Diseño de muros pantalla (3): FASE DE PREDISEÑO ( segunda parte )

Esta entrada es continuación de la entrada “Diseño de muros pantalla (2): FASE DE PREDISEÑO ( primera parte )” en la cual expuse el PASO 1 de la FASE PRESIDEÑO de un muro pantalla, antes de continuar, en el caso que no se haya hecho, aconsejo visitar las entradas siguientes:

• Diseño de muros pantalla (1)  en esta entrada presento la metodología que sigo en el diseño de muros pantalla.
• Diseño de muros pantalla (2): FASE DE PREDISEÑO ( primera parte ) esta entrada es la primera parte de la FASE DE PREDISEÑO y expongo criterios para prediseñar el empotramiento del muro pantalla.
 

Ahora lo que toca es estimar el número de apoyos y el espesor del muro, vayamos a ello.

PASO 2: DETERMINAR NUMERO DE APOYOS Y ESPESOR DEL MURO

Considero el parámetro de la altura de excavación efectiva entendiendo éste como la altura de excavación real, por debajo de la cota de aplicación de cargas generadoras de empuje, más una excavación ficticia que valora la existencia de sobrecargas que puedan generar empuje sobre el muro pantalla.

La excavación ficticia tendrá el valor de un metro por cada 2 T/m2 de sobrecarga en el trasdós. Si la sobrecarga está alejada del trasdós, este valor se afectará por un coeficiente que variará linealmente entre 1 y 0,5 en función de la distancia del inicio de la sobrecarga al muro pantalla, teniendo un valor de 1 para una sobrecarga en todo el trasdós del muro pantalla y 0,5 para una sobrecarga situada a 0,75 la altura de excavación, para distancia mayor el valor será nulo.

En función de la altura de excavación efectiva se relacionan los parámetros siguientes:

·         Interdistancia efectiva máxima: Es la distancia máxima existente entre apoyos, considerando tanto los apoyos en fase de servicio como en fase constructiva.

      En caso de no presencia de nivel freático sobre la cota de excavación considero que el empotramiento de la pantalla es un apoyo situado a 1,00 metro bajo la cota definitiva de excavación y 2 en caso de presencia, por lo que en fase constructiva las interdistacias son entre 1 y 2 metros superiores a las distancias entre apoyos.

      Así mismo considero que la interdistancia efectiva en la primera fase de excavación realizada en voladizo es 1,5 veces la excavación efectiva en voladizo.

·         Canto del muro pantalla: Considero los cantos comerciales 45, 60, 80 y 100 cm. soy consciente de la existencia de cantos superiores en el mercado (120 y 150 cm.), pero no los considero en esta fase.

Estos parámetros se relacionan entre ellos en las siguientes gráficas, os adjunto dos gráficas, una sin presencia de nivel freático por encima de la cota definitiva de excavación y otra con presencia de nivel freático, las unidades son en metros.

El procedimiento a realizar en este paso es el siguiente:

1.      Determinar la altura efectiva de excavación.

2.      Analizar la contención en fase de explotación, determinando la máxima interdistancia. Con esa máxima interdistancia obtendremos un canto recomendado para la fase de explotación.

3.      Tantear diferentes combinaciones de cantos e interdistacias en fase constructiva contemplando diferentes escenarios de construcción y considerando que los cantos tanteados serán igual o mayor al determinado en el paso anterior.

      Debe valorarse que cada interdistancia considerada implicará la utilización de una u otra gráfica en función de si el nivel freático está o no entre los apoyos considerados.

Las dudas que se os pueden ocurrir durante la aplicación de este paso serán muchas, pero no olvidemos que el objeto de este paso es únicamente obtener unos valores de canto e interdistancia entre apoyos que puedan ser un buen inicio del proceso de diseño.

Os muestro dos ejemplos:

EJEMPLO 1

Muro pantalla típico de edificación contra medianera, realizándose tres niveles de sótano para aparcamiento. El edificio vecino tiene 6-7 alturas. Existe nivel freático a unos 7 metros de profundidad.

·         Altura efectiva de excavación de 12 metros (9+3).

·         Máxima interdistancia en fase de explotación de 3 metros, considerando que el nivel inferior está bajo nivel freático utilizo la gráfica que considera la presencia de nivel freático y veo que hasta una interdistancia de 4 metros es factible utilizar un espesor de 45 cm.

·         En fase constructiva considero que lo más problemático será la fase inicial en voladizo y el tramo bajo nivel freático. En la fase inicial, utilizando la gráfica sin presencia de nivel freático, determino que la máxima interdistancia admisible para un canto de 45 es de 6m, por lo que como máximo en la primera fase podré bajar la excavación un metro. Así mismo en el tramo final, si tengo la limitación de 6 metros, implica que el último apoyo (anclaje o puntal) los deberé colocar como máximo 4 metros sobre la cota máxima de excavación. Por lo tanto entre el primer nivel de apoyo y el último quedarán unos 5,5 metros, muy cerca de los 6 metros de límite.

Lo anterior me lleva a que un prediseño adecuado estaría entre una pantalla de espesor 45 cm con tres niveles de apoyo o una de 60cm con 2 niveles de apoyo. Personalmente optaría por la de canto 60 cm.

EJEMPLO 2:

Muro pantalla para estación de ferrocarriles enterrada en entorno urbano realizada con la técnica del cut&cover. No existe nivel freático y hay una distancia entre los edificios y la estación de unos 5 metros.

  

·         Altura efectiva de excavación de 23 metros (19+4).

·         Máxima interdistancia en fase de explotación de 8 metros, considerando la no existencia de nivel freático utilizo la correspondiente gráfica y llego a un espesor de 100 cm, cabe decir que está bastante cerca del rango de 80 cm.

·         En fase constructiva podría valorar varias disposiciones, de hecho se podría valorar la colocación de un único apoyo, además de la cubierta superior, pero entonces tendríamos interdistancias del orden de 11-12 metros, las cuales están dentro del rango del espesor 1,00 metro, pero al límite. Con dos apoyos, además de la cubierta superior obtendremos interdistancias del orden de 8 metros, coherentes con el espesor de 1,00 metros

Lo anterior me lleva a un prediseño de pantalla de espesor 100 cm. con tres niveles de apoyo, uno correspondiente a la losa superior y los otros a unas cotas aproximadas de -7,00 y -15,00.

Gracias por el tiempo que me habéis dedicado

juanjo