En un artículo anterior se repasó el concepto y la clasificación de los anclajes. Aquí se van a comentar brevemente los aspectos más relevantes de la ejecución de un anclaje.
Para ejecutar un anclaje se introduce la armadura en una perforación previamente realizada en el terreno al que quedan unidos con la lechada de cemento que se inyecta a continuación. Las operaciones, por tanto, son las siguientes:
- Perforación.
- Colocación del cable o bulón y ejecución del bulbo de anclaje para su fijación en el fondo de la perforación.
- Tensado del cable, en su caso.
- Inyección de la lechada y cierre de la cabeza del anclaje.
La perforación, normalmente a rotación o rotopercusión, desde 68 mm de diámetro para barras de 25 mm, hasta más de 200 mm para anclajes más complejos. En cuanto al resto de sus componentes, los anclajes pueden ser diferentes en función de la resistencia del propio anclaje y del terreno. La Figura 1 muestra la perforación de una viga riostra sobre un muro de micropilotes para realizar un anclaje al terreno. Las Figuras 2 y 3 muestran detalles de la maquinaria empleada en la realización de las perforaciones para los anclajes.
En los anclajes activos es primordial que el cable quede sujeto en el fondo de la perforación antes de tesar. Para ello se emplean diversos sistemas según el tipo de anclaje, con dispositivos que aíslan el bulbo de anclaje del resto de la perforación. De esta forma se impide que la lechada inyectada en la zona de empotramiento se extienda al resto del cable antes del tensado. El dispositivo más frecuente es un obturador o casquillo expansivo. La inyección en esta zona se efectúa a través de una tubería de PVC situada en el interior de la vaina que cubre el cable, a una presión que puede llegar a unos 2,5 – 3,0 MPa. Estas tuberías van provistas de válvulas anti retorno que pueden taponarla a diferentes profundidades para obtener una mayor penetración al inyectar.
Una vez asegurado el empotramiento, se tensa el cable con gatos hidráulicos bloqueando el extremo en la placa de anclaje con tuercas o conos de anclaje controlando el diagrama de tensiones-alargamientos, que debe coincidir con el teórico si la fijación en el fondo es efectiva (ver Figura 4).
Con el cable en tensión, se inyecta la lechada en el resto de la perforación a una presión del orden de 3 MPa. No deben pasar más de 8 – 12 horas tras la perforación para que las paredes del terreno se alteren y descompriman lo menos posible. Con la rosca sana, los esfuerzos del cable pueden transmitirse al terreno directamente a través de la lechada; en caso contrario, que es lo más común, independizando la armadura del terreno por medio de una vaina en la que se inyecta la lechada y los productos anticorrosión. La lechada se dosifica con abundante cemento, con una relación agua/cemento entre 0,4 y 0,6 (0,4 para sellado entre la armadura y las vainas anticorrosión), con una resistencia mínima a compresión simple de 25 MPa. Es necesario el uso de aditivos. El fraguado tarda de 3 a 7 días. En la Tabla 1 se reflejan las características de los cables más empleados.
Tabla 1. Características de los cables más empleados actualmente (Y 1860 S7 15.20)
Límite elástico (N/mm2) | 1670 |
Carga de rotura (N/mm2) | 1860 |
Nº de alambres | 7 |
Diámetro nominal (pulgadas – milímetros) | 0,6 – 15,2 |
Área (mm2) | 140 |
Límite elástico unitario (kN) | 260 |
Módulo de deformación (N/mm2) | 200 000 |
En los anclajes pasivos el diámetro de las armaduras está comprendido entre 16 a 40 mm. Se emplean aceros dúctiles, con alargamientos en rotura superiores al 4% para reducir la probabilidad de la rotura frágil del perno. En estos anclajes la transferencia de esfuerzos entre la armadura y el terreno es directa a través de la lechada. Su ejecución es más sencilla que en los activos. La armadura se introduce en la perforación y una vez fijada (algunos pernos van provistos de un casquillo expansivo situado en su extremo que lo fija al fondo de la perforación), se rellena inyectando una lechada con una dosificación similar a la de otros anclajes.
La longitud de un bulón, por razones constructivas, suele estar comprendida entre 1,5 y 10 m. Se colocan en el interior del terreno desde una superficie libre, a través de un taladro. Sin embargo, la fuerza que puede soportar cada bulón es relativamente reducida, lo cual implica una densidad de aplicación elevada. Es habitual el uso de barras de acero de 20 a 40 mm de sección, admitiendo cargas del orden de 10 a 25 t.
En el caso de cables, la lechada lo protege y transmite las tensiones entre la armadura y el terreno. Se colocan centradores que garanticen la correcta colocación del tirante, con un recubrimiento mínimo de 10 mm entre el terreno y el elemento metálico. Lo habitual es que las tensiones de trabajo de los aceros del anclaje sean, en los anclajes permanentes, del 60% de su límite elástico y del 75% en los anclajes provisionales. En la Tabla 2 se indican las características de las barras de anclaje más habituales.
Tabla 2. Características de las barras de anclaje más habituales.
Tipo de barra | Límite elástico (N/mm2) | Carga de rotura (N/mm2) |
Corrugada, Gewi o similar | 500 | 550 |
Dywidag | 850 | 1050 |
Os he preparado un vídeo explicativo que espero os sea de interés.
Os dejo a continuación algunos vídeos que espero sean de vuestro interés.
Referencias:
AETESS (2006). Guía Técnica de Seguridad AETESS. Micropilotes y anclajes.
DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS (2001). Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera. Madrid.
YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.
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