Instituto nacional de México. Instituto tecnológico de Zacatepec. Maquinaria pesada y movimiento de tierras. ¿Qué es un muro Milán? ¿Dónde interviene la maquinaria en su construcción? Proceso o etapas etapas de construcción.
Pérez Hernández Jesús. Grupo: NA. Profesor: Baeza castillo Antonio. Fecha de entrega: 26 de octubre del 2017
¿QUÉ ES UN MURO MILÁN? El muro Milán, diafragma o pantalla se puede definir como una pared tablestaca de concreto reforzado conformada en el subsuelo y que indistintamente recibe alguno de esos dos nombres, es un ingenio constructivo que ha influenciado notablemente en la construcción de estructuras alojadas en el subsuelo y sistemas subterráneos de transporte urbano en muchas ciudades del mundo; su función principal es la de servir como elemento de sostenimiento temporal de zanjas longitudinales abiertas en la masa de suelo y también se ha empleado extensamente para estabilizar excavaciones profundas para la construcción de cimentaciones. La variedad de sus aplicaciones cada día es mayor y la calidad que se le puede dar también ha mejorado, incremento su empleo como muros estructurales definitivos tanto en cajones para Metros, en cimentación de edificios, en simples muros de contención y muros de protección contra inundaciones. Otra frecuente aplicación es para la construcción de muelles marginales en regiones sísmicas. En nuestro país se le utilizó por primera vez en la construcción del Metro de la ciudad de México, posteriormente se le adoptó en los muelles de los puertos Lázaro Cárdenas, Altamira y Dos Bocas; se empleó ampliamente como sostenimiento temporal en las excavaciones de la 2° etapa de la siderúrgica SICARTSA. En edificios poco se ha usado, pero se advierte que su utilidad será creciente en el futuro. En la ciudad de México el muro Milán se empezó a aplicar en 1967, y tomó dos años desarrollar la habilidad de construirlo con la calidad que tenía en ese entonces en Europa; en los siguientes 17 años se le construyó sin cambio ni mejora alguna. Hasta 1985 se despertó el empeño de depurar y actualizar la técnica de construcción, la Comisión de Vialidad y Transporte (COVITUR) impulsó en 1987 y 1988 investigaciones experimentales de campo, desgraciadamente ese esfuerzo se perdió sin generar un verdadero cambio. Se podría decir que en 1992 de nuevo se despertaron las inquietudes por depurar la técnica de construcción del muro, pero los logros fueron muy limitados.
DISEÑOR DE MURO MILAN. En el diseño de un muro diafragma o muro Milán, es fundamental conocer la respuesta del suelo ante los cambios provocados por la excavación, ya que ésta origina un alivio de los esfuerzos totales, por la remoción de suelo y agua, cuyo resultado es el movimiento de la masa de suelo, por lo que el diseño se debe concentrar en el control y mitigación de las deformaciones inducidas. El control de estos movimientos es importante ya que su magnitud puede dañar a estructuras adyacentes o a los servicios públicos. La respuesta del suelo está influenciada principalmente por los siguientes factores: (1) dimensiones de la excavación; (2) propiedades de los suelos; (3) control y abatimiento del nivel freático; (4) proceso y secuencia constructiva; (5) tipo de soporte y apuntalamiento; (6) cercanía de edificios y de servicios públicos; (6) sobrecargas temporales. Por simple lógica se puede advertir, que cuanto más grande es la excavación mayor es el alivio de los esfuerzos totales y por lo tanto mayores los movimientos del suelo. En el caso extremo, una excavación profunda débilmente soportada puede originar una falla general por esfuerzo cortante de los suelos. El tiempo que dure una excavación abierta y más si ésta tiene control de los niveles de agua, afecta de manera directa a las propiedades el suelo. Si supones una excavación que pudiera realizarse de forma instantánea, los esfuerzos y deformaciones que experimentaría el suelo serían en una condición de no flujo de agua, sería una condición no drenada. Por el contrario, si la misma excavación se realizara en un tiempo infinito, los esfuerzos y deformaciones en el suelo ocurrirían con flujo de agua, por lo que la excavación se realizaría en una condición drenada. En general los procesos de excavación se realizaran en un tiempo finito que representan una condición parcialmente drenada. De manera práctica se puede suponer excavaciones en suelos cohesivos se pueden considerar que responden a un comportamiento no drenado; con el mismo criterio se puede suponer que exacciones que se realicen en suelos granulares responden a un comportamiento drenado.
DISEÑO ESTRUCTURAL. El proceso del diseño involucra tanto al ingeniero estructural como al geotécnico. El geotécnico establece los parámetros como los empujes de suelo e hidrostático, la resistencia y módulos de rigidez del suelo, los criterios sísmicos en términos de deformación o esfuerzo; los parámetros se definen a través de fórmulas simples o con análisis no lineales de elementos finitos, en los más modernos se considera explícitamente la interacción suelo-estructura, sin embargo, son limitados en el sentido del modelado estructural. El estructurista aplica a su modelo las presiones, la rigidez del suelo es definida en términos de constantes de resorte, o módulos de reacción, por lo que las presiones son independientes de las deformaciones. Los métodos de equilibrio límite son adecuados para predecir las cargas de falla, sin embargo, no son capaces de determinar las deformaciones asociadas. Dado que el proceso constructivo es evolutivo, el modelo de análisis debe contemplar de desarrollo de las presiones y deformaciones conforme se realice la excavación. Los modelos utilizados con más frecuencia son: (a) los modelos con resorte, y (b) los modelos de elementos finitos.
¿DÓNDE INTERVIENEN LA MAQUINARIA EN SU CONSTRUCCIÓN?
EN LA EXCAVACIÓN: Se identifica como tablero a un tramo de zanja que se profundiza con una máquina excavadora vertical, o almeja para muro Milán, colocada en tres posiciones para alcanzar una longitud horizontal típica de unos 6 m y de la profundidad requerida; en cuanto al ancho, primero el de la excavación y después del muro terminado, usualmente es de 60 y 80 cm. La longitud precisa de la zanja queda condicionada por la de cada segmento de muro, más el ancho de la junta o juntas temporales de colado. También se utilizan: Cuchara bivalva o zanja dora de doble almeja: estas piezas o suelen pesar entre 13 y 19 toneladas. La profundidad de su excavación llega desde 25 a los 250 metros, el ancho de dicha zanja estará determinado por el grosor del muro.
o
Hidrofresadora: esta puede ser operada utilizando una grúa sobre orugas. Cuenta con dos pares de ruedas de corte que se ubican en la parte inferior del cabezal de corte. Su función es triturar el material del suelo a medida que el cabezal va descendiendo dentro de la zanja.
PARA LA REALIZACION DE LODO BENTONITICO. o
Planta tratadora de lodos bentoniticos: es necesario tener las instalaciones necesarias que recibirán mediante mangueras el lodo contaminado, lo limpiaran y lo recircularan otra vez mediante mangueras hacia la zanja.
PARA COLOCACION DE ACERO. o
Grúa de rodamiento con orugas con aguante suficiente para el traslado y la colocación del acero de refuerzo.
PROCESO O ETAPAS DE CONSTRUCCIÓN CON LA MAQUINARIA PESADA. La construcción del muro Milán requiere procesos complejos que serán desarrollados en este documento, podemos determinar las siguientes 6 etapas:
Trazo topográfico de la trayectoria del muro. Construcción de un brocal o muro guía. Excavación y vaciado de lodo bentónico. Izado y colocación de encofrados o juntas machimbradas. Izado y colocación de armado de refuerzo. Colado de concreto.
1. Trazo topográfico de la trayectoria del muro: consiste en marcar sobre el terreno la ubicación precisa en donde se construirán los muros de contención. Es importante tomar en cuenta los muros de contención. Es importante tomar en cuenta los muros de las construcciones vecinas en caso de que las haya, para no acercarse mucho a ellas e inferir con su cimentación. Si no hay construcción adyacentes, es necesario delimitar de forma precia el terreno y realizar un trazo exacto de la trayectoria en la que el proyecto exija la construcción de los muros Milán. 2. Construcción de brocal o muro guía: 2.1 después de realizado el trazo preciso de la trayectoria del muro, debe excavarse una zanja de aproximadamente 1 m de profundidad, su anchura debe considerar el grosor del muro Milán, ya que, posteriormente, serán las mismas paredes de la excavación las que servirán como cimbra durante el vaciado de concreto. 2.2 El brocal o muros guía es un murete de concreto armado que se realiza en los bordes a ambos lados de esta primer zanja. Suelen tener de dimensiones entre 70 a 100 cm de altura, y entre 10 y 50 cm de espesor. La construcción de este murete es importante por las razones descritas a continuación. 2.2.1 Guiar la maquinaria que excavara la zanja profunda, es decir mantener verticalidad de hidrofresadora 2.2.2 Evitar la caída de terreno de la zona superior de la zanja por efecto del golpe del elemento excavador. 2.2.3 Facilitar que el lodo bentonitico se mantenga aproximadamente al nivel de la superficie de trabajo,
haciendo que la presión del lodo sea superior que la del posible nivel freático, y permitiendo, con ello, que el lodo actué correctamente sobre las paredes de la zanja. 2.2.4 Servir de soporte a la armadura de los paneles se colgara del murete guía.
3. Excavación y vaciado de lodo bentonitico. 3.1 Una vez terminado el brocal o muro guía, se procede a seguir excavando, para lograr la profundidad deseada en la zanja del muro Milán. Como ya sabemos, la maquinaria utilizada para esta tarea consiste en zanja doras de doble almeja o hidrofresadoras, que extraerán el terreno, manteniéndose completamente verticales gracias a la ayuda del brocal.
4. Izado y colocación de encofrados o juntas machimbradas: el muro Milán nunca se construye de forma continua en toda su extensión, si no que se secciona en partes para que sea más controlable la excavación, el vaciado del lodo, al posterior introducción del armado de refuerzo y sobre todo, el colado. 5. Izado y colocación del armado de refuerzo. Como cualquier muro de concreto, el muro Milán requiere de un armado de varillas de acero, previamente fabricado, que será introducido en la zanja, izándolo mediante
una grúa y metiéndolo poco a poco en la excavación, con la ayuda de rodetes. Todo este proceso se realiza con la presencia del lodo bentónico. 6. Colado de concreto: una vez colocado el armado de refuerzo, se procede a vaciar el concreto en la zanja. Es necesario tomar en cuenta lo siguiente: 6.1 Al vaciar el concreto, la zanja está llena de lodo bentonitico. 6.2 Para evitar que el concreto se contamine al mezclarse con el lodo, es necesario iniciar el proceso de vaciad desde abajo hasta arriba, mediante un tubo llamado “tubo tremie pipe”. Como la
densidad del concreto es superior a la de los lodos bentónicos, quedara por debajo del lodo, y estos se pueden ir extrayendo en la superficie. Una vez colados todos los tramos que componen al muro, se construye una viga de coronación, consiste en una trabe de hormigón que una la pared superior de todos los paneles. Pero antes de ejecutar se debe sanear el hormigón de la cabeza en los paneles o pantallas que pudieran estar contaminados por lodos. Las vigas de coronación tiene la misión de hacer que todos los paneles trabajen de conjunto. Una vez realizados todas las operaciones previas, puede proceder a la excavación del recinto.
