Tuberías de Hormigón: Tipos de Instalación

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Logo atha.gif Nota: Este artículo ha sido creado gracias a ATHA en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Manual de Diseño y Cálculo para la Fabricación de Tuberías de Hormigón Armado, disponible en el sitio web .

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La colocación de los tubos puede ser en zanja, terraplén, zanja terraplenada ó zanja inducida en terraplén.


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La primera distinción entre instalación en zanja o terraplén la encontramos según que la cota de la generatriz superior del tubo esté situada por debajo o por encima, respectivamente, de la rasante del terreno primitivo. Un tubo está colocado en zanja terraplenada cuando sobre la zanja que hay que rellenar se efectúa un terraplén (figura 4.5.2.a) o cuando se han realizado una prezanja para seguidamente, sobre su base, continuar con una zanja (figura 4.5.2.b).

Por último un tubo está colocado en zanja inducida en terraplén cuando sobre el terraplén ya compactado se excava una zanja, o se provoca la descarga parcial del prisma de relleno situado sobre el tubo con desiguales grados de compactación o tipos de relleno.


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Para el cálculo de las cargas verticales que producen los rellenos se utiliza la teoría propuesta por Marston, válida en principio para instalaciones en zanja, pero que fue ampliada por Schilk y Spangler posteriormente. Estas teorías consideran: la compactación del terreno lateral, el peso del relleno y las fuerzas de rozamiento que se originan en el mismo y que producen aumento o disminución del peso del relleno que gravita directamente sobre el tubo, en función del tipo de instalación.

El esquema de la tubería colocada en zanja aparece en la figura 4.5.2.c.

En este tipo de instalación, el relleno y el apoyo sufren un asentamiento relativo frente al terreno primitivo, y se producen unas fuerzas de rozamiento que originan un aligeramiento del peso del relleno sobre la tubería.


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Este efecto favorable disminuye a medida que aumenta la anchura de la zanja, lo que obliga a calcular, también, el peso del relleno como si la tubería estuviera colocada en terraplén, y considerar como real el menor de ambos, ya que la carga para el caso de instalación en terraplén es la mayor que se puede producir para una altura de relleno determinada.

Esta consideración resulta obligada para cualquier tipo de zanja incluso la terraplenada o inducida.


En la instalación en zanja terraplenada el prisma central, que está limitado por los planos que contienen las paredes de la zanja, es de mayor altura que los prismas exteriores y, por tanto, estos prismas asientan menos que el prisma central, y se producen unas fuerzas de rozamiento sobre este último, que originan un aligeramiento del peso del relleno sobre la tubería.


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Al aumentar la altura del relleno, disminuye la diferencia de asentamiento que se hace nula en el llamado plano de igual asentamiento.

En este tipo de instalación se denomina:

Razón de proyección o coeficiente de proyección, h´, al cociente cuyo numerador es la distancia de la generatriz superior del tubo a la base del terraplén y cuyo denominador es la anchura de la zanja al nivel de la generatriz superior:


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Razón de asentamiento, d', al valor definido por la expresión:


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donde:

S1 es el asentamiento de la superficie del terreno natural.

S2 es el asentamiento del relleno en la zanja, entre el nivel del terreno natural y la generatriz superior del tubo.

S3 es el asentamiento de la generatriz inferior del tubo.

aves la deformación vertical del tubo.

Las instalaciones en zanja inducida surgen al reducir la carga que recibe una conducción instalada en terraplén, invirtiendo artificialmente el sentido del deslizamiento, esto es, haciendo que el prisma central descienda más que los exteriores, generando de esta forma unas fuerzas de rozamiento dirigidas hacia arriba, las cuales equilibran parte del peso del prisma central, y por lo tanto aligeran la carga sobre la conducción. De esta forma se transforma una instalación en terraplén en otra en zanja terraplenada.

En las instalaciones en terraplén, cuyo esquema aparece en la figura 4.5.2.d, el prisma central, que está limitado por los planos verticales tangentes a la tubería, es de menor altura que los prismas exteriores, y por tanto, estos prismas asientan más que el prisma central y se producen unas fuerzas de rozamiento, sobre este último, que originan un aumento del peso del relleno sobre la tubería.

Al aumentar la altura del relleno, disminuye la diferencia de asentamiento, que se hace nula en el plano de igual asentamiento.

En este tipo de instalación se denomina:


  • Razón de proyección o coeficiente de proyección, h, al cociente cuyo numerador es la distancia de la generatriz superior del tubo a la superficie del terreno natural y cuyo denominador es el diámetro exterior del tubo.


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  • razón de asentamiento, d, al valor definido por la expresión:


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donde:

S1 es el asentamiento de la superficie del terreno natural

S3 es el asentamiento de la generatriz inferior del tubo

aves la deformación vertical del tubo

S4 es el asentamiento del relleno a la cota hr´ (véase figura 4.5.2.c)


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