Altura critica Corte inclinado sin entibacion Diagramas de esfuerzos de entibaciones Recomendaciones Metodología de calculo Esfuerzos sobre entibaciones Esquema Indice 1 1 En la construcción se estudia la posibilidad de ejecutar excavaciones poco profundas sin estructuras de contención : La inclinación dependeráde : - Tipo y carácter del suelo - Profundidad de la excavación - Duración de la excavación. - Clima ALTURA CRÍTICA ( Hc ) Es la altura donde se produce el equilibrio entre fuerza de empuje ( compresión ) y fuerza resistente de la cohesión ( tracción ) . Si Ea = 0 => Ea = 1/2 γ Η2 Κa - 2 c H Ka + q H Ka = 0 => Hc = 4 c / γ Ka = 4 c Nφ / γ Por lo tanto, Hc T C si q=0 pero qu = 2 c Nφ Hc = 2 qu / γ Válida sólo para variaciones verticales de muy corta duración con la aparición de grietas de tracción ( profundidad = Zc ) se debilita rápidamente el sistema . Si existen grietas Zc Hc Según Terzaghi Zc < Hc / 2 , por esto propuso corregir la expresión teórica anterior, considerando conservadoramente : Zc = Hc 2 => Hc = 2 qu - Hc = 4 qu = 1,3 qu γ 2 3 γ γ Si existe sobrecarga Hc q => Hc = 2 ( qu - q ) γ Válida también para Suelo estratificado. Altura de seguridad corresponde a la altura de excavación conservadora por considerar un FS, según : • • Importancia de la obra Representatividad de los datos del diseño El valor de la altura de seguridad será : El valor de FS utilizado en estos casos es de 2 ó 3 Hs = Hc / FS 2 2 La inclinación del talud no influye apreciablemente en la ubicación del plano de falla , esto si el ángulo β que forma el talud con la vertical cumple : tg β < 1 / 2 tg ( π / 4 + φ / 2 ) El ángulo de falla es : qs 1/2 H H Hc = 8 3 ( Graux ) θ=π +φ 4 2 c - qs / 2 ( tg ( π / 4 + φ /2 ) − 2 tg β ) γ ( tg ( π / 4 + φ / 2 ) − 4 / 3 tg β ) β π+φ 4 2 Hs = Hc FS CORTE A CIELO ABIERTO Diagramas de Esfuerzos de Entibaciones Los esfuerzos van variando hasta llegar a su distribución final cuando termina la excavación Se corrigen cada cierto tiempo según nuevos resultados Se deben a mediciones reales ( Carácter empírico ) Son envolventes de las distribuciones a que estarán sometidas las distintas partes durante la construcción Sólo sirven para el cálculo de entibaciones 3 3 CORTE A CIELO ABIERTO Recomendaciones de Peck ( 1969 ) ARENA H/4 ARCILLA 4<N<6 N=γH/c σh =0,7 Ka γ H σh = γ Η − 4c σ h < 0,4 γ H Tomar este valor H/4 ARCILLA H/4 N<4 H/4 σh = 0,4 γ H ARCILLA N>6 σh = γ H - 1,6 c CORTE A CIELO ABIERTO Metodología de cálculo de entibaciones • • • • • Se determina el diagrama que corresponde a la situación analizada y se calcula el esfuerzo sobre cada puntal ( por unidad de longitud ). Cada puntal se considera como apoyo simple, incluyendo el sello de fundación ( apoyo ficticio). Placa de entibación Puntal La placa de entibación se considera como una viga cargada con carga igual a las tensiones horizontales. La suma algebraica de las reacciones en cada apoyo dará la fuerza que actúa sobre el puntal correspondiente. Para el cálculo de las cargas debe considerarse un área de influencia de cada línea vertical de puntales ( distancia horizontal entre puntales ). 4 4 P1 P2 P3 P4 Luego, el esfuerzo sobre los puntales será : Ra Rb Rc Re Rf Rd P1 = Ra P2 = Rb + Rc P3 = Rd + Re P4 = Rf ESFUERZOS SOBRE ENTIBACIONES Placa de entibación La placa de entibación se calcula como VIGA CONTINUA , suponiendo todos los apoyos rotulados, excepto el superior. En general, los momentos reales en las placas serán menores a los de este diagrama. 5 5 ESFUERZOS SOBRE ENTIBACIONES Estabilidad del fondo en Arcillas blandas La falla se produce por un asentamiento del terreno vecino a la excavación, acompañado por el levantamiento, generalmente rápido, del fondo de la excavación. El análisis se realiza mediante pruebas triaxiales rápidas. La capacidad de carga de una arcilla a la profundidad Df está dada por : q ult = c Nc + γ Df + qs Df Según Skempton en el momento de falla al corte : c Nc = γ Df + qs pero considerando la seguridad : FS = c Nc / (γ H + qs ) B ( En general, FS = 1,5 ) ESQUEMA DE ENTIBACIONES Rollizo D= 15 cm c. 1.50 mt. Carrera 4” x 4” Moldaje rigido Tablones 2” x 6” Diagonal 4”x 4” H mt Estaca 4” x 4” 2H mt 45º 1.00 mt CORTE TRANSVERSAL 6 6 ESQUEMA DE ENTIBACIONES Rollizo D= 15 cm c. 1.50 mt. Moldaje rigido Carrera 4” x 4” c/ 1.2 mt 2 3 Tablones 2” x 6” Diagonal 4”x 4” c/ 1.2 mt H mt Estaca 4” x 4” 2H mt 45º 1.20 mt 1.20 mt CORTE TRANSVERSAL 7 7