Sistema de Barras Autoperforantes DYWI Drill de la Calidad Los servicios integrales de DSI Underground incluyen la concepción, diseño, planeamiento e instalación de sus sistemas

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


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


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


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


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


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


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%)

11

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

14

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


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


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


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


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


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


Endurecida


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


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

25


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

29


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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■ 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.


■ 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


■ 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


■ 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


■ 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.


■ 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)

34

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.


■ 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]

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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.


■ 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


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


■ 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

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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


■ Diseñado para las capacidades de carga más altas ■ R32-400 ■ R38-550 ■ R51-800 ■ T76-1900


■ 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.


■ 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

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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.


■ 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])


■ 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


■ 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


■ 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


■ 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


■ 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


■ 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


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.


■ 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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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]

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Sistema de Barras Autoperforantes DYWI Drill de la Calidad Los servicios integrales de DSI Underground incluyen la concepción, diseño, planeamiento e instalación de sus sistemas