La Alveoplaca en la Contención de Empujes
De Construmatica
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APLICACIÓN DE LA ALVEOPLACA A LA CONTENCIÓN DE EMPUJES
Como se ha visto, la ALVEOPLACA es un producto idóneo para formar una superficie plana resistente a fuerzas de dirección ortogonal a su plano medio. Los forjados horizontales son adecuados para resistir las acciones gravitatorias, de dirección vertical.
La ALVEOPLACA es igualmente eficaz para resistir fuerzas horizontales, si su plano medio se dispone verticalmente. La eficacia resistente de la ALVEOPLACA se debe al pretensado que alcanza su mayor competitividad en costes cuando, actuando como una fuerza excéntrica, comprime aquellas fibras de la sección resistente que estarán sometidas, por la acción de las sobrecargas, a mayores tracciones. En esta situación, el pretensado hace que la ALVEOPLACA presente contraflecha. Generalmente los paramentos verticales se conciben como auténticas superficies planas. En consecuencia, generalmente, cuando se coloca la ALVEOPLACA en vertical no se permiten contraflechas importantes que hagan que el paramento pierda la verticalidad requerida.
En estas ocasiones el pretensado deberá disponerse suficientemente centrado, compensándose el incremento de coste que esto conlleva con las múltiples ventajas económicas que ofrece la ALVEOPLACA derivadas de su producción industrial La utilización de la ALVEOPLACA en obras con paramentos verticales importantes añade a la economía de la obra las ventajas propias de una construcción industrializada con elementos prefabricados de hormigón pretensado: facilidad y rapidez de montaje, garantía de calidad y, en definitiva, una mayor economía global.
Por todo ello, dimensionando adecuadamente las características resistentes al uso concreto, la ALVEOPLACA es la solución constructiva ideal para la construcción de muros y de pantallas para contener empujes de tierras, paredes de depósitos sometidas a la presión del agua o de otros líquidos, silos etc.
LA ALVEOPLACA EN LA CONTENCIÓN DE TIERRAS
Es éste un caso particular de contención de empujes en el que la utilización de la ALVEOPLACA ofrece ventajas de Durabilidad y durante el proceso constructivo. De Durabilidad porque la ausencia de fisuración del hormigón que proporciona el pretensado mejora, de manera cuantitativa muy importante, la protección de la armadura frente a los riesgos de corrosión que el contacto con el terreno conlleva, tanto por la posible existencia de agua, como por la propia composición química del mismo. Durante el proceso constructivo porque la ALVEOPLACA es un elemento resistente desde el momento que queda vinculado a la cimentación lo que facilita la construcción por bataches, si así fuese necesario, y no precisa de encofrados ni de armaduras a disponer "in situ".
La junta entre las ALVEOPLACAS se obtura fácilmente para evitar la salida de finos desde el terreno del trasdós. Además, toda la superficie de la ALVEOPLACA puede impermeabilizarse, si fuera necesario. Si sobre el elemento de contención de tierras actúan en la cabeza del mismo cargas puntuales, o cargas de elevada magnitud, que convenga repartir, la ALVEOPLACA permite solidarizarse con las adyacentes mediante una viga de hormigón armado que actuará como viga de arriostramiento en cabeza, unida a las ALVEOPLACA mediante armado y hormigonado parcial de juntas y alveolos.
Con la ALVEOPLACA se pueden materializar diversos esquemas resistentes, tales como muros en ménsula, muros acodalados o apoyados en la estructura, tablestacados, e incluso pantallas ancladas al propio terreno. Todo ello de acuerdo con los cálculos correspondientes y materializando adecuadamente las uniones con la zapata en el primer caso, con el apoyo en el segundo y asegurando el contacto con el terreno en los demás casos.
Al dimensionar el pretensado de la ALVEOPLACA se considerará que solamente en el caso de muro en ménsula las tracciones se localizan permanentemente en una de las caras de la ALVEOPLACA. En los demás casos ambas caras pueden estar sometidas a tracción, siendo necesario disponer pretensado en las dos caras de la ALVEOPLACA con la capacidad suficiente para resistir dichas tracciones.
La ALVEOPLACA en muros de sótano
Cuando la ALVEOPLACA se disponga como muro de sótano, además de vincularse a la cimentación también se unirá a los forjados. En caso de que la vinculación a la cimentación reproduzca un empotramiento, la profundidad de entrega de la ALVEOPLACA en el correspondiente cáliz deberá asegurar que la armadura es eficaz para resistir los esfuerzos en el empotramiento y estar debidamente anclada en esta sección.
Obviamente esta recomendación es independiente del uso de la construcción en la que se utiliza la ALVEOPLACA ya que tiene que ver con la tipologia del nudo que la unión materializa. En el caso de que el muro esté siempre acodalado a la estructura de modo que su estabilidad esté garantizada, incluso durante las operaciones de montaje, materializando una unión rotulada en la cimentación, la ALVEOPLACA se introducirá en la cimentación la profundidad estrictamente necesaria para transmitir por contacto lateral la resultante de las cargas horizontales que actúan sobre ella.
La resultante de cargas verticales se transmite a través de su sección transversal. El estado de esfuerzo cortante que debe de absorber la ALVEOPLACA decidirá si es necesario macizar los alveolos a su llegada a la cimentación.
La ALVEOPLACA en vallados para contención de tierras
La solución de vallado consiste en disponer las placas, con el eje de sus alveolos en dirección horizontal , entre elementos verticales a los que transmiten los empujes de las tierras contenidas (figura 9.2.1). Dichos elementos verticales pueden ser los pilares de una estructura, entre los que las placas forman el muro de contención de tierras.
Estos pilares, su cimentación y el resto de la estructura, han de ser capaces de absorber el incremento de esfuerzos producido por las fuerzas horizontales que reciben de las placas. Pero el vallado de contención, puede ser autónomo, de modo que contenga por sí mismo las paredes de un vaciado o cualquier otro desnivel de tierras. En este caso, los elementos verticales que reciben las placas, al carecer de otros apoyos, deben estar empotrados en el terreno. Como elementos verticales pueden emplearse perfiles de acero IPE o HE, o vigas de hormigón, armado o pretensado, de sección adecuada en doble T.
En cualquier caso, estos elementos tienen que cumplir dos condiciones esenciales:
- A. Estar preparadas para resistir, con la debida seguridad, los esfuerzos transmitidos por las placas que recogen los empujes de las tierras.
- B. Disponer de una sección en doble T en la que encajen y queden sujetas los extremos de las placas.
Para ello, el espacio libre entre las alas de la sección no debe ser menor que el canto total de la ALVEOPLACA más dos centímetros, aproximadamente, además de la tolerancia de replanteo y el efecto de la contraflecha, de modo que la placa pueda deslizar fácilmente entre las alas durante las operaciones de montaje. Una vez colocadas las placas en su posición definitiva, debe retacarse, con mortero de cemento, la holgura entre las placas y las alas. Cuando la separación entre las alas, en el caso de los perfiles de acero, es ampliamente mayor que el canto de las placas, puede recurrirse para fijar las placas en su posición a procedimientos como el mostrado en la figura 9.2.2.A. En el caso contrario, puede pensarse en suplementar el alma, o hacer vigas Boyd, aumentando así su momento de inercia (figura 9.2.2.B).
Cada ALVEOPLACA trabajará como simplemente apoyada en sus extremos, sometida a la carga horizontal del empuje de tierras correspondiente a la profundidad a que se encuentre la placa. La separación entre elementos verticales es la luz de las placas; cuanto mayor sea esta separación, mas armada o de mayor canto tendrá que ser la placa, a igualdad de profundidad, y también transmitirá mas carga a los elementos verticales; pero, en cambio, una mayor separación reduce el número de elementos verticales a disponer. En consecuencia, la separación entre elementos verticales se estudiará para obtener la solución más económica, dadas las características del terreno y los medios de excavación y elevación de que se disponga, eligiendo entre pocos elementos verticales, pero más fuertes, con mayor profundidad de empotramiento y placas de mayor canto o más armadas, o más elementos verticales, menos fuertes, con menor profundidad de empotramiento y placas de menor canto o menos armadas.
En casos extremos, puede pensarse en placas de canto superior para las más profundas. Como primera orientación, para un terreno corriente, sin agua, horizontal, sin sobrecarga y en un paramento sin limitaciones de contraflecha en las ALVEOPLACA, una separación de elementos verticales de 5 metros, permitiría llegar a profundidades del orden de 3,50 m, 4,50 m o 6,50 m con placas de canto 16 cm, 20 cm o 25 cm, respectivamente. Los valores definitivos se determinarán mediante un cálculo adecuado para las condiciones reales.
LA ALVEOPLACA EN LA CONSTRUCCIÓN DE DEPÓSITOS, DEPURADORAS Y PISCINAS
Las paredes de los vasos destinados a contener líquidos, reciben fuerzas horizontales como en el caso de la contención de tierras. Sin embargo existen diferencias importantes. Lo siguiente se referirá al caso de que el líquido sea agua, pudiéndose adaptar fácilmente a otros líquidos. En el concepto de depósito de agua pueden incluirse las piscinas y el vaso de las depuradoras, con las salvedades oportunas. En los depósitos enterrados, deben tenerse en cuenta las situaciones de depósito vacío y de depósito lleno.
Cuando el depósito está vacío, sus paredes están sometidas al empuje de las tierras exteriores. Cuando el depósito se encuentra lleno, el agua presiona contra las paredes con fuerza superior al empuje de las tierras. Si puede confiarse, con seguridad, en la colaboración del terreno exterior para soportar la presión del agua sin deformaciones excesivas, la solución resulta más económica. En caso contrario, es preferible prescindir de esta colaboración como si de un depósito exento se tratara.
Cada ALVEOPLACA queda unida rígidamente a la losa del fondo del depósito (figura 9.3.1), que se habrá dimensionado y armado para resistir los esfuerzos que le transmiten las placas a través de su empotramiento, además de los propios derivados del peso del agua y la reacción del terreno inferior. Las juntas entre placas se retacarán muy cuidadosamente con hormigón rico al que se habrá adicionado un hidrófugo. Debe tenerse en cuenta que en un depósito es fundamental la estanquidad, por lo que la superficie de las placas debe cubrirse con un acabado impermeabilizante. La ALVEOPLACA proporciona la estanquidad propia de un buen hormigón que puede no ser suficiente.
Especialmente debe cuidarse la arista interior de unión de las placas a la losa de fondo. Es conveniente disponer sobre las placas un zuncho de hormigón, que haga el papel de viga de arriostramiento en cabeza, ayude a distribuir los esfuerzos y uniformice los movimientos de aquellas. Tanto para el empotramiento de la ALVEOPLACA en la losa del fondo, como para la viga de arriostramiento, son de aplicación las recomendaciones indicadas en los párrafos anteriores.
Cuando el depósito deba ir cubierto, se dispondrá un forjado de ALVEOPLACA apoyado en las paredes del depósito, o en una estructura independiente si la carga fuese excesiva para ser soportada por las placas que forman la pared. Téngase en cuenta que este forjado puede estar también cubierto con tierras.
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LA ALVEOPLACA EN LA CONSTRUCCIÓN DE SILOS
Un silo es un depósito destinado a contener grano o materias pulverulentas, que producen empujes sobre las paredes que las encierran. Ya se ha visto la adecuación de la ALVEOPLACA para resistir empujes, por lo que también pueden ser una buena solución en la construcción de silos. Las placas forman las paredes del silo, dispuestas entre los pilares, de hormigón o acero, con sus alveolos en dirección horizontal en forma de vallado (figura 9.4.1).
Cuando el silo es alto, conviene disponer vigas cada cierto número de placas, a fin de recoger su peso y transmitirlo a los pilares, atando estos y evitando la acumulación de carga en la viga inferior. Las placas se disponen con su parte más armada en el exterior.
En el caso de silos adyacentes, las paredes comunes deben estar preparadas para resistir, por un lado, el empuje de uno de los silos lleno mientras el otro se encuentra vacío, por lo que las placas de estas paredes deberían tener armadura simétrica, o formarse con doble placa.
