MUROS PANTALLA. DEFINICION Y TIPOLOGÍA LECCION 21 BLOQUE TEMATICO 1 UNIDAD TEMATICA 6 LECCION 20 MUROS PANTALLA. DEFINICION Y TIPOLOGÍA LECCION 21 MUROS PANTALLA. TECNICA CONSTRUCTIVA LECCION 22 MUROS PANTALLA. OTROS TIPOS

DEFINICIÓN Los muros pantalla son un tipo de cimentación profunda que actúa como muro de contención. Para obtener más espacios de uso en edificios, se proyectan sótanos como solución ante los elevados costes de terrenos y la necesidad de obtener mayor superficie.

DEFINICIÓN Se construyen antes de efectuar el vaciado de tierras, y transmiten los esfuerzos al terreno. Son estructuras de hormigón armado, que cumplen por sí solas las funciones de: Estanqueidad, impidiendo el paso del agua. Resistencia, soportando los empujes de las tierras y edificios circundantes. Protección de las excavaciones a las que se destina

DEFINICIÓN Consiste en ejecutar una zanja profunda y alargada, sin entibación de las paredes, en la que posteriormente se vierte el hormigón, previa colocación de las armaduras

CLASIFICACIÓN Y FORMA DE TRABAJO Autoportantes. No necesitan ningún sistema auxiliar para contener las tierras; trabajando en ménsula. En ménsula AUTOPORTANTES Con contrafuertes

Sistemas mixtos: Van arriostradas o necesitan algún tipo de ayuda para contención de tierras. Necesitan menor empotramiento que las anteriores. Con banquetas Con elementos provisionales Apuntalamiento Pantallas arriostradas (sistemas mixtos) Anclajes provisionales Pantalla auto arriostrada Con elementos definitivos Anclajes definitivos

TIPOLOGÍA

PANTALLAS EN MÉNSULA La pantalla trabaja en voladizo, La máxima altura de excavación que puede resolverse oscila entre 5 y 10 m. para espesores usuales de 0.5 a 1 m.

DISPOSICIÓN DE LAS ARMADURAS Armadura Longitudinal: En el armado principal del muro, habrá unas armaduras longitudinales, que absorben la mayor parte de los momentos flectores del diagrama.

DISPOSICIÓN DE LAS ARMADURAS Armadura Transversal: Se colocará transversalmente a modo de cercos, formando, con la longitudinal, una retícula. Existen dos tipos de armadura, según se trate de batache de cata macho o de cata hembra.

DISPOSICIÓN DE LAS ARMADURAS Armadura de Rigidización: Facilitan el transporte y manejo del panel sin que se muevan las armaduras longitudinales y transversales, que irán soldadas, al igual que el resto de las armaduras.

DISPOSICIÓN DE LAS ARMADURAS Estas armaduras pueden sustituirse por una armadura de rigidización en el plano horizontal, que inmoviliza las armaduras longitudinales y transversales en ambas direcciones.

DISPOSICIÓN DE LAS ARMADURAS Armadura de Suspensión o Cuelgue: Para el izado de la jaula de armaduras es necesario colgarle en la parte superior, soldada a la armadura vertical, unas armaduras de cuelgue, con gancho anilla para engancharlas.

DISPOSICIÓN DE LAS ARMADURAS Perspectiva detallada de todas las armaduras del muro pantalla

PANTALLAS CON CONTRAFUERTES Para alturas de excavación del orden de 4 sótanos (12 m. aprox.), se recurre a aumentar la inercia de la pantalla, moldeando en el suelo formas en “T” o contrafuertes. Al aumentar la inercia, aumenta la rigidez y se consigue disminuir el armado.

CONTRAFUERTES INTERNOS. Inconveniente: grandes obstáculos dentro de los sótanos, pues los contrafuertes quedan vistos. La luz libre entre los contrafuertes debe ser de 2.20 m. o múltiplo. La luz libre debe ser como mínimo 2.50 m.

CONTRAFUERTES EXTERNOS Se utilizan para aumentar la altura entre planos de excavación, su empleo queda limitado a solares aislados, sin edificios colindantes. Permiten reducir el empotramiento de la pantalla bajo el fondo de excavación.

ARMADO EN EL CASO DE MUROS CON CONTRAFUERTES

PANTALLAS CON BANQUETAS PROVISIONALES Consiste en dejar provisionalmente, adosado al paramento de la pantalla, un espaldón de tierras, que será retirado posteriormente, una vez construidos los apoyos de los forjados.

PANTALLAS CON BANQUETAS PROVISIONALES En la primera fase la excavación se ejecuta hasta una profundidad. El muro se comporta como autoportante. A continuación se prosigue la excavación en el centro del solar hasta llegar a la cota definitiva, dejando en la periferia una banqueta que sirve de entibación del muro.

PANTALLAS CON BANQUETAS PROVISIONALES Entonces se empieza a construir el núcleo central del edificio. Cuando se llega al nivel deseado, se construye el forjado situado al nivel superior de la banqueta. Este forjado entiba el muro y permite continuar la excavación de la banqueta hasta el nivel de la planta siguiente. Se construye este forjado y así sucesivamente. Ventaja: no se necesita gran empotramiento del muro bajo el suelo. Inconveniente: excavación de la banqueta por debajo de los forjados ya construidos.

APUNTALAMIENTO PROVISIONAL Para excavaciones en solares estrechos:15-20 m. pueden utilizarse puntales horizontales que entiben dos muros opuestos.

APUNTALAMIENTO PROVISIONAL Este sistema también es utilizado cuando los solares son irregulares y nos permiten un apuntalamiento provisional, a diferentes niveles del muro pantalla.

APUNTALAMIENTO PROVISIONAL Cuando los solares son cuadrados o muy grandes Una buena solución consiste en crear un “antifunicular” con estructura metálica, montado en el suelo, y posteriormente se acopla con gatos para soportar los empujes del muro.

ANCLAJES PROVISIONALES Arriostramiento de las pantallas en el terreno colindante: se ancla la pantalla mediante cables alojados en perforaciones de pequeño diámetro, inyectados con cemento y susceptibles de ser tensados aplicando esfuerzos sobre la pantalla.

ANCLAJES PROVISIONALES Este sistema de sostenimiento permite limitar las deformaciones de la pantalla , pudiéndose alcanzar alturas de excavación de 25 m. o más. Los anclajes son casi siempre provisionales, por los problemas legales con edificios colindantes.

ANCLAJES PROVISIONALES Ventajas: Pueden alcanzarse las profundidades de excavación deseadas. El empotramiento de la pantalla, se reduce en relación a otros sistemas. Limita las deformaciones de la pantalla. Libera totalmente la excavación de obstáculos.

ANCLAJES PROVISIONALES Técnica de ejecución del anclaje con micropilotes: Efectuar taladros en el muro, del diámetro del micropilote, al mismo tiempo que se barrena el suelo situado en la parte posterior de la pantalla. Introducción del micropilote y hormigonado del mismo. Una vez fraguado el hormigón, mediante un sistema hidráulico tensamos el micropilote, para que el muro se “apriete” contra la tierra. Una vez construidos los forjados, estos micropilotes o armaduras se cortan, liberando el muro de dichos anclajes

PANTALLAS AUTOARRIOSTRADAS Pantallas autoarriostradas: pantallas continuas de sección circular o elíptica que no exigen ni apuntalamiento durante la excavación, ni arriostramiento definitivo de los forjados de la estructura.

ANCLAJES DEFINITIVOS una vez terminada su construcción de la pantalla, el sistema de anclaje o arriostramiento que se coloca es definitivo. Cuando el terreno colindante es de la misma propiedad, podemos dejar los anclajes con micropilotes como definitivos.

TÉCNICA CONSTRUCTIVA GENERAL DE LOS MUROS PANTALLA

1.1. Demolición de cimentaciones antiguas.

1.2. EXCAVACIÓN DEL MURETE GUÍA.

1.3. MURETE GUÍA. Los muretes guía servirán para guiar a la maquinaria de perforación evitando desviaciones. Sirven también para sustentar la armadura del muro durante el hormigonado. 1.3.1. Armado del murete guía.

1.3.2. Encofrado del murete guía. 1.3.3. Apuntalamiento del murete guía.

1.4. EXCAVACIÓN. PERFORACIÓN. La profundidad de la excavación puede llegar hasta 40 metros y se realiza mediante máquinas dotadas de cucharas. Sistema tradicional con maquinaria dotada de cucharas especiales, con las que se va ejecutando la extracción de tierras hasta el nivel deseado. Excavación en circulación inversa, consistente en aspirar los productos de la excavación mezclados con lodo, a través de los fustes de la maquinaria de perforación.

Detalle de batache recién terminado de excavar.

Si existe peligro de desmoronamiento o desprendimiento de las paredes se deben emplear lodos bentoníticos para estabilizar las paredes. Los bataches se excavan y hormigonan alternativamente.

EJECUCIÓN PROGRESIVA DE LOS PANELES DE LA SERIE IMPAR EJECUCIÓN PROGRESIVA DE LOS PANELES DE LA SERIE PAR

1.5. JUNTAS ENTRE PANELES O BATACHES. Se colocan unos elementos o piezas que han de moldear las juntas entre paneles, las cuales tienen las siguientes misiones: - Limitar lateralmente el hormigonado. - Servir de enlace o anclaje entre paneles. - Facilitar la perforación del panel contiguo. - Aumentar el recorrido de las posibles filtraciones de agua, consiguiendo la estanqueidad.

1.6. PUESTA EN OBRA DE LAS ARMADURAS. Se montan en forma de cajas rígidas (jaulas) y se colocan dentro de la zanja antes del hormigonado. Las armaduras deben permitir el paso del tubo tremie.

BAJADA DE LAS ARMADURAS

1.7. HORMIGONADO DEL PANEL. Se efectuará mediante el tubo tremie por el cual se introduce el lodo disponiéndolo centrado en el panel. Lleva en la cabeza una tolva para el hormigón y lo vierte de forma continua, expulsando el lodo hasta que rebosa.

Movimiento descendente del tubo tremie. Detalle del tubo tremie entre las armaduras.

En este ejemplo vemos el itinerario real del hormigón, a medida que se va vertiendo por tongadas, observándose que el hormigón de la parte superior de cada colada tiende a irse hacia las orillas de la zanja.

Armadura colgada en el muro guía. Junta aproximada. Aproximación del tubo tremie.

1.7. DESMOCHADO DE CABEZA DE PANEL. Una vez construidos los paneles se demolerá el murete guía: - Eliminar la zona de hormigón con bentonita. - Descubrir las armaduras principales, para colocar encima la viga de coronación.

1.9. VIGAS DE CORONACIÓN. Una vez efectuado el desmochado de cabezas, se procede a la cons- trucción de la viga de coronación, que une todos los paneles de muro pantalla. Esta viga recoge las armaduras verticales de toda la pantalla y tiene una doble misión: - Ata y rigidiza fuertemente los paneles - Sirve para que nazcan los pilares perimetrales del edificio.

La viga de coronación suele tener el mismo ancho que la pantalla y una altura aproximada de 0´80 a 1 m.

1.Puesta de la viga de coronación. 2.Encofrado de la viga de coronación. 3.Hormigonado de la viga de coronación.

1.10. VACIADO, REGULACIÓN. Una vez construida la pantalla de hormigón, debe procederse a la excavación del recinto interior.

Excavación hasta la cota de cimentación. Acodalamiento metálico.

VENTAJAS E INCONVENIENTES

INCONVENIENTES VENTAJAS Operaciones mecanizadas No son recomendables en terrenos duros, heterogéneos e irregulares, roca en general Reducción de daños en construcciones próximas Elimina la peligrosa entibación El espesor de la pantalla es limitado Sirve de cimentación a las cargas periféricas No son recomendables para solares pequeños o en presencia de medianeras en estado crítico. Evita recalce en construcciones vecinas Ausencia de vibraciones importantes y del ruido que provoca El acabado de la pantalla no es limpio. Normalmente necesita de un revestimiento Según los usos a los que se destine. Se utilizan también como elementos de fundación Se pueden sustituir los pilotes por paneles de muros pantalla Los lodos bentoníticos son muy caros y difíciles de usar En el caso de que exista agua protege la excavación

SISTEMAS DISCONTINUOS

PANTALLA DE PILOTES TANGENTES Muro pantalla de pilotes secante para parking de dos plantas con un nivel freático de -2 metros. Mediante la utilización de los pilotes conseguimos reducir el nivel freático a la cota -7 metros. BAILÉN,JAEN. Esta obra consistió en crear un recinto estancó profundizando los pilotes hasta 14 metros, donde se encontraba una capa impermeable de margas. Con esta pantalla de pilotes de 500 mm de diámetro conseguimos soportar el empuje del terreno (de las calles colindantes) y la sobrecarga de las casas medianeras con escasa cimentación. El total de obra fueron 254 pilotes para una excavación de siete metros (2 plantas de sótano).

PANTALLA DE PILOTES TRABAJANDO POR VUELCO PANTALLA DE PILOTES ANCLADA ISOSTÁTICAMENTE O HIPERESTÁTICAMENTE Este sistema tiene la misma finalidad que el anterior. Su diferencia consiste en una disminución del empotramiento del pilote y el anclado de éstos al terreno por medio de tirantes o micropilotes. El anclado puede ser en varios niveles. PANTALLA DE PILOTES TRABAJANDO POR VUELCO Este sistema se está utilizando muchísimo para la construcción de parking dada la falta de aparcamiento en suelo urbano y su gran demanda. Con esta pantalla se pueden hacer diferentes plantas de sótano sirviendo además como cimentaciones para la estructura

ANCLAJES Los anclajes o tirantes son similares a los micropilotes siendo su principal diferencia en que en la perforación se introducen diversos cables, consecutivamente se inyecta lechada o mortero a baja presión y finalmente se tensan estos cables hasta obtener el tonelaje de diseño. Son elementos que trabajan a tracción, con los que se trata de mejorar las condiciones de equilibrio de una estructura o un talud, asociando al conjunto el peso del terreno que los rodea. Se ejecutan perforaciones subhorizaontales o con inclinaciones entre 30 y 45º. Normalmente están constituidos por unas armaduras metálicas que se alojan en perforaciones practicadas en el terreno, en cuyo fondo se sujetan o anclan al mismo por medio de inyecciones o dispositivos mecánicos expansivos, fijándose luego al extremo exterior a la estructura cuya estabilidad se pretende mejorar, o a placas que apoyan directamente sobre la superficie del terreno

INYECCIÓN Hay varios tipos de inyección tanto para los micropilotes como para los anclajes: Inyección Única (IGU). Bajo presiones menores a 0,5 Mpa, el micropilote se inyecta en una única fase. El material se inyecta a través de un tubo, desde la punta de la perforación y vuelve exteriormente al tubo, hacia la cabeza del pilote, rellenando toda la superficie lateral que envuelve la armadura, instalado después de realizar la perforación. Inyección repetitiva (IR). Consiste en una inyección de hasta dos veces a través de tubos o circuitos con válvulas antirretorno . - Inyección repetitiva selectiva (IRS), inyectados varias veces a través de válvulas o manguitos distribuidos por el fuste de la armadura (tubular). Se puede así tratar diferentes zonas del terreno atravesado, comprimir el suelo y aumentar la resistencia por fuste. Puede repetirse una vez (presiones de 0,5 a 1,0 Mpa) o varias veces (presiones de 1,0 a 2,0 Mpa), siempre que se laven con agua las válvulas.

PANTALLA ANCLADA HIPERESTÁTICAMENTE DE PILOTES TANGENTES Una gran obra de ingeniería realizada en Cazorla, Jaen. En esta obra la ejecución consistió en una pantalla de pilotes para contención de un talud con desnivel de 26 metros. La pantalla tiene tres niveles de anclajes, siendo el primer nivel de anclajes permanentes ya que quedará de por vida visto.

PANTALLA HIPERESTÁTICA Y AUTOESTABLE DE PILOTES TANGENTES. ALBUNOL.GRANADA. La ejecución de esta obra fue una autentica obra de ingeniería de las más relevantes que se han ejecutado en Andalucía en los últimos años. El solar en cuestión tenía un talud de 22 metros de desnivel entre las dos calles que rodean la zona. Por una fuga de agua en una tubería de saneamiento municipal se desprendió parte de este talud, quedando las viviendas superiores descolgadas y con un desnivel de 22 metros. Se desalojaron estas viviendas y se empezó un plan de urgencia en el que se trabajó a dos turnos de 10 horas. Lo primero que se realizo fue un relleno con tierras procedentes de la rambla del rio cercano y posteriormente se ejecuto una plataforma de trabajo de 4 metros de ancho para poder realizar la primera pantalla anclada hiperestaticamente. Cuando se redujo el riesgo de las viviendas superiores, comenzó la ejecución de la segunda pantalla de pilotes, la cual se diseño para un parking de dos plantas que llevaba el edificio en proyecto. El total de la obra consistión en 240 pilotes de 650 mm de diámetro y tres niveles de anclaje por micropilotes (por el tipo de terreno). La unión del último nivel de anclajes y la cabeza de la segunda pantalla fue por losa de arriostramiento. Resumimos las fases de trabajo en el siguiente esquema y fotografías:

1. Pantalla anclada hiperestáticamente con 3 líneas de anclaje. 2 1. Pantalla anclada hiperestáticamente con 3 líneas de anclaje. 2. 1ª Y 2ª pantalla unida por losa. 3. Finalización de la obra

CORTE INGLÉS ALBACETE

TABLAESTACAS, ENTIBADOS Y MUROS PANTALLA

Perfil del tablaestacas Los sistemas de tablaestacados y muros pantalla se han hecho muy comunes en proyectos geotécnicos como nuevos métodos de estabilización, cuyas ventajas incluyen mayor facilidad de instalación y la optimización general del sistema

El sistema fue inventado en E El sistema fue inventado en E.U en 1980, consta de una serie de elementos unidos entren sí, y que son hincados ya sean mediante vibración o impacto.

Vibrador- fijador ICE 428-B

Este tipo de estructura es frecuentemente utilizada en suelos que no permiten una instalación fácil de largueros, tales como arcillas blandas, limos saturados o suelos areno-arcillosos, que son potencialmente inestables al ser expuestos durante la excavación.

Tierras arenosas y arcillas

Principales características de este sistema: El sistema es flexible No requiere de fundación Puede ser utilizado para trabajos permanentes o temporales, y ser aplicado en conjunto con otros sistemas, tales como los anclajes

Los tablaestacas con sistemas de machihembrado son bastante efectivas para impedir y cortar los flujos de agua concentrados en capas permeables, evitando problemas de erosionabilidad interna. También pueden ser utilizados para solucionar problemas de erosión superficial especialmente en corrientes de agua

El sistema de muro-pantalla consta de un muro continuo en concreto reforzado construido en el suelo. El muro puede estar constituido de concreto prefabricado, fundido en sitio o simplemente por pilas contiguas de concreto.

El tipo mas común es el conocido como “tremie concrete”, donde el muro pantalla es construido al verter concreto en una zanja excavada y estabilizada con bentonita.

El concreto es vertido en la zanja por medio de un tubo en la parte inferior de la excavación, este desplaza la bentonita, que puede ser recolectada y reutilizada,y llena la totalidad de la excavación formando un muro.

Cuando se utiliza el sistema de concreto prefabricado, paneles prefabricados de concreto son ubicados dentro de una zanja estabilizada con bentonita, este sistema es particularmente popular en Europa.

ENTIBADOS El entibado es un sistema de soporte lateral comúnmente utilizado para la excavación de zanjas profundas, aunque sistemas especiales pueden ser utilizados para excavaciones de un ancho mayor.

En términos generales existen 3 tipos de entibados: El intermitente. El continuo El móvil o sistema de escudo

Como hemos visto es de común utilización de tablaestacas, pilotes metálicos en forma de H e inclusive muros pantalla en concreto. El proceso más común en estos casos es el de hincar las tablaestacas, y trabarlas para luego retirar el material del interior. A medida que se va profundizando, se van colocando los largueros y puntales.

En base a que los tablaestacados son elementos metálicos generalmente de acero que se hincan y se traban entre ellos para formar un muro o pared diremos que los más conocidos son los siguientes:

a) De alma plana: Utilizadas en excavaciones que se acercan a poco profundas.

b) De alma curva: Utilizada en excavaciones que se acercan a poco profundas

c) Con forma de Z: Utilizadas en excavaciones profundas donde se soporten presiones muy altas.

Su forma de instalación es la siguiente:

Los tablestacas son del perfil L2S y L3S con una longitud de 7 m que en general permite la excavación de una planta debajo del nivel freático. 1.Transporte y descarga 2.Amontonamiento

Los Tablestacas se fijan en tierras arenosas y arcillas utilizando un vibro-fijador ICE 428B con una excavadora tipo giratoria. 4. Tierras arenosas y arcillas 3. Vibro-fijador

6. Excavar 5. Línea de tablaestacas

9. Espacio seco y seguro 10. Óptimo para construir

8. Control de nivel freático 7. Bomba 8. Control de nivel freático

27 apartamentos con parking Roses, en Girona Estanque de tablaestacas para la construcción de 42 apartamentos con amarre en los canales de Sta. Margarida, Roses, Girona

BIBLIOGRAFÍA www.murospantalla.com CYPE Apuntes 2006/2007