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Bulones y Micropilotes

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TITAN + IBO ® - Anker Principios<br />

Inventado y desarrollado en Alemania por el Dipl. Ing.<br />

Ernst F. Ischebeck en 1983, el Sistema Ischebeck TITAN<br />

aporta a la Ingeniería Geotécnica y Civil una nueva<br />

dimensión al refuerzo, sostenimiento y mejora de suelos.<br />

Es un procedimiento para la ejecución de <strong>Bulones</strong>,<br />

<strong>Micropilotes</strong> y Anclajes AUTOPERFORANTES, ideal para<br />

la perforación de rocas o suelos disgregados o blandos, en<br />

una sola operación: perforación, colocación de la armadura<br />

e inyección.<br />

Se compone de:<br />

· Un tubo de acero roscado en toda su longitud, empalmado mediante<br />

manguitos externos roscados, con tope central,<br />

Está acreditado con la certificación ISO 9001.<br />

El tubo es una barra perforada de acero laminada en frío.<br />

Las características técnicas de la barra y del Sistema<br />

son, dependiendo del diámetro de la misma y según<br />

certificados Estatales y oficiales: acero de grano fino St<br />

550/750 según Z-30. -89.1 y en St E460, según DIN<br />

17102. (Ver tabla de características técnicas)<br />

y con una boca de perforación perdida – de un solo uso-


TITAN + IBO ® - Anker Principios<br />

El barrido y la inyección, se hacen con<br />

lechada de cemento y son simultáneos<br />

a la perforación. Se producen a través<br />

de la barra, con salida por la boca de<br />

perforación y por tanto con circulación<br />

inversa.<br />

Actúan a la vez como:<br />

# Barrido / limpieza de la perforación<br />

# Lodo tixotrópico que mantiene<br />

estables las paredes de la perforación.<br />

# Inyección del bulón.<br />

En taladros verticales o pseudoverticales<br />

pueden emplearse aditivos<br />

tixotrópicos para evitar o paliar el<br />

descuelgue de la lechada de<br />

inyección: lechada de cemento con<br />

adición de BASF CONSTRUCTION<br />

CHEMICALS FLOWCABLE ® ó,<br />

directamente, lechada de BASF<br />

CONSTRUCTION CHEMICALS<br />

MASTERFLOW ® , cuya viscosidad<br />

permite a la vez la inyección con<br />

bombas convencionales y evitar el<br />

“descuelgue” de la mezcla y, por otra<br />

parte se evitan obturadores, tubos de<br />

purga, … y su tiempo de instalación;<br />

consiguiéndose a la vez<br />

resistencias/entradas en carga<br />

elevadas en unas pocas horas.<br />

Los equipos necesarios para la<br />

instalación son los típicos:<br />

# en obras de túneles, pequeños<br />

diámetros: jumbos<br />

# en obras de cimentación, medianos<br />

a grandes diámetros, como<br />

micropilotes o anclajes: carros de<br />

perforación<br />

# en obras de taludes, diámetros<br />

pequeños a medianos, martillos<br />

manuales o mástiles sobre cesta.<br />

Serían preferibles cabezas de<br />

rotopercusión; bomba de inyección<br />

con pistón o alternativamente con<br />

helicoidal y, mezcladora de cemento.


TITAN + IBO ® - Anker Principios<br />

Las características técnicas y la calidad del material son<br />

siempre constantes y conocidas puesto que provienen de<br />

un solo fabricante que certifica todos y cada uno de los<br />

componentes.<br />

No existen limitaciones en cuanto al tipo de suelo o roca<br />

a perforar, existe una boca y un procedimiento adecuado<br />

para cada situación, requerimiento o perfil geotécnico.<br />

Ventajas productivas:<br />

# Las operaciones de entubación quedan descartadas en<br />

terrenos en los que serían necesarias.<br />

# Permite utilizar la maquinaria disponible, p.ej. jumbos,<br />

para realizar paraguas.<br />

# Tres en uno: perforación, colocación de armadura e<br />

inyección A LA VEZ.<br />

Ventajas Geotécnicas:<br />

# Con la inyección simultánea se consigue a la vez, una<br />

mejora del terreno circundante: SUELO MEJORADO.<br />

# Gran adherencia cemento – suelo = paredes del taladro<br />

El proceso de ejecución se inicia con la instalación de un<br />

cabezal de lavado y/o inyección o, de un conector de<br />

perforación, siendo éstos una pieza de acoplamiento<br />

desde la rosca especial ISCHEBECK TITAN a la rosca del<br />

martillo.<br />

irregulares y suelo mejorado.<br />

# Bulón = Combinado acero – cemento – suelo.<br />

Ventajas del material:<br />

# Gran variedad de complementos y bocas de perforación<br />

para múltiples aplicaciones.<br />

# Para aplicaciones permanentes, no se requieren<br />

protecciones adicionales contra la corrosión (solicite<br />

certificado de durabilidad a 60 y a 120 años).<br />

# Por el propio Sistema autoperforante y autoinyectante,<br />

se reduce el trabajo de los operarios, el peso mobilizado y,<br />

se incrementa, por tanto, la producción.


TITAN + IBO ® - Anker Principios


TITAN + IBO ® - Anker Procedimientos de perforación<br />

Con conector:<br />

Una vez instalado el conector con la rosca<br />

adecuada al martillo disponible (S22, R32, R38, T38,<br />

T45, R55, …), se procede a perforar mediante<br />

barrido de agua desde la bomba del jumbo, tal como<br />

se hace con un barreno normal. Instalado el bulón,<br />

Barrido<br />

con<br />

agua<br />

Barrido<br />

con<br />

agua<br />

Inyección<br />

de<br />

cemento<br />

Conector S22-25, R32,<br />

R38, T38, T45 a<br />

ISCHEBECK TITAN<br />

Conexión de inyección.<br />

Rosca rápida.<br />

Placa y tuerca<br />

se procede a realizar la inyección. Esto se hace<br />

habitualmente mediante un manguito de empalme<br />

TITAN provisto en el otro extremo de una rosca o<br />

racord de conexión a la rosca de la manguera de<br />

inyección: rosca hidráulica con “tuerca loca” o rosca<br />

rápida “tipo uña”. Finalmente, ya pueden instalarse<br />

la placa y la tuerca en la cabeza del bulón.


TITAN + IBO ® - Anker Procedimientos de perforación<br />

Con cabezal de lavado:<br />

Se instala el cabezal o conector con la rosca<br />

adecuada al martillo disponible (S22, R32, R38, T38,<br />

T45, R55, …) para perforar con o sin inyección<br />

simultánea de cemento.<br />

Con inyección simultánea, se hace una amasada de<br />

lechada de cemento A/C = 0,7 – 1, de modo que el<br />

flujo de la lechada proyectado a través de la boca de<br />

perforación TITAN actúa a la vez como agente de<br />

barrido de la perforación, desalojando los detritus y,<br />

cuya presión de salida, combinada con la rotación y<br />

Cabezal S22-25, R32,<br />

R38, T38, T45 a<br />

ISCHEBECK TITAN<br />

Barrido con<br />

agua o cemento<br />

Barrido con<br />

agua o cemento<br />

Placa y tuerca<br />

el avance, erosiona las paredes del taladro<br />

ensanchándolo, aumentando su diámetro e<br />

irregularizando sus paredes y, por tanto, aumentado<br />

la adherencia o fricción lateral de cálculo. Los tramos<br />

necesarios de barra se van empalmando mediante<br />

manguitos de unión roscados. Una vez finalizada la<br />

perforación a la cota requerida se prosigue la<br />

inyección, con rotación y avance - retroceso de la<br />

barra, con una lechada rica A/C = 0,5 para rellenar el<br />

taladro: el bulón/micropilote/anclaje se da por<br />

finalizado.


TITAN<br />

<strong>Bulones</strong> y<br />

micropilotes<br />

Autoperforantes<br />

Ud. TITAN<br />

30/16<br />

TITAN<br />

30/11<br />

TITAN<br />

40/20<br />

TITAN<br />

40/16<br />

TITAN<br />

52/26<br />

Características técnicas<br />

TITAN<br />

73/53<br />

TITAN<br />

73/56<br />

TITAN<br />

73/45<br />

TITAN<br />

73/35<br />

TITAN<br />

103/78<br />

TITAN<br />

127/108<br />

Diám. exterior mm 30 30 40 40 52 73 73 73 73 103 127 103<br />

Diám. interior mm 16 11 20 16 26 53 56 45 35 78 108 51<br />

Sección mm 2 382 446 726 879 1.337 1.631 1.414 2.260 2.710 3.146 3.332 5.501<br />

Carga rotura T 22 32 53,9 66 92,9 116 119,4 163 198 228,2 240 346<br />

Carga en el<br />

límite elástico<br />

Tensión fluencia<br />

T0.2<br />

T 18 26 43 52,5 73 97 78,5 118 135,5 180 181 275<br />

TITAN<br />

103/51<br />

Kg/cm 2 4.700 5.800 5.900 5.900 5.500 5.900 5.500 5.100 5.000 5.700 6.000 5.000<br />

Peso Kg/m 2,7 3,29 5,6 7,0 9,83 12,24 11,0 17,8 17,8 24,70 28,9 43,4<br />

Long. standard m 2 / 3 / 4 2 / 3 / 4<br />

Roca, terreno<br />

duro o de gravas<br />

y bolos<br />

Terreno blando,<br />

arcillas, limos,<br />

arenas,...<br />

mm<br />

42, 46,<br />

51, 55,<br />

90<br />

42, 46,<br />

51, 55,90<br />

1 / 1,5 /<br />

2 / 3/ 4<br />

70, 90,<br />

100, 115<br />

1 / 1,5 /<br />

2 / 3/ 4<br />

3 3 6,25 3 4 3 3 3<br />

Bocas de perforación disponibles<br />

70, 90,<br />

100, 115,<br />

115, 130 130, 175 130, 175 130, 175 130, 175<br />

mm 75, 95 75,95 110,150 110,150 130, 175 200 200 200 200 220, 280 220 220, 280<br />

(NOTA: en negrita aparecen los diámetros de boca de perforación más usuales. En rojo, las barras más demandadas)<br />

TITAN IBO ® -Anker : Rosca redonda tipo R. ISO 1719, laminada en frío.<br />

TITAN<br />

IBO ®<br />

Ud.<br />

R<br />

32/22<br />

R<br />

32/20<br />

R<br />

32/15<br />

Diám. exterior mm 32 32 32<br />

Diám. interior mm 22 20 15<br />

Sección mm 2 362 389 444<br />

Carga rotura T 22,1 29,1 36,3<br />

Carga en el límite<br />

elástico<br />

Tensión fluencia<br />

T0.2<br />

T 18,2 24,4 32,3<br />

Kg/cm 2 5.000 6.300 7.270<br />

Peso Kg/m 2,8 3,2 3,5<br />

Long. standard m 2 / 3 / 4 2 / 3 / 4 2 / 3 / 4<br />

175<br />

200<br />

175


TITAN - IBO ® -Anker Bocas de perforación<br />

Imagen<br />

Descripción<br />

Boca de acero para arcillas.<br />

Arcillas, limos y arenas, terrenos poco<br />

cohesivos y blandos con valores<br />

N S.P.T. 80, RQD > 50 y roca muy<br />

dura u hormigón armado.<br />

Boca escalonada de plaquitas de<br />

carburo de tungsteno.<br />

Roca alterada y disgregada y bolos con<br />

valores N S.P.T. > 50, RQD > 50. Para<br />

perforaciones bien dirigidas<br />

(ej. Paraguas)<br />

Tuerca semiesférica SW<br />

Placa de apoyo con asiento<br />

semiesférico<br />

Nipple / Conector o Cabezal de lavado<br />

para barrido – inyección de la<br />

perforación<br />

TITAN<br />

30/16<br />

30/14<br />

30/11<br />

*en itálica, bocas adaptables mediante pieza de reducción.<br />

IBO ® -Anker<br />

R 32/22<br />

R 32/20<br />

R 32/15<br />

75, 95, 110, 150 mm. 75, 95, 110, 150 mm.<br />

76, 90, 115 mm. 76, 90, 115 mm.<br />

42, 46,<br />

51, 55, 70 mm.<br />

51, 70 mm.<br />

51, 70 mm. 51, 70 mm.<br />

75, 90 mm. 70, 90 mm.<br />

SW<br />

46 x 35 mm.<br />

SW<br />

46 x 40 mm.<br />

200 X 200 x 8 mm. 200 x 200 x 8 mm.<br />

Hex.S22, R32, R38,<br />

T 38, T 45 , R55<br />

Hex.S22, R32, R38,<br />

T 38, T 45


TITAN - IBO ® - Anker Aplicaciones: Paraguas


TITAN + IBO - Anker ® I+D y ensayos


TITAN + IBO - Anker ® Aplicaciones<br />

Paraguas y bulones con cerchas tipo PANTEX<br />

Paraguas radiales y sostenimientos


TITAN + IBO ® - Anker Paraguas y taludes de emboquille


TITAN + IBO - Anker ® Taludes y laderas<br />

Fijación y anclado de mallas de acero de alto límite elástico como<br />

alternativa a las obras de taludes gunitados / bulonados.<br />

Anclado de barreras dinámicas, de alta energía y, estáticas.<br />

Fotos 2,3,4 y 5 cedidas por cortesía de GEOBRUGG IBÉRICA, S.L.


TITAN - IBO-Anker ® Taludes y laderas


TITAN + IBO ® - Anker<br />

á<br />

GEOCONSULT ZT GmbH<br />

Consulting Engineers<br />

Sterneckstrasse, 52.<br />

5020 SALZBURG – AUSTRIA<br />

INFORME G-4134-GCS-R-02-1-1<br />

INFORME para el túnel de acceso a la estación Pique El Parrón. Metro de Santiago de Chile.<br />

Se realiza una comparativa real, “in situ”, de un paraguas con micropilotes de tubo petrolero liso N 80 SISTEMA ALWAG, roscados<br />

macho-hembra, con un paraguas ISCHEBECK TITAN 40/16 y uno TITAN 73/53.<br />

Previamente se realizó un cálculo con elementos finitos con PLAXIS 2-D y FLAC–3D que avanzan los buenos resultados<br />

obtenidos:<br />

“Apartado 6.4: Conclusión.<br />

Una comparativa entre el paraguas ISCHEBECK y el ALWAG muestra que ambos sistemas dan resultados similares. Los<br />

asentamientos registrados están en un rango similar con diferencias menores de 2 mm.<br />

Una comparación adicional de los esfuerzos axiales ilustran los diferentes principios de trabajo-comportamiento de los dos sistemas. El<br />

sistema ALWAG trabaja y se comporta como un esfuerzo flector para cada uno de los tubos individualmente, mientras que los esfuerzos<br />

axiales transmitidos son considerablemente menores que en el caso del paraguas ISCHEBECK, donde los micropilotes trabajan<br />

conjuntamente con el suelo mejorado formando un “sistema combinado”.”<br />

TITAN 40/16y TITAN 73/53, exterior / interior.<br />

TUBO LISO N-80 139 e =8 mm.


TITAN + IBO ® - Anker Cálculos y ensayos<br />

Modelización de deformaciones y distribución de fuerzas a lo largo del túnel PLAXIS ®


TITAN + IBO ® - Anker Cálculos y ensayos<br />

PREDIMENSIONADO PARA PARAGUAS EN TÚNELES<br />

Micropilote TITAN 40/16<br />

Longitud máxima de 15 m. e inclinación de 5 a 10º respecto al eje de túnel.<br />

La longitud máxima no sostenida por las cerchas debería ser menor de 3 m.<br />

Las cerchas se colocarían cada 1 m.<br />

La disposición ligeramente decalada de los micropilotes permite formar una viga cuya<br />

altura es h l/8 (siendo « I » la distancia entre dos series de paraguas sucesivas)


TITAN + IBO ® - Anker Cálculo + Complementos<br />

Datos técnicos:<br />

Longitud del micropilote 15 m<br />

Solapamiento 3 m<br />

Ángulo respecto al eje de túnel 5 - 10°<br />

Producción 8 a 16 horas<br />

(según nº de brazos del jumbo y tipo de terreno)<br />

Los anillos se aplastan y muestran<br />

VISUALMENTE el estado<br />

de carga.<br />

Permite actuar inmediatamente<br />

añadiendo más bulones.<br />

Boca escalonada para perforaciones<br />

muy direccionadas ,

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