ES2328211B1 - Sistema fresador para la realizacion de muros pantalla. - Google Patents
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Abstract
Sistema fresador para la realización de muros
pantalla.
Este sistema comprende un bastidor (1) provisto
de unos medios (11) para su fijación, en posición suspendida, de
unos medios elevadores (13), unos empujadores laterales (2)
asociados a unos medios (21) de accionamiento independiente, para
el centraje e inmovilización del bastidor (1), respecto a las
paredes laterales de la excavación, durante el fresado, y unas
fresas (7) asociadas al bastidor (1) por unos medios de
desplazamiento en dirección vertical y en dirección lateral y/o
longitudinal. Este sistema comprende adicionalmente un dispositivo
de control de la verticalidad y del giro lateral, respecto al eje
vertical del bastidor (1) y un chasis exterior (14) para su
acoplamiento una máquina (9) de transporte y suministro de la
potencia de trabajo.
Description
Sistema fresador para la realización de muros
pantalla.
La presente invención se refiere como su título
indica a un sistema fresador para la realización de muros
pantalla.
La construcción de parkings subterráneos,
estaciones de metro y tren así como otras obras por debajo del nivel
del suelo requieren la excavación previa de un pozo rectangular o
de diferentes formas para construir un muro de hormigón armado que
actúa como elemento de contención de tierras y soporte de
estructuras.
Actualmente se utilizan diferentes sistemas para
el excavado de estos pozos.
Así por ejemplo son conocidas las cucharas
bivalvas que se suspenden de un cable o brazo mecánico y que se
desplaza verticalmente para conseguir conseguir que la cuchara
vaya mordiendo el terreno y extrayendo la tierra. La utilización de
estas cucharas bivalvas presenta diversos inconvenientes, entre los
que cabe destacar la dificultad para realizar paramentos verticales
especialmente cuando se trabaja a una elevada profundidad. A parte,
el brazo mecánico para el manejo de la cuchara describe un radio en
el descenso de la cuchara con lo que resulta difícil mantener la
verticalidad y orientación de dicha cuchara.
La utilización de estas cucharas está limitada
en profundidad y no resulta efectiva en terrenos duros como roca o
formaciones similares, teniendo que combinar su utilización con
otros sistemas tales como trépanos mecánicos en fases de picado y
extracción, con los consiguientes ruidos y vibraciones y faltas de
exactitud de la planta a realizar que, en todos los casos depende de
la habilidad del maquinista.
Otro sistema conocido son las denominadas
hidrofresas que comprenden un bastidor de dimensiones y peso muy
elevados, del orden de 16 metros de altura y 16 toneladas de peso,
siendo dicho bastidor portador de unas fresas de grandes
dimensiones para remover el terreno.
Estas hidrofresas requieren una maquinaria de 65
a 85 toneladas para su maniobra así como grúas de grandes
dimensiones lo que complica el transporte y la utilización en
obra.
Cabe destacar que las elevadas dimensiones de
las hidrofresas como de la maquinaria necesaria para su manejo
impide que se puedan introducir y utilizar en sótanos o parkings
subterráneos.
Estas fresas necesitan un gran par de giro para
compensar el rozamiento producido en las paredes y el guiado más o
menos vertical se consigue con la longitud del cuerpo o bastidor,
pero ello no impide el deslizamiento lateral del bastidor a medida
que se va alcanzando una mayor profundidad en el terreno. Otro
inconveniente es que no se consigue el fresado de la zona de
soporte de tambores ya que no es posible el paso de dientes por
dicha zona y en terrenos duros es un problema difícil de resolver
que obliga a hacer unos soportes menos robustos para la potencia
utilizada.
En combinación con estas hidrofresas y para
realizar la extracción de la tierra removida por las fresas se
utiliza agua mezclada con lodos de extracción y se bombean hasta la
superficie.
Otros sistemas utilizados para realizar este
tipo de excavaciones o pozos son los denominados pilotajes que
comprenden un sistema de barrena continua que se introduce en el
terreno en la totalidad o parte de su longitud.
También son conocidos los sistemas denominados
hidrojets que inyectan agua a grandes presiones en las paredes
laterales cortándolas y extrayendo los lodos.
La utilización de estas hidrofresas también
presenta el inconveniente de que el pozo excavado presenta en toda
su longitud una sección más o menos uniforme, lo que impide
conformar en el extremo inferior del pozo una cavidad de mayor
superficie para la conformación de zapatas de sustentación del muro
o pantalla. Esto determina con frecuencia que el pozo deba de
tener una profundidad muy elevada, especialmente en terrenos de baja
consistencia para garantizar su sustentación sobre el terreno sin
la utilización de zapatas inferiores de apoyo.
El sistema fresador objeto de la invención
pertenece al grupo de las hidrofresas mencionadas anteriormente y
es del tipo de los que comprenden un bastidor provisto de unos
medios para fijación en posición suspendida de unos medios
elevadores asociados a una máquina de maniobra y unas fresas
asociadas al mencionado bastidor, utilizándose en combinación con
los tradicionales dispositivos de bombeo para la extracción de los
lodos generados.
El sistema fresador objeto de esta invención
presenta una serie de particularidades constructivas orientadas a
garantizar su correcto posicionamiento de forma automática,
asegurando la verticalidad y planitud de la excavación realizada y a
evitar los desvíos o inclinaciones laterales durante la operación
de
fresado.
fresado.
Otro de los objetivos de la invención es
conseguir la inmovilización del bastidor, una vez posicionado con
la verticalidad y orientación adecuadas, respecto a las paredes
laterales de la excavación para obtener, de una parte, la
compresión lateral y estabilización de dichas paredes y, de otra
parte, evitar que las fresas se puedan provocar una desalineación
del bastidor, por ejemplo al actuar dichas fresas sobre materiales
de diferentes durezas.
Otra de los objetivos de la invención es dotar
al sistema fresador de unos medios adecuados para provocar un
desplazamiento controlado de las fresas respecto al bastidor, en
dirección vertical y en dirección lateral y/o longitudinal. El
movimiento vertical de las fresas permite que estas profundicen en
el terreno mientras el bastidor permanece inmóvil; y el movimiento
lateral y/o longitudinal de las fresas permite ensanchar lateral
y/o longitudinalmente el extremo inferior de la excavación
realizada con el fin de permitir la definición en el muro
pantalla de una zapata de asiento. La posibilidad de conformar este
ensanchamiento inferior en la excavación para conformar una zapata
permite disminuyendo la profundidad de excavación, en relación con
otras técnicas que no permiten la realización de la zapata y
obligan a trabajar por fuste, con una mayor profundidad de
la
requerida.
requerida.
Para conseguir los objetivos propuestos, y de
acuerdo con la invención, el bastidor comprende unos empujadores
laterales asociados a unos medios de accionamiento independiente y
desplazables en una dirección sensiblemente horizontal para el
centraje e inmovilización del bastidor respecto a las paredes
laterales de la excavación durante el fresado del terreno. Dichos
empujadores laterales pueden adoptar diferentes configuraciones,
habiéndose previsto que en una realización estén compuestas por unas
placas verticales que al ser accionadas sobresalen lateralmente del
bastidor y actúan frontalmente contra las paredes laterales del
terreno, provocando su compactación y estabilización.
La utilización de medios de accionamiento
independiente para los mencionados empujadores permite que cada uno
de los empujadores sobresalga lateralmente en mayor o menor medida
para realizar un determinado posicionamiento del bastidor en
colaboración con unos medios de control, que se mencionarán más
adelante.
Según la invención, las fresas están asociadas
al bastidor por unos medios de desplazamiento de dichas fresas en
dirección vertical y en dirección lateral y/o longitudinal.
Estos medios de desplazamiento de las fresas en
dirección vertical y en dirección lateral y/o longitudinal son las
que permiten que dichas fresas actúen verticalmente sobre el
terreno mientras el bastidor permanece inmovilizado sobre las
paredes laterales del terreno por la acción de los empujadores
laterales mencionados y que dichas fresas se desplacen lateral o
longitudinalmente para ensanchar el foso en aquellas zonas en las
que se desee proporcionar al muro pantalla una mayor anchura, para
conformar refuerzos o zapatas de apoyo.
Una de las ventajas relevantes de la invención
es que la inmovilización del bastidor durante el fresado y la
posibilidad de desplazamiento vertical de las fresas respecto al
bastidor, permite que el sistema fresador tenga un peso y unas
dimensiones reducidas, ya que no es el propio peso y longitud del
conjunto el que provoca el descenso y guiado de las fresas, como
ocurre en los sistemas actuales.
Esta reducción significativa de peso y
dimensiones permite que el sistema fresador se pueda introducir en
edificaciones existentes (sótanos, plantas bajas, estaciones de
metro, etc.) para realizar muros de recalces de edificaciones
existentes o para la realización de sótanos sin la destrucción de
las plantas superiores, así como en obras públicas, sin necesidad
de pesadas máquinas que necesariamente tienen que trabajar en
superficie con la destrucción previa de los elementos.
Adicionalmente el dispositivo puede trabajar al límite de fachadas e
incluso debajo de paredes medianeras, para recalzarlas. En los
sistemas anteriores no es posible, ya que la máquina tiene que
poder discurrir libremente por la vertical del muro a
realizar.
De acuerdo con la invención, el sistema fresador
comprende un dispositivo de control de la verticalidad y del giro
lateral, respecto al eje vertical del bastidor, comprendiendo
dicho sistema fresador unos sensores de posición conectados a unos
medios de control para el accionamiento automático e independiente
de los empujadores laterales y de los medios elevadores del
bastidor.
Estos sensores de posición comprenden en una
realización giroscopios e inclinómetros convenientemente
posicionados en el bastidor.
Los medios de desplazamiento vertical de las
fresas respecto al bastidor comprenden un carro de desplazamiento
vertical montado sobre unas guías del bastidor y asociado a unos
medios de accionamiento, que pueden tratarse de cilindros
hidráulicos u otros medios capaces de provocar el desplazamiento
vertical de dicho carro.
De acuerdo con la invención, los medios de
desplazamiento de las fresas en dirección lateral comprenden un
carro de desplazamiento lateral montado sobre el carro de
desplazamiento vertical, y asociado a unos medios de
accionamiento.
En una realización el carro de desplazamiento
lateral se encuentra montado sobre el carro de desplazamiento
vertical por medio de unas parejas de bielas paralelas que
conforman con dichos carros sendos paralelogramos deformables,
estando conformados los medios de accionamiento por cilindros
hidráulicos que actúan sobre dichos paralelogramos deformables.
Los medios de desplazamiento de las fresas en
dirección longitudinal comprenden un carro de desplazamiento
longitudinal, portador de dichas fresas, y montado sobre unas
guías longitudinales del carro de desplazamiento lateral;
encontrándose asociado dicho carro de desplazamiento longitudinal
a unos asociado a unos medios de accionamiento, tales como
cilindros hidráulicos u otros cualesquiera capaces de provocar su
desplazamiento longitudinal.
En una realización los medios de accionamiento
vertical, lateral y/o longitudinal de las fresas están compuestos
por husillos accionados por motor eléctrico, que proporcionan una
mayor exactitud en los movimientos que los cilindros hidráulicos
mencionados anteriormente.
Este sistema fresador comprende un chasis
exterior provisto unos enganches para su acoplamiento a una
máquina de transporte y suministro de la potencia hidráulica de
trabajo, actuando adicionalmente dicho chasis exterior como
elemento de soporte del bastidor y como elemento de guiado de dicho
bastidor en la fase inicial de excavación.
El mencionado chasis exterior comprende unos
soportes para los cabrestantes asociados a los cables de
desplazamiento vertical del bastidor elevación y de aportación de
mangueras hidráulicas, eléctricas, de control y de extracción de
lodo.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquemática de
perfil del sistema fresador en la que se ha seccionado
verticalmente el chasis exterior para permitir la observación del
bastidor interior y de los elementos asociados al mismo.
- La figura 2 muestra una vista frontal del
sistema fresador sin el chasis exterior.
- La figura 3 muestra una vista análoga a la
anterior, en la que se ha seccionado el bastidor por un plano
vertical para permitir la observación de los medios de
desplazamiento vertical, lateral y longitudinal de las fresas, y de
los medios de accionamiento de los empujadores laterales.
- La figura 4 muestra una vista lateral del
sistema fresador sin el chasis exterior y seccionado por un plano
vertical.
- La figura 5 corresponde a la sección marcada
como A-A en la figura 3.
- La figura 6 corresponde a la sección marcada
como B-B en la figura 2.
- La figura 7 muestra dos vistas de perfil del
extremo inferior del sistema fresador con las fresas desplazadas
hacia los laterales opuestos.
- La figura 8 muestra una vista en alzado del
sistema fresador sin el chasis exterior y con las fresas
representadas, con trazo lleno y con trazo discontinuo, en dos
posiciones longitudinales extremas.
- La figura 9 muestra esquemática de perfil del
sistema fresador acoplado por medio del chasis exterior a una
máquina convencional de transporte y suministro de potencia,
durante la realización de una excavación y la conformación del
ensanchamiento inferior para la construcción de una zapata de
sustentación de un muro pantalla. En esta figura se ha representado
el bastidor en una posición superior inicial y una posición
inferior, durante la conformación del ensanchamiento inferior para
la zapata.
Como se puede observar en las figuras
referenciadas el sistema fresador comprende un bastidor (1) sobre
el que se encuentran montados unos empujadores laterales (2) a
modo de placas verticales, accionables de forma independiente por
unos medios (21) de accionamiento, representados en este ejemplo
de realización por cilindros hidráulicos.
Sobre dicho bastidor (1) se encuentra montado,
por medio de unas guías verticales (3) un carro (4) de
desplazamiento vertical asociado a unos medios (41) de
accionamiento, representados en este ejemplo por unos cilindros
hidráulicos.
Sobre el extremo inferior del carro (4) de
desplazamiento vertical se encuentra montado un carro (5) de
desplazamiento lateral, por medio de unas parejas de bielas (51)
paralelas que conforman, conjuntamente con el carro (4) y el carro
(5), unos paralelogramos deformables, que permiten el desplazamiento
del carro (5) hacia los laterales del bastidor (1). Este
desplazamiento lateral del carro (5) es provocado por unos medios
(52) de accionamiento representados por unos cilindros hidráulicos
que actúan sobre dichos paralelogramos deformables.
Sobre el carro (5) de desplazamiento lateral se
encuentra montado un carro (6) de desplazamiento longitudinal,
portador de las unas fresas (7) giratorias. El carro (6) está
asociado a unos medios (61) de accionamiento representados en este
ejemplo de realización por unos cilindros hidráulicos que permiten
el desplazamiento longitudinal del carro (6) y de las fresas (7),
montadas sobre el mismo, en dirección longitudinal.
El bastidor (1) dispone superiormente de unos
ganchos (11) para su sujeción en unos medios elevadores (13),
representados por unos cables de sustentación accionados por unos
cabrestantes, que permiten desplazar verticalmente al sistema
fresador durante su utilización.
Este sistema fresador comprende adicionalmente
un dispositivo de control de la verticalidad y del giro lateral,
respecto al eje vertical, del bastidor (1). Este dispositivo de
control comprende unos sensores de posición (12) representados por
unos inclinómetros acoplados a los ganchos (11) y un giroscopio
montado en el bastidor (1).
Dichos sensores de posición (12) están
conectados a un circuito de control de los empujadores laterales
(2) y de los medios elevadores (13) permitiendo un preciso
posicionamiento e inmovilización del bastidor (1), tanto en
verticalidad como en horizontalidad, y en línea con los muros a
realizar durante el fresado del suelo.
Como se puede observar en las figuras 1 y 9,
este sistema fresador dispone de un chasis exterior (14) que
incluye los soportes de cabrestantes y aportación de mangueras
tanto hidráulicas como de extracción de lodo, así como de control,
y los enganches adecuados para su acoplamiento a una máquina
comercial que permita el transporte del conjunto y le suministre al
sistema fresador la potencia hidráulica de trabajo.
El chasis exterior (14) es la guía inicial de
trabajo para el sistema fresador que está guiado con un sistema de
telemetría láser para la situación exacta de la pantalla a
realizar. Este chasis exterior, evita la construcción de muros guía
para el guiado del sistema fresador, ya que este chasis exterior
actúa de sistema guiador.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (10)
1. Sistema fresador para la realización de muros
pantalla, del tipo de los que comprenden un bastidor (1) provisto
de unos medios (11) para fijación en posición suspendida de unos
medios elevadores (13), y unas fresas (7) asociadas al mencionadas
bastidor; caracterizado porque el bastidor (1) comprende unos
empujadores laterales (2) asociados a unos medios (21) de
accionamiento independiente y desplazables en una dirección
sensiblemente horizontal para el centraje e inmovilización del
bastidor (1), respecto a las paredes laterales de la excavación,
durante el fresado, y porque las fresas (7) se encuentran asociadas
al bastidor (1) por unos medios de desplazamiento de dichas fresas
(7) en dirección vertical y en dirección lateral y/o
longitudinal.
2. Sistema fresador, según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende un dispositivo de control de
la verticalidad y del giro lateral, respecto al eje vertical del
bastidor (1), comprendiendo dicho dispositivo de control unos
sensores de posición (12) conectados a un circuito de control de los
empujadores laterales (2) y de los medios elevadores (13)
del
bastidor (1).
bastidor (1).
3. Sistema fresador, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los medios de
desplazamiento vertical de las fresas (7) respecto al bastidor (1)
comprenden un carro (4) de desplazamiento vertical montado sobre
unas guías (3) del bastidor y asociado a unos medios (41) de
accionamiento.
4. Sistema fresador según la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios de desplazamiento de las
fresas (7) en dirección lateral comprenden un carro (5) de
desplazamiento lateral montado sobre el carro (4) de desplazamiento
vertical, y asociado a unos
medios (52) de accionamiento.
medios (52) de accionamiento.
5. Sistema fresador, según la reivindicación 4,
caracterizado porque el carro (5) de desplazamiento lateral
se encuentra montado sobre el carro (4) de desplazamiento vertical
por medio de unas parejas de bielas (51) paralelas que conforman
conjuntamente con dichos carros (4, 5) sendos paralelogramos
deformables.
6. Sistema fresador, según cualquiera de las
reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque los medios de
desplazamiento de las fresas (7) en dirección longitudinal
comprenden un carro (6) de desplazamiento longitudinal, montado
sobre unas guías longitudinales del carro (5) de desplazamiento
lateral y asociado a unos medios de accionamiento.
7. Sistema fresador, según las reivindicaciones
3, 4 y 6, caracterizado porque los medios de accionamiento
(41, 52, 61) de los carros (4, 5, 6) están constituidos por
cilindros hidráulicos.
8. Sistema fresador, según las reivindicaciones
3, 4 y 6, caracterizado porque los medios (41, 52, 61) de
accionamiento de los carros (4, 5, 6) están constituidos por
husillos accionados por motores eléctricos independientes.
9. Sistema fresador, según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
un chasis exterior (14) provisto unos enganches para su acoplamiento
a una máquina (9) de transporte y suministro de la potencia
hidráulica de
trabajo.
trabajo.
10. Sistema fresador, según la reivindicación 9,
caracterizado porque el chasis exterior (14) comprende unos
soportes para los cabrestantes asociados a los cables de
desplazamiento vertical del bastidor (1) y de aportación de
mangueras hidráulicas, eléctricas, de control y de extracción de
lodo.
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2009
- 2009-04-01 WO PCT/ES2009/000174 patent/WO2009135968A1/es not_active Ceased
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