{"id":4330,"date":"2016-05-06T17:51:00","date_gmt":"2016-05-06T17:51:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.inacces.com\/en\/lasar-nuevo-sistema-para-la-contencion-de-tierras-y-manteles-nivales-inestables\/"},"modified":"2016-09-22T08:42:46","modified_gmt":"2016-09-22T08:42:46","slug":"lasar-nuevo-sistema-para-la-contencion-de-tierras-y-manteles-nivales-inestables","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.inacces.com\/en\/lasar-nuevo-sistema-para-la-contencion-de-tierras-y-manteles-nivales-inestables\/","title":{"rendered":"Lasar: nuevo sistema para la contenci\u00f3n de tierras y manteles nivales inestables"},"content":{"rendered":"

Trabajo de los autores:<\/p>\n

BETTI, Vittorino, Dr. Ingeniero Hidr\u00e1ulica. LASAR, s.r.l.
\nCOLL PIGEM, Jordi. Ingeniero Ge\u00f3logo. INACC\u00c9S GEOT\u00c8CNICA VERTICAL, S.L.
\nOGGERI, Claudio. Profesor Ingeniero. POLITECNICO DI TORINO
\nPEILA, Daniele. Profesor Ingeniero. POLITECNICO DI TORINO<\/p>\n

—————————————–<\/p>\n

RESUMEN<\/strong><\/p>\n

Debido a la constante expansi\u00f3n de asentamientos antr\u00f3picos, numerosas estructuras, tanto\u00a0p\u00fablicas como privadas, se encuentran en zonas que han sido declaradas bajo riesgo de\u00a0desprendimientos o deslizamientos en masa, y la necesidad de garantizar la seguridad\u00a0p\u00fablica y la protecci\u00f3n de las obras suele imponer intervenciones de defensa complejas y\u00a0costosas.
\nCon este trabajo se pretende presentar el resultado de estudios, c\u00e1lculos y pruebas directas\u00a0que han permitido desarrollar un sistema de defensa conceptualmente nuevo, menos\u00a0costoso que los ya conocidos y con la ventaja, en igualdad de recursos econ\u00f3micos, de\u00a0garantizar la mejor seguridad posible a personas y estructuras.
\nSe trata de un sistema originalmente concebido para estabilizar el manto nevoso, que entre\u00a0otras cosas, ha demostrado toda su eficacia y fiabilidad durante la aplicaci\u00f3n en\u00a0intervenciones de reparaci\u00f3n de cuencas de monta\u00f1a, la estabilizaci\u00f3n de pendientes\u00a0sujetas a desprendimientos, la realizaci\u00f3n de pistas de trabajo y la contenci\u00f3n de\u00a0terraplenes de carreteras situadas a media ladera<\/p>\n

1) DIMENSIONES DE LA ESTRUCTURA<\/strong>
\nEl elemento LASAR<\/strong> consta de una estructura piramidal el\u00e1stica de acero FE 430 fijada,\u00a0mediante un elemento tubular y cables de acero, a una cimentaci\u00f3n de hormig\u00f3n armado\u00a0que se cubre con un estrato de tierra y funciona como bloque de anclaje.<\/p>\n

La base delantera, que funciona como elemento de contenci\u00f3n del terreno, presenta una forma cuadrada con lados de aproximadamente 310 cm y consta de una red de cables de\u00a0acero, de di\u00e1metro de 8 mm (romboidal o de anillos concatenados), sostenida por un cable\u00a0perimetral de 16 mm de di\u00e1metro, y anclada a vigas HE dispuestas en cruz de San Andr\u00e9s.<\/p>\n

Las vigas HE est\u00e1n ancladas a un tronco tubular central de acero, de longitud variable de\u00a0300 a 600 cm, di\u00e1metro de 88.9 mm y espesor de 5 mm, conectado a la placa de hormig\u00f3n,\u00a0situada en el otro extremo, mediante una junta con bisagra de rotaci\u00f3n limitada. (Figura 1).<\/p>\n

\"lasar\"

Figura 1<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

Los extremos de las vigas HE que constituyen la cruz de San Andr\u00e9s est\u00e1n unidos a la\u00a0placa de hormig\u00f3n mediante cables de acero.
\n\"dimensiones<\/p>\n

 <\/p>\n

2) MATERIALES EMPLEADOS<\/strong><\/p>\n

Hormig\u00f3n<\/strong>
\nSe considera la utilizaci\u00f3n de hormig\u00f3n con las siguientes caracter\u00edsticas:
\n– Cemento P\u00f3rtland
\n– Ratio m\u00e1ximo de agua\/cemento 0.50
\n– Consistencia UNI 9418 (reducci\u00f3n hasta el cono) > 16 cm
\n– Agua exudada UNI 7122 < 0.1 %<\/p>\n

Acero para cemento armado<\/strong><\/p>\n

Para la armadura resistente de la placa de anclaje, se considera la utilizaci\u00f3n de acero en\u00a0barras de adherencia mejorada con las siguientes caracter\u00edsticas:<\/p>\n

– tipo: FeB44 K (controlado en el establecimiento)
\n– E = 210000 Mpa
\n– Ftk = 540 Mpa
\n– Fyk = 430 Mpa
\n– \u03c3amm = 255 Mpa<\/p>\n

Acero para perfiles en doble T serie HE<\/strong><\/p>\n

El acero de las vigas que constituyen la cruz delantera tiene las siguientes caracter\u00edsticas\u00a0mec\u00e1nicas:
\nElementos superiores<\/p>\n

– tipo: Fe 430
\n– E = 210000 Mpa
\n– Ftk = 430 Mpa
\n– Fyk = 275 Mpa
\n\u2212 \u03c3amm = 190 Mpa<\/p>\n

3) CRITERIOS DE DISE\u00d1O<\/strong>
\n3.1) Normativa sobre el c\u00e1lculo estructural<\/strong>
\nEl an\u00e1lisis del elemento se presenta como c\u00e1lculo de una estructura pandeada, sujeta a\u00a0carga de punta. Para dicho prop\u00f3sito, cabe recordar los siguientes l\u00edmites impuestos por la\u00a0normativa:
\n– La delgadez m\u00e1xima, en caso de elementos estructurales sujetos a esfuerzos din\u00e1micos,\u00a0debe respetar los siguientes l\u00edmites:<\/p>\n

l = 150 para elementos principales;
\nl = 200 para elementos secundarios.
\n– El m\u00e9todo de las tensiones admisibles impone que la tensi\u00f3n admisible \u03c3amm para\u00a0esfuerzos axiales y\/o flexionales y la tensi\u00f3n admisible \u03c4amm para esfuerzos de corte sea:<\/p>\n

 <\/p>\n

\"lasar\"<\/p>\n

 <\/p>\n

– El momento M utilizado en las f\u00f3rmulas para determinar el esfuerzo m\u00e1ximo debe ser igual
\na 1.3 veces el momento medio causado por la presencia de la carga transversal.
\nEs decir:<\/p>\n

\"lasar<\/p>\n

donde hay que verificar los siguientes l\u00edmites:<\/p>\n

0.75 M max < M < M max
\n– El espesor de los elementos tubulares que constituyen la estructura se mantiene mayor o\u00a0igual a 4 mm, a fin de evitar la aplicaci\u00f3n de f\u00f3rmulas particularmente restrictivas impuestas\u00a0por la normativa.
\nLa estructura \u201cLASAR\u201d<\/strong> con anclaje \u00fanico es una idea sumamente interesante para el campo\u00a0de la prevenci\u00f3n de riesgos hidrogeol\u00f3gicos. El concepto nace analizando el hecho que\u00a0gran parte de los costes imputables a las intervenciones se debe a la mano de obra\u00a0presente en el lugar, a menudo en alta cota, obligada a trabajar, en gran parte de los casos,\u00a0en condiciones ambientales y clim\u00e1ticas desfavorables. Adem\u00e1s, existe la necesidad de\u00a0agilizar lo m\u00e1s posible las operaciones realizadas en el lugar de las obras, ya que las\u00a0jornadas laborales en altas cotas o lugares de dif\u00edcil acceso se limitan a pocas decenas al\u00a0a\u00f1o y todas se concentran en el arco del trimestre veraniego; en otros casos, existe la\u00a0necesidad de intervenir en tiempos sumamente breves para estabilizar una ladera que se\u00a0est\u00e1 desprendiendo, o bien para garantizar la rehabilitaci\u00f3n de un tramo de carretera, cuya\u00a0estabilidad se ve afectada por procesos de desprendimiento.
\nPartiendo de estas ideas b\u00e1sicas se ha desarrollado el proyecto \u201cLASAR\u201d<\/strong> representado en\u00a0las elaboraciones de dise\u00f1o.<\/p>\n

La estructura en forma de cruz consta de vigas de acero tipo HE; el cabrio est\u00e1 compuesto\u00a0por un elemento tubular de acero, mientras que la uni\u00f3n entre los elementos estructurales\u00a0est\u00e1 garantizada por la presencia de cables de conexi\u00f3n entre la cruz y el cabezal del\u00a0cabrio, as\u00ed como por cables que forman el per\u00edmetro de la red, que debe apoyarse en las\u00a0vigas HE.<\/p>\n

La red de contenci\u00f3n est\u00e1 hecha de cables de acero, generalmente de malla romboidal con\u00a0lado de 25 cm, que sostienen una red de malla m\u00e1s fina, de triple torsi\u00f3n, con malla de 5×7\u00a0cm y di\u00e1metro de 2.7 mm; el uso de una red de anillos se recomienda s\u00f3lo en la\u00a0construcci\u00f3n de represas y en condiciones de particular erosi\u00f3n mec\u00e1nica debida al\u00a0transporte s\u00f3lido.<\/p>\n

 <\/p>\n

3.2) Determinaci\u00f3n de los empujes en la estructura<\/strong>
\nLa determinaci\u00f3n del empuje ejercido en las estructuras resulta compleja; de hecho, se trata\u00a0de aplicar la teor\u00eda cl\u00e1sica de los embalses de mamposter\u00eda a una estructura ligera y\u00a0filtrante de por s\u00ed, sujeta a una carga hidrost\u00e1tica pr\u00e1cticamente nula.
\nEl empuje ejercido en las estructuras deriva del empuje activo del terreno y de la carga\u00a0generada por la sobrecarga aplicada.
\nPor tanto, los empujes se determinar\u00e1n haciendo referencia a la praxis utilizada para el\u00a0control de las mamposter\u00edas de sost\u00e9n.<\/p>\n

—
\n\"estructura<\/p>\n

La figura 2 ilustra el desarrollo cualitativo de las presiones que el terreno ejerce sobre la\u00a0pared del elemento LASAR<\/strong>.
\nPor lo tanto, la presi\u00f3n que act\u00faa sobre la obra se puede expresar de la siguiente manera:
\nP = \u03b3h\u00a02Ka\/2 + QKah
\nque, efectivamente, representa el empuje del terreno aplicado a una pared plana, donde \u03b3\u00a0indica el peso espec\u00edfico del terreno, que en este caso vale 1800 dN\/m3, h es la altura de la\u00a0barrera y Ka es el coeficiente de empuje activo, que en este caso corresponde a 0.333.
\nEn el presente caso, la presi\u00f3n inducida por el empuje activo del terreno se puede evaluar\u00a0con la siguiente f\u00f3rmula:
\nP = \u03b3hKa + QKa<\/p>\n

Como se indica en la figura 3, la barrera est\u00e1 unida a un ret\u00edculo de elementos estructurales,\u00a0cargados en correspondencia con el baricentro de las vigas que constituyen las cruz de San\u00a0Andr\u00e9s, mediante fuerzas concentradas de intensidad equivalente a<\/p>\n

 <\/p>\n

\"lasar<\/p>\n

que, efectivamente, representa el empuje del terreno aplicado a una pared plana, donde \u03b3\u00a0<\/em>indica el peso espec\u00edfico del terreno, que en este caso vale 1800 dN\/m3\u00a0, h<\/em> es la altura de la\u00a0barrera y Ka<\/em> es el coeficiente de empuje activo, que en este caso corresponde a 0.333.
\nEn el presente caso, la presi\u00f3n inducida por el empuje activo del terreno se puede evaluar\u00a0con la siguiente f\u00f3rmula:<\/p>\n

 <\/p>\n

\"Lasar\"<\/p>\n

para las varillas superiores \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 P1 daN
\npara las varillas inferiores \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0P2 daN<\/p>\n

—
\n\"elemento
\nLa resultante del empuje del terreno es aproximadamente igual a
\nS = 2*(P1 + P2) daN
\nEl empuje S representa el esfuerzo m\u00e1ximo aplicado a la estructura bajo examen. Con dicho\u00a0valor se verificar\u00e1n los elementos que constituyen la barrera y su respectivo sistema de\u00a0cimentaci\u00f3n. La resultante de las cargas act\u00faa paralelamente a la pendiente.
\n3.3) C\u00e1lculo de los esfuerzos en la estructura
\n<\/strong>
\nLa carga que grava sobre la estructura y, como antes dicho, representa el empuje del\u00a0terreno, se subdivide en cuatro vectores aplicados a los cuatro brazos de la cruz. Se supone\u00a0que dicha estructura est\u00e9 pandeada, con posibilidad de que surjan problemas de carga de\u00a0punta; por lo tanto, el dise\u00f1o estructural presta atenci\u00f3n a esta problem\u00e1tica.<\/p>\n

Al estudiar la barrera de contenci\u00f3n del terreno se considera un solo elemento LASAR<\/strong> de\u00a0310 cm de ancho, ya que la barrera est\u00e1 compuesta por la suma de varios elementos\u00a0flanqueados que presentan el mismo comportamiento.\u00a0La estructura LASAR<\/strong> se analiza con la ayuda de un programa de an\u00e1lisis estructural de
\nelementos finitos tipo Sap 2000.<\/p>\n

La estructura se subdivide en 17 elementos \u201cframe\u201d (viga), que est\u00e1n vinculados entre a\u00a0trav\u00e9s de 10 \u201cjoints\u201d (nudos). La estructura est\u00e1 fijada mediante dos apoyos delanteros,\u00a07\u00a0situados en los extremos de la cruz de San Andr\u00e9s, y un apoyo trasero que impide su\u00a0traslado y ofrece la reacci\u00f3n con que debe dise\u00f1arse la placa de anclaje.<\/p>\n

A continuaci\u00f3n se ilustran las impresiones relativas al fichero de datos de entrada y salida\u00a0obtenidos despu\u00e9s de la elaboraci\u00f3n. El fichero indica de manera fiel la dimensi\u00f3n efectiva\u00a0de la estructura examinada.
\n\"Estructura
\n\"Lasar\"<\/p>\n

\"lasar-2\"<\/p>\n

\"Lasar-3\"<\/p>\n

\"Lasar-4\"<\/p>\n

\"lasar-5\"<\/p>\n

A continuaci\u00f3n se indican los datos de la elaboraci\u00f3n y los dibujos que esquematizan los\u00a0esfuerzos en la estructura en un caso tipo. (Figuras 5 y 6).
\n\"Lasar\"<\/p>\n

\"figura-6\"
\nEl control estructural del manufacturado puede realizarse siguiendo las distintas\u00a0metodolog\u00edas de c\u00e1lculo adoptadas en varias naciones, sea con el m\u00e9todo de las tensiones\u00a0admisibles, que con el de los estados l\u00edmite.<\/p>\n

La estructura est\u00e1 lista, fabricada en la configuraci\u00f3n geom\u00e9trica est\u00e1ndar, con diferentes\u00a0perfiles de metal que var\u00edan en funci\u00f3n de las cargas aplicadas a la barrera; se suministra\u00a0siempre montada en el lugar de instalaci\u00f3n, lista para su emplazamiento y llenado.<\/p>\n

La barrera LASAR<\/strong> es una novedad absoluta en el campo de la estabilizaci\u00f3n de pendientes\u00a0inestables y puede utilizarse con notables ventajas econ\u00f3micas cuando el volumen en\u00a0deslizamiento tiene una potencia de hasta 9 metros; para superficies de deslizamiento con\u00a0profundidad mayor, existen otras soluciones m\u00e1s competitivas.<\/p>\n

El elemento permite reutilizar por completo el material que se halla en la zona, reduciendo\u00a0notablemente los tiempos de intervenci\u00f3n y los costes; una evaluaci\u00f3n realizada en obras de\u00a0diferente dificultad log\u00edstica indica que para la ejecuci\u00f3n de unos 10 m2\u00a0de frente\u00a0estabilizado hacen falta dos obreros y una potente excavadora por un tiempo medio de 2.5\u00a0horas. Dicho periodo incluye la excavaci\u00f3n, la colocaci\u00f3n de la barrera y el llenado de la\u00a0pendiente con correcci\u00f3n de blandones.<\/p>\n

La cimentaci\u00f3n puede realizarse con un tirante de roca o terreno suelto, o bien mediante el\u00a0uso de placas prefabricadas de hormig\u00f3n armado; gracias a su dise\u00f1o, la estructura puede\u00a0engancharse, sin necesidad de modificaciones, sea al tirante, o a la placa prefabricada.
\n\"LASAR\"<\/p>\n

 <\/p>\n

En caso de utilizaci\u00f3n de un tirante, se omite el m\u00e9todo de c\u00e1lculo por ser ya conocido; en\u00a0caso de cimentaciones realizadas con placas prefabricadas de cemento armado, el\u00a0esquema de c\u00e1lculo prev\u00e9 la determinaci\u00f3n de la fuerza resistente calculada como fuerza de\u00a0fricci\u00f3n ejercida por la placa en el terreno subyacente. En otras palabras, el peso del terreno\u00a0que est\u00e1 sobre la placa de hormig\u00f3n armado origina una fuerza de fricci\u00f3n que se utiliza\u00a0para contrastar el empuje en el par\u00e1metro vertical (v\u00e9ase figura 7).
\nExisten condiciones especiales, en caso de terrenos con par\u00e1metros geot\u00e9cnicos\u00a0particularmente mediocres, donde la aplicaci\u00f3n de una sola placa de hormig\u00f3n como
\ncimentaci\u00f3n de la barrera LASAR<\/strong> no es suficiente para contrastar el empuje en el\u00a0par\u00e1metro anterior; dichos casos prev\u00e9n la adopci\u00f3n de una segunda placa de hormig\u00f3n\u00a0armado, que se coloca verticalmente, apoyada sobre la primera y contrastada por tubos de\u00a0acero con di\u00e1metro y espesor adecuados. Esta segunda configuraci\u00f3n permite calcular la\u00a0estructura como bloque de gravedad; el sistema constituido por el par\u00e1metro anterior y las\u00a0placas traseras trabaja como un gran bloque dotado de estabilidad propia y capaz de\u00a0oponerse, por fricci\u00f3n, al empuje del terreno aguas arriba (v\u00e9ase figura 8).
\n\"LASAR\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Trabajo de los autores: BETTI, Vittorino, Dr. Ingeniero Hidr\u00e1ulica. LASAR, s.r.l. COLL PIGEM, Jordi. Ingeniero Ge\u00f3logo. INACC\u00c9S GEOT\u00c8CNICA VERTICAL, S.L. OGGERI, Claudio. Profesor Ingeniero. POLITECNICO DI TORINO PEILA, Daniele. Profesor Ingeniero. 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