2.- Consideraciones del material - THYSSEN Plastic Solutions

1. En terrenos no coherentes (gravas, arenas).
a) Cuando se tengan que contener aguas subterráneas y el
relleno de ambos lados de la tubería se apisone en seco,
puede recurrirse al módulo correspondiente a terrenos apisonados.
b) Cuando no tengan que contenerse aguas subterráneas, y
por consiguiente, no resulte posible el apisonado, así como
cuando se instale una tubería en un cauce fluvial se utilizará
el módulo correspondiente a terrenos no apisonados.
2. En terrenos coherentes
Pese a contenerse las aguas subterráneas y a apisonarse
los rellenos no coherentes, pueden producirse con el tiempo
hundimientos y mezclas. Por consiguiente, al igual que en el
caso 1b, deben utilizarse los valores EB mínimos, con lo que
resultan paredes gruesas.
3. Cálculo para prevenir abolladuras
Se entiende por abolladura la deformación reniforme, que
experimenta la sección de la tubería. Las tuberías instaladas
en el agua o en terrenos situados por debajo del nivel de las
aguas subterráneas, cuya presión hidrostática sea superior
a su presión interior, deberán calcularse a prueba de abolladuras,
lo mismo que las sometidas a vacío. La presión de
abolladuras p ko de una tubería no deformada ni subterránea
respecto a la presión exterior del agua o de gases, o sometida
a depresión, se calcula a través de:
14
p ko =
E R
4 (1 - µ 2 )
(s / r o ) 3
(5)
Significando:
µ = 0.4 = Coef. de contracción transversal del mat.
r o = Radio medio de la tubería
Las presiones de abolladura a largo plazo, calculadas a través
de ecuación (5) para tuberías de Hostalen, se muestran
gráficamente en la figura 9, confirmándolas en gran parte los
resultados de los ensayos realizados. La presión de abolladura
admisible se obtiene aplicando un factor de seguridad
de 2
A las tuberías instaladas en aguas subterráneas o en cauces
fluviales, el terreno circundante les ofrece en determinados
casos un apoyo, incrementando su presión de abolladura
respecto a las tuberías no subterráneas según la ecuación
(5). Dicho incremento es tanto mayor cuanto más alta es la
consistencia del terreno respecto a la rigidez de la tubería,
pudiendo tenerse en cuenta a través de los factores de
apoyo fs indicados en la tabla 5 :
p k1 = f s p ko
(6)
Tabla Nº 5 : Factores de apoyo f s para tuberías HDPE
Presión
Nominal
(bares)
2.5
3.2
4.0
6.0
10
16
Apisonando
el terreno
3.2
3.0
2.8
2.3
1.2
1.0
No
Apisonando
el terreno
1.9
1.5
1.2
1.0
1.0
1.0
En
Hormigón
Teniendo en cuanta el factor de reducción fa de la figura 10
para las tuberías deformadas bajo carga, se obtiene finalmente:
pk2 = fs · fa · pko (7)
El factor de seguridad contra abolladuras se convierte
en:
S = pk2 /pw (8)
Donde:
Pw = w • Hw = Sobrepresión exterior del
agua subterránea.
Siendo:
w = 1 T/m3 (peso específico del agua)
4
4
4
4
4
4
H w = Altura de las aguas subterráneas o
fluviales (m)
El factor de seguridad contra abolladura, debe ser S! 2.
Los terrenos que, bajo los efectos del agua, adquieren las
características de un líquido viscoso (p.ej. los pantanosos,
lodosos)no ofrecen ningún apoyo, es decir fs = 1. en tal
caso, la sobrepresión exterior pw debe calcularse análogamente
a la de las aguas subterráneas.
Al instalar tuberías de plástico en excavaciones practicadas
con broquel, en ningún caso debe superarse la presión de
abolladura admisible en las mismas.
Las conducciones instaladas en aguas subterráneas, p. ej.
en terrenos pantanosos, deben asegurarse suficientemente
para impedir que floten, p.ej., mediante caballetes, cuya distancia
entre sí depende de la flexión admisible en aquellas.
Como complemente, ilustraremos con un ejemplo lo que
acabamos de manifestar:
Se dispone: Tubería para PN 3,2
Cobertura H = 4 m.
Terreno arenoso =1900 Kg/m 3
Apisonado según DIN 4033
Densidad Proctor D p = 95%
Cargas por circulación Ninguna
Presión Vertical: q v = • H
= 7600 Kg/m 2
= 0.08 N/mm 2
Módulo de deformación
del terreno: E B = 8 N/mm 2 (tabla3)
Compresión del terreno: B = qv/EB = 1 %