A mediados de los años setenta del siglo XX, un ingeniero y químico italiano, Rossano Vannetti, comienza el estudio y el desarrollo de la formulación moderna del cemento expansivo. A base de carbonatos de calcio, consigue desarrollar una formulación que le permite regular a voluntad el tiempo de reacción del producto, y por tanto, a base de catalizadores de la reacción, controlar los tiempos de rotura.
El cemento expansivo permite el taqueo y demolición sin emplear productos explosivos. Este método, consiste en llenar los barrenos practicados en los bloques de roca con un cemento, encartuchado o a granel mezcla de cal y silicatos, que al hidratarse aumenta de volumen y genera unas presiones expansivas del orden de unos 30 MPa, que provocan la rotura de los bloques siguiendo la malla previstas de las perforaciones.
La principal ventaja es la ausencia total de alteraciones ambientales y su mayor inconveniente el coste. Se utilizan normalmente donde no es posible realizar voladuras. Las cantidades consumidas oscilan entre los 3 kg/m3 en rocas blandas hasta los 8 kg/m3 en rocas duras. Normalmente, la proporción de agua que se añade al cemento es del 25% y los tiempos necesarios para que aparezca la rotura de la roca van desde los 30 minutos para algunos tipos hasta las 12 y 24 horas para otros. Aunque estos cementos son productos básicamente seguros, es preciso durante su manejo observar algunas recomendaciones:
Usar guantes y gafas protectoras, ya que, generalmente, son sustancias alcalinas con un pH muy alto y cualquier salpicadura puede producir daños en la piel y en los ojos.
Una vez cargados los barrenos no mirar en la dirección de éstos.
Colocar protecciones ligeras sobre la roca a fragmentar si existe riesgo de estallidos y proyecciones de pequeñas esquirlas» sobre todo si se lleva a cabo un taponado firme de los barrenos.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
Infografía sobre la ampliación del puente de Rande
El puente de Rande es un puente atirantado inaugurado en 1978 que une los municipios de Redondela y Moaña, márgenes del Estrecho de Rande, en la Ría de Vigo, evitando dar un rodeo de más de 50 km. Fue proyectado por el ingeniero italiano Fabrizio de Miranda, el español Florencio del Pozo (que también se encargó de la cimentación) y por Alfredo Passaro. En 1979 obtuvo el Premio Europeo a la Construcción metálica más destacada. Sin embargo, el puente se ha quedado pequeño y debe ampliarse, tal y como veremos en uno de los vídeos que os dejo en la entrada.
El puente en su tramo central es del tipo atirantado. El conjunto se completa con dos viaductos de acceso, formados por dos vigas de cajón continuas, una por cada calzado, de hormigón pretensado. La longitud total de los viaductos es de 863 metros. Por tanto, el puente mide 1.558 m. de longitud total entre el puente metálico más viaductos de acceso.
Las columnas que lo sostienen tienen una altura de 148 m. sobre el fondo marino. Consta de un tablero metálico con un ancho total de 23,46 m., que permite una doble circulación en cada sentido y que se encuentra a una cota de 50 m. sobre el nivel del mar. La luz libre entre las pilas centrales es de 400,14 m., que lo situaron en su momento en el segundo con más luz del mundo para ese tipo de puentes, entre las pilas centrales y las de tierra hay un tramo de 147,42 m. a ambos lados, dando un total de longitud para el puente central atirantado de 694,98 m.
El tablero está suspendido de cables rectos anclados en los bordes del mismo y en las cabezas de las pilas centrales. Las pilas centrales de hormigón armado tienen un altura de 128,10 sobre el nivel del mar y descansan sobre unas fundaciones que llegan a la cota menos 20, cimentadas directamente sobre la roca del fondo de la ría.
Os paso un vídeo, ya antiguo, de ACCIONA sobre la construcción de dicho puente, así como un vídeo actual sobre la presentación del proyecto de ampliación de este puente. Espero que os gusten.
El método de precorte con revestimiento previo a la excavación, denominado precorte mecánico, preserraje mecánico de anillos o “premill”, consiste en realizar un corte al avanzar, a partir del frente de excavación en el trasdós de la sección del túnel. Este método se emplea en suelos y rocas blandas, preferiblemente por encima del nivel freático.
Este procedimiento constructivo se enmarca dentro de los métodos denominados de presostenimiento al avance, especialmente idóneos para la ejecución de túneles en entornos urbanos o semiurbanos, debido a la limitación de deformaciones superficiales (subsidencias) que producen en las estructuras y servicios situados por encima de la clave.
Con el método de precorte mecánico se produce un confinamiento del frente de excavación antes de realizarla, lo que aporta indudables ventajas adicionales en términos de estabilidad.
Figura. Máquina de precorte mecánico
Este corte se efectúa con una máquina específica que consta de una sierra de corte con dientes de widia. A continuación, se rellena la ranura resultante con hormigón proyectado de fraguado rápido realizado por vía seca o húmeda, y se obtiene así una bóveda estabilizante.
Una vez fraguado el hormigón de la bóveda, esta asegura la estabilidad de la cavidad y constituye el sistema de sostenimiento. Posteriormente, se excava el material que queda bajo la bóveda. Adicionalmente, pueden realizarse refuerzos con cerchas o bulones. El sistema exige una gran superficie de frente abierto para que pueda pasar el bastidor y requiere colocar a tiempo la riostra de solera necesaria para acodalar las tejas de la sección correspondiente, de forma provisional hasta que se cierren con la solera, que debe ir siempre algo retrasada por motivos constructivos.
En España se ha utilizado en los túneles ferroviarios del Goloso (Madrid), en la ampliación de la línea VI del Metro de Madrid y en los túneles de la M-40 en el Monte del Pardo, también en Madrid. Premesa, la licenciataria en España del método Premill, construyó dos enormes máquinas para su utilización en dichos túneles. La cuchilla de cada máquina mide 5 m de longitud y corta una abertura de 30 cm de anchura. Cada ciclo Premill de 14 m comienza con el corte de una sección de aproximadamente 2 m alrededor del perfil de la bóveda, hasta alcanzar una profundidad de 4,5 m.
El método de precorte mecánico presenta algunas analogías con el Nuevo Método Austriaco (NMA) para la construcción de túneles. De hecho, en algunos casos se pueden utilizar los mismos elementos de sujeción inmediata, como el hormigón proyectado, bulones de anclaje y cerchas. No obstante, la diferencia fundamental estriba en que, con el precorte mecánico, el revestimiento preliminar de hormigón se realiza a medida que se avanza respecto al frente de excavación, con una longitud de entre 3 y 5 m, mientras que en el NMA el revestimiento previo se realiza tras excavar el frente a una cierta distancia.
Esta característica constituye la ventaja fundamental del método de precorte mecánico, ya que el comportamiento de la formación por donde discurre el túnel está condicionado por la sucesión de operaciones en el frente de excavación.
Referencias:
Pérez, R.; Rojo, J.L. (1999). El método de precorte mecánico (Premill (R)). Ingeopress, 72:62-72.
En la entrada de hoy vamos a dar recomendaciones para el trabajo con los tractores sobre cadenas, también llamados buldóceres (bulldozers, en inglés). En español también se conocen como explanadoras o topadoras. La operación de las máquinas es un tema de gran trascendencia tanto económica como de seguridad. Una mala operación acarrea no sólo pérdidas de producción y encarecimiento de las unidades de obra, sino que en muchas ocasiones representa un maltrato de las máquinas y un problema grave de seguridad para las personas.
Siguiendo el carácter divulgativo de estas entradas, os paso un Polimedia referido a las recomendaciones que deberían seguirse para operar con los buldóceres. Espero que os guste.
Un falso túnel es una infraestructura que se construye cuando un obstáculo natural de escasa altura debe ser atravesado por una línea ferroviaria o por una carretera, de forma que no resulta conveniente perforar un túnel debido al escaso recubrimiento y al riesgo de que la construcción de una trinchera convencional pueda provocar desprendimientos. En otras ocasiones, la construcción de falsos túneles se justifica simplemente en la necesidad minimizar el impacto ambiental de la vía de comunicación, especialmente cuando el trazado pasa cerca de zonas urbanas.
Una forma de construir un falso túnel consiste en ejecutar unas pantallas, bien con pilotes o con una hidrofresa. Tras esas pantallas laterales, se ejecuta la losa de cubrición para formar el techo del túnel. Una vez fraguado el hormigón de la losa, se puede proceder a trabajar bajo tierra, vaciando la caverna generada entre las pantallas y la losa, hasta el nivel del suelo del túnel. La ejecución de pantallas con pilotes consiste en hacer “taladros” consecutivos, que luego son rellenados con acero y hormigón. Si utilizamos una hidrofresa el principio es el mismo, solo que la perforación es rectangular.
Si el falso túnel se realiza a una profundidad mayor de 5-10 m es necesario ejecutar losas intermedias, para garantizar la integridad de las pantallas laterales. Este método es muy seguro, habiéndose realizado bastantes kilómetros de todo tipo de túneles, por ejemplo en Madrid, tanto de metro (línea 11 en la avenida de Abrantes, línea 1 en la Calle Congosto…) como de cercanías (Pasillo verde, Getafe…) sin incidentes a reseñar. Incluso en terrenos particularmente complicados como es la vega del manzanares este método ha dado un gran rendimiento en la ejecución del soterramiento de la M30.
A continuación os paso una animación realizada por la empresa Proin 3D para Adif del túnel ferroviario de alta velocidad Barcelona Sants-La Sagrera, conocido también como túnel del Eixample. El túnel, que une la estación de Barcelona Sants con la futura estación de La Sagrera, forma parte de la línea de alta velocidad Madrid-Zaragoza-Barcelona-Frontera francesa.Fue inaugurado el 8 de enero de 2013 juntamente con el tramo entre Barcelona Sants y Figueras-Vilafant de la LAV Madrid-Barcelona-Franciay el 9 de enero de 2013 empezó su explotación comercial por trenes de Renfe Operadora.
En la animación podemos ver la ejecución del falso túnel, tanto con pilotadoras como con hidrofresas. Espero que os guste.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F.; ALCALÁ, J. (2012). Técnicas de voladuras y excavación en túneles. Apuntes de la Universitat Politècnica de València. Ref. 530, 165 pp.
La construcción de una terminal de contenedores requiere la combinación de procedimientos constructivos variados y complejos que deben coordinarse adecuadamente en un entorno marino: dragados, escollera, cajones flotantes, hormigón sumergido, rellenos, precarga de suelos, etc.
El proyecto adjudicado de una terminal de contenedores en Cádiz, por un importe de 91 millones de euros, comprende, en una primera fase, el desarrollo de una nueva terminal con una superficie de 22 ha, una longitud de muelle de 590 m, un dique de abrigo de 320 m y un calado de 16 m. La nueva terminal se ubicará entre el dique de Levante y el muelle número 5 de Navantia y el plazo de ejecución previsto es de tres años y medio.
El proyecto adjudicado combina los sistemas constructivos de escollera, cajones y bloques cúbicos de hormigón e incluye el dragado de las zonas colindantes necesarias para las maniobras de los buques y el aseguramiento del calado. Entre las magnitudes que ilustran las dimensiones del proyecto destacan el dragado de 3,2 millones de metros cúbicos; más de 100.000 metros cúbicos de hormigón; un total de 8.000 bloques cúbicos de 12 toneladas cada uno; 1,1 millones de materiales procedentes de cantera; y más de 4 millones de kilos de acero.
Para tener una visión general de estos trabajos, os dejo una magnífica animación 3D de la empresa Proin 3D correspondiente a la propuesta ganadora que el grupo ACCIONA-FCC Construcción propuso para la ejecución de la Nueva Terminal de Contenedores de Cádiz.
Espero que también os guste el vídeo que anuncia la adjudicación del proyecto.
A continuación, os dejo un vídeo, realizado por la empresa Proin 3D para ADIF, realmente interesante, que trata de la construcción de un gran viaducto de 1488 m que cruza el río Tajo en una zona ensanchada por el embalse de Alcántara. Se trata de un tramo de la Línea de Alta Velocidad Madrid-Extremadura, en el subtramo Cañáveral-Embalse de Alcántara. Este viaducto presenta como característica principal un vano central tipo arco, de 324 m de luz y una altura superior a 90 m sobre el nivel medio del río.
El vídeo muestra el proceso constructivo de esta estructura singular. El arco se realiza mediante voladizos sucesivos atirantados, mediante dos torres de atirantamiento situadas sobre las pilas ubicadas en los arranques del arco, en ambas márgenes del río. Cada torre se atiranta desde las cimentaciones de las pilas próximas, que requieren unidades de anclaje al terreno. La construcción del tablero se realiza vano a vano mediante una cimbra autoportante dispuesta desde ambos estribos. Estas autocimbras son como encofrados apoyados sobre las pilas previamente construidas y sostienen vanos completos de hasta 60 metros de longitud, mientras se endurece el hormigón, que le da la forma y la capacidad final al tablero.
También llamados rodillos autopropulsados de impactos o de zapatas, son la réplica moderna a las de pata de cabra. En artículos anteriores ya comentamos aspectos relacionados con la curva de compactación, los tramos de prueba o las recomendaciones de trabajo en la compactación. En este nos centraremos en los compactadores estáticos de patas apisonadoras.
Compactador autopropulsado de patas apisonadoras. Fotografía de Víctor Yepes
Están formados por cuatro rodillos con patas de forma truncada y acabada en doble bisel, lo que permite no sacar el material al salir de la penetración en el terreno. La longitud no supera los 20 cm y el número de patas por rodillo varía entre 50 y 65. Se les suele acoplar una hoja empujadora para facilitar el extendido del material. La potencia oscila entre 50 y 300 kW.
Su chasis está articulado y puede girar hasta 45°. El ancho de la máquina puede alcanzar los 3,50 m. El peso total oscila entre 8 y 40 toneladas. Son apisonadoras que pueden trabajar con velocidades máximas de 20-25 km/h, por lo que se las llama compactadoras de alta velocidad. Las velocidades de trabajo son más lentas en las primeras pasadas y más rápidas en las últimas.
Combinan el esfuerzo estático con el amasado del terreno, debido a la forma de los salientes, el efecto dinámico producido por la presión a gran velocidad y cierto efecto de semivibración originado por el gran número de impactos próximos en un área tan reducida. Compactan casi todos los suelos con buenos rendimientos, salvo los muy arcillosos o los con un gran porcentaje de rocas grandes. También pueden utilizarse complementándose con pasadas de neumáticos en el caso de grava-cemento cuya curva tenga un alto contenido de finos.
A continuación os paso un Polimedia para describir brevemente este tipo de máquinas. Espero que os guste.
Referencias:
ABECASIS, J. y ROCCI, S. (1987). Sistematización de los medios de compactación y su control. Vol. 19 Tecnología carreteras MOPU. Ed. Secretaría General Técnica MOPU. Madrid, diciembre.
ROJO, J. (1988): Teoría y práctica de la compactación. (I) Suelos. Ed. Dynapac. Impresión Sanmartín. Madrid.
YEPES, V. (1995). Equipos y métodos de compactación. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-797. 102 pp. Depósito Legal: V-1639-1995.
Una entibación es un sistema constituido por elementos metálicos (paneles) o de madera, acodalados entre sí mediante puntales, que se utilizan para evitar el desplome de las paredes verticales de las zanjas. Uno de los métodos de uso más industrializado es el empleo de paneles metálicos como entibación. Existen varios tipos de entibación metálica: sistemas de cajones, sistemas con guías deslizantes y bocas de acceso a pozos y cámaras de apoyo. Veamos aquí las características generales. Se pueden usar paneles de acero o de aluminio, lo que permite profundidades de excavación de entre 6 y 3 m, respectivamente.
Tipos de entibación en función de la profundidad de la zanja. Cortesía de Iguazuri
Aunque estos sistemas precisan de personal especializado en su montaje y desmontaje, los paneles metálicos presentan claras ventajas en su utilización:
• Es posible la excavación de zanjas de diversas anchuras y profundidades, siendo independiente de la longitud de la tubería a instalar
• Sistema de muy fácil montaje y puesta en obra, empleando medios de elevación habituales
• Es altamente resistente a los empujes del suelo
• Aumento en la seguridad de los trabajos y menor utilización de mano de obra respecto a otros procedimientos
• Se puede reutilizar en numerosas ocasiones, con mínimo mantenimiento y larga vida útil
• Ritmo de colocación de tuberías alto, puesto que la excavación y la entibación se realiza de forma simultánea
• El extremo inferior de las entibaciones no llega hasta el fondo de la excavación, luego, al extraer la entibación, no se altera la estructura de los rellenos laterales de los tubos, sin la consiguiente pérdida de homogeneidad y compactación de los rellenos
• La extracción es relativamente sencilla, incluso en presencia de suelos expansivos, pues es posible regular la separación entre los paneles; de esta forma, antes de extraerlos, se sueltan los puntales con lo que las presiones del suelo se relajan, permitiendo la extracción de las entibaciones
• Las entibaciones pueden, en forma segura, extraerse a medida que se efectúa el relleno, por lo que se aseguran rellenos compactados de alta calidad
Os dejo algunos vídeos sobre este procedimiento constructivo. Espero que os gusten:
El tesado del tablero de un puente se realiza mediante la técnica del postesado o postensado, siendo prácticamente imprescindible en los sistemas constructivos con voladizos sucesivos y dovelas. Se denomina hormigón pretensado a la tipología de construcción de elementos estructurales de hormigón sometidos intencionadamente a esfuerzos de compresión antes de su puesta en servicio. Dichos esfuerzos se consiguen mediante cables de acero que son tensados y anclados al hormigón. Esta técnica se emplea para superar la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción y fue patentada por Eugène Freyssinet en 1920. El objetivo es aumentar la resistencia a la tracción del hormigón mediante la introducción de un esfuerzo de compresión interno que contrarreste en parte el esfuerzo de tracción que producen las cargas de servicio en el elemento estructural.
Con la técnica del postesado se trata de aplicar la compresión tras el vertido y el secado in situ del hormigón. En el interior del encofrado se coloca una vaina de plástico, acero o aluminio, para seguir el trazado más conveniente en el interior de la pieza, siguiendo la franja donde, de otra manera, se registrarían tracciones en el elemento. Una vez que el hormigón se ha endurecido, los tendones se pasan por los conductos. Después, dichos tendones se tensan mediante gatos hidráulicos que reaccionan contra la propia pieza de hormigón. Cuando los tendones se han estirado lo suficiente, de acuerdo con las especificaciones de diseño, estos quedan atrapados en su posición mediante cuñas u otros sistemas de anclaje y mantienen la tensión después de que los gatos hidráulicos se retiren, transfiriendo así la presión hacia el hormigón. El conducto se rellena con grasa o con lechada de cemento para proteger los tendones de la corrosión.
Os paso un par de vídeos para que veáis cómo se realiza la técnica. Espero que os gusten.
