Tablestacas es uno de los métodos más utilizados para proteger excavaciones en la industria de la construcción. Los sistemas de apuntalamiento de paredes de Tablestacas son económicos y pueden instalarse en poco tiempo utilizando técnicas sencillas.
En este artículo nos centraremos en la construcción de entibaciones de Tablestacas. Pero antes de eso, echemos un vistazo al contexto.
¿Qué es un soporte?
Un contrafuerte es un sistema de soporte temporal hecho de tierra excavada hasta que se complete la construcción. Podría ser la construcción de un sótano, el muelle de un puente, una presa o cualquier otra estructura donde necesitemos apoyo.
¿Cuáles son los tipos más comunes de métodos de soporte?
- Pila de soporte y plataforma
- Apuntalamiento de Tablestacas
- Apuntalamiento de pilotes secantes
- pared de diafragma
- Presión/prensado químico
¿Qué es el Tablestacas?
El soporte se proporciona mediante Tablestacas. Tablestacas se hincan en el suelo hasta la capa dura o hasta la profundidad requerida por el proyecto. La profundidad del sistema de apuntalamiento de Tablestacas se incrementa en un 30-40% en comparación con la longitud de diseño como margen de seguridad.
A medida que aumenta la profundidad del apuntalamiento de Tablestacas, a menudo se requiere soporte lateral ya que no puede sostenerse por sí mismo. Sin embargo, si la profundidad es menor, es posible que no sea necesario el soporte.
En el caso de excavaciones profundas, puede ser necesario disponer de varios soportes de tablestacas para sostener el establo.
¿Qué es el Tablestacas con soportes?
Como se explicó anteriormente, no es posible construir un muro de tablestacas independiente a cualquier profundidad sin ningún soporte.
Los soportes laterales, como se muestra en la figura anterior, deben instalarse en diferentes niveles. El número de soportes depende de la profundidad del soporte.
Además, puede haber puntales que soporten los troncos longitudinales de la pared de tablestacas.
Existen dos métodos de construcción o métodos de anclaje para sistemas de muros de tablestacas
- Método de apoyo al suelo libre
Con este método, el momento flector del tablestaca se vuelve cero en el extremo del tablestaca.
- Método de soporte de puesta a tierra fijo
Este método crea un momento de tensión en la pared de Tablestacas. Esto se debe a la profundidad de la tablestaca en el suelo.
En este artículo nos centraremos en el diseño de soportes de Tablestacas. Además, el ejemplo de cálculo se realiza para un muro de tablestacas que descansa libremente sobre el suelo.
Dimensionamiento de un soporte de pared para tablestacas con ménsulas – ejemplo resuelto – tierra libre
Fecha y parámetros del proyecto.
- Altura al nivel del agua subterránea desde el nivel del suelo terminado = 1,5 m
- Densidad del suelo 18 kN/m 3
- Densidad del suelo saturado 20 kN/m 3
- Densidad del suelo sumergido 10 kN/m 3
- Densidad del agua 10 kN/m 3
- Ángulo de fricción con el suelo 25 0
La siguiente figura muestra el diseño típico del sistema de almacenamiento a diseñar.
El método generalmente disponible para el análisis y diseño de muros de contención de Tablestacas se tiene en cuenta en el diseño para verificar la longitud requerida de los muros de Tablestacas.
Para el análisis y diseño estructural se hace referencia al proceso de diseño descrito en el libro “Principles of Foundation Engineering” de Braja M. Das.
Figura 1 Curva de presión a lo largo del muro de Tablestaca
Se tuvo en cuenta el efecto del apoyo lateral en función de la presión lateral generada por el agua. El estado vacío se tuvo en cuenta en el cálculo para determinar la presión máxima sobre la pared de tablestacas.
El análisis de la estructura se realizó según el procedimiento descrito anteriormente y basado en el método de apoyo en terreno libre. La figura anterior muestra la fluctuación de la presión del suelo sobre el soporte de Tablestacas.
La siguiente figura muestra los parámetros de diseño desarrollados para este ejemplo trabajados como se muestra en la figura anterior.
Cálculo de coeficientes de presión del suelo.
Ángulo de fricción con el suelo = 25 0
Ka = (1-Sin φ ) / 1+sin φ ) = (1-Sin 25) / 1+Sin 25) = 0,406
Kp = (1+Sin φ ) / 1-sen φ ) = (1+Sin 25) / 1-Sin 25 ) = 2,464
Calcular la profundidad de penetración más allá de la línea de la excavadora
Toda la notación en este ejemplo resuelto se muestra en la Figura 1 anterior.
Considerando el momento en relación con el punto O' (Figura 1), se puede derivar la siguiente ecuación.
La ecuación anterior se puede escribir de la siguiente manera para encontrar L 4 .
Los valores de A 1 y a 2 se pueden evaluar de la siguiente manera.
Dónde
Esto da como resultado L de la ecuación 4 anterior y se puede escribir de la siguiente manera.
Resolviendo la ecuación
M4 = 2.401m
Por lo tanto, la profundidad de penetración más allá de la línea de la excavadora = L 3 + L 4
M3 + Yo4 = 2,241 + 2,401 = 4,642m
Por lo tanto, la longitud mínima del muro de tablestacas = 4 + 4,642 = 8,642 m
Como soporte se pueden utilizar tablestacas con una longitud de 9 m. En general, se utiliza un factor de seguridad de aproximadamente 1,3 – 1,4 para la longitud requerida (L 3 + L 4 ). La decisión depende del diseñador.
Determine la capacidad de carga de la pared de tablestacas.
Calcule la reacción de soporte, F
= 71,913 kN/m
La fuerza que debe soportar la correa fijada al muro de tablestacas es de 71,913 kN
Calcule el momento flector máximo en la pared de tablestacas
El momento flector máximo se logra con una fuerza cortante nula. El punto en el que la fuerza cortante se vuelve cero se puede calcular usando la siguiente ecuación, suponiendo que está entre L 1 y L 1 + L 2 .
Considerando el equilibrio, se puede derivar la siguiente ecuación.
Calcule el módulo de sección requerido
S requerido =M Máx /σ todo
Según la norma BS 4360:1986, se puede suponer que el acero de grado 43A tiene un límite elástico de 275 N/mm. 2 si el espesor del acero es inferior a 16 mm y es acero dulce.
De los datos de las propiedades del perfil se puede ver que la Tablestaca FSP tipo IIIA tiene un módulo de sección de 1520 cm. Se recomienda 3 /m para la construcción.
Además, se pueden utilizar tabiques con el módulo de sección requerido.
Las cargas laterales calculadas a partir del diseño de Tablestaca se utilizan para analizar y dimensionar las alas y puntales que soportan el muro de Tablestaca.
Este ejemplo resuelto no cubre el análisis y diseño del sistema de soporte de tablestacas.
La siguiente figura muestra el resumen del proyecto de la estructura de apuntalamiento de Tablestacas.
El artículo fue escrito como Muro de contención de Tablestacas y este Diseño de sistemas de seguridad en excavaciones. Para obtener más información sobre el diseño de otros tipos de métodos de soporte, haga clic aquí. Además, estos artículos contienen un ejemplo práctico para una mejor comprensión.
