de apoyo 200/200 mm.

p =

300kN = 7,5 N/mm2 < pzul = 8,33 N/mm2 200 x 200 5

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Criterios de elección Anclajes permanentes (pretesados) según DIN 4125 o Micropilotes-Anclajes no tesados, (pasivos) según DIN 4128 La tecnología de anclajes permanentes postesados ha crecido en los últimos decenios y está considerada como la más moderna. Pero en muchos casos los Micropilotes-Anclajes son técnicamente más convenientes y económicamente preferibles. Los anclajes permanentes fabricados con acero de alta resistencia St.1570/1770 y con elongaciones de 2 hasta 3 veces más elevados comparados con aceros de construcción, soportan solamente cargas de tracción. Debido a la elongación importante, hay que postesarlos, para limitar las deformaciones bajo carga útil. La elongación grande exije una longitud libre del anclaje, casi un aislamiento frente a la parte fija en el suelo, para evitar influencias no deseadas al entorno. Al contrario, los Micropilotes-Anclajes se consideran como una construcción de hormigón armado subterránea. La armadura - relajada y sin pretesado - está completamente protegida contra la corrosión por el cemento. Para el responsable de calidad esto significa un ahorro permanente de los gastos de control permanente según las prescripciones de la DIN 4125 parte 2.

La pretensión del anclaje permanente y la presión, con el riesgo de la deformación del suelo, inducen la posibilidad de pequeños deplazamientos en dirección a una inestablilidad. Si se producen deslizamientos imprevistos, por cargas adicionales o presiones laterales al anclaje permanente postesado, las pequeñas reservas de deformación de la zona plástica no serán suficientes. Hasta la fecha se desconocen casos de perjuicios con Micropilotes-Anclajes inyectados.

Ventajas de Micropilotes-Anclajes perforados TITAN: ● adaptables a cada tipo de carga ● realización en corto tiempo ● maquinaria menor ● utilizable como micropilote a tracción y compresión

Instalación de Micropilotes-Anclajes TITAN 103/78, longitud 18 m, en una acerería en pleno funcionamiento.

Refuerzo de la carga útil a 900 kN + 360 kN = 1260 kN, solución económica con barra de armadura de 40 mm.

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Productividad de instalación diaria: 8 MicropilotesAnclajes con 3 operarios.

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Cimentaciones y Recalces Sin problemas de excavación y medioambientales durante todo el proceso de funcionamiento, sin evacuación de agua freática en lugares de difícil acceso.

Cimentaciones de edificios históricos. Postrefuerzo con pocos asentamientos, con vigas clavadas laterales, p.ej. cuando se disuelven pilotes de madera debido a caídas del nivel freático.

Cimentaciones postensadas con la zona entre hormigón y suelo comprimida como protección contra terremotos.

prensa hidráulica

detalle

llave de apriete

2 x U 260 2 x U 260

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Construcción de ensanchamientos de carreteras tipo TICINO con Micropilotes-Anclajes TITAN Cuando se necesita ensanchar una carretera en un faldeo o reforzar el muro de contención. Se evita cortar por completo la carretera para efectuar las obras. No se necesitan reservar espacios para la protección de la zona de obras ni transporte de materiales excavados. Se perforan los micropilotes-anclajes TITAN para la cimentación del muro nuevo desde la vía existente hacia abajo en el talud y hacia atrás debajo de la carretera, uniéndolos con la armadura del muro de contención. Ensanche de una carretera sin cerrar la calzada completamente

Protección contra la subpresión La losa de hormigón para depuradoras, pasos inferiores, fosas profundas etc. debajo de la capa de agua freática, se puede fijar contra la subpresión con los Micropilotes-Anclajes TITAN. El método de perforar antes de la excavación ha dado buenos resultados. Para evitar que los pilotes molesten durante la excavación, se perfora una barra con un cierre de bayoneta hasta media altura de la losa prevista, sacando fácilmente la parte superior de la barra inmediamente después de haber efectuado la inyección con un giro en contradirección, y retirando la parte hacia arriba, con la posibilidad de reutilizarla en la próxima perforación. Una vez excavada la fosa, un buzo atornilla la tuerca semiesférica con placa de apoyo soldada a la barra Después se hormigona y achica el agua. Es ventajoso que las barras esten completamente envueltas en el fondo de hormigón, evitándo así un escape de agua posterior.

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Cimentaciones para torres de alta tensión

Los Micropilotes-Anclajes TITAN son ideales para la cimentación de

torres de alta tensión según DIN VDE 0210. Comparando con cimentaciones escalonadas o pilotes tubulares hincados, aportan ventajas económicas de aprox. 20-40%. Resulta ventajosa la logística de trabajar con un material estandardizado a lo largo de toda la línea, se reducen el transporte y los ensayos de recepción. Incluso se pueden reforzar cimentaciones de torres de alta tensión existentes, perforando tras las bases existentes con los Micropilotes-Anclajes TITAN.

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Cimentaciones para torres de telecomunicación y generadores eólicos

La cimentación de zapatas hechas de hormigón in situ o como pieza prefabricada, se asienta sobre Micropilotes-Anclajes TITAN. Basta un solo procedimiento para la base, sin amplios ensayos geotécnicos, los ensayos de recepción son más fáciles y el parque de máquinas menores, alcanzan cada rincón del terreno o pueden ser transportadas incluso con helicópteros.

Consolidación en zonas portuarias Anclaje de tablestacas y muros pantalla. Micropilotes-Anclajes inclinados para toma de cargas ‘H’ 10

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Micropilotes-Anclajes TITAN

Cimentaciones para barreras antiruido y postes de catenarias Obstáculos en terraplenes o vías rellenas no presentan problemas para los Micropilotes-Anclajes TITAN.

barrera antiruido

calzada

arcén

dren

Anclaje

Micropilote

Micropilotes

Protección frente a avalanchas 11

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Más informaciones sobre datos técnicos, dimensionado y metodología se encuentran en el folleto „Nuevas soluciones en la tecnología de anclajes“. Solicítelo. Reservamos el derecho de modificaciones sin previo aviso!

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. . . técnicamente avanzados en sistemas de anclaje, encofrado, blindaje y cimentación.

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