Sistema de Barras Autoperforantes DYWI Drill de la Calidad Los servicios integrales de DSI...
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Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill
DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Tension-piles_05sw DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Tie-back-anchorage_02sw
DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Injection-works_02sw
DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Pile-foundation_02swDY_0897_010_BRP_02_Pikto_Uplift-control_01sw
DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Rock-fall-protection_03sw DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Ground-consolidation_02sw
DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Forepoling_03sw DY_0897_010_BRP_02_Pikto_Utility-and-hanger-bolts_02sw
Ingeniería Civil
Estabilización de Taludes
Protección contra Caída de Rocas
Anclajes
Consolidación de Terrenos
Control de Subpresiones
Pilares
Cimentación con Pilas
Tirantes
Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill
Campos de Aplicación
Subterráneo
Pernado del Frente
Pernado de Techos y Paredes
Trabajos de Inyección
Pernado Radial
Estabilización de Portal
Enfilaje
Estabilización de Bloques
Ganchos de Servicios
2
Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill
Contenido
Introducción ..................................................................................................................4
Principales Ventajas ......................................................................................................5
Componentes del Sistema ............................................................................................6
Perno de Roca y Suelo ..................................................................................................8
Anclaje al Terreno ........................................................................................................10
Micropilote ..................................................................................................................12
Enfilajes Cortos y Lanza de Inyección .........................................................................14
Especificaciones .........................................................................................................16
Protección contra la Corrosión ....................................................................................20
Brocas .........................................................................................................................22
Instalación Autoperforante ..........................................................................................24
Ensayos y Monitoreo ...................................................................................................27
Referencias Adicionales ..............................................................................................29
Accesorios del Sistema ...............................................................................................30
Perno de Expansión S-D .........................................................................................32
Cabeza de Expansión .............................................................................................34
Cabeza de Anclaje Cedente ...................................................................................35
Cople Candado .......................................................................................................36
Acople de Sellado ...................................................................................................37
Acople Post-Inyección ...........................................................................................38
Tuercas de Servicio .................................................................................................39
Elementos de Anclaje .............................................................................................40
Equipo de Perforación de Rocas ............................................................................42
Adaptadores de Inyección ......................................................................................44
Bomba Mezcladora de Inyección ...........................................................................45
Medidor de Flujo-Presión de Inyección ..................................................................45
3
Introducción
El Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill es una solución de control de terrenos autoperforante usada en aplicaciones Subterráneas e Ingeniería Civil. En obras Subterráneas puede ser usada para pernado, pilotes de base, estabilización del frente, como elementos de enfilaje para pre-soporte o, como lanzas para trabajos de inyección.
El Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill también cubre un amplio rango de aplicaciones en Ingeniería Civil como pernos de suelo y rocas, micropilotes, o anclajes al terreno. El Sistema consiste en una herramienta “todo en uno” para perforación, barrido, inyección posterior o simultánea y finalmente como elemento portador de carga por si mismo.
La instalación en condiciones de terreno frágil o barrenos inestables no representa una dificultad y son ideales para la aplicación del Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill. DSI Underground tiene una larga experiencia en el diseño, desarrollo, fabricación, ensayo y distribución del Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill.
Sistema de Solución
Descripción del Sistema
■ Solución autoperforante para control de terrenos
■ Preferiblemente usada bajo condiciones de barrenos inestables
■ Instalación autoperforante sin el uso de encamisado usando una broca perdida
■ Instalación con máquinas perforadoras estándar de rotación o roto-percusión
■ Barra hueca con rosca izquierda continua, laminada en frío, utilizada como barra de perforación durante la instalación
■ Fácil extension de las barras huecas usando acoples
■ La inyección puede ser realizada tanto durante la perforación usando un adaptador rotatorio de inyección o después de la perforación
■ El perfil roscado permite una adherencia ideal entre la barra hueca y el cementante
Perno de Roca y Suelo
Anclaje al Terreno
Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill
Una Solución versátil para el Control de Terrenos
Micropilote
Lanza de Inyección
Spile (Enfilaje Corto)
4
Aseguramiento de la Calidad
Los servicios integrales de DSI Underground incluyen la concepción, diseño, planeamiento e instalación de sus sistemas asi como el manejo de la calidad y supervisión en obra.
Para satisfacer sus requerimientos y necesidades, DSI Underground ha implementado un proceso de
aseguramiento de la calidad para el Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill de acuerdo con los principios de manejo total de la calidad. Calidad significa seguridad y confiabilidad para nuestros clientes. Nuestro propósito es proveer un producto de calidad y seguridad a través de todo el proceso de manufactura y distribución.
Proceso de Aseguramiento de la Calidad
Principales Ventajas
■ Instalación autoperforante fácil y segura
■ Aplicación libre de problemas en barrenos inestables
■ Principio de operación fácil usando personal y equipos de perforación estándar de la obra
■ Perforación, instalación e inyección opcional en un solo paso operativo
■ Proceso de instalación probado en condiciones difíciles de terreno
■ Alternativa racional y eficiente comparada con métodos y productos de instalación encamisados que consumen tiempo
■ Mismo principio de instalación para todas las aplicaciones y condiciones de terreno
■ Minimización de la alteración del terreno ■ Diseño de brocas y diámetros pueden ser ajustados a condiciones de terreno diferentes y variables
■ Menor requerimiento de espacio para la instalación
■ Ajuste funcional de longitudes requeridas mediante el uso de acoples
■ El rango extenso de capacidades de carga de las barras huecas permite el dimensionamiento y adaptación del diseño
■ Sistema robusto y rosca de alta resistencia diseñada para las demandas de la industria de la construcción
■ Alto nivel de medidas de control de calidad entre todos los niveles de diseño y fabricación
QUALITYSAFETYRELIABILITY
Control de Calidad en el Proceso (Producción)
Control al Final de la Producción
Control de Materiales Despachados
Comentarios de los Clientes y Encuestas
Inspección de las Materias Primas
5
Componentes del Sistema
Elementos Básicos
■ Barra hueca ■ Usada como barra de perforación durante la instalación
■ Adecuada para inyección simultánea o posterior
■ Elemento a tensión o compresión
■ Acople ■ Rosca interior continua con tope en el medio o tope central
■ Transmisión de energía de perforación controlada
■ Capacidad de carga completa
■ Broca ■ Una broca por unidad instalada ■ Diferentes diámetros y diseños ■ Endurecida o con insertos de carburo ■ Optimizada para varias condiciones de terreno
Ejemplos de Diseño
6
Accesorios del Sistema
■ Elementos estructurales ■ Perno de expansión tipo S-D ■ Cabeza de expansión ■ Cabeza de anclaje flexible ■ Contra-tuerca ■ Tuerca en ojo y tuerca lazo ■ Tuerca en arco ■ Cabeza de anclaje invertida ■ Cople candado ■ Disco de compensación de ángulo ■ Vaina para longitude libre ■ Caperuza protectora
■ Perforación, inyección y monitoreo ■ Conector bayoneta ■ Adaptador de inyección ■ Adaptador rotatorio de inyección ■ Bomba mezcladora de lechada ■ Sistemas de inyección DYWI® Inject ■ Acople de sellado
■ Acople post-inyección ■ Adaptador de broca ■ Equipo de perforación de rocas ■ Centralizador ■ Medidor de flujo-presión de la inyección
■ Equipo para pruebas de extracción ■ Llave para barra de perforación ■ Herramienta de tensionamiento
Componentes del Sistema
Construcción de Anclajes y Cimentaciones
■ Tuerca ■ Versión hexagonal o domo ■ Tuerca cuadrada soldable ■ Diferentes diseños y dimensiones disponibles
■ Placa ■ Plana o domo ■ Diseño de placa ajustado a las demandas del sistema ■ Varias soluciones para compensación de ángulos y diseño especial de placas disponible
Ejemplos de Diseño
Cabeza de Perno con Placa Domo
Cabeza de Micropilote (Pila a Compresión)
Cabeza de Anclaje con Compensación de Ángulo
Cabeza de Anclaje Invertida
7
Perno de Roca y Suelo
Concepto Básico
Las agujas de suelo es una técnica de construcción generalmente usada para la estabilización de taludes naturalmente inestables o aseguramiento de taludes existentes extra-inclinados, así como para la estabilización de muros de contención o terraplenes. Para aplicaciones subterráneas, los pernos de suelo también se nombran como agujas en roca o pernos.
El concepto básico de un perno de suelo o roca está basado en la instalación de un elemento longitudinal de refuerzo en el terreno. Por lo tanto, este sistema
de carga difiere significativamente de los anclajes al terreno (tensionados) y pilas a tensión, ya que el perno es instalado sin tensión (Sistema pasivo). Por consiguiente, los pernos incrementan la capacidad de carga de toda la estructura y actúan como un grupo de elementos, resistiendo tanto las fuerzas de tensión como cortantes que actúan en los pernos. La distancia de centro a centro de los pernos debe ser escogida de tal forma que estos son capaces de actuar como un sistema completo de pernado. Antes de la instalación de los pernos, la excavación del frente es
generalmente soportada por concreto lanzado, elementos de concreto prefabricados, mallas o geotextiles. El diseño de la cabeza del perno depende de la aplicación y de la vida útil de la estructura.
Los sistemas de pernos convencionales consisten de barras sólidas roscadas que son instaladas en huecos pre-barrenados y después inyectados. Los pernos de suelo y rocas DYWI® Drill son instalados con acción autoperforante, y son inyectados bien sea de forma simultánea o posterior.
LechadaBroca Barra HuecaAcople Cabeza del Perno
Esquema
Aprobaciones
■ Aprobación Técnica Europea (ETA) ■ Aprobación Técnica Nacional en Austria (BmVIT)
■ Aprobación Técnica Nacional en Alemania (DIBt)
■ Aprobación Alemana para aplicación subterránea
■ Aprobación Técnica Nacional en Polonia (IBDiM)
■ Proyecto específico
8
Aplicaciones
Perno de Roca y Suelo
Características de Adherencia DYWI® Drill R32-400R
esis
tenc
ia a
la A
dher
enci
a [N
/mm
²]
Longitud adherida 2,5 x R32 (diámetro nominal externo)Longitud adherida 5,0 x R32Longitud adherida 5,0 x R32Valor de diseño de acuerdo a ETA-12/0603
0,0 0,4 0,8 1,2 1,60,2 0,6 1,0 1,4 1,8 2,00
4
8
12
16
2
6
10
14
18
20
Desplazamiento [mm]
9
Anclaje al Terreno
Concepto Básico
En Ingeniería Civil, los anclajes al terreno son elementos que son tensionados activamente a estructuras de soporte. Debido al tensionamiento activo del sistema, las deformaciones esperadas son minimizadas o completamente eliminadas. Los campos de aplicación son tanto temporales – como excavaciones y muros de contención – o permanentes, p.e. muros anclados o pilones.
Por definición, los sistemas de anclajes al terreno consisten de los siguientes tres componentes:
■ Longitud adherida: el anclaje es puesto en el barreno usando lechada de cemento (mortero), y es capaz de transferir las fuerzas al suelo portante por adherencia y fricción
■ Longitud no adherida (o libre): el tendon está separado de la pared del barreno usando una cubierta (vaina) la cual es sellada hacía el acople o barra hueca; la porción no adherida puede ser libremente extendida y el tensionamiento puede ser aplicado al sistema de anclaje
■ Cabeza de anclaje: transfiere la fuerza del anclaje a la subestructura (p.e. elementos de concreto prefabricados) que necesitan ser anclados
Los sistemas de anclaje al terreno de cable o barra sólida son instalados entre barrenos encamisados prefabricados y después inyectados. Los anclajes al terreno DYWI® Drill son instalados de forma autoperforante con una vaina pre-montada unida a la sarta de perforación durante la instalación.
Esquema
Broca Barra Hueca Lechada Vaina Estructura de SoporteElemento EstructuralCabeza del Anclaje
10
Perno de Expansión Autoperforante (S-D)
Anclaje al Terreno
Diagrama de Torque-Tensión Barra Autoperforante DYWI® Drill R32-280
Aplicaciones
Tuerca Hexagonal R32
Tuerca Domo R32
100 500 1.000300 700 1.200200 600 1.100400 900800 1.300 1.400
Torque [Nm]
0
40
80
20
60
100
120Fu
erza
de
Pre
-Ten
sión
[kN
]
Tuerca Domo R32 (±10%) Tuerca Hexagonal R32 (±10%)
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Micropilote
Concepto Básico
Sistema de cimentación con pilas que puede consistir tanto de una sola pila (monopila) o un grupo de pilas las cuales están conectadas unas a otras mediante un encepado. Los micropilotes son normalmente usados para el apuntalamiento de estructuras, especialmente en condiciones de espacio limitado o restricciones de tiempo. Por definición, los micropilotes consisten de elementos tubulares de
acero con un diámetro exterior en un rango aproximado de 60 - 200 [mm] (2,5 - 8,0 [in]). En general, los micropilotes actúan como un sistema de cimentación pasivo.
Los micropilotes DYWI® Drill son instalados de forma autoperforante, usando generalmente una broca de gran diámetro. La instalación es hecha con equipos de perforación rotatorios
o roto-percusivos, dependiendo de las condiciones del terreno y la longitud de instalación requerida. El llenado/inyección del barreno se puede hacer tanto de forma simultánea a la perforación o posterior. La lechada sirve como medio de unión el cual transfiere las fuerzas al suelo en términos de fricción. Una cobertura suficiente de lechada también mejora la protección contra la corrosión del sistema.
Aprobaciones
■ Aprobación Técnica Nacional en Austria (BmVIT)
■ Aprobación Técnica Nacional en Alemania (DIBt)
■ Proyecto específico
Esquema (Pila a Tension)
Concreto Lanzado o Concreto Structural
Tuerca Hexagonal
Contratuerca
Centralizador
Lechada
Barra Hueca
Placa Plana
Refuerzo
Refuerzo en el Cuello de la Pila
Acople
Broca
12
Micropilote
Ensayo de Transferencia de Carga (ETAG 013)
Aplicaciones
Car
ga A
xial
[kN
]
0 1,50,5 2,01,0 2,5 3,0 3,5 4,00
400
100
600
200
900
500
700
300
800
Desplazamiento [mm]
R51-800 0,95 x Fp0.2,nom 0,65 x Fp0.2,nom
13
Enfilajes Cortos y Lanza de Inyección
Concepto Básico
Los enfilajes cortos son usados como elementos de pre-soporte temporal para la estabilización del área de trabajo en la parte superior del túnel. Son instalados en la corona y hastiales del túnel, para asegurar la estabilidad del perímetro de la excavación hasta que se instale el revestimiento principal. Las lanzas de inyección son usadas para el transporte
preciso de inyecciones de lechada de cemento o con base en resinas a un área de inyección designada.
En caso de terrenos difíciles y de barrenos inestables, los enfilajes DYWI® Drill y las lanzas de inyección son la solución preferida para asegurar un procedimiento de instalación rápido y
seguro. Los enfilajes autoperforantes y las lanzas de inyección permiten el uso de equipos de perforación subterráneos (jumbos) disponibles en la obra; las barras huecas roscadas permiten una conexión durable y simple a cualquier sistema de mangueras de inyección.
Agujeros de Inyección Opcionales
Pruebas de Flexión
Esquema
Broca Acople
Barra Hueca
Mom
ento
Fle
ctor
[kN
m]
Curvatura Máxima [1/m]
Transición de Elástico a Plástico
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Enfilajes Cortos y Lanza de Inyección
Aplicaciones
15
Especificaciones
Unidades SI
Información Técnica Series R32
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad R32-210 R32-250 R32-280 R32-320 R32-360 R32-400Diámetro externo nominal De.nom [mm] 32
Diámetro externo real De [mm] 31,1Diámetro interno promedio 2) Di [mm] 21,0 20,0 18,5 16,5 15,0 12,5
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [mm²] 340 370 410 470 510 560Peso nominal 4) m [kg/m] 2,65 2,90 3,20 3,70 4,00 4,40
Área específica de nervadura fR [–] 0,13Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kN] 160 190 220 250 280 330
Carga última nominal 5) Fm,nom [kN] 210 250 280 320 360 400Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [N/mm²] 470 510 540 530 550 590
Resistencia última 6) Rm [N/mm²] 620 680 680 680 710 710Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0Resistencia a la fatiga 2·σa 8) – [N/mm²] 190Resistencia a la adherencia 9) ak [N/mm²] 5,1
Información Técnica Series R38
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad R38-420 R38-500 R38-550Diámetro externo nominal De.nom [mm] 38
Diámetro externo real De [mm] 37,8Diámetro interno promedio 2) Di [mm] 21,5 19,0 17,0
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [mm²] 660 750 800Peso nominal 4) m [kg/m] 5,15 5,85 6,25
Área específica de nervadura fR [–] 0,13Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kN] 350 400 450
Carga última nominal 5) Fm,nom [kN] 420 500 550Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [N/mm²] 530 530 560
Resistencia última 6) Rm [N/mm²] 640 670 690Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0Resistencia a la fatiga 2·σa 8) – [N/mm²] 190Resistencia a la adherencia 9) ak [N/mm²] 5,1
Technical Data Series R51
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad R51-550 R51-660 R51-800 R51-950Diámetro externo nominal De.nom [mm] 51
Diámetro externo real De [mm] 49,8Diámetro interno promedio 2) Di [mm] 34,5 33,0 29,0 26,0
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [mm²] 890 970 1.150 1.225Peso nominal 4) m [kg/m] 6,95 7,65 9,00 9,60
Área específica de nervadura fR [–] 0,13Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kN] 450 540 640 780
Carga última nominal 5) Fm,nom [kN] 550 660 800 950Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [N/mm²] 510 560 560 640
Resistencia última 6) Rm [N/mm²] 620 680 700 770Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0 –Resistencia a la fatiga 2·σa 8) – [N/mm²] 190 –Resistencia a la adherencia 9) ak [N/mm²] 5,1
16
Especificaciones
Unidades SI
Información Técnica Series T76
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad T76-1300 T76-1650 T76-1900Diámetro externo nominal De.nom [mm] 76
Diámetro externo real De [mm] 74,6 75,6Diámetro interno promedio 2) Di [mm] 56,0 52,0 47,0
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [mm²] 1.590 1.975 2.360Peso nominal 4) m [kg/m] 12,5 15,5 18,5
Área específica de nervadura fR [–] 0.20 0,24Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kN] 1.000 1.200 1.500
Carga última nominal 5) Fm,nom [kN] 1.300 1.650 1.900Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [N/mm²] 630 610 640
Resistencia última 6) Rm [N/mm²] 820 840 810Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0
1) Estátus: 2016-04, todos los valores están sujetos a cambios 2) Calculado a partir del diámetro externo real, la altura de rosca promedio, y el área transversal nominal, redondeado 3) Calculado a partir del peso nominal S0 = 10³ x m / 7,85 4) Desviación: -3% a +9% 5) Valor característico (5%-fractil) 6) Calculado a partir de la carga nominal y el área de la sección transversal, redondeado 7) Valor característico (10%-fractil) 8) Los valores son determinados a una fuerza superior Fup = 0,7 x Fp0.2,nom y 2 millones de ciclos de carga 9) Valores característicos, determinado por pruebas de arranque usando un mortero con una resistencia a la compresión del prisma ≥ 55 [N/mm²]
Módulo de elasticidad E = 205.000 [N/mm²]
17
Especificaciones
Unidades Tradicionales de Estados Unidos
Información Técnica Series R32
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad R32-210 R32-250 R32-280 R32-320 R32-360 R32-400Diámetro externo nominal De.nom [in] 1,26
Diámetro externo real De [in] 1,22Diámetro interno promedio 2) Di [in] 0,83 0,79 0,73 0,65 0,59 0,49
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [in²] 0,53 0,57 0,64 0,73 0,79 0,87Peso nominal 4) m [lb/ft] 1,78 1,95 2,15 2,49 2,69 2,96
Área específica de nervadura fR [–] 0,13Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kip] 36 43 49 56 63 74
Carga última nominal 5) Fm,nom [kip] 47 56 63 72 81 90Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [ksi] 68 74 78 77 80 86
Resistencia última 6) Rm [ksi] 90 99 99 99 103 103Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0Resistencia a la fatiga 2·σa 8) – [ksi] 28Resistencia a la adherencia 9) ak [ksi] 0,7
Información Técnica Series R38
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad R38-420 R38-500 R38-550Diámetro externo nominal De.nom [in] 1,50
Diámetro externo real De [in] 1,49Diámetro interno promedio 2) Di [in] 0,85 0,75 0,67
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [in²] 1,02 1,16 1,24Peso nominal 4) m [lb/ft] 3,46 3,93 4,20
Área específica de nervadura fR [–] 0,13Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kip] 79 90 101
Carga última nominal 5) Fm,nom [kip] 94 112 124Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [ksi] 77 77 81
Resistencia última 6) Rm [ksi] 93 97 100Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0Resistencia a la fatiga 2·σa 8) – [ksi] 28Resistencia a la adherencia 9) ak [ksi] 0,7
Información Técnica Series R51
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad R51-550 R51-660 R51-800 R51-950Diámetro externo nominal De.nom [in] 2,01
Diámetro externo real De [in] 1,96Diámetro interno promedio 2) Di [in] 1,36 1,30 1,14 1,02
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [in²] 1,38 1,50 1,78 1,90Peso nominal 4) m [lb/ft] 4,67 5,14 6,05 6,45
Área específica de nervadura fR [–] 0,13Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kip] 101 121 144 175
Carga última nominal 5) Fm,nom [kip] 124 148 180 214Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [ksi] 74 81 81 93
Resistencia última 6) Rm [ksi] 90 99 102 112Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0 –Resistencia a la fatiga 2·σa 8) – [ksi] 28 –Resistencia a la adherencia 9) ak [ksi] 0,7
18
Especificaciones
Unidades Tradicionales de Estados Unidos
Información Técnica Series T76
Valor Característico / Tipo 1) Símbolo Unidad T76-1300 T76-1650 T76-1900Diámetro externo nominal De.nom [in] 3,0
Diámetro externo real De [in] 2,94 2,98Diámetro interno promedio 2) Di [in] 2,20 2,05 1,85
Área de la sección transversal nominal 3) S0 [in²] 2,46 3,06 3,66Peso nominal 4) m [lb/ft] 8,40 10,42 12,43
Área específica de nervadura fR [–] 0,20 0,24Carga de fluencia nominal 5) Fp0.2,nom [kip] 225 270 337
Carga última nominal 5) Fm,nom [kip] 292 371 427Resistencia a la fluencia 6) Rp0.2 [ksi] 91 88 93
Resistencia última 6) Rm [ksi] 119 122 117Rm/Rp0.2 7) – [–] ≥ 1,15
Deformación a la carga última 7) Agt [%] ≥ 5,0
1) Estátus: 2016-04, todos los valores están sujetos a cambios 2) Calculado a partir del diámetro externo real, la altura de rosca promedio, y el área transversal nominal, redondeado 3) Calculado a partir del peso nominal S0 = 10³ x m / 7,85 4) Desviación: -3% a +9% 5) Valor característico (5%-fractil) 6) Calculado a partir de la carga nominal y el área de la sección transversal, redondeado 7) Valor característico (10%-fractil) 8) Los valores son determinados a una fuerza superior Fup = 0,7 x Fp0.2,nom y 2 millones de ciclos de carga 9) Valores característicos, determinado por pruebas de arranque usando un mortero con una resistencia a la compresión del prisma ≥ 8 [ksi]
Módulo de elasticidad E = 29.700 [ksi]
19
Protección contra la Corrosión
Definiciones, Principio, y Protección
Introducción
Por definición, la corrosión es la reacción de un material con su ambiente, causando un cambio medible en el material (p.e. oxidación) que puede conducir a la disfunción de un componente o sistema. Desde un punto de vista práctico, no se puede lograr una protección completa contra la corrosión.
Por lo tanto, los métodos de protección aplicados se dirigen hacia una reducción del ataque de la corrosión y el daño a los elementos de refuerzo o de control de terrenos durante su vida útil prevista.
La corrosión se refiere al sistema completo, p.e. elemento de refuerzo, lechada, terreno y medio corrosivo, y es expresado en términos de dos mecanismos de acción principales: “corrosión del concreto” y “corrosión del refuerzo en el concreto”.
Corrosión del Concreto
Este principio aplica para lechada y mortero de cemento. Los tres factores principales de la corrosión del concreto son valor del pH, presencia de oxígeno y concentración de iones.
El daño de concreto en la superficie es un primer requerimiento para la penetración de sustancias dañinas hasta el refuerzo colocado en el concreto.
Posteriormente, la corrosión en los elementos de refuerzo reduce la resistencia de la estructura. Un concreto denso e impenetrable está más protegido contra la corrosión que uno poroso.
Corrosión del Refuerzo en el Concreto
En estructuras de concreto reforzado correctamente fabricadas, los elementos de refuerzo generalmente no están sujetos a corrosión. Por lo tanto, si se produce una permeabilidad al concreto suficiente de gas y agua a través de grietas, de aire conteniendo dioxido de
carbon, sulfuros, o agua corrosiva en general puede ser transferida al refuerzo, cuasando el inicio de la corrosión del acero.
Para aplicaciones civiles, donde una adecuada y completa cobertura de cemento o lechada no puede ser
garantizada, el principio del acero de sacrificio es una herramienta recomendada para el diseño de sistemas de control de terrenos con una vida útil extendida. Por lo tanto, una cobertura de cemento y carbonatación respectiva generalmente ayudan a reducir la tasa de corrosión.
Protección por Corrosión de
Sacrificio
En Blanco Galvanización por Inmersión en Caliente
Cubierta DuplexDoble Protección a la Corrosión Cobertura de Cemento
Métodos de Protección a la Corrosión
20
Protección contra la Corrosión
Métodos de Protección a la Corrosión
La selección del método(s) óptimo de protección a la corrosión depende del potencial de corrosión del ambiente, así como del tipo y el tiempo de vida útil de la estructura. El elemento de carga, la transición entre el barreno y superficie, y la cabeza deben ser evaluados por separado.
Los métodos de protección a la corrosión están divididos en dos grupos principales. El primero es llamado activo, y comprende todos los métodos
que eliminan o reducen la reacción a la corrosión. Un ejemplo común de protección activa a la corrosión es la encapsulación con concreto. El segundo es la protección pasiva a la corrosión, incluye métodos para producir una capa protectiva en partes susceptibles a la corrosión, por ejemplo sistemas de cubiertas duplex.
El método de protección a la corrosión activa preferido y recomendado es el principio de diseño de corrosión
de sacrificio, el cual está basado en tasas de corrosión de acero no recubierto y galvanizado dependiendo de la corrosividad del ambiente y la vida útil esperada, sin considerar la encapsulación de cemento. Sistemas de doble protección (p.e. vaina corrugadas inyectadas en fábrica) no son usados para aplicaciones autoperforantes; las cubiertas tipo duplex pueden ser dañadas por el proceso de instalación autoperforante.
Protección con Corrosión de Sacrificio
■ Definición de tasas de corrosión (corrosión de sacrificio), dependiendo de las condiciones del terreno y otros factores
■ Elementos de diseño de acuerdo con un incremento de la sección transversal debido a la corrosión a través de la vida de servicio requerida
■ El sistema inherente de encapsulación con mortero de cemento o lechada no es considerado
■ Elementos de control de terrenos sin recubrimiento o galvanizados – la galvanización conduce a un retraso del inicio de la corrosión y a incrementar la vida de servicio
■ Galvanización por inmersión en caliente: es el método preferido para los componentes que soportan carga del sistema de acuerdo con la ISO 1461 o estándares nacionales
■ Protección contra la corrosión de la cabeza debe ser considerada de forma separada
Doble Protección a la Corrosión
■ Vaina corrugada hecha en fábrica con ancho de grietas controlado
■ No aplicable para instalación autoperforante
■ Instalación en barrenos pre-barrenados y post-inyección
Cubierta Duplex
■ Pintura o cubierta en polvo de un elemento previamente galvanizado
■ Capa protectiva puede ser destruida durante el proceso de instalación autoperforante
■ Espesor de la capa dependiendo de la aplicación
Cobertura de Cemento
■ Encapsulación de elementos de soporte de carga
■ La carbonatación reduce la influencia de los ambientes corrosivos
■ Encapsulación completa garantizada y limitación del desarrollo de grietas requerido para una aplicación exitosa de este método
Vida Útil de Acuerdo a Estándares Europeos y Homologaciones
Vida Útil en Años 1)
Acero 2) Corrosión en [mm] para diferentes Cargas de Corrosión 3)
Bajo Medio Alto
2Sin recubrimiento 0 0 0,2
Galvanizado por inmersión en caliente 0 0 0,1
7Sin recubrimiento 0,2 0,2 0,5
Galvanizado por inmersión en caliente 0 0,1 0,4
30Sin recubrimiento 0,3 0,6 –
Galvanizado por inmersión en caliente 0,1 0,4 –
50Sin recubrimiento 0,5 1,0 –
Galvanizado por inmersión en caliente 0,3 0,7 –
1) Una vida útil hasta 100 años puede ser considerada de acuerdo con EN 1993-5 2) Espesor de capa de zinc promedio tipicamente aplicada: ≥ 85 [μm] de acuerdo con ISO 1461 3) De acuerdo a ETA-12/0603. La EN 14490 y la EN 14199 también definen clases de agresividad del terreno para una vida útil pretendida; Bajo, media y alta carga de corrosión son definidas en EN 12501-2
21
Rango de Aplicación
Propiedades del Terreno Tipo de Broca 1)
Designación Descripción Ejemplos Dos Etapas
R-Flujo y RS-Flujo
En Forma de Arco y Botones,
Endurecida
En Forma de Arco y Botones,
con Insertos
de Carburo
En Forma de Arco,
Endurecida
En Forma de Arco,
con Insertos
de Carburo
Cruz, Endurecida
Cruz, con
Insertos de Carburo
Botones, Endurecida
Botones, con
Insertos de Carburo
Aluvión
Humus y capas orgánicas
Turba y lodo
Grava, arena, limo y mezclas de arcillas
Suelo superior o terreno fluido,
posiblemente acuiferos
Rellenos sedimentarios, material
de zona de falla
X (X) (X) X
Arenas
Arena cohesiva y no cohesiva,
grava y mezclas con pequeños contenidos de
arcilla
Suelo facilmente removible
Rellenos mixtos
X (X) (X) X X
Suelos cohesivos
Mezclas de arena, gravas, limo y
arcilla
Suelo normalmente removible
Rellenos mixtos
(X) X X X (X) X (X)
Gravas
Suelos con un mayor contenido de gravas de tamaños
más grandes
Suelo dificilmente removible
Lechos de ríos
(X) X (X) X (X) X
Roca suaveConglomerado
fracturado, frágil y meteorizado
Roca normalmente removible
Caliza, esquisto
X (X) X X X X
Roca dura
Más mayor abrasividad y/o resistencia a la
compresión, menos fracturado
Roca dificilmente removible
Roca volcánica, arenisca dura,
concreto
(X) (X) (X) X
1) Las indicaciones son guías generales, y dependen de las condiciones del sitio. El diámetro y la longitud de perforación influencian la seleción de la broca. Marcas de “X” muestran aplicaciones estándar, marcas de “(X)” indican posibles combinaciones
Brocas
Introducción
El desempeño de la perforación es afectado por la selección de una broca adecuada, la cual depende principalmente de la dureza y abrasividad del terreno, el método de perforación, el diámetro de la perforación y la longitud.
Además, la broca y por lo tanto el diámetro de perforación depende de la aplicación (p.e. pernos en suelo o roca, micropilotes, etc.) Una cuestión clave durante el procedimiento de instalación autoperforante es minimizar el impacto en el suelo o roca circundante optimizando la tasa de perforación y la energía aplicada.
Por ejemplo en tipos de suelo de rellenos mixtos, los tipos de broca normalmente usados son brocas en dos etapas con retro-flujo, brocas en forma de arco o brocas en cruz. Terrenos como arcillas, margas, pizarras o limo-arcillosos son removidos mediante corte y raspado. Para estos tipos de suelo, brocas en dos etapas con retro-flujo, brocas en forma de arco o brocas en cruz son tipicamente usadas. En terrenos más duros y rocas, el uso de energía percusiva juega un papel más importante. En este caso, brocas de botones, brocas en cruz o brocas en forma de arco son típicamente usadas en combinación con insertos de carburo.
22
Brocas
Portafolio
■ El desempeño exitoso de la instalación depende de seleccionar la broca adecuada
■ Gran portafolio de brocas para varias condiciones de terreno
■ La selección de centralizadores usados opcionalmente debe ser realizada dependiendo del diámetro de perforación
■ Optimizado en términos de parámetros de instalación tales como capacidad de corte y desempeño de perforación
■ Ajustados a los requerimientos de la Ingeniería Civil así como a aplicaciones subterráneas
■ Información adicional respecto al diseño de brocas y selección incluida en un folleto separado de brocas para el sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill
Diámetro 1) Rosca Tipo de BrocaDos
Etapas R.Flujo
(Retro-Flujo), Endurecida
Dos Etapas
RS-Flujo (Flujo Retro y Lateral),
Endurecida
En Forma de Arco y Botones,
Endurecida
En Forma de Arco y Botones,
con Insertos
de Carburo
En Forma de Arco,
Endurecida
En Forma de Arco,
con Insertos
de Carburo
Cruz, Endurecida
Cruz, con
Insertos de Carburo
Botones, Endurecida
Botones, con
Insertos de Carburo
[mm] [in]
51 2,0
R32 X X X X X X
R38
R51
T76
76 3,0
R32 X X X X X X X X X
R38 X X X X X X X
R51 X X X X
T76
90 3,5
R32 X X
R38 X X X X X X
R51 X X
T76
100 3,9
R32 X
R38 X X X
R51 X X X X
T76
115 4,5
R32
R38 X X X X X X
R51 X X X X X X
T76
130 5,1
R32
R38 X
R51 X X
T76 X X X X X X
150 5,9
R32
R38
R51 X
T76 X X X X X X
200 7,9
R32
R38
R51
T76 X X
1) Los campos marcados con X indican tipos de broca estándar, otras dimensiones disponibles bajo pedido
23
Instalación Autoperforante
La instalación autoperforante puede ser completada tanto manual como semi-automatizada, dependiendo del equipo de perforación disponible.
El sistema de Barras Autoperforante DYWI® Drill ofrece una alta tasa de instalación, ya que la perforación e inyección pueden ser combinadas en un solo paso operacional.
La selección de la máquina de perforación adecuada es clave para segurar una perforación racional y eficiente.
Alimentación
El rango de alimentación máximo recomendado para la instalación dependiendo del tipo de barra DYWI® Drill y el torque aplicado es mostrado en el siguiente dagrama.
Para longitudes de instalación más cortas requerida en aplicaciones Subterráneas, un ajuste en la tasa de alimentación no es tan crítica como en Ingeniería Civil, donde la estabilidad y
precisión de la sarta de perforación son claves. Aquí, la presión de alimentación debe ser ajustada, para que coincida con una tasa de perforación pareja.
Parámetros de Instalación
La instalación autoperforante es completada usando tanto máquinas de perforación rotatorias como roto-percutivas. Dependiendo de la
aplicación, las condiciones del terreno, el tipo de barra DYWI® Drill así como de la longitud de perforación final, los principales parámetros de perforación
los cuales están listados y descritos a continuación tienen que ser ajustados en consecuencia.
Velocidad de Rotación
La velocidad de rotación es controlada por el motor de rotación usado. Mientras los motores de rotación en obras subterráneas de perforadoras de roca (hidráulicos) corren a una mayor tasa de rotación y la longitud final del elemento instalado es normalmente corta, la experiencia en aplicaciones en Ingeniería Civil muestra que las tasas en el rango de 120 - 150 [rpm] proveen resultados razonables.
Torque
El máximo torque recomendado para la instalación del Sistema de Barras autoperforantes DYWI® Drill ha sido determinado para diferentes tipos y relaciones de alimentación. Estos valores han sido determinados numericamente con un factor de seguridad de 0,7 respecto a la carga de fluencia.
Percusión
Los diferentes tipos de equipos de perforación de rocas ofrecen un amplio rango de tasas de percusión. En general, la misma tasa de percusión por defecto “roca suave/perforación de suelo” usando acero de perforación y brocas de múltiple uso debe ser aplicada. Para estabilidad direccional y eficiencia de la perforación en Ingeniería Civil, tasas de percusión de 300 a 600 [bpm] han mostrado buenos resultados.
24
Instalación Autoperforante
Inyección de Lechada
Las bombas mezcladoras de lechada usadas para la inyección del Sistema Autoperforante DYWI® Drill normalmente comprenden una unidad de mezcla y una bomba. Estas bombas de inyección deben hacer una mezcla completa de la lechada y una presión de inyección estable. Para perforación e inyección simultánea, los requerimientos de presión no son altos (< 7 [bar] / 100 [psi]), por lo tanto se requiere una tasa de entrega constante para asegurar que la lechada circula dentro del barreno durante la perforación. La presión de inyección debe ser ajustada a la capacidad de la máquina. Por ejemplo, la presión requerida es más alta para anclajes largos al terreno que para pernos cortos.
El consumo del medio de inyección (cementante) depende principalmente de:
■ Cantidad y tipo de medio de barrido ■ Aire, agua, mezcla aire-agua, o lechada ■ Perforación e inyección simultánea es una técnica de barrido e inyección combinada
■ Condiciones del terreno ■ Suelos no consolidados o rocas fracturadas resultan en un consumo mayor de medio de inyección
■ Relación Agua-Cemento ■ Generalmente entre 0,35 y 0,70
Además de la instalación común autoperforante, la inyección puede ser hecha durante la perforación con un adaptador rotatorio de inyección o después de la perforación. Este procedimiento de inyección posterior es completado con un adpatador de empuje cónico o con un acople conector roscado. En caso de condiciones de terreno que requieren una mejora, múltiples inyecciones usando acoples de post-inyección mejoran aun más el desempeño de la lechada. Agujeros de inyección adicionales perforados en las barras huecas también pueden ayudar a la distribución de la lechada a lo largo del elemento; sin embargo, esto reduce la capacidad de carga de la barra.
Perforación e Inyección Simultánea
Esta técnica asegura que la lechada es adecuada y uniformemente distribuida en toda la longitud de instalación cuando la perforación avanza, y ha mostrado resultados apropiados en tipos de terreno donde un bulbo de cemento alrededor de la barra hueca
no puede ser correctamente logrado por post-inyección. La lechada, que remplaza al agua o al aire como medio de barrido, es inyectada entre la sarta de perforación con un adaptador de inyección rotatoria-, esto permea el suelo al mismo tiempo con la instalación
y forma bulbos que incrementan la resitencia por adherencia. Para suelos granulares, se requiere un pequeño retorno de lechada en la boca del barreno, para suelos cohesivos pueden ser necesarias, mayores cantidades de lechada/barrido.
Pares Recomendados de Energía de Impacto y Torque
Torq
ue [N
m]
Torq
ue [N
m]
0 0 100 200 300 400100 200 3000 0
2501.000
1.500
500
500
2.000
2.500750
3.000
1.000 3.500
Energía de Impacto [J] Energía de Impacto [J]
R32-210R32-250
R38-420R38-500
R32-280R32-320
R38-550R51-550
R32-360R32-400
R51-660R51-800
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Instalación Autoperforante
Perforación e Inyección Simultánea
■ Montaje del Sistema Autoperforante DYWI® Drill y conexión al adaptador rotatorio de inyección
■ Instalación rotatoria autoperforante e inyección simultánea
■ Extensión opcional usando acoples
■ Desacople del adaptador rotatorio de inyección
Perforación e Inyección Posterior
■ Montaje del Sistema Autoperforante DYWI® Drill y conexión al perforador
■ Instalación autoperforante rotopercusiva sin encamisado: broca de un solo uso y acero de perforación de barras huecas, barrido con agua o mezcla de agua-aire
■ Extensión opcional usando acoples
■ Desacople del equipo de perforación; inyección posterior usando un adaptador de inyección
■ Montaje de la cabeza de anclaje o cabeza de construcción (placa y tuerca), dependiendo de la aplicación
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Ensayos y Monitoreo
Introducción
Los ensayos in-situ aseguran un adecuado funcionamiento y permite probar el desempeño de los Sistemas de Barras Autoperforantes DYWI® Drill instalados. Dependiendo de la aplicación, un método de ensayo apropiado debe ser seleccionado. Los ensayos son hechos en elementos de prueba. Estos elementos de prueba deben ser preparados e instalados como se haga en el proceso de construcción. Por ejemplo, el ensayo de anclajes al terreno involucra tres tipos de ensayo general con propósito de control de calidad: ■ Ensayos de investigación
■ Realizados en anclajes de prueba instalados antes de los trabajos principales
■ Los ensayos de investigación proporcionan información del desempeño esperado de los anclajes de trabajo, idoneidad del diseño y niveles de seguridad
■ Ensayos de idoneidad ■ Realizados en anclajes al terreno idénticos a los anclajes de trabajo
■ La información proporciona una referencia contra la cual el desempeño de los anclajes de trabajo puede ser medida
■ Ensayos de aceptación ■ Puede ser aplicada a todos los anclajes de trabajo
■ Los ensayos de carga demuestran la capacidad de los anclajes al terreno para resistir una carga que excede su carga de trabajo
Para micropilotes así como para pernos de roca y suelo, los ensayos de investigación e idoneidad son los tipos de ensayos preferidos. En el curso de los ensayos de investigación se determina, la resistencia a la carga última en la interfase lechada-terreno y las características del sistema en el rango de la carga de trabajo.
Los ensayos de idoneidad confirman un diseño particular en condiciones de terreno comparables por prueba de carga. El ensayo de extracción es el procedimiento preferido de ensayo in-situ para anclajes al terreno, pernos de suelo y pernos. Dependiendo del mecanismo de carga (tensión, compresión o alternante), los micropilotes son ensayados tanto por pruebas de extracción y/o ensayos de carga estática. Los “Spiles” y lanzas de inyección generalmente no son ensayados in-situ.
El ensayos y monitoreo representan ventajas económicas durante el ciclo de vida útil del producto. Con la información de los ensayos in-situ a la mano, puede ser posible una optimización del diseño de construcción. El monitoreo y la inspección regular incrementa la vida útil tanto del producto usado como de la estructura completa, ya que los daños estructurales o imperfecciones de construcción pueden ser detectados en una etapa temprana.
Ensayos de Extracción
Un ensayo de extracción mide las características y el desempeño del mecanismo de transferencia de carga del Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill. Los ensayos de extracción pueden ser hechos en longitudes reales (pernos en suelo) o en muestras cortas encapsuladas.
En el tramo de barra hueca excedente (que sale del barreno) se aplica una carga de tensión usando un gato hidráulico con un sistema de medición de carga. Se conecta a la barra hueca un cilindro hueco hidráulico y una silla de apoyo sobre la superficie del suelo o la roca con un adaptador de arranque y una tuerca. La carga de tensión es aplicada al pistón del cilindro hueco. Durante el ensayo de extracción, la fuerza y el desplazamiento de la barra hueca deben ser medidos y registrados.
En general, los equipos de ensayos de extracción incluyen las siguientes partes principales:
■ Adaptador de tensión, espárrago, tuerca de fijación
■ Silla de apoyo ■ Sistema hidráulico: cilindro hueco y bomba
■ Sistemas de medición de carga y desplazamiento
Revisar
Hac
er
Verificación de Diseño In-Situ
Ejecución
Diseño
Re-Diseño
Monitoreo
Ac
tuar Planear
27
Ensayos y Monitoreo
Aplicaciones
Ensayo de Extracción In-Situ (DIN 21521-2): Diagrama Carga-Desplazamiento R32-360 con DYWI® Inject SILO 8044-M
Fuer
za [k
N]
0 20 40 6010 30 50 700
150
50
200
300
100
250
350
Desplazamiento [mm]
02 8 11
10
1
4
5
6
79
3
28
Referencias Adicionales
■ EN 1461: Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles – Specifications and test methods
■ EN 12501-1: Protection of metallic materials against corrosion – Corrosion likelihood in soil – Part 1: General
■ EN 12501-2: Protection of metallic materials against corrosion – Corrosion likelihood in soil – Part 2: Low alloyed and non alloyed ferrous materials
■ EN 13438: Paints and varnishes – Powder organic coatings for galvanized or sherardised steel products for construction purposes
■ EN 14199: Execution of special geotechnical works – Micropiles
■ EN 14490: Execution of special geotechnical works – Soil nailing
■ EN 15773: Industrial application of powder organic coatings to hot dip galvanized or sherardized steel articles [duplex systems] – Specifications, recommendations and guidelines
■ ASTM A153: Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and Steel Hardware
■ ASTM A-775: Standard Specification for Epoxy-Coated Steel Reinforcing Bars
■ ASTM A-934: Standard Specification for Epoxy-Coated Prefabricated Steel Reinforcing Bars
■ ASTM D4435: Standard Test Method for Rock Bolt Anchor Pull Test
■ DIN 21521-2: Rock bolts for mining and tunnel support; general specifications for steel-bolts; tests, testing methods
■ ISRM: Suggested Methods for Rockbolt Testing
■ Hollow Bar Soil Nails – Pullout Test Program. FHWA-CFL/TD-10-001. 2010
■ Homologación Técnica Europea (ETA) para pernos de suelo y roca autoperforantes para aplicaciones temporales y permanentes: ETA-12/0603
■ Homologación para aplicación como perno en suelo temporal y semi-permanente por el Ministerio Federal de Transporte, Innovación y Tecnología Austriaco, Viena, GZ: BMVIT-327.120/0012-IV/ST2/2015
■ Homologación para aplicación como micropilote temporal y semi-permanente por el Ministerio Federal de Transporte, Innovación y Tecnología Austriaco, Viena, GZ: BMVIT-327.120/0030-IV/IVVS2/2015
■ Diseños y dimensiones de los componentes del sistema así como las especificaciones de la materia prima están incluidas en el catálogo de los sistemas de DSI Underground y homologaciones
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Accesorios del Sistema
DSI Underground provee un amplio rango de accesorios, los cuales completan la serie de primera calidad del Sistema de barras Autoperforantes DYWI® Drill.
Los accesorios del sistema son esenciales para un desempeño seguro y exitoso del producto. Los accesorios típicos del sistema pueden ser usados como elementos portadores de carga y para perforación, inyección y monitoreo.
Soporte local y disponibilidad en corto tiempo es proporcianada por centros de competencia local – DSI Underground es un PROVEEDOR DE SOLUCIONES.
■ Conector bayoneta
■ Medidor de flujo-presión de inyección
■ Adaptador de post-inyección ■ Adaptador de inyección rotatoria
■ Acople post-inyección
■ Bomba mezcladora y de inyección
■ Vainas
■ Tuercas de servicio
■ Cabeza de anclaje cedente ■ Discos de compensación de ángulo ■ Cabeza de anclaje invertida ■ Caperuzas protectoras ■ Elementos de anclaje y cimentación
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Accesorios del Sistema
■ Llave de barra de perforación ■ Equipo de perforación de rocas
■ Acople sellante
■ Acople candado
■ Centralizador
■ Perno de expansión S-D
■ Adaptador de broca
■ Cabeza de expansión
■ Brocas
■ Equipo de ensayo de arranque
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Perno de Expansión S-D
Introducción
En la década pasada, varios sistemas de pernado llamados de “un paso” han sido desarrollados. Este es un resultado del aumento constante de los requerimientos en los procedimientos de instalación y la subsiguiente mayor necesidad de pernos autoperforantes. La familia de productos de pernos autoperforantes ahora ha sido extendida por un elemento de cabeza de expansión para el Sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill.
El innovador perno de expansión DYWI® Drill S-D (autoperforante) es usado tanto para aplicaciones Subterráneas y en Ingeniería Civil. El factor clave para el éxito de estos tipos de pernos de
combinación es el uso del principio probado por largo tiempo DYWI® Drill con un robusto e innovativo elemento de expansión.
El perno de expansión DYWI® Drill S-D es instalado autoperforante: la perforación y la instalación del perno son hechos en un solo paso operacional. La adaptabilidad del sistema a condiciones cambiantes del terreno es una característica importante. Inmediatamente después de la instalación autoperforante, la activación del elemento de expansión lleva a una instantanea capacidad de carga. El perno de expansión DYWI® Drill S-D
puede ser tensionado opcionalmente después de la fijación de la placa y la tuerca. La inyección posterior, desacoplada del procedimiento de instalación, permite una optimización adicional de los tiempos del ciclo de instalación.
Una aplicación importante en Ingeniería Civil es el uso en excavaciones, donde el proceso de excavación requiere una capacidad de carga inmediata. Pernos subterráneos, soporte del frente y pernos verticales largos (soporte en cavernas) son ejemplos típicos de aplicación para estos pernos de combinación autoperforantes.
Descripción del Sistema
■ Perno de expansión: mecanicamente anclado y completamente inyectado
■ Instalación autoperforante basada en el principio del Sistema de Barras Autoperforante DYWI® Drill
■ Barra hueca con rosca externa izquierda laminada en frío utilizado como barra de perforación durante la instalación
■ Instalación roto-percutiva usando equipos de perforación subterráneos estándar
■ Instalación convencional o automatizada
■ Capacidad de carga inmediata a través del anclaje mecánico de punta
■ Posibilidad de inyección posterior ■ Rango de aplicación flexible de 210 a 800 [kN] (47 - 180 [kip]): R32-210 a R51-800
■ Utilización de varios elementos de expansión seguidos y alineados permite una mayor capacidad de carga aun en terrenos débiles
Componentes del Sistema
■ Broca ■ Brocas de un solo uso en diferentes diámetros y diseño
■ Endurecida o con insertos de carburo ■ Elemento de expansión S-D
■ Diámetros estándar: R32, R38 y R51 ■ R38 y R51: varios elementos de expansión acoplados pueden ser usados
■ Barra hueca R32, R38 o R51 ■ Placa
■ Diferentes diseños y dimensiones bajo pedido
■ Tuerca ■ Adaptador de empuje
■ Acoples en diferentes versiones
Perno de Expansión S-D R38-076 con dos Elementos de Expansión Acoplados
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Procedimiento de Instalación
■ Montaje y conexión del adaptador de empuje al perforador
■ Instalación autoperforante roto-percutiva (rotación contra-reloj) sin encamisado: broca de un solo uso y barra de perforación de barra bueca, barrido con agua o mezcla de agua-aire
■ Extensión opcional usando acoples ■ Activación del elemento de expansión después de que ha sido alcanzada la profundidad de perforación: retroceso del perforador con golpes del martillo
■ Desacople del adaptador de empuje ■ Fijación y montaje del anclaje (placa y tuerca)
■ Inyección opcional
Perno de Expansión S-D
Principales Ventajas
■ Capacidad de carga inmediata después de la instalación y activación del elemento de expansión
■ Reducción del ciclo de tiempo debido al desacople del procedimiento de inyección de la instalación
■ Capacidad de mantener la capacidad de carga aun cuando ocurren grandes deformaciones
■ Componentes del sistema resistentes ■ Procedimiento de instalación seguro, fácil y reproducible
■ Precisión de perforación mejorada gracias a la guía direccional del elemento de expansión autoperforante
Perno de Expansión S-D R32-051 Listo Para Usar
33
Procedimiento de Instalación
■ Perforación de un barreno de acuerdo con las especificaciones, aprox. 150 [mm] (6 [in]) más largo que el anclaje de cabeza de expansión cuando es instalado
■ Inserción del anclaje de cabeza de expansión entre el barreno – la cabeza debe fijarse en el barreno muy ajustada
■ Pre-tensionamiento mediante una llave de impacto o una herramienta de ajuste adecuada
■ Inyección posterior opcional
Cabeza de Expansión
Introducción
Los pernos con una longitud libre variable hacen posible un pre-tensionamiento del anclaje y por lo tanto la transmisión de una fuerza activa.
El anclaje con cabeza de expansión DYWI®Drill es instalado en orificios pre-barrenados. La capacidad de carga inmediata es lograda por la activación de la cuña de expansión.
La inyección del espacio anular entre la Barra Autoperforante DYWI® Drill y el barreno es lograda mediante lechada de cemento o Sistemas de Inyección DYWI® en un segundo paso operativo.
Principales Ventajas
■ Manejo sencillo y tiempo de instalación optimizado
■ Capacidad de carga inmediata ■ Instalación sin problemas en barrenos en acuiferos
■ La elección adecuada de la Barra Autoperforante DYWI® Drill asegurar la fuerza óptima del anclaje
■ Las roscas continuas de las Barras Autoperforantes DYWI® Drill permite ajustes de longitud y posterior extensión en sitio
■ Disponible para las series R32, R38 y R51
Especificaciones
Valor Característico / Tipo Símbolo Unidad SK-R32-048 SK-R38-068 SK-R51-078
Diámetro nominal externo De,nom[mm] 48 68 78[in] 1,9 2,7 3,1
Longitud L[mm] 170 186 230[in] 6,7 7,3 9,1
Peso nominal m[kg] 1,8 4,0 7,8[lb] 4,0 8,8 17,2
Diámetro de perforación requerido Db[mm] 52 - 58 72 - 78 90 - 95[in] 2,0 - 2,3 2,8 - 3,1 3,5 - 3,7
Capacidad nominal de carga 1) Fm,nom[kN] 230 400 630[kip] 52 90 142
1) Determinado por la realización de pruebas de extracción en laboratorio en macizos rocosos modelados (concreto)
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Ejemplo de Diseño de Anclaje Cedente DYWI® Drill
Cabeza de Anclaje Cedente
Introducción
La cabeza de anclaje cedente DYWI® Drill más una longitud libre (no-adherida) integrada es usada para aplicaciones en terreno sueltos o deformables (“squeezing”). La instalación es completada bien sea de forma autoperforante o pre-barrenada; la longitud adherida es inyectada.
Principales Ventajas
■ Acomodación controlada de grandes deformaciones
■ Ajustable a las condiciones del terreno dadas
■ Alto nivel de fuerza de cedencia constante
■ Diseño resistente y duradero ■ Homologación alemana para aplicación Subterránea
■ Manipulación simple y segura de componentes pre-ensamblados
■ Transferencia de carga ■ Longitud adherida: inyectada, preferiblemente en combinación con cuña de expansión
■ Anclaje: placa y cabeza de anclaje cedente
■ Mecanismo de trabajo ■ Deformaciones del terreno resultan en una elongación de la barra autoperforante en la longitud libre
■ Fluencia inducida controlada de la cabeza
■ Cabeza de anclaje cedente ■ Componente discreto ■ Mecanismo de absorción basada en un cilindro con pistón integrado
■ Características definidas de fuerza-desplazamiento
■ Requerimientos ajustables al proyecto específico
Concepto Básico
Principio de Instalación Mecanismo de Trabajo
Especificaciones
Valor Característico / tipo Unidad R32-GK 150-L 1)
Fuerza de fluencia[kN] 130 - 150[kip] 29 - 34
Longitud de fluencia[mm] Hasta 600[in] Hasta 23,6
1) Tipo de barra DYWI® Drill recomendado: R32-360
Características de Fluencia
Broca Barra Autoperforante R32 Vaina (Longitud libre) Cabeza de Anclaje Cedente DYWI® Drill
Placa Cabeza de Anclaje Cedente DYWI® Drill
DYWI® Inject SILO 8044-MVainaTuerca
DYWI® Drill SK-R32-048
Barra Autoperforante R32
Longitud Libre (Variable) Longitud Adherida Longitud de Fluencia
Fuer
za [k
N]
0 400200 600 700100 5003000
200
100
175
75
150
50
125
25
Desplazamiento [mm]
35
Cople Candado
Intriducción
Cuando se usan acoples estándar para la instalación, los acoples dentro del barreno pueden aflojarse debido a los golpes de martillo durante la extensión de la sarta de perforación, Puede no haber señales externas de esta falla.
Una instalación defectuosa puede ser causada por acoples desgastados,
dañados o mordazas faltantes, o acoples sueltos si se usan componentes no aprobados para el sistema.
Los acoples candado de DYWI® Drill previenen el aflojamiento de acoples dentro del barreno – la barra autoperforante es continuamente instalada en una pieza.
Principales Ventajas
■ El acople de candado DYWI® Drill no se afloja durante la rotación en el sentido del reloj de la sarta de perforación
■ Extensión sin problemas o desacople de la sarta de perforación
■ Adecuado para secciones de longitud libre
■ Remoción controlada de secciones de barra autoperforante mediante el uso selectivo de acoples estándar y acoples candado
Descripción del Sistema
El acople estándar es remplazado por un acople de candado DYWI® Drill. Durante la rotación a la izquierda de la sarta de perforación, el mecanisno de bloqueo interior (engranaje dentado con dientes radiales y longitudinales) corta las estrias interna dentro de la barra. Por lo tanto, el acople de la barra autoperforante es bloqueda contra rotación derecha y el aflojamiento.
Especificaciones
■ Disponible para las series R32, R38 y R51
■ Diseñada para las capacidades de carga más altas ■ R32-400 ■ R38-550 ■ R51-800
■ Disponible opcionalmente con mecanismo de bloque de un lado o doble
Características Técnicas
■ La manipulación durante la instalación es la misma que para los acoples estándar
■ Los acoples de candado DYWI® Drill permiten la instalación rotopercutiva (izquierda) y bloquea el acople durante la rotación derecha de la sarta de perforación
36
Descripción del Sistema
El acople estándar es remplazado por una acople de sellado DYWI® Drill. Al lograr una conexión adecuada y apretada, el anillo de sellado centrado pre-instalado asegura un ajuste hermético entre las superficies achaflanadas de dos barras huecas. Durante la instalación e inyección, el acople de sellado DYWI® Drill asegura una conexión ajustada a presiones de trabajo normales.
Especificaciones
■ Disponible para las series R32, R38 y R51
■ Diseñado para las capacidades de carga más altas ■ R32-400 ■ R38-550 ■ R51-800 ■ T76-1900
Características Técnicas
■ La manipulación durante la instalación es el mismo que para los acoples estándar
■ Un anillo de sellado dentro del acople y puntas de barras achaflanadas aseguran estanqueidad óptima
Acople de Sellado
Introducción
Debido al diseño de los acoples convencionales para aplicaciones estándar, la absoluta estanqueidad de los acoples no puede ser garantizada cuando se aplican presiones de barrido estándar.
El acople de sellado DYWI® Drill permite un procedimiento de instalación optimizado respecto a la esanqueidad de la sarta de perforación. Esta ventaja es significativa para operaciones de perforación e inyección simultánea.
Principales Ventajas
■ Inyección dirigida y segura del medio de barrido y/o inyección
■ Los acoples de sellado DYWI® Drill aseguran estanqueidad cuando se aplican presiones de barrido estándar
■ Aplicación fácil; es el mismo principio operativo que los acoples estándar
37
Acople Post-Inyección
Introducción
Por defecto, el espacio anular entre la barra autoperforante y el terreno es inyectada a través del agujero en la broca para alcanzar una transmisión de carga mejorada.
El acople de post-inyección DYWI® Drill permite la post-inyección dirigida
a traves del hueco de la barra usando diferentes medios de inyección.
Estas inyecciones pueden ser hechas para mejoramiento de terreno, sellado o inyección de compensación.
Principales Ventajas
■ Aplicación en todo tipo de terrenos ■ No hay pérdidas parciales del medio de perforación y refrigeración durante la instalación
■ Post-inyección al terreno controlada y dirigida
■ Presión de apertura ajustable
Descripción del sistema
El acople estándar es remplazado por un acople de post-inyección DYWI® Drill. Este acople especial permite múltiples inyecciones dirigidas a través de agujeros de inyección con válvulas alineadas circunferencialmente. La presión de apertura de las válvulas puede ser adaptada de acuerdo al pedido del cliente.
Especificaciones
■ Disponible para las series R32, R38, R51 y T76
■ Diseñado para las capacidades de carga más altas ■ R32-400 ■ R38-550 ■ R51-800 ■ T76-1900
■ Presión de apertura de válvula ajustable: de 8 a 20 [bar] (115 a 290 [psi])
Características Técnicas
■ La manipulación durante la instalación es la misma que para los acoples estándar
■ La capacidad de carga del sistema (barra autoperforante – acople) permanece completamente intacta
■ Se pueden lograr múltiples inyecciones a través de los huecos de inyección con válvulas
Procedimiento de Instalación
■ Montaje del sistema de Barras Autoperforantes DYWI® Drill y conexión al adaptador de inyección rotatoria ■ Nota: también es posible la instalación autoperforante y posterior inyección
■ Instalación rotaria autoperforante e inyección simultánea ■ Proceso de inyección primaria a través de la broca
■ Extensión de las barras autoperforantes DYWI® Drill con acoples post-inyección
■ Post-inyección y montaje final ■ Barrido del canal de inyección (dentro de la barra autoperforante) con agua usando una manguera plástica poco después de que se completa la instalación
■ El tiempo de curado de la inyección primaria, depende de la mezcla usada (generalmente de 12 a 18 horas)
■ La post-inyección con un adaptador de inyección a través de acoples
post-inyección con una presión que excede los 8 [bar] (115 [psi)
■ La presión de inyección máxima depende de la aplicación y condiciones del terreno
■ Repetición de pasos cuando se requieren procesos de inyección consecutivos
■ Preparación de la cabeza, si se requiere
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Tuercas de Servicio
Tuercas Lazo y Ojo
■ Tuerca ojo: versión de tareas pesadas ■ Tuerca lazo: versión estándar ■ Portadores de servicios ■ Fijación de cuerdas y esteras ■ Anclaje de mallas y geogrid
Tuerca con Asa
■ Portadores de servicios livianos ■ Montaje de herramientas de instrumentación
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Elementos de Anclaje
Vainas
■ No adherente ■ Longitud libre ■ Protección a la corrosión adicional ■ Micropilotes: refuerzo del cuello de la pila ■ Versiones plásticas y en acero disponibles
Caperuzas de Protección
■ Protección a la corrosión temporal ■ Muros donde el concreto lanzado no es usado para sellar
■ Protección de personal cuando las cabezas de construcción están expuestas a las pasarelas
■ Disponible en versiones plásticas y en acero
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Elementos de Anclaje
Discos Compensadores de Ángulo
■ Anclaje seguro incluso cuando se someten a grandes inclinaciones
■ Aplicación estándar en combinación con tuercas domo
■ Versión estándar para la serie de barras autoperforantes R32 y R38
Cabeza de Anclaje Invertida
■ Tablestacados ■ Anclajes ■ Condiciones de espacio limitado
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Equipo de Perforación de Rocas
Componentes del Sistema
■ Adaptadores / Zancos ■ Acoples ■ Acoples adaptadores
■ Equipos de perforación de extensión ■ Acoples adaptadores
■ Brocas ■ Brocas tanto con cara plana o diseño retráctil
■ Brocas en cruz
Adaptadores / Zancos
Acoples Adaptadores
Acoples Adaptadores Brocas en CruzAcoples
Equipos de Perforación de Extensión
Brocas de Botones, Cara Plana, Retráctil
Brocas de Botones, Cara Plana
Adaptadores de Broca
■ Conexión de barra autoperforante y roscas de broca de diferentes diámetros
■ Portafolio amplio de brocas para rangos de diámetros fuera de las versiones estándar
■ Transmisión controlada de la energía de perforación desde la barra hueca hasta la broca
Llave de Varilla de Perforación y Herramienta de Tensionamiento
■ Diseño resistente ■ Varias longitudes y tamaños de llaves
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Equipo de Perforación de Rocas
Conector Bayoneta
El conector bayoneta es una conexión sellada, fácil de remover entre barras autoperforantes usada para instalación autoperforante. Esta consiste de dos partes: adaptador y acople. Un conector bayoneta transfiere eficientemente la energía total de impacto y el torque del martillo hidráulico o la cabeza de rotación a la sarta de barras autoperforantes. Secciones de barras autoperforante definidas pueden ser fácilmente removidas una vez que la perforación ha terminado.
■ Conexión sellada para instalación de micropilotes
■ Fácil de desconectar ■ Remoción de secciones definidas de barra autoperforante
■ Transferencia de la energía de perforación casi sin pérdidas
Centralizadores
■ Centralización de las Barras Autoperforantes DYWI® Drill dentro del barreno
■ Incremento de la precisión direccional de instalación
■ Cobertura de lechada óptima ■ Disponible para las series R32, R38, R51 y T76
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Adaptadores de Inyección
Adaptador Rotatorio de Inyección
Componentes del Sistema
■ Cabeza de barrido ■ Eje de barrido con rosca de conexión para la barra autoperforante y el adaptador del zanco
■ Junta y limpiador (interno) ■ Soporte de fijación con rosca de conexión para la manguera de inyección
■ Engrasadera ■ Amortiguadores de goma
Principales Ventajas
■ La perforación e inyección simultánea aseguran una adherencia ideal con la roca suelta o suelo
■ Penetración del material de inyección en el terreno circundante
■ Mejoramiento del terreno y distribución homogénea de material de inyección
Adaptador de Inyección
■ Diferentes versiones para inyección de cemento o de resinas
■ Adaptadores cónicos de empuje o acoples adaptadores roscados
■ Varias conexiones de mangueras de inyección disponibles bajo pedido
Cabeza de Barrido
Engrasadera Conexión de Barrido (Rosca de Conexión)
Soporte de Fijación
Eje de Barrido
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Bomba Mezcladora de Inyección
Introducción
Las bombas mezcladoras de inyección DSI MAI® han sido desarrolladas para condiciones subterráneas extremadamente complejas. Han sido exitosamente usadas alrededor del
mundo en tunelería e Ingeniería Civil, por ejemplo apuntalamiento de taludes, laderas y excavación de edificios.
La tecnología probada es adecuada para:
■ Trabajos de inyección ■ Re-inyección ■ Relleno de barrenos ■ Retrollenado
Principales Ventajas
■ Diseño resistente y cubierta galvanizada ■ Bajo peso vacio ■ Operación y mantenimiento simple gracias al diseño modular
■ Bajo tiempo de preparación y limpieza ■ Baja altura de llenado y total ■ Alta tasa de entrega a presión constante ■ Descarga variable ■ Equipo todo propósito
Descripción del Sistema
Las tasas de flujo y presiones de inyección son grabadas separadamente para cada barreno. La manipulación de registros de datos digitales es operada a través de una terminal amigable y de simple toque. El fácil manejo y el software integrado, lo cual permite el ingreso de los datos en una hoja de cálculo, son un beneficio para cada sitio de obra.
Componentes del Sistema
■ Medidor de flujo ■ Transmisor de presión ■ Unidad de operación y análisis ■ Transferencia de datos a través de una tarjeta o USB
■ Trípode ■ Documentación técnica ■ Manual del usuario ■ Paquete de software
Medidor de Flujo-Presión de Inyección
Introducción
El revolucionario medidor de flujo-presión de inyección DSI MAI® LOG400 permite
una documentación exacta y comprensible del mejoramiento de terreno así como
un sistema de control del criterio de terminación de la inyección especificado.
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46
47
0439
0-3/
05.1
6-w
eb h
e
“DYWI®” (4197869) es una marca comercial registrada de DSI Underground.
“MAI®” es una marca comercial de MAI International GmbH. DSI Underground es un socio de MAI International GmbH.
www.dywidag-systems.at
Nota:Este catálogo sirve únicamente para darle informaciones básicas sobre nuestros productos. Los datos técnicos e informaciones que contiene, se indican sin compromiso alguno y pueden ser modificados sin previo aviso. No asumimos ninguna responsabilidad por daños producidos en relación con la utilización de los datos e informaciones técnicos incluidos en este catálogo ni por daños causados por una utilización inadecuada de nuestros productos. Para más información acerca de productos específicos les rogamos que nos contacten directamente.
A R G E N T I N AA U S T R A L I A
A U S T R I AB E L G I U M
B O S N I A A N D H E R Z E G O V I N AB R A Z I L
C A N A D AC H I L EC H I N A
C O L O M B I AC O S TA R I C A
C R O AT I AC Z E C H R E P U B L I C
D E N M A R KE G Y P T
E S T O N I AF I N L A N DF R A N C E
G E R M A N YG R E E C E
G U AT E M A L AH O N D U R A S
H O N G K O N GI N D I A
I N D O N E S I AI R A N
I TA LYJ A PA NK O R E A
L E B A N O NL U X E M B O U R G
M A L AY S I AM E X I C O
N E T H E R L A N D SN I G E R I AN O R W AY
O M A NPA N A M A
PA R A G U AYP E R U
P O L A N DP O R T U G A L
Q ATA RR U S S I A
S A U D I A R A B I AS I N G A P O R E
S O U T H A F R I C AS PA I N
S W E D E NS W I T Z E R L A N D
TA I W A NT H A I L A N D
T U R K E YU N I T E D A R A B E M I R AT E S
U N I T E D K I N G D O MU R U G U AY
U S AV E N E Z U E L A
AustriaDSI Underground Austria GmbH Alfred-Wagner-Strasse 1 4061 Pasching/Linz Austria Phone +43-7229-610 49-0 Fax +43-7229-610 49-80 E-mail [email protected]