Cómo calcular placas o vigas de anclaje para pantallas en terreno arenoso

Cuando pensamos en apuntalar una pantalla, nos suele venir a la cabeza usar tirantes con inyección en la punta (ya explicamos cómo predimensionar estos anclajes en “Cómo calcular anclajes al terreno tipo Dywidag o Gewi”). Pero a veces, puede ser interesante usar simples placas o vigas para conseguir un anclaje eficaz.

Se trata de una solución muy usada en pantallas de tablestacas cuando tenemos que disponer de un apuntalamiento cerca de la cabeza de la pantalla.

En el post de hoy vamos a explicar cómo estimar la fuerza que resisten estas placas embebidas en un terreno arenoso y, por tanto, a calcular este tipo de anclajes.

La resistencia ofrecida por la placas o vigas deriva principalmente de la fuerza pasiva del terreno frente a ellas. Es por ello que, a la hora de definir la posición de estas, no solo deben estar fuera de la cuña activa de deslizamiento de la pantalla (zona de color azul en la siguiente imagen) si no que la cuña pasiva movilizada por la placa (zona de color rojo) también debe estar fuera de esta zona:

Por tanto, por simple geometría, las placas o vigas de anclajes deben estar separadas una distancia mínima L de la pantalla:

Donde L es la distancia mínima a disponer la placa o viga de anclaje desde la pantalla, Htot es la altura total de la pantalla, H la profundidad de la placa y Ø el ángulo de rozamiento interno del terreno.

Una vez definida la situación, supongamos una placa de dimensiones Bxh a una profundidad H:

Os proponemos dos métodos para evaluar la resistencia última del ancla Fu, un método racional y otro empírico.

El primer método, (Teng 1962), consiste en evaluar los empujes pasivos, Ep, y activos, Ea, en el ancla según Rankine:

Una vez definidos los empujes, la fuerza última desarrollada puede evaluarse con la siguiente expresión:

  • Para vigas o cuando B/h>5, se considera rotura bidimensional y por tanto:

  • Para placas sensiblemente cuadradas, B/h<5, se considera rotura tridimensional y por tanto:

Estas ecuaciones funcionan bien siempre y cuando H/h≤1.5 a 2.

El segundo método, el empírico (Ghaly 1997), basado en ensayos de laboratorio y de campo, ofrece la siguiente formulación para el cálculo de la fuerza última

Como siempre, todas las cotas en metros y la densidad en KN/m³.

Una vez obtenida la Fuerza última, Fu, sea cual sea el método utilizado, la fuerza admisible se obtiene aplicando un coeficiente de seguridad:.

El coeficiente de seguridad CS suele ser un valor entre 2 y 3, aconsejando coger este último.

La separación entre centro de placas también es inmediata:

Donde S es la separación entre centro de placas y F es la fuerza necesaria por unidad de longitud que soporta la pantalla.

Como veis, todo esto es para terreno arenoso donde podemos asumir que no existe cohesión y tenemos un ángulo de rozamiento interno Ø alto.

En el próximo post, vamos a explicar otro método para poder calcular estas placas en terreno cohesivos (Ø=0 y con C).

Espero que os resulte útil.

Fuente: Principio de Ingeniería de cimentaciones. Braja M. Das. California State University, Sacramento. International Thomson Editores.

 


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

10 Responses to Cómo calcular placas o vigas de anclaje para pantallas en terreno arenoso

  1. Mario Daniel dice:

    Una explicación excelente…felicitaciones por el sitio…un saludo…
    Mario

  2. Francisco Javier Apaz Real dice:

    Excelente explicación,buen aporte a la ingenieria

  3. Anónimo dice:

    Excelente

  4. Fernando Gilly dice:

    Muy bueno y didáctico

  5. Oscar Mur dice:

    Excelente artículo!!.. gracias

  6. renato bazan dice:

    buen aporte seria mejor con ejemplos reales

  7. Marcos carrillo Vasquez dice:

    Muy buena tema y exlente explicacion

  8. DanielAlfonso dice:

    Un ejemplo real seria aun mas excelente

  9. Alexis Miró dice:

    Una excelente aplicación practica de la teoria de empuje de tierras y condiciones de equilibrio en muros de sostenimiento, muuy bueno!

  10. Oscar dice:

    Excelente explicación!!!…sencilla y amena, que ayuda a recordar los principios teóricos de nuestros cálculos, siempre necesarios!!

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