ES2338692T3 - PROCEDURE FOR THE CONSOLIDATION OF EXCAVATION FRONT BY MEANS OF AN EXTENSIBLE MEMBER IN TENSION. - Google Patents
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Abstract
Description
Procedimiento para la consolidación de frentes de excavación por medio de un miembro extensible en tensión.Procedure for the consolidation of fronts of excavation by means of a tension extensible member.
La presente invención se refiere, en general, al sector de la construcción, más específicamente al procedimiento para instalación de un miembro en tensión innovador para la consolidación de frentes de excavación.The present invention relates, in general, to construction sector, more specifically to the procedure for installation of an innovative tension member for the consolidation of excavation fronts.
A lo largo de los años la excavación de túneles ha sufrido evoluciones considerables, posibilitadas principalmente por el uso de equipo moderno y nuevos materiales que, en conjunto, han permitido realmente realizar grandes obras de ingeniería civil que eran imposibles en el pasado. Un área donde se han concentrado los esfuerzos de investigación es indudablemente el campo de la excavación en suelos con baja cohesión sometidos al peligro de corrimientos de tierras tanto durante como después de la ejecución de las obras, para hacer la excavación segura y rápida.Throughout the years the excavation of tunnels It has undergone considerable evolution, mainly enabled for the use of modern equipment and new materials that, together, they have really allowed to realize great civil engineering works that were impossible in the past. An area where they have concentrated research efforts is undoubtedly the field of excavation in soils with low cohesion subject to the danger of landslides both during and after execution of the works, to make the excavation safe and fast.
En las grandes obras de ingeniería civil que requieren la excavación de túneles o movimientos de tierras a gran escala, se ha convertido en una práctica común consolidar el frente de excavación para prevenir el corrimiento de tierras, especialmente en presencia de formaciones arcillosas que hacen precaria la estabilidad del frente de excavación, ya que la extracción de suelo introduce localmente una reducción drástica de la capacidad del suelo de resistir los mayores esfuerzos causados por las obras de excavación.In the great civil engineering works that require the excavation of tunnels or large earthworks scale, it has become common practice to consolidate the front excavation to prevent landslide, especially in the presence of clay formations that make the stability of the excavation front is precarious, since the Soil extraction introduces a drastic reduction of the ability of the soil to resist the greatest efforts caused for the excavation works.
Merece la pena mencionar que hasta hace pocos años, el problema de la estabilidad del frente de excavación dentro de un túnel únicamente fue abordado para garantizar una acción de retención temporal dentro de la cavidad y sobre el propio frente, para disminuir las dificultades de la excavación y renunciar, después de la excavación, a la oportunidad de cooperar en la estática de la obra a corto y largo plazo. Con este propósito, las obras operaciones realizadas estaban limitadas típicamente a una pequeña área periférica del frente de excavación.It is worth mentioning that until recently years, the problem of the stability of the excavation front inside of a tunnel was only approached to guarantee an action of temporary retention within the cavity and on the front itself, to lessen the difficulties of digging and give up, after excavation, to the opportunity to cooperate in the static of the work in the short and long term. For this purpose, the operations operations performed were typically limited to one Small peripheral area of the excavation front.
Con la llegada de nuevos materiales sintéticos de alta resistencia, que eran fáciles de demoler durante las operaciones de excavación, se hizo posible abordar el problema de la estabilidad en una dimensión más amplia, extendiendo la acción de consolidación más allá de las dimensiones físicas de la excavación y, por consiguiente, permanente y eficaz a largo plazo.With the arrival of new synthetic materials high strength, which were easy to demolish during excavation operations, it became possible to address the problem of stability in a broader dimension, extending the action of consolidation beyond the physical dimensions of the excavation and, therefore, permanent and effective in the long term.
El procedimiento provocó una revolución en el sector ya que permite que la masa de suelo delante y aguas arriba del frente de excavación adquiera las propiedades mecánicas necesarias para soportar los mayores esfuerzos causados por la excavación, haciendo innecesarias las operaciones para retención mecánica aguas abajo del túnel y permitiendo también la cooperación en la resistencia estática de la obra de ingeniería civil durante toda su vida.The procedure caused a revolution in the sector since it allows the mass of soil in front and upstream from the excavation front acquire the mechanical properties necessary to support the greatest efforts caused by the excavation, making retention operations unnecessary mechanical downstream of the tunnel and also allowing cooperation in the static resistance of the civil engineering work during all his life.
La consolidación tiene lugar típicamente
insertando una serie de elementos de refuerzo dispuestos
estratégicamente sobre el frente de excavación a lo largo de un
área periférica respecto al recorrido del túnel. Cada elemento de
refuerzo está constituido sustancialmente por un barreno profundo de
diámetro adecuado y de una longitud preseleccionada dentro del cual
los "miembros de tensión", constituidos típicamente por
varillas de refuerzo, son insertados en el centro del barreno; el
agujero es rellenado luego con lechadas de cemento especiales
inyectadas a alta presión. Combinando las elevadas capacidades de
refuerzo de los refuerzos de fibra de vidrio con la posibilidad de
realizar inyecciones a alta presión, se pueden obtener sorprendentes
acciones de refuerzo extendidas a amplias áreas periféricas
al
túnel.Consolidation typically takes place by inserting a series of reinforcement elements strategically arranged on the excavation front along a peripheral area with respect to the tunnel path. Each reinforcing element is substantially constituted by a deep bore of suitable diameter and a preselected length within which the "tension members", typically constituted by reinforcing rods, are inserted into the center of the bore; The hole is then filled with special cement slurries injected at high pressure. By combining the high reinforcement capacities of fiberglass reinforcements with the possibility of high-pressure injections, surprising reinforcement actions extended to wide peripheral areas can be obtained.
tunnel.
La inserción de estos refuerzos aguas arriba del frente de excavación hace menos traumática la modificación del estado de tensión del suelo, compensando el debilitamiento causado por la excavación gracias a la acción mecánica de tracción de los miembros de tensión que ejercen una acción de retención eficaz sobre el suelo, gracias a la adherencia a las varillas-cementación-suelo de la fibra de vidrio que es ejercida sustancialmente a través del intercambio de fuerzas tangenciales paralelas a la dirección longitudinal de las fibras de vidrio que reaccionan ofreciendo altas resistencias a la tracción.The insertion of these reinforcements upstream of the excavation front makes traumatic modification less traumatic ground tension state, compensating for the weakening caused by excavation thanks to the mechanical traction action of the tension members that exert an effective retention action on the ground, thanks to the adherence to rods-cementation-soil of the fiberglass that is substantially exerted through the exchange of tangential forces parallel to the direction longitudinal of the glass fibers that react offering high tensile strengths.
Las excavaciones pueden llevarse a cabo así en suelo "consolidado" capaz de absorber los esfuerzos causados por la apertura de la cavidad sin necesidad de recursos particulares para extracción parcial de los refuerzos, que son destruidos por medios mecánicos de excavación habituales sólo en el área de excavación, permaneciendo en cambio en su sitio por toda la longitud restante.Excavations can be carried out like this in "consolidated" soil capable of absorbing the stresses caused for the opening of the cavity without the need for particular resources for partial extraction of reinforcements, which are destroyed by usual mechanical excavation means only in the area of excavation, remaining instead in place throughout the remaining length
De este modo, el suelo consolidado sigue siendo capaz de cooperar activamente en la estática de la cavidad, reduciendo así la parte de carga y permitiendo realizar obras de excavación con mayor velocidad y seguridad.In this way, consolidated land remains able to actively cooperate in the static of the cavity, thus reducing the load part and allowing to carry out works of excavation with greater speed and safety.
Se entiende así cómo la consolidación de los frentes de excavación representa una fase de crucial importancia en los modernos procedimientos de excavación, que además representa una parte significativa del coste.This is how the consolidation of excavation fronts represents a crucially important phase in the modern excavation procedures, which also represents a significant part of the cost.
No por casualidad, la tecnología de construcción moderna ha evolucionado rápidamente con respecto a los materiales y tecnologías de consolidación y aún sigue activa en la búsqueda de materiales que sean cada vez más fuertes, prácticos de instalar, más seguros y también cada vez más fáciles de demoler y reciclar para minimizar la contaminación atmosférica.Not by chance, construction technology modern has evolved rapidly with respect to materials and consolidation technologies and still active in the search for materials that are increasingly strong, practical to install, safer and also easier to demolish and recycle to minimize air pollution.
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Entre las técnicas conocidas más populares, destaca el uso de miembros de tensión de fibra de vidrio; estos se insertan dentro de agujeros profundos taladrados en el terreno y luego se rellenan con lechadas de cemento inyectadas adecuadas. Los miembros de tensión normalmente están constituidos por uno o más perfiles de fibra de vidrio mantenidos paralelos con y distanciados estratégicamente unos de otros de manera que puedan cooperar en tensión y ofrecer simultáneamente un buen agarre con la lechada inyectada. Uno de los más ampliamente usados es la forma de estrella o triángulo donde se disponen tres barras con una sección rectangular para formar un triángulo equilátero o una estrella de tres lados, o la más común sección tubular.Among the most popular known techniques, highlights the use of fiberglass tension members; These will inserted into deep holes drilled in the ground and They are then filled with suitable injected cement slurries. The tension members usually consist of one or more fiberglass profiles kept parallel with and spaced apart strategically from each other so that they can cooperate in tension and simultaneously provide a good grip with the grout injected One of the most widely used is the form of star or triangle where three bars with a section are arranged rectangular to form an equilateral triangle or a star of three sides, or the most common tubular section.
Es importante señalar que el suelo puede adherirse al miembro en tensión de fibra de vidrio o de material compuesto hasta el punto que, por fricción, el suelo puede transmitir esfuerzo cortante a la lechada que, a su vez, lo transmite a los perfiles de fibra de vidrio y, por lo tanto, dichos perfiles puede ejercer, de hecho, una fuerza de retención eficaz hasta el punto que, con un miembro de doble paso suelo-lechada y lechada-miembro en tensión, se establece un buen nivel de fricción en ambos pasos.It is important to note that the soil can adhere to the tensioning member of fiberglass or material composed to the point that, by friction, the ground can transmit shear stress to the grout which, in turn, what transmits to the fiberglass profiles and, therefore, said profiles can in fact exert an effective retention force to the point that, with a double pass member soil-grout and grout-member in tension, a good level of friction is established in both steps.
Se especifica que, mientras por una parte es relativamente fácil producir elementos de refuerzo con magnífica resistencia a la tracción axial, en cambio es difícil, y a menudo limitador, asegurar un agarre bueno y uniforme por fricción entre la lechada y el suelo que a menudo está muy por debajo del límite de tensión del miembro en tensión. A pesar del hecho de que se usan lechadas de cemento expansivas de alta calidad, debe recordarse que el suelo tiene compacidad irregular y la operación para obstruir el agujero es un tanto problemática. Por consiguiente, la presión mecánica que la lechada intercambia con el suelo varía crónicamente dentro del agujero y la tendencia de las fuerzas de fricción que pueden ejercerse (y por lo tanto agarrar en el refuerzo) es inconstante, haciendo necesario introducir coeficientes de seguridad grandes y costosos para compensar la incierta uniformidad de la presión ejercida tanto entre la lechada como el suelo y entre la lechada y el miembro en tensión.It is specified that while on the one hand it is relatively easy to produce reinforcing elements with magnificent axial tensile strength, however it is difficult, and often limiter, ensure a good and uniform grip by friction between the grout and soil that is often well below the limit of tension of the member in tension. Despite the fact that they are used high quality expansive cement grouts, it should be remembered that the soil has irregular compactness and the operation to obstruct the hole is somewhat problematic. Therefore the pressure mechanics that the grout exchanges with the ground varies chronically inside the hole and the tendency of friction forces that can be exercised (and therefore grabbed in the reinforcement) is inconstant, making it necessary to introduce safety coefficients large and expensive to compensate for the uncertain uniformity of the pressure exerted both between the grout and the ground and between the Grout and tense limb.
El problema no se limita sólo a la superficie de contacto entre el suelo y la lechada, sino que también implica la superficie de contacto entre la lechada y la fibra de vidrio, ya que el coeficiente de rozamiento es bajo y la forma de las superficies exteriores de los perfiles normalmente es lisa puesto que el producto es sustancialmente un producto estirado y, por lo tanto, la capacidad de retención eficaz del miembro en tensión es crítica.The problem is not limited only to the surface of contact between the floor and the grout; it also implies the contact surface between the grout and the fiberglass, since the coefficient of friction is low and the shape of the surfaces outside of the profiles is normally smooth since the product is substantially a stretched product and therefore the effective retention capacity of the tension member is review.
Indudablemente, el uso de lechadas de cemento especiales que se expanden durante el fraguado incrementando la fuerza de presión tanto contra los perfiles como contra el suelo mejora los resultados, pero los incrementos son modestos, se incrementan los costes de la operación y en cualquier caso esto no palia el riesgo de distribución irregular de las presiones mecánicas, junto con la dificultad objetiva de realizar una inyección perfecta de la lechada, que, si se produce una posibilidad de hacerlo así, entra en las cavidades o se infiltra en las porosidades naturales encontradas en el agujero, en detrimento de las áreas del refuerzo que no reciben la presión deseada, reduciendo así la fuerza de tracción del refuerzo. Otra mejora conocida es el producir los perfiles variando la forma geométrica de las superficies para ofrecer adherencia mejorada, pero el procedimiento de estirado es difícil, los incrementos obtenidos también son modestos y los costes se incrementan en lugar de disminuir.Undoubtedly, the use of cement grouts specials that expand during setting increasing the pressure force both against the profiles and against the ground It improves the results, but the increases are modest, increase the costs of the operation and in any case this does not pallia the risk of irregular distribution of pressures mechanical, along with the objective difficulty of performing a perfect grout injection, which, if a possibility of doing so, enters the cavities or infiltrates the natural porosities found in the hole, to the detriment of the areas of the reinforcement that do not receive the desired pressure, thus reducing the tensile strength of the reinforcement. Another improvement known is to produce the profiles by varying the geometric shape of surfaces to offer improved adhesion, but the stretching procedure is difficult, the increases obtained they are also modest and the costs increase instead of decrease.
El documento US 3.496.729 describe un tubo protector para un pilote de hormigón. Puede hacerse de un material expandible y se inserta dentro de un agujero en el suelo antes de sacar un tubo de perforación; después, el tubo protector se rellena con hormigón y se hace expandir. Después de la extracción del tubo de perforación el tubo protector se expande contra las paredes del agujero. Puede situarse un refuerzo dentro del tubo protector, que ha de enterrarse en el hormigón. El procedimiento para producir el pilote de hormigón es, sin embargo, complicado y la colocación correcta del refuerzo puede ser difícil. El documento US3.496.729 se considera la técnica anterior más parecida y forma la base para el preámbulo de la reivindicación 1.US 3,496,729 describes a tube protector for a concrete pile. It can be made of a material expandable and inserted into a hole in the ground before take out a drill tube; then the protective tube is filled with concrete and it expands. After tube extraction of perforation the protective tube expands against the walls of the hole. A reinforcement can be placed inside the protective tube, which It has to be buried in concrete. The procedure to produce the concrete pile is, however, complicated and placement Correct reinforcement can be difficult. Document US 3,496,729 is consider the prior art more similar and forms the basis for the preamble of claim 1.
El documento DE3428549 describe un tubo de inyección para inyectar hormigón directamente dentro del suelo.Document DE3428549 describes a tube of injection to inject concrete directly into the ground.
El documento US 4.832.535 describe un procedimiento de tratamiento del suelo, por medio del cual se realiza un agujero dentro del suelo mediante un taladro de configuración particular. El taladro es capaz de introducir un refuerzo, consolidar el suelo e inyectar lechada directamente dentro del suelo.US 4,832,535 describes a soil treatment procedure, by means of which make a hole inside the ground using a drill particular configuration The drill is able to introduce a reinforcement, consolidate the soil and inject grout directly into ground.
El propósito principal de la presente invención es producir un elemento de refuerzo para inyecciones de consolidación capaz de producir recompresión uniforme del suelo que rodea el barreno en el frente de excavación por medio de una única herramienta, potente y fácil de emplear.The main purpose of the present invention is to produce a reinforcement element for injections of consolidation capable of producing uniform soil recompression that surround the hole in the excavation front by means of a single tool, powerful and easy to use.
Otro objetivo de la presente invención es
producir un elemento de refuerzo para inyecciones de consolidación
capaz de ofrecer un agarre fiablemente constante y uniforme sobre el
suelo a lo largo de toda la longitud útil del
refuerzo.Another objective of the present invention is to produce a reinforcement element for consolidation injections capable of providing a reliably constant and uniform grip on the ground along the entire useful length of the
reinforcement.
Otro objeto de la presente invención es producir un refuerzo que minimiza la cantidad de lechada necesaria para garantizar cierto intercambio de una fuerza deseada con el suelo.Another object of the present invention is to produce a reinforcement that minimizes the amount of grout needed to guarantee a certain exchange of a desired force with the ground.
Otro objetivo más de la presente invención es producir un refuerzo capaz de garantizar los resultados precedentes, usando lechada de cemento más económica.Another objective of the present invention is produce a reinforcement capable of guaranteeing the preceding results, using more economical cement grout.
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La presente invención consigue estos y otros objetos más por medio de un elemento de refuerzo para consolidación de suelo, apto para ser insertado dentro de agujeros hechos en el suelo caracterizado por comprender:The present invention achieves these and others. more objects by means of a reinforcement element for consolidation of soil, suitable to be inserted into holes made in the soil characterized by understanding:
- un miembro de refuerzo en tensión de forma sustancialmente cilíndrica;a member of tension reinforcement substantially cylindrical;
- una funda extensible de forma sustancialmente tubular situada alrededor de al menos parte de la superficie lateral de dicho miembro en tensión y fijada al mismo por sus extremos libres para crear una junta con dicha superficie lateral;a case substantially tubular extensible located around the less part of the lateral surface of said tension member and fixed to it by its free ends to create a joint with said lateral surface;
- un conducto para transportar lechada inyectable entre la superficie lateral de dicho miembro en tensión y dicha funda,a conduit for transport injectable grout between the lateral surface of said member in tension and said cover,
proponiendo así un elemento de refuerzo para refuerzos de consolidación de suelo, que es sencillo, económico y también fácil y sumamente rápido de instalar.thus proposing a reinforcing element for soil consolidation reinforcements, which is simple, economical and also easy and extremely fast to install.
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La invención también se refiere a un procedimiento para la consolidación de suelos, caracterizado por comprender las siguientes etapas:The invention also relates to a soil consolidation procedure, characterized by understand the following stages:
- apertura, en el suelo, de un agujero de diámetro adecuado;opening in the soil, of a hole of suitable diameter;
- inserción de un elemento de refuerzo como el descrito anteriormente dentro del agujero;insertion of a reinforcing element as described above within the hole;
- inyección de lechada de cemento a través del conducto de dicho elemento, hasta que se alcanza una presión deseada, con extensión de dicha funda;injection of cement grout through the conduit of said element, until that a desired pressure is reached, with extension of said sheath;
solidificación de la lechada inyectada.solidification of the injected grout.
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A continuación se describirá mejor la presente invención con la ayuda de las figuras adjuntas, en las que:The present will be better described below. invention with the help of the attached figures, in which:
la figura 1 muestra esquemáticamente una vista en corte del elemento de refuerzo según la presente invención.Figure 1 schematically shows a view in section of the reinforcing element according to the present invention.
Las figuras 1a y 1b muestra esquemáticamente una sección transversal del elemento de refuerzo según la presente invención en la configuración inactiva.Figures 1a and 1b schematically shows a cross section of the reinforcing element according to the present invention in the inactive configuration.
Las figuras 2a y 2b muestran esquemáticamente una sección transversal del elemento de refuerzo según la presente invención en la configuración de funcionamiento.Figures 2a and 2b show schematically a cross section of the reinforcing element according to the present invention in the operating configuration.
Las figuras 3a y 3b muestran esquemáticamente una vista en corte de dos realizaciones diferentes del elemento de refuerzo según la presente invención.Figures 3a and 3b show schematically a sectional view of two different embodiments of the element of reinforcement according to the present invention.
Las figuras 4a y 4b muestran esquemáticamente una vista en corte de dos realizaciones constructivas adicionales del elemento de refuerzo según la presente invención.Figures 4a and 4b show schematically a sectional view of two additional constructive embodiments of the reinforcing element according to the present invention.
La figura 5 muestra esquemáticamente una sección transversal del elemento de refuerzo según otra realización de la invención.Figure 5 schematically shows a section cross section of the reinforcing element according to another embodiment of the invention.
Las figuras 6a y 6b muestran esquemáticamente una sección transversal y una sección longitudinal del elemento de refuerzo de la figura 5, insertado dentro del suelo, mostrado en su configuración inactiva.Figures 6a and 6b show schematically a cross section and a longitudinal section of the element of reinforcement of figure 5, inserted into the ground, shown in its idle configuration.
Las figuras 7a y 7b muestran esquemáticamente una sección transversal y una sección longitudinal del elemento de refuerzo según la invención, mostrado en su configuración de funcionamiento.Figures 7a and 7b show schematically a cross section and a longitudinal section of the element of reinforcement according to the invention, shown in its configuration of functioning.
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Según una realización particular, la invención se refiere a un elemento de refuerzo para la consolidación de suelos sometidos a corrimiento de tierras del tipo con un cuerpo del miembro en tensión de sección y cualidades mecánicas adecuadas, pensado para ser insertado dentro de barrenos profundos hechos en el suelo y recibir una inyección de lechada de cemento con el propósito de relleno y capaz, cuando fragua la lechada inyectada, de reforzar mecánicamente conectando el suelo al miembro en tensión, caracterizado porque tiene:According to a particular embodiment, the invention refers to a reinforcing element for the consolidation of soils subject to landslides of the type with a body of member in section tension and suitable mechanical qualities, thought to be inserted into deep holes made in the soil and receive an injection of cement grout with the purpose of filling and capable, when the injected grout sets, to strengthen mechanically by connecting the ground to the tension member, characterized in that it has:
- --
- un cuerpo del miembro de refuerzo en tensión de forma sustancialmente cilíndrica, preferentemente, aunque no necesariamente hecho de fibra de vidrio, de longitud y diámetro exterior apropiados, que tiene una pluralidad de cavidades longitudinales hechas en la superficie exterior para conformar el miembro en tensión según una forma de eje ranurado;a substantially reinforced tension member body cylindrical, preferably, although not necessarily made of fiberglass, of appropriate length and outside diameter, which it has a plurality of longitudinal cavities made in the outer surface to form the tension member according to a grooved shaft shape;
- --
- una funda extensible en forma de una porción de tubo cilíndrico cerrado, preferentemente, aunque no necesariamente hecho de una tela elástica impermeable, de una longitud ligeramente menor que la longitud de dicho cuerpo del miembro en tensión, que se inserta sobre la superficie de dicho miembro en tensión forzando a la forma a copiar preferentemente la forma del perfil ranurado del cuerpo del miembro en tensión, incluyendo las superficies de la cavidad; la funda tiene ambos extremos firmemente obturados contra la superficie exterior de dicho cuerpo del miembro en tensión para producir un espacio extensible y estanco, siendo dicha funda capaz de variar su forma geométrica, en particular de expandirse radialmente debido a la inyección de fluido hidráulico a presión dentro de la misma, pasando de una posición inactiva en la que envuelve dicho miembro en tensión y tiene unas dimensiones radiales mínimas, a una posición de funcionamiento, en la que debido a dicha inyección dentro del espacio que existe entre el miembro en tensión y la superficie interior de la funda, ésta se expande radialmente, hinchándose sin romperse hasta que tiene dimensiones radiales mayores que el barreno en el suelo dentro del cual se inserta el elemento de refuerzo;a extendable sheath in the form of a closed cylindrical tube portion, preferably, although not necessarily made of a fabric waterproof elastic, slightly shorter than the length length of said body of the tension member, which is inserted on the surface of said tension member forcing the shape to preferably copy the shape of the grooved profile of the body of the tension member, including cavity surfaces; the sheath has both ends tightly sealed against the surface exterior of said body of the tension member to produce a extensible and tight space, said cover being able to vary its geometric shape, in particular to expand radially due to the injection of hydraulic fluid under pressure within it, going from an inactive position where that member wraps in tension and has minimum radial dimensions, at a position of operation, in which due to said injection within the space between the tension member and the surface inside the sheath, it expands radially, swelling without break until it has radial dimensions larger than the hole in the ground into which the element of reinforcement;
- --
- un conducto de diámetro adecuado para transportar lechada inyectable, normalmente colocado en el centro de dicho miembro en tensión y que se extiende sustancialmente por toda la longitud del miembro en tensión, con dos aberturas extremas, de las cuales una está cerrada herméticamente y una está abierta, actuando como una entrada para inyección de un fluido hidráulico, y al menos una salida situada en una posición intermedia a dichas dos aberturas extremas, que conecta radialmente dicho conducto con el espacio que existe entre la superficie exterior del miembro en tensión y la superficie interior de dicha funda que lo envuelve;a conduit of adequate diameter to transport injectable grout, normally placed in the center of said tension member and that extends substantially over the entire length of the member in tension, with two extreme openings, of which one is closed Hermetically and one is open, acting as an entrance for injection of a hydraulic fluid, and at least one outlet located in an intermediate position to said two extreme openings, which connects radially said conduit with the space between the outer surface of the tensioning member and the inner surface of said cover that surrounds it;
estando pensado dicho elemento de refuerzo constituido por dicho miembro en tensión cubierto por dicha funda en la posición inactiva para ser insertado dentro de un barreno profundo hecho dentro del suelo que ha de ser consolidado y para recibir la inyección de lechada de cemento inyectada en estado líquido y a presión adecuada dentro de dicho conducto para causar el hinchamiento radial de la funda hasta que la superficie exterior se adhiera contra la superficie interior del barreno, y siguiendo dilatándose hasta ajustarse localmente al suelo e incrementar el diámetro del barreno hasta que la presión hidráulica aplicada a dicho fluido sea igual a la reacción contraria del suelo que contrarresta la dilatación, permitiendo así que se establezca presión hidrostática uniforme, comprimiendo tanto la funda contra el suelo como entre la lechada y el miembro en tensión a lo largo de toda la longitud útil del elemento de refuerzo, garantizando así el intercambio uniforme de fuerzas tangenciales entre el suelo y el miembro en tensión. También es posible que el cuerpo de tensión no presente ranuras como se describió anteriormente.said reinforcement element being thought constituted by said tension member covered by said sheath in the inactive position to be inserted into a hole deep done inside the ground to be consolidated and to receive the injection of cement grout injected in state liquid and at adequate pressure within said conduit to cause the radial swelling of the sheath until the outer surface is adhere against the inner surface of the hole, and following expanding to fit the ground locally and increase the bore diameter until the hydraulic pressure applied to said fluid is equal to the opposite reaction of the soil that counteracts dilation, thus allowing it to be established uniform hydrostatic pressure, compressing both the sleeve against the ground as between the grout and the tension member along of the entire useful length of the reinforcing element, thus guaranteeing the uniform exchange of tangential forces between the ground and the member in tension. It is also possible that the tension body does not present slots as described above.
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La figura 1 representa una sección transversal del elemento de refuerzo 1, compuesto esencialmente de tres elementos característicos: un cuerpo de tensión (o miembro en tensión) 2, un conducto de alimentación 4 y una funda exterior 5, que rodea el miembro en tensión 2.Figure 1 represents a cross section of the reinforcing element 1, consisting essentially of three characteristic elements: a body of tension (or member in voltage) 2, a supply line 4 and an outer sheath 5, surrounding the tension member 2.
El miembro en tensión 2 está compuesto sustancialmente por una barra, típicamente, aunque no necesariamente hecha de fibra de vidrio extruida, con una pluralidad de ranuras 3 dispuestas en correspondencia con la superficie exterior del miembro en tensión. El miembro en tensión tiene un conducto 4 para suministrar lechada de cemento en una posición central y una pluralidad de pequeños agujeros radiales 6 que conectan el conducto central 4 al espacio que existe entre la superficie interior de la funda y la superficie exterior del miembro en tensión.The tension member 2 is composed substantially by a bar, typically, although not necessarily made of extruded fiberglass, with a plurality of slots 3 arranged in correspondence with the outer surface of the member in tension. The tension member has a conduit 4 for supply cement grout in a central position and a plurality of small radial holes 6 connecting the conduit central 4 to the space that exists between the inner surface of the sheath and outer surface of the tension member.
El miembro en tensión, hecho, por ejemplo, de fibra de vidrio pultrusionada o equivalente, puede ser monolítico o tener secciones diferentes, es decir, en forma de estrella, triangular u otras formas.The member in tension, made, for example, of pultruded fiberglass or equivalent, can be monolithic or have different sections, that is, star-shaped, triangular or other shapes.
Las figuras 1a y 1b muestran una sección transversal del elemento de refuerzo 1 premontado e insertado dentro de un agujero ciego 7 taladrado en el suelo 8.Figures 1a and 1b show a section transverse of the reinforcement element 1 pre-assembled and inserted inside from a blind hole 7 drilled in the ground 8.
Puede observarse que la funda 5, normalmente
hecha de un material impermeable y elástico, se extiende
longitudinalmente y en ambos extremos tiene un área sellada 10
donde la superficie interior 11 de la funda 5 se adhiere
herméticamente a la superficie exterior 12 del miembro en tensión
2. La conexión 10 resiste la presión y se mantiene estable
interponiendo aglutinantes adecuados y/o por la aplicación de
abrazaderas mecánicas exteriores y/o por termoformación, no
mostrado en la figura por simplicidad. El conducto 4 pasa a través
del miembro en tensión por toda su longitud y tiene típicamente un
extremo cerrado 13, un extremo de alimentación abierto 14 y una
pluralidad de agujeros radiales intermedios 6 distanciados
adecuadamente unos de otros para conectar el conducto 4
hidráulicamente con el espacio 16 que existe entre la superficie
interior 11 de la funda 11 y la superficie exterior 12 del miembro
en
tensión 2.It can be seen that the sheath 5, normally made of a waterproof and elastic material, extends longitudinally and at both ends has a sealed area 10 where the inner surface 11 of the sheath 5 adheres tightly to the outer surface 12 of the tension member 2 The connection 10 resists the pressure and remains stable by interposing suitable binders and / or by the application of external mechanical clamps and / or by thermoforming, not shown in the figure for simplicity. The conduit 4 passes through the tension member for its entire length and typically has a closed end 13, an open feed end 14 and a plurality of intermediate radial holes 6 suitably spaced from each other to connect the conduit 4 hydraulically with the space 16 that exists between the inner surface 11 of the sheath 11 and the outer surface 12 of the member in
tension 2.
Cada agujero radial 6 puede tener una válvula de retención, no mostrada en la figura, cuyo propósito es facilitar el mantenimiento de la presión de la lechada inyectada dentro de la funda 5.Each radial hole 6 can have a valve retention, not shown in the figure, whose purpose is to facilitate maintenance of the pressure of the grout injected into the holster 5.
Si se especifica que el elemento de refuerzo 1 es en conjunto, es fácil de insertar dentro del agujero 7 ya que las dimensiones exteriores del miembro en tensión 2 son menores que el diámetro interior del agujero 7, no obstante la elección de sección del miembro en tensión 2.If it is specified that the reinforcement element 1 it is altogether, it is easy to insert inside hole 7 since the outer dimensions of the tension member 2 are smaller than the inside diameter of the hole 7, notwithstanding the choice of Tension member section 2.
Las figuras 2a y 2b describen los procedimientos para instalar el elemento de refuerzo 1 descrito en las Figuras 1, 1a y 1b. En particular, la Figura 2b muestra cómo, suministrando a la entrada 14 del conducto 4 lechada de cemento a presión adecuada, la lechada inyectada llega a los agujeros de distribución radial 6 y fluye dentro del espacio 16 y causa el hinchamiento radial progresivo de la funda 5 que continúa en su desplazamiento radial hasta que entra en contacto con la superficie interior 19 del barreno 7 en el suelo 8.Figures 2a and 2b describe the procedures to install the reinforcing element 1 described in Figures 1, 1a and 1b. In particular, Figure 2b shows how, supplying the inlet 14 of the conduit 4 cement grout at adequate pressure, the injected slurry reaches the radial distribution holes 6 and flows into space 16 and causes radial swelling progressive cover 5 that continues in its radial displacement until it comes into contact with the inner surface 19 of the hole 7 on the ground 8.
Es importante observar que la lechada de cemento se inyecta hasta que el valor de la presión se estabiliza en un valor de carga deseado y que esta presión es estabilizada a expensas del suelo que es compactado y aumenta de diámetro. La deformación de la funda 5 se detiene en la condición equilibrada en la que la presión de la lechada es igual a la contrapresión del suelo que se opone a esta deformación, una condición que causa deformación (hinchamiento) de la funda que está muy lejos de los límites de estallido. Esta condición esencial es posible debido al hecho de que en la posición inactiva, las ranuras 3 producidas longitudinalmente en el miembro en tensión 2 contienen una porción considerable del volumen de la funda 5 que, cuando se hincha debido a la lechada inyectada, puede tener un perímetro que ya es mayor que el diámetro interior 7 incluso antes de que comience a dilatarse. La inyección progresiva de lechada, destinada a ser contenida volumétricamente dentro de la funda 5, causa deformación elastoplástica del suelo que es comprimido realmente para agrandar el barreno y crea una reacción de contrapresión que se incrementa con la compactación inducida.It is important to note that the cement grout it is injected until the pressure value stabilizes in a desired load value and that this pressure is stabilized at the expense of the soil that is compacted and increases in diameter. Deformation of the sheath 5 stops in the balanced condition in which the grout pressure is equal to the ground back pressure that opposes this deformation, a condition that causes deformation (swelling) of the sheath that is far from the limits of outbreak. This essential condition is possible due to the fact that in the inactive position, the slots 3 produced longitudinally in the tension member 2 contain a portion considerable of the volume of the sheath 5 which, when swollen due to the injected grout, it can have a perimeter that is already larger that the inner diameter 7 even before it starts to expand. Progressive grout injection, intended to be contained volumetrically inside the sheath 5, causes deformation elastoplastic soil that is really compressed to enlarge the hole and creates a back pressure reaction that increases with induced compaction.
Cuando la lechada inyectada causa el hinchamiento de la funda 5, que cambia de la posición inactiva 22 de la Figura 1b (rodeando el miembro en tensión 2) a la posición de funcionamiento 23 de la Figura 2b (hinchada a una presión deseada), debido a presión hidrostática, tanto las superficies interiores/exteriores relativas del suelo 8 como el miembro en tensión 2, para la porción entre los extremos 10, concretamente la longitud útil, son sometidos a presión constante y perfectamente uniforme. Debe especificarse que la funda deja de hincharse cuando el suelo, que se expande debido a la presión, comienza a oponerse a la deformación, estableciendo una contrapresión que luego sigue siendo eficaz cuando fragua la lechada.When the injected grout causes the swelling of the sheath 5, which changes from the inactive position 22 of Figure 1b (surrounding the tension member 2) to the position of operation 23 of Figure 2b (swollen to a desired pressure), due to hydrostatic pressure, both surfaces relative indoor / outdoor flooring 8 as the member in tension 2, for the portion between the ends 10, specifically the Useful length, are subjected to constant pressure and perfectly uniform. It should be specified that the cover stops swelling when the soil, which expands due to pressure, begins to oppose deformation, establishing a back pressure that then follows being effective when the grout sets.
Esto tiene como resultado una ventaja considerable puesto que, no sólo gracias a un control de presión exacto, se establecen elevadas fuerzas de fricción tanto entre el suelo y la lechada endurecida como entre la lechada endurecida y el miembro en tensión (y de ese modo entre el suelo y el miembro en tensión), pero estas fuerzas también están presentes uniformemente a lo largo de toda la longitud útil del refuerzo.This results in an advantage. considerable since, not only thanks to a pressure control precisely, high friction forces are established both between the ground and hardened grout as between hardened grout and the member in tension (and thus between the ground and the member in tension), but these forces are also present uniformly along the entire useful length of the reinforcement.
También debe señalarse que estas fuerzas de fricción pueden incrementarse localmente adoptando superficies exteriores onduladas de la funda y del miembro en tensión (con adherencia mejorada) y la efectividad de esta mejora es relevante sólo hasta el punto al que puede incrementarse la fuerza de presión radial. Esta mejora tendría poco efecto en los casos convencionales pero resulta eficaz en el elemento de refuerzo que forma el objeto de la descripción.It should also be noted that these forces of friction can be increased locally by adopting surfaces corrugated outer sheath and tension member (with improved adhesion) and the effectiveness of this improvement is relevant only to the point where the pressure force can be increased radial. This improvement would have little effect in conventional cases but it is effective in the reinforcing element that forms the object of the description.
En pocas palabras, la presencia de la funda, si
puede expandirse gracias a su propia elasticidad, o su puede
expandirse debido al hecho de que está colocada estratégicamente
dentro de las ranuras del miembro en tensión, permite que se
establezca una presión de carga hidrostática antes de que fragüe la
lechada, garantizando no sólo fuerzas de fricción que son, con
mucho, localmente más altas, sino que también están perfectamente
distribuidas a lo largo de toda la longitud útil del miembro en
tensión, garantizando así mucha mayor eficacia que la que se puede
obtener por procedimientos convencionales que, aunque utilizando
miembros de tensión con elevada resistencia a la tracción,
realmente retienen el suelo con grandes desventajas debido a la
dificultad de realizar inyecciones uni-
formes.Simply put, the presence of the sheath, if it can expand thanks to its own elasticity, or if it can expand due to the fact that it is strategically placed within the grooves of the tension member, allows a hydrostatic loading pressure to be established before that the grout sets, guaranteeing not only frictional forces that are, by far, locally higher, but are also perfectly distributed along the entire useful length of the tension member, thus guaranteeing much greater efficiency than that which is it can be obtained by conventional procedures that, although using tension members with high tensile strength, actually retain the soil with great disadvantages due to the difficulty of making single injections
forms.
La Figura 4a muestra una realización por medio de la cual la funda 5 tiene una sección circular mientras que el cuerpo del miembro en tensión 2 aún tiene una pluralidad de ranuras 3, mientras que en la Figura 4b tanto la funda exterior como el cuerpo del miembro en tensión tienen una forma circular; en ambos casos la funda 5 se expande ya que está hecha de un material suficientemente elástico.Figure 4a shows an embodiment by means of which the cover 5 has a circular section while the tension member body 2 still has a plurality of grooves 3, while in Figure 4b both the outer shell and the Tension member body have a circular shape; in both cases the case 5 expands since it is made of a material elastic enough
A partir de lo anterior puede observarse cómo el elemento de refuerzo según la presente invención logra los resultados propuestos, permitiendo en particular que se obtengan las siguientes ventajas:From the above you can see how the reinforcing element according to the present invention achieves the proposed results, allowing in particular to obtain the following advantages:
- --
- la cantidad de mortero de cemento inyectado está limitada por el volumen de la funda dilatada y, por lo tanto, es controlable;the amount of cement mortar injected is limited by the volume of the dilated sheath and therefore is controllable;
- --
- por inyección de lechada de cemento, la funda se expande hacia fuera ejerciendo presión hidrostática que después del fraguado tiene como resultado cooperación estática máxima y uniforme entre el suelo y el elemento de refuerzo, mejorando así considerablemente la efectividad de cada operación de refuerzo;by cement grout injection, the sheath expands out exerting hydrostatic pressure that after setting has as maximum and uniform static cooperation result between the ground and the reinforcing element, thus considerably improving the effectiveness of each reinforcement operation;
- --
- debido al efecto combinado de empuje de presión hidráulica y una notable rugosidad superficial, la superficie exterior de la funda puede intercambiar con el suelo fuerzas tangenciales más altas;due to the combined effect of hydraulic pressure thrust and a remarkable surface roughness, the outer surface of the sheath can exchange higher tangential forces with the ground;
- --
- el elemento de refuerzo resulta perfectamente adecuado para ser utilizado con lechadas de cemento convencionales y ordinarias;he reinforcing element is perfectly suited to be used with conventional cement grouts and ordinary;
- --
- el elemento de refuerzo, que contiene, por otra parte, volúmenes limitados de lechada, es fácil de demoler durante las operaciones de excavación y posteriormente fácil de desechar como residuos.he reinforcing element, which also contains volumes Limited grout, it is easy to demolish during operations excavation and subsequently easy to dispose of as waste.
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Según una realización adicional, la invención se refiere a un elemento de refuerzo para la consolidación de suelos sometidos a corrimiento de tierras del tipo con un cuerpo del miembro en tensión de sección y cualidades mecánicas adecuadas, pensado para ser insertado dentro de barrenos profundos hechos en el suelo y recibir una inyección de lechada de cemento con el propósito de relleno y cooperar con una funda exterior capaz de expandirse debido a que la lechada de cemento inyectada en el interior se hincha hasta que la lechada establece con el suelo una presión deseada, caracterizado porque:According to a further embodiment, the invention is refers to a reinforcement element for soil consolidation subject to landslides of the type with a body of member in section tension and suitable mechanical qualities, thought to be inserted inside deep holes made in the ground and receive an injection of cement grout with the purpose of filling and cooperating with an outer sheath capable of expand because the cement slurry injected into the inside swells until the grout establishes with the ground a desired pressure, characterized in that:
- --
- dicho cuerpo del miembro en tensión está compuesto de un tubo hueco de pared delgada con forma sustancialmente cilíndrica y cavidad interna, preferentemente, aunque no necesariamente hecha de material compuesto, con longitud, grosor y diámetro exterior apropiados, que tiene a lo largo de una mayor parte de su longitud un corte longitudinal sustancialmente paralelo a una generatriz de su superficie exterior, que confiere a la sección transversal del tubo una forma de "C";saying Tension member body is composed of a hollow tube of thin wall with substantially cylindrical shape and cavity internal, preferably, although not necessarily made of material compound, with appropriate length, thickness and outside diameter, which it has a cut along most of its length longitudinal substantially parallel to a generatrix of its outer surface, which gives the cross section of the tube a form of "C";
- --
- teniendo dicho tubo un tapón de cierre colocado en cada extremo, de los que el tapón del extremo externo, denominado el tapón de alimentación, tiene un agujero de dimensiones adecuadas para introducir lechada a presión dentro de la cavidad de dicho tubo, teniendo el tapón opuesto una función de cierre;said tube having a closure cap placed at each end, of which the outer end cap, called the power plug, it has a dimension hole suitable for introducing pressure grout into the cavity of said tube, the opposite plug having a function of closing;
- --
- dicha funda extensible en forma de una porción de revestimiento tubular cerrada, preferentemente, aunque no necesariamente hecha de una tela inelástica impermeable, de una longitud ligeramente menor que la longitud de dicho cuerpo del miembro en tensión y diámetro definitivamente mayor, en la que se inserta dicho miembro en tensión, adhiriéndose la funda a la superficie exterior de dicho tubo, siendo recogida la porción de funda sobrante en correspondencia con dicho corte longitudinal provisto en dicho cuerpo del miembro en tensión;bliss extendable sheath in the form of a tubular lining portion closed, preferably, although not necessarily made of a waterproof inelastic fabric, slightly shorter than the length of said member body in tension and diameter definitely older, in which said member is inserted in tension, the sheath adhering to the outer surface of said tube, the excess sleeve portion being collected in correspondence with said longitudinal section provided in said tense limb body;
- --
- está provista al menos una abrazadera en correspondencia con cada extremo de dicho tubo, fijando dicha funda a dicho tubo apretando radialmente la funda, estableciendo una junta mecánica e hidráulica;is provided with at least one clamp corresponding to each end of said tube, fixing said sheath to said tube by squeezing radially the case, establishing a mechanical seal and hydraulics;
- --
- siendo dicha porción de funda sobrante introducida y almacenada dentro de la cavidad de dicho cuerpo del miembro en tensión a través de dicho corte a lo largo de toda la longitud disponible definida entre las abrazaderas;being said portion of excess sleeve introduced and stored within the cavity of said body of the tension member through said cut along the entire available length defined between the clamps;
estando pensado dicho elemento de refuerzo constituido por dicho tubo cortado longitudinalmente cubierto por dicha funda en una posición inactiva para ser insertado dentro de un barreno profundo hecho dentro del suelo que ha de ser consolidado, la inyección de lechada de cemento en estado líquido y a presión adecuada dentro de dicha cavidad de dicho tubo a través de dicho tapón de alimentación causando hinchamiento radial del tubo que, incapaz de resistir la presión, se abre ensanchando considerablemente el corte longitudinal, expulsando la porción de funda originalmente almacenada en el interior, haciendo que el hinchamiento radial de la funda hasta su superficie exterior se adhiera contra la superficie interior del barreno, y siguiendo dilatándose para ajustarse localmente al suelo e incrementando el diámetro del barreno hasta que la presión hidráulica aplicada a dicho fluido sea igual a la reacción contraria del suelo que contrarresta la dilatación, permitiendo así que se establezca presión hidrostática uniforme, tanto comprimiendo la funda contra el suelo como la lechada contra el miembro en tensión a lo largo de toda la longitud útil del elemento de refuerzo, garantizando así, a través de la lechada, el intercambio uniforme de fuerzas tangenciales entre el suelo y el miembro en tensión, conteniendo al mismo tiempo el volumen de lechada requerido para el funcionamiento del elemento de refuerzo.said reinforcement element being thought constituted by said longitudinally cut tube covered by said cover in an inactive position to be inserted into a deep hole made within the ground to be consolidated, the injection of cement slurry in a liquid and pressure state suitable within said cavity of said tube through said feed plug causing radial swelling of the tube which, unable to resist the pressure, it widens considerably the longitudinal cut, expelling the portion of cover originally stored inside, making the radial swelling of the sheath to its outer surface is adhere against the inner surface of the hole, and following dilating to fit the ground locally and increasing the bore diameter until the hydraulic pressure applied to said fluid is equal to the opposite reaction of the soil that counteracts dilation, thus allowing it to be established uniform hydrostatic pressure, both compressing the sheath against the ground like the grout against the tension member along the entire useful length of the reinforcing element, thus guaranteeing through the grout, the uniform exchange of forces tangential between the ground and the tension member, containing the same time the volume of grout required for operation of the reinforcing element.
La Figura 5 muestra una sección transversal del elemento de refuerzo según otra realización de la invención, que comprende un cuerpo del miembro en tensión 101, compuesto de un tubo de pared delgada y una funda exterior 102, que envuelve el cuerpo del miembro en tensión 101.Figure 5 shows a cross section of the reinforcing element according to another embodiment of the invention, which comprises a body of the tension member 101, composed of a tube thin-walled and an outer sheath 102, which wraps around the body of the member in tension 101.
El cuerpo del miembro en tensión 101 está compuesto sustancialmente de un tubo de sección transversal circular que tiene un corte longitudinal 103 (también denominado hendidura) a lo largo de toda su longitud útil, que le imparte una estructura en forma de "C" abierta. Preferentemente, el corte no afecta a toda la longitud, en particular no a los extremos, donde los extremos de la funda generan una junta con el cuerpo del miembro en tensión.The body of the tension member 101 is substantially composed of a tube of circular cross section which has a longitudinal section 103 (also called a slit) along its entire useful length, which imparts a structure C-shaped open. Preferably, the cut does not affect the entire length, particularly not the ends, where ends of the sheath generate a joint with the body of the member in tension.
El corte 103 tiene funciones primarias, sin afectar sustancialmente a la resistencia a la tracción del cuerpo, mientras que deliberada y considerablemente reduce su resistencia a la presión hidráulica interna además de actuar geométricamente, como se explica mejor más adelante, como una hendidura para recibir y alojar una porción de la funda dentro del tubo.Cut 103 has primary functions, without substantially affect the tensile strength of the body, while deliberately and considerably reduces its resistance to the internal hydraulic pressure in addition to acting geometrically, as explained better later, as a slit to receive and accommodate a portion of the sheath inside the tube.
El tubo puede tener un diámetro exterior de entre 40 y 60 mm, mientras que la funda, si está hecha de material inelástico, tiene un diámetro exterior de entre 130 y 180 mm.The tube can have an outside diameter of between 40 and 60 mm, while the cover, if made of material inelastic, it has an outside diameter of between 130 and 180 mm.
La funda 102 está hecha generalmente de material impermeable inelástico y se inserta en parte dentro de la cavidad cilíndrica 104 del tubo 101. En particular, muestra una primera zona I, hecha para adherirse al tubo 101 sobre toda su superficie exterior, con la excepción de la zona 103 en la que está cortado, una segunda zona II, mostrada con línea discontinua, que representa la porción de funda que sobra con respecto al diámetro del tubo 1, y una zona III, que muestra cómo la zona II es recogida originalmente dentro de la cavidad 104, forzando a la zona II a través de la hendidura 103 del tubo 1.The cover 102 is generally made of material inelastic raincoat and is inserted partly inside the cavity cylindrical 104 of tube 101. In particular, it shows a first zone I, made to adhere to tube 101 over its entire surface outside, with the exception of the zone 103 in which it is cut, a second zone II, shown with dashed line, which represents the cover portion that is left over the diameter of the tube 1, and a zone III, which shows how zone II is collected originally inside cavity 104, forcing zone II to through the slit 103 of the tube 1.
Como se muestra mejor en la siguiente figura, la
funda presenta sus dos extremos estrechamente obturados sobre la
superficie exterior de dicho cuerpo del miembro en tensión, formando
así un espacio intermedio extensible y
estanco.As best shown in the following figure, the sheath presents its two closely sealed ends on the outer surface of said body of the tension member, thus forming an extensible intermediate space and
watertight.
Las Figuras 6a y 6b muestran una sección
transversal del elemento de refuerzo 101 premontado e insertado
dentro de un agujero ciego 105, abierto dentro del suelo 106. Debe
señalarse cómo la funda 102, hecha comúnmente de una tela
impermeable y/o elástica, se extiende longitudinalmente y tiene, en
correspondencia con ambos extremos una zona obturada por medio de
abrazaderas 107 y 108, que también pueden ser sustituidas por medios
adecuados, por ejemplo, pegamento. El conducto interior 104 del
cuerpo del miembro en tensión 101, se extiende a lo largo de toda
la longitud del miembro en tensión y tiene comúnmente un tapón de
cierre 110, un tapón de alimentación 109, que permite la inyección
de lechada de cemento a presión dentro de la cavidad 104 del tubo
101. La figura 6b además muestra la porción L del tubo, en la que
está alojada la porción de la funda III de la figura 5. Debe
observarse cómo el elemento de refuerzo mantiene su forma
cilíndrica, siendo así fácil de insertar dentro del agujero 105
abierto dentro del suelo. En las figuras 7a y 7b, se describe el
procedimiento para instalar el elemento de refuerzo 101 de las
figuras 6a y 6b. En particular, la figura 7b muestra cómo,
suministrando lechada de cemento, a presión adecuada, a la cavidad
104 del tubo 101, a través de la abertura de entrada 114, la
lechada inyectada primero rellena completamente la cavidad 104,
luego la presión sube y dilata el tubo 101, que ensancha la
hendidura 113, en particular a lo largo de la longitud L de la
figura 6b, expulsando así la porción de la funda III fuera de la
cavidad 104, forzando su hinchamiento hasta que se rellena todo el
espacio intermedio de aire, que existe entre el miembro en tensión y
el agujero 105, en el
suelo 106.Figures 6a and 6b show a cross-section of the reinforcement element 101 pre-assembled and inserted into a blind hole 105, opened inside the floor 106. It should be noted how the sheath 102, commonly made of a waterproof and / or elastic fabric, extends longitudinally and has, in correspondence with both ends, a sealed area by means of clamps 107 and 108, which can also be replaced by suitable means, for example, glue. The inner conduit 104 of the tension member body 101 extends along the entire length of the tension member and commonly has a closure plug 110, a feed plug 109, which allows the injection of pressurized cement slurry. inside the cavity 104 of the tube 101. Figure 6b also shows the portion L of the tube, in which the portion of the sheath III of Figure 5 is housed. It should be noted how the reinforcing element maintains its cylindrical shape, thus being Easy to insert inside hole 105 open inside the ground. In Figures 7a and 7b, the procedure for installing the reinforcing element 101 of Figures 6a and 6b is described. In particular, Figure 7b shows how, by providing cement grout, at suitable pressure, to the cavity 104 of the tube 101, through the inlet opening 114, the injected grout first completely fills the cavity 104, then the pressure rises and dilates the tube 101, which widens the recess 113, in particular along the length L of Figure 6b, thereby expelling the portion of the sheath III out of the cavity 104, forcing its swelling until the entire intermediate space is filled of air, which exists between the tension member and the hole 105, in the
floor 106.
El hinchamiento de la funda 11 continúa contra el suelo 106, que es ajustado localmente, y termina sólo cuando el suelo opone una contrapresión deseada, que corresponde a un "agarre" seguro del miembro en tensión.The swelling of the sheath 11 continues against the floor 106, which is adjusted locally, and ends only when the ground opposes a desired back pressure, which corresponds to a secure "grip" of the tension member.
Las dimensiones de la funda 102 están previstas de manera que llegue a su configuración de funcionamiento sin limitar su propia deformación u oponer contrapresión debido al alcance de sus propios límites de deformación. En otras palabras, deja al suelo la oportunidad de deformarse y generar una contrapresión.The dimensions of the cover 102 are provided so that it reaches its operating configuration without limit its own deformation or oppose back pressure due to scope of its own deformation limits. In other words, leaves the opportunity to deform and generate a back pressure
Cuando la lechada inyectada causa el hinchamiento de la funda 102, que cambia de su configuración inactiva III de la figura 101 (envuelta alrededor del tubo y parcialmente alojada dentro de la cavidad 104 del tubo 101) a la configuración operativa III de la figura 7b (hinchada hasta que el suelo ofrece una contrapresión deseada), debido a la presión hidrostática, tanto el suelo 106 como el miembro en tensión 101, a lo largo de la longitud entre los extremos 107 y 108, denominada la longitud útil, tienen sus superficies exterior/interior sometidas a una presión constante y perfectamente uniforme.When the injected grout causes the swelling of the cover 102, which changes its configuration inactive III of Figure 101 (wrapped around the tube and partially housed inside cavity 104 of tube 101) to the operational configuration III of Figure 7b (swollen until the ground offers a desired back pressure), due to pressure hydrostatic, both the soil 106 and the tension member 101, to along the length between ends 107 and 108, called the useful length, have their outer / inner surfaces subjected to a constant and perfectly uniform pressure.
La funda 102 es de importancia fundamental en ese sentido, ya que controla la extensión de la lechada, por una parte, impidiendo el escape local y, por otra, permitiendo que el suelo sea comprimido en condición elastoplástica hasta que pueda ofrecer una reacción contraria fuerte.The cover 102 is of fundamental importance in that sense, since it controls the spread of the grout, by a on the other, preventing local escape and, on the other, allowing the soil is compressed in elastoplastic condition until it can Offer a strong counter reaction.
Esto provoca una enorme ventaja, ya que no sólo debido a un control de presión exacto, se generan elevadas fuerzas de fricción tanto entre el suelo y la lechada endurecida, como entre la lechada endurecida y el miembro en tensión (y de ese modo entre el suelo y el miembro en tensión), y dichas fuerzas están distribuidas uniformemente a lo largo de toda la longitud útil del elemento de refuerzo.This causes a huge advantage, since not only due to an exact pressure control, high forces are generated of friction both between the ground and the hardened grout, and between the hardened slurry and the tension member (and thereby between the ground and the member in tension), and said forces are evenly distributed throughout the entire useful length of the reinforcing element
A partir de lo que se explicó anteriormente, se deduce cómo el elemento de refuerzo según la presente invención logra los objetivos propuestos, en particular permite realizar el procedimiento según las enseñanzas de la descripción anterior, provocando así todas las ventajas analizadas y además es fácil y económico de producir.From what was explained above, it it follows how the reinforcing element according to the present invention achieves the proposed objectives, in particular allows to realize the procedure according to the teachings of the previous description, thus causing all the advantages analyzed and it is also easy and Economical to produce.
El cuerpo del miembro en tensión puede ser de cualquier material adecuado, por ejemplo, fibra de vidrio, fibra de carbono o una combinación de las mismas, acero, PVC reforzado, y también puede comprender un tubo que comprende una red de acero.The body of the tension member can be of any suitable material, for example, fiberglass, fiber carbon or a combination thereof, steel, reinforced PVC, and it can also comprise a tube comprising a network of steel.
La funda puede ser de material sustancialmente inelástico y sus dimensiones radiales son mayores que las del cuerpo del miembro en tensión, permitiendo así su extensión con generación de un espacio intermedio entre la funda y el cuerpo del miembro en tensión.The cover can be of substantially material inelastic and its radial dimensions are larger than those of body of the member in tension, thus allowing its extension with generation of an intermediate space between the cover and the body of the member in tension.
Alternativamente, puede ser de material elástico, y apto para expandirse más allá de las dimensiones radiales del cuerpo del miembro en tensión. De ese modo es posible, por medio de la inyección de lechada, una extensión de la funda, agrandando el elemento de refuerzo más allá de las dimensiones del agujero en el suelo, como se describió anteriormente.Alternatively, it can be of material elastic, and apt to expand beyond dimensions radial of the body of the member in tension. That way it is possible, by grout injection, an extension of the sheath, enlarging the reinforcing element beyond the dimensions of the hole in the ground, as described above.
El material que constituye la funda puede ser de cualquier clase adecuada, por ejemplo, que comprenda una tela no tejida.The material that constitutes the cover can be of any suitable class, for example, that comprises a fabric not woven
La funda también puede estar hecha de una tela de capas múltiples, teniendo al menos una capa elevada resistencia mecánica y una capa impermeable.The cover can also be made of a fabric multi-layer, having at least one high resistance layer Mechanical and a waterproof layer.
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Por supuesto, las soluciones presentadas anteriormente se proporcionan meramente a modo de ejemplo y, por lo tanto, no limitador, ya que pueden hacerse todas las modificaciones posibles según el conocimiento de los expertos en la materia, sin apartarse de la esfera de protección del ámbito inventivo definido por la descripción anterior y expuesto en las reivindicaciones adjuntas.Of course, the solutions presented above they are provided merely by way of example and, therefore therefore, not limiting, since all modifications can be made possible according to the knowledge of experts in the field, without depart from the sphere of protection of the defined inventive scope by the above description and set forth in the claims attached.
Claims (21)
- un cuerpo del miembro de refuerzo en tensión (2, 101) de forma sustancialmente cilíndrica;a body of tension reinforcement member (2, 101) substantially cylindrical;
- una funda extensible (5, 102) de forma sustancialmente tubular situada alrededor de al menos parte de la superficie lateral de dicho cuerpo del miembro en tensión y fijada al mismo por sus extremos libres para crear una junta con dicha superficie lateral;a case extensible (5, 102) substantially tubular located around at least part of the lateral surface of said body of the member in tension and fixed to it by its ends free to create a joint with said lateral surface;
- un conducto (4, 104) para transportar lechada inyectable entre la superficie lateral de dicho cuerpo del miembro en tensión y dicha funda,a conduit (4, 104) to transport injectable grout between the lateral surface of said body of the tension member and said sheath,
- siendo capaz dicha funda, cuando se expande, de crear, con la superficie lateral de dicho miembro en tensión, un espacio intermedio (16), siendo dicha junta capaz de retener la lechada dentro de dicho espacio intermedio incluso cuando se expande la funda.being able said cover, when expanded, to create, with the lateral surface of said tension member, an intermediate space (16), being said joint capable of retaining the grout within said space intermediate even when the case is expanded.
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- apertura, en el suelo (8, 106), de un agujero (7, 105) de diámetro adecuado;opening in the ground (8, 106), of a hole (7, 105) in diameter suitable;
- inserción de un elemento de refuerzo (1) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes dentro del agujero;insertion of a reinforcing element (1) according to any of the claims precedents inside the hole;
- inyección de lechada de cemento a través del conducto de dicho elemento, hasta que se alcanza una presión deseada, con extensión de dicha funda;injection of cement grout through the conduit of said element, until that a desired pressure is reached, with extension of said sheath;
Applications Claiming Priority (2)
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