ENTIBACIONES
Asignatura: Geotecnia y Fundaciones U ni v er si d ad T ec n ol óg ic a M et ro o l it an a
Integrantes: Oscar Silva E! #aldivia Felie $eiva M! Se%asti&n Salas! Ad&n "uentes! INTRODUCCION
Profesor: "atricio
Las excavaciones a cielo abierto pueden ser permanentes o temporales dependiendo de la necesidad que exista en la ejecución de una obra. Como por ejemplo, los cortes ejecutados para la construcción de caminos o ferrocarriles, las cuales facilitan la ejecución de la obra, corresponden a excavaciones de uso permanente, mientras que las de uso temporal una vez que cumplen con el propósito de su excavación son rellenadas. Frecuentemente se tiene el problema de realizar excavaciones temporales las cuales posteriormente serán rellenadas, como por ejemplo, las zanjas para la instalación de tuberías enterradas. En ocasiones, especialmente en zonas urbanas, es necesario realizar excavaciones con paredes verticales, por lo tanto , no es posible realizar excavaciones con taludes , los cuales dan una maor estabilidad, amenos que las características resistentes de terreno permitan taludes verticales con la altura requerida, aun en estos casos los taludes verticales son demasiado ries!osos para el personal que realiza faenas en ellos, por lo tanto, las posibilidades de accidentes son demasiado altas. La causa más importante de las muertes relacionadas con los trabajos en excavaciones es el derrumbamiento de las paredes de las mismas, que puede ocasionar el aplastamiento o la asfixia de los trabajadores. Las paredes de la excavacion pueden resultar debilitadas a consecuencia de actividades realizadas en el exterior, es por esto que en al!unos países existen códi!os los cuales imponen la sujeción de las paredes verticales de la excavación. " esta sujeción provisional se le denominada entibacion, este sistema se utiliza principalmente en excavaciones de poca anc#ura, las cuales permiten acodalar o apuntalar el revestimiento de una pared contra el de la opuesta, transmitiendo los empujes de las tierras de una a otra atrav$s de los puntales siendo compensados entre si% fig. 1&, si se da el caso en que la excavación es demasiado anc#a, los empujes se transmiten #acia el suelo mediante puntales inclinados % fig. 2 &. &.
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Existen varios tipos de entibaciones la elección adecuada de un sistema de protección de los trabajadores, depende del terreno,las condiciones del entorno, el estudio de mecanica de suelos los costos asociados a la faena. Como sabemos la ma!nitud del empuje del terreno es proporcional a la profundidad de la excavación, es decir, a maor profundidad maor será el empuje del terreno %fi!. )&. La resistencia del terreno, la presencia de a!ua las vibraciones ori!inadas por la maquinaria o por otras causas próximas, son factores que afectan a la estabilidad de las excavaciones. Los terrenos en los que se #a practicado una excavación con anterioridad, nunca recuperan su resistencia. La acumulación de a!ua en una excavacion, independientemente de su profundidad, es indicativa de la situación más peli!rosa. Es preciso tener en cuenta la clase del terreno evaluar el escenario de la construcción. *n plan de se!uridad salud adecuado de un proecto debe dar respuesta a las condiciones ries!os sin!ulares del mismo. Los terrenos se pueden clasificar en dos !randes !rupos+ co#esivos !ranulosos.
Los terrenos co#esivos contienen un mínimo del ) - de arcilla si se amasan en forma de cilindros de / mm de lon!itud mm de diámetro se suspenden de un extremo, no se rompen. Las paredes de las excavaciones practicadas en terrenos co#esivos se mantienen verticales durante cortos períodos de tiempo. Estos terrenos son responsables de tantas muertes por derrumbamiento como cualquier otro tipo de terreno, a que el terreno aparentemente es estable , a menudo, no se toman precauciones. Los terrenos !ranulosos consisten en limos, arena, !rava o material de maor tama0o. Estos tipos de terreno, cuando están #1medos, ofrecen una co#esión %por ejemplo los castillos de arena& cuanto más finas son las partículas, maor es la co#esión. 2in embar!o, cuando se encuentran sumer!idos o están secos, los terrenos !ranulosos de tama0o más !rueso se desmoronan inmediatamente, #asta alcanzar un án!ulo de estabilidad, comprendido entre )/ 34, se!1n la forma redondeada o an!ular de sus partículas. 5tro aspecto fundamental a considerar al momento de realizar entibaciones son los costos asociados a la realización de las mismas, a que este corresponde a un porcentaje importante del costo asociado a las excavaciones. 6or ejemplo, suele ocurrir que las empresas constructoras sin experiencia en construcción de edificios sobre dunas no consideran en sus presupuesto una partida asociada a entibaciones, lo cual se traduce en serios problemas presupuestarios, lo cual !enera que los profesionales traten de no usarlas, lo que conlleva un alto ries!o a la inte!ridad física de los trabajadores.
TIPOS DE ENTIBACIONES para utiliza un sistema de entibacion adecuado , debemos conocer las carastericticas propiedades de cada tipo. En este informe analizaremos principalmente las entibaciones metálicas, a que no poseen norma la cual las re!ule, mientras que las de madera están re!uladas por 7c#)38.5f(888 Construcción 9:;isposiciones de se!uridad en excavación<, las cuales analizaremos brevemente. ENTIBACIONES DE MADERA:
Es el sistema mas anti!uo el cual #a sido reemplazada por las entibaciones metálicas pero no por ello #an dejado de de cumplir las solicitaciones requeridas. Este sistema a se usaba en nuestro país para la construcción de los sistemas de evacuación de a!uas lluvias de la comuna de 2antia!o a principios del si!lo pasado. Ventajas:
6ermite diferentes anc#os de excavación. 2u realización implica materiales de fácil acceso. Costo razonable. Es recomendable para excavaciones poco profundas de corto tiempo de ejecución. 2e recomiendan cuando la solicitación no es tan importante la excavación no comprometa la capa de la napa subterránea. • • • •
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Desventajas:
=iene limitaciones tanto en la altura de excavación como de la cantidad de soporte la cual dependerá exclusivamente de los puntales de soporte del la madera ele!ida para dic#o efecto. 2u confección es lenta, poco perecedera. Es necesario un mantenimiento constante en las placas de soporte en el clavado. >aor uso de mano de obra. >u baja vida 1til. 7o es recomendable para suelos con presencia de napas subterráneas. 2u forma puede dar lu!ar a elementos sometidos a torsión, #inc#amiento, pandeo. ;etermina un factor importante de ries!o a la #ora de colocación retiro de las entibaciones puesto que son colocadas una vez realizada la excavación final no otor!ando se!uridad en el periodo de realización de esta. •
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Clasificaciones de las entibaciones de ade!a:
Las entibaciones de madera se clasifican en dos !randes !rupos+
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Entibaci"n de ade!a Sei#Contin$a:
Es el tipo de entibación en el cual se reviste solamente el /- de la superficie de la excavación lateral. 2u resistencia esta definida por el tipo de uniones por la calidad de la madera %Fi!. './) Fi!. './3&. 2e pueden realizar como paneles prefabricados mediante un lar!uero piezas #orizontales clavados entre si. Los puntales pueden ser ajustables metálicos o puntales de madera. Los puntales metálicos son recomendables pues así se evitan problemas de torsión dentro del periodo de duración de la excavación. La !eometría de la entibación semi cuajada puede encontrarse en la norma La 7orma espa0ola =ecnoló!ica 7=E?";@A(8B %"condicionamiento del terreno. ;esmontes+ @anjas pozos& la cual nos provee dos maneras de determinarla+
(&? ;eterminación de la separación vertical 2 n cm entre los ejes de apoo en función del espesor mínimo E en mm del tablero del empuje total :q< en D!Acm o viceversa+
Representacion de la designación de las variables en una entibación semicuajada
;onde+ e+ Espesor de las piezas verticales. 2+ 2eparación vertical entre codales '&? ;eterminación de la separación entre codales, vertical 2 #orizontal > en función del espesor mínimo F en mm del empuje total :q< en !Acm.
Representacion de la designación de las variables en una entibación de madera semi-cuajada.
;onde+ >+ 2eparación entre puntales. F+ Espesor del travesa0o. 2+ 2eparación vertical entre codales
Vista lateral Entibación de madera Semi-Cuajada.
Vista Isomtrica Entibación de madera Semi-Cuajada
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Entibaci"n de ade!a Contin$a:
Es la entibación a la cual se reviste el (//- de la superficie en contacto con los lados de la excavación. 2u !eometría es básica, pudiendo reemplazarse los tablones lon!itudinales por planc#as laminadas o con tableros, de fibras >;F %>$dium ;ensit Fiberboard&, 52G Estructural, entre otros, obteniendo los mismos resultados, la cual será fijada con clavos entre sus distintas partes. La 7orma espa0ola =ecnoló!ica 7=E?";@A(8B citada previamente dispone dos tablas para la obtención de la !eometría básica de la estructura+ (&? ;eterminación de la separación #orizontal > en cm, en función del espesor mínimo :e< en mm del tablero del empuje total :q< en D!Acm'+
Representa la designación de las variables entibación de madera cuajada.
;onde+ >+ 2eparación #orizontal de pilares. e+ Espesor del tablero.
;eterminación de las separaciones entre codales, vertical 2 en cm #orizontal > en cm en función del espesor mínimo F en mm del travesa0o del empuje total :q< en D!Acm'
Representa la designación de las variables entibación de madera cuajada.
;onde+ >+ 2eparación #orizontal entre puntales. F+ Espesor del 6untal. 2+ ;istancia máxima o lon!itud del tablero.
Vista lateral Entibación de madera Cuajada.
Vista lateral Entibación de madera Semi-Cuajada
La elección del tipo de entibación a utilizar lo podemos apreciar dentro de la si!uiente tabla otor!ada por La 7orma =ecnoló!ica 7=E?";@A(8B la cual su!iere lo si!uiente+
ENTIBACIONES META%ICAS:
Es el m$todo más moderno de sostenimiento de paredes de excavaciones para instalación de tuberías al!unas otras faenas similares. 2u uso industrializado se inició en la d$cada de los / su tecnolo!ía más difundida se ori!inó principalmente en "lemania. Harias empresas #an investi!ado distintos sistemas que permiten lo!rar altas cadencias que involucran una reducción importante de costos, un cumplimiento de los plazos comprometidos , por supuesto, una alta se!uridad para las personas que trabajan en las obras. En nuestro país no existían entibaciones metálicas con al!1n !rado de tecnolo!ía incorporado #asta el a0o (88I, despu$s de lo cual se #an incorporado paulatinamente una maor cantidad variedad de sistemas para su uso en distintas situaciones de suelos, profundidades, anc#os de excavaciones, lon!itud de tuberías, cadencias requeridas, etc. Ent!e s$s ventajas se c$entan las si&$ientes:
J 6ermite anc#os variados de excavación. J 6ermite entibar zanjas de variadas profundidades. J Kesiste car!as de empujes de suelo elevadas. J Es un sistema flexible en cuanto a la lon!itud de la tubería a instalar. J Gaja utilización de mano de obra se!uro en lo que se refiere a la inte!ridad del personal a car!o. J El sistema de entibación se instala conjuntamente con la excavación, por lo que las paredes de la zanja siempre están prote!idas, evitándose desmoronamientos. J 6ermite muc#os usos. J 7o se requieren equipos adicionales a los de excavación para su instalación, a que $sta se efect1a con la misma excavadora. J "l ser simultáneo el proceso de excavación con el de instalación de la entibación, la cadencia en la instalación de tuberías es alta. J El extremo inferior de las entibaciones no lle!a #asta el fondo de la excavación, lue!o, al extraer la entibación no se altera la estructura de los rellenos laterales de los tubos, sin la consi!uiente p$rdida de #omo!eneidad compactación de los rellenos. J La extracción es relativamente sencilla, incluso en presencia de suelos expansivos, a que la separación entre los paneles es re!ulable de esta forma, antes de extraerlos, se sueltan los puntales con lo que las presiones del suelo se relajan, permitiendo la extracción de las entibaciones. J 2i un panel o !uía se encuentra con un bolón, un obrero puede fácilmente sacarlo continuar con la instalación. J Las entibaciones pueden, en forma se!ura, extraerse a medida que se efect1a el relleno, por lo que se ase!uran rellenos compactados de alta calidad, lo que a su vez involucra, cuando corresponde, pavimentos superiores confiables en cuanto a su durabilidad. J "l!unos de los sistemas %con !uías deslizantes& pueden utilizarse como moldajes
provisorios exteriores en caso de cajones recolectores de a!uas %caso de ductos cuadrados o rectan!ulares con paredes verticales&. Coo desventajas de las entibaciones et'licas se c$entan las si&$ientes:
J 7ecesidad de armarlas en cada obra esto se aten1a con una adecuada capacitación del personal a car!o. J Las entibaciones metálicas con incorporación de tecnolo!ía de 1ltima !eneración %anc#os re!ulables, extremos con resortes que permiten flexibilidad en el paralelismo entre paneles, puntales re!ulables en altura con el objeto de permitir la instalación de tubos de maores diámetros&, no se encuentran en el mercado nacional tienen una demora de entre!a en C#ile del orden de 3 meses sin embar!o, esto se #a solucionado con varias importaciones efectuadas en los ' 1ltimos a0os, que permiten contar en la actualidad con una importante disponibilidad de arriendo de distintos sistemas de entibaciones en un plazo mu corto. Ti(os de Entibaciones Met'licas
Existen varios tipos, entre los cuales destacan principalmente tres+ •
Sisteas de Cajones
El sistema de cajones es un elemento de entibación para obras subterráneas con profundidades medias entre ) a metros, aproximadamente. Las riostras o puntales estándar para entibaciones sus elementos de extensión, junto con los paneles, forman un conjunto de entibaciones robusto versátil, que puede instalarse con una excavadora de '/ ton %la misma que #ace la excavación&, permitiendo instalar tuberías de #asta ) m de lar!o sin procedimientos especiales de maor lon!itud con vi!as de refuerzo, que evitan puntales intermedios.Cada módulo tiene ), m de lar!o ',3 m de altura, lo que puede llevarse a ),8 ,3 m de profundidad mediante el uso de extensiones verticales. El anc#o es variable extensible, entre ( m ) m o más.
El procedimiento de uso es, en resumen, el si!uiente+ J 6reparación de una preexcavación del lar!o del módulo, / cm a ( m de profundidad del anc#o de la excavación. J Colocación de un módulo en la preexcavación. J Excavación con el balde de la excavadora al interior del cajón, empujando los paneles alternadamente #acia abajo con el balde %lleno con tierra&, de modo de introducirlos en el terreno a medida que se excava %mediante el uso de vi!as protectoras de paneles, para no da0ar $stos&. J *na vez que se lle!a cerca del fondo de la excavación, se excava #asta lle!ar aproximadamente a (/ cm del fondo, para retirar esta 1ltima capa a mano,
estando los trabajadores completamente prote!idos de cualquier ries!o de desmoronamiento. J Colocación compactación de la base de apoo de la tubería. J nstalación de la tubería. J Kellenos laterales compactados. J Ketiro de los cajones a medida que se efect1an los rellenos compactados. J Kepetición del proceso con los cajones más adelante del trazado. Este sistema es el más utilizado para la solución de entibaciones siendo el más requerido en el mercado c#ileno.
Criterios de !tili"ación Sistema Cajones#Elaboración $ropia.
Vista %rontal Entibaciones &et'licas( Sistema Cajón.#Elaboración $ropia.
Vista Isomtrica Entibaciones &et'licas( Sistema Cajón con detalle ampliación de la es)uina superior para demostrar empotrado del codal con el panel.#Elaboración $ropi
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Sisteas con )$*as Desli+antes
2istema de !uía deslizante podemos discriminar dos tipos+ Sistea Doble Co!!ede!a:
Este sistema se compone de ' paneles base por lado, entre ) 3 metros de lar!o entre ' '. metros de altura, con una altura total entibada de '.3/M'.3/N3.I/ m%dimensiones que pueden variar se!1n el proveedor& %Fi!. '.(( Fi!. '.('&. Esta altura puede implementarse con pilares de apoo de maor enver!adura pudiendo resistir la car!a de #asta ) paneles los que lle!an a una altura superior a los B metros. Los paneles se deslizan por un riel doble corredera instalando el panel superior por la parte externa del riel el panel inferior por la parte interna. "l estar los paneles superiores e inferiores en distinto plano se reduce el rozamiento de $stos con el terreno por tanto su ad#esión al mismo. "demás, esto permite extraer los paneles inferiores sin mover los superiores, lo que involucra una !ran eficiencia en el proceso de rellenos compactados. El anc#o interior entre paneles varia entre (.// (.'/ m 6ara maor anc#o interior se colocan extensiones de los puntales, pudiendo lle!ar a ) m más. Este m$todo no implica !ran diferencia en avance en relación al sistema de cajones pero permite una maor velocidad en la ejecución del relleno la compactación pues se pueden retirar los paneles inferiores, rellenar lue!o sacar la parte superior de la estructura lo que implica un maor !rado de se!uridad en esa faena. *tiliza un elemento de refuerzo usado como !uía lateral el cual posibilita un deslizamiento de paneles en distintos niveles planos para su fácil colocación extracción, con ello reduce el roce producido por las paredes de la excavación los paneles pues la presión se #ace en paneles independientes no en toda la estructura en si.
Vista %rontal Entibaciones &et'licas( Sistema *oble Corredera .#Elaboración $ropia
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Sistea Pa!alelo:
Este sistema compone de dos paneles base por lado de dimensiones entre ) 3 metros de lar!o entre ' '. metros de altura cAu mas un panel extensión por lado de #asta una altura de (. metros %dimensiones que pueden variar se!1n el proveedor&. El anc#o libre interior estándar entre paneles es de /.B m. se a!re!an extensiones de vi!as para lo!rar el anc#o requerido para cada obra, lle!ando a I m más. El funcionamiento de este sistema es el mismo que el de ;oble Corredera, pero nos permite un anc#o interior muc#o maor la altura libre para la colocación de tubos puede lle!ar a ser de ) m o mas. El sistema 6aralelo se puede utilizar, además, como moldaje exterior para cajones de #ormi!ón in situ u otras obras similares, colocando una capa de poli estireno expandido de / mm adosado a los paneles. Este sistema permite maores luces puesto que se utiliza como puntales vi!as perfil :O< que dependiendo de sus dimensiones cambian la resistencia final de de la entibación. Las vi!as son inextensibles, por lo mismo, la posición o dimensión final de la excavación debe estar presentada en una sola solución. 6ermite dos estados de trabajo. ;entro de las ventajas más importantes tenemos una maor resistencia mecánica, lo que permite su uso en condiciones extremas.
%ig. 2.1+ Vista %rontal Entibaciones &et'licas( Sistema $aralelo designando las posibles posiciones del Carro &óvil .#Elaboración $ropia
%ig. 2.1, Vista Isomtrica Entibaciones &et'licas( Sistema $aralelo con detalle ampliación de la es)uina superior.#Elaboración $ropia. # C!ite!io de Utili+aci"n:
6ara ambos m$todos del sistema de !uías deslizantes los criterios de utilización es el mismo. 2olo difieren en la !ran capacidad de soporte lateral del sistema paralelo por la utilización de perfiles :O< .
CONC%USION:
Como conclusión podemos decir que el uso de entibaciones metálicas industrializadas, con tecnolo!ía de 1ltima !eneración, permite, para las obras consistentes en la colocación de tuberías en zanjas obras similares, obtener las si!uientes ventajas+ J 6ermite ser usado en distintos tipos de suelo, con anc#os profundidades de excavación variables. J Cumplir con los avances rendimientos preestablecidos. J Cumplir con los costos previstos. J Contar con un sistema d1ctil que permite superar exitosamente las inevitables modificaciones e interferencias del proecto. J Es un sistema que utiliza una reducida cantidad de mano de obra. J Con un mínimo cuidado, es un sistema reutilizable muc#as veces. J 6roporciona se!uridad a las personas a los equipos de obra. En C#ile a se #an utilizado exitosamente el sistema de entibaciones metálicas en varios proectos.
Biblio&!af*a: #ttp+AAin!enieria?civil'//8.blo!spot.comA'//8A/Aentibaciones?metalicas.#tml #ttp+AAPPP.elconstructorcivil.comA'/((A/)Aentibaciones?para?zanjas?vaciados? .#tml #ttp+AAPPP.e?seia.clAarc#ivosA"nexoQ)QEntibaciones.pdf #ttp+AAicc.ucv.clA!eotecniaA/)QdocenciaA/)QclasesQcatedraAclasesQcatedraQms(A/8 QcorteQaQcieloQabierto.pdf #ttp+AAcbertesis.uac#.clAtesisAuac#A'//BAbmfciv383cAdocAbmfciv383c.pdf #ttp+AAPPP.zonain!enieria.comA'//8A/Aapuntes?trabajos.#tml
