Los héroes desconocidos que aseguran que estas estructuras permanezcan estables no son sólo las maravillas visibles de la ingeniería,Pero los sistemas de anclaje geotécnicos ocultos - las redes profundamente arraigadas que proporcionan un soporte crítico a las laderas y caras de roca.
Sistemas de anclaje geotécnicos: el fundamento del refuerzo interno
Los sistemas de anclaje geotécnico estabilizan las masas rocosas mejorando la resistencia interna al corte y la resistencia al deslizamiento.que protege las superficies rocosas de la intemperie y proporciona un soporte estructural.
La estabilización interna se logra mediante:
-
Los demás, con un diámetro superior o igual a 20 mmOfrecer refuerzo activo o pasivo
-
Resinas inyectables:Relleno de fracturas de roca para mejorar la resistencia general
-
Sistemas de drenaje:Reducción de la presión del agua porosa para mejorar la estabilidad
Los pernos de piedra: el elemento de refuerzo central
Como el componente de estabilización interna más común,Los tornillos de roca suelen consistir en barras o hebras de acero de alta resistencia insertadas en los agujeros de perforación y unidas a las masas de roca utilizando lechado de cemento o resina epoxiSu capacidad de carga depende principalmente de la fuerza de unión entre la lechada y la roca, que suele ser inferior a la resistencia de rendimiento del acero.
Las aplicaciones van desde la fijación de bloques de roca sueltos hasta la estabilización de laderas enteras afectadas por estructuras rocosas.y requisitos de resistenciaCuando se utilizan solos, los tornillos de roca pueden no eliminar todos los riesgos de seguridad y a menudo requieren técnicas de estabilización complementarias.
Los inconvenientes notables incluyen costos relativamente altos, susceptibilidad a la corrosión y largos tiempos de instalación que pueden retrasar los horarios de construcción de pendientes.
Tipos de pernos de roca: pretensionados vs no tensionados
La estabilización de pendiente generalmente emplea pernos de 6 metros (20 pies) de longitud y 20-50 mm (5/8 "-2") de diámetro, fabricados de acero de alta resistencia (extensible a 30 m/100 pies a través de acopladores,(aunque la práctica estándar limita la longitud total a 12 m/40 pies).
Cerrojos de roca pretensionados
Estos elementos de refuerzo activos, también llamados anclajes de roca,son ideales para masas rocosas inestables o laderas recién excavadas donde impiden el movimiento a lo largo de fracturas que podrían reducir la resistencia al corteLas tuercas hexagonales y las placas de rodamiento distribuyen las cargas de tracción a través de la masa rocosa.
El proceso de instalación consiste en perforar, juntar la longitud del enlace, insertar elementos de acero, tensar y finalmente juntar la longitud libre.Puede ser necesario volver a tensar periódicamente debido a la reducción de la carga inducida por el deslizamiento o al movimiento de la roca..
Cerrojos de roca sin tensión
Disponibles como puntas de roca o pernos de cizallamiento, estos elementos de refuerzo pasivos están completamente encojados.Mientras que los pines de cizallamiento estabilizan pendientes más suaves donde los planos de la cama y las discontinuidades dictan superficies de fallo.
Las muletas se instalan comúnmente en patrones de cuadrícula en pendientes recién excavadas o para soportar bloques individuales.aumento de la fricción a lo largo de las superficies de fallas potencialesEl movimiento posterior del bloque activa la resistencia a la tracción del acero, aumentando las fuerzas normales a través de las discontinuidades.
Las ventajas incluyen la idoneidad para rocas muy fracturadas / débiles no adecuadas para el pretensado, una instalación más rápida y pendientes de aspecto más natural cuando se retiran las placas.La lechada se puede ajustar a la roca circundante.
Diseño e instalación: Ingeniería de precisión
El diseño se basa en gran medida en el mapeo de discontinuidad de los estudios de superficie y los datos de pozo, ya que estas características influyen críticamente en la estabilidad de la pendiente.La presencia de aguas subterráneas dentro de las discontinuidades requiere especial atención durante las evaluaciones.
Los principales parámetros de evaluación incluyen:
- Altura y grosor de la roca que requiere estabilización
- Resistencia al corte de las superficies de falla (teniendo en cuenta la fricción, la cohesión, las aguas subterráneas y los factores geológicos)
Las cargas de refuerzo se aplican en los análisis de estabilidad para lograr los factores de seguridad objetivo.Aunque los proyectos de transporte rara vez superan los 10 m (30 pies).
La instalación sigue patrones de cuadrícula con espaciamiento uniforme de pernos para mejorar la estabilidad general, especialmente para rocas desgastadas o fracturadas.Los ingenieros a menudo identifican "bloques clave" y diseñan patrones de pernos en consecuencia, reduciendo las necesidades totales de refuerzo mediante la colocación estratégica.
Las placas de rodamiento y las tuercas hexadecimales distribuyen las cargas a las superficies rocosas, con las válvulas biseladas utilizadas para las instalaciones en ángulo.de una longitud de más de 30 mm,.
Los procedimientos de fundición varían:
-
Proceso de dos pasos:Se aplicará la lechada inicial de la longitud del enlace, seguida de la tensión y la lechada de longitud libre.
-
Alternativa de un solo paso:El uso de un producto de ajuste rápido para la longitud de la unión y de una lechada de ajuste lento para la longitud libre
-
Las agujas y los pines:Por lo general, se emplea una sola pieza de cemento o inyección de resina
La resina de poliéster es popular para aplicaciones temporales debido a los tiempos de curado ajustables y la fácil aplicación,mientras que la lechada de cemento se adapta a instalaciones permanentes en ambientes corrosivos a pesar de un curado más lento.
Enlace de la masa de roca: resinas inyectables
Desde la década de 1960, resinas inyectables y epoxies han estabilizado minas de carbón subterráneas y varios proyectos geotécnicos.Estos materiales impregnan fracturas y discontinuidadesLas rocas o los huecos altamente fracturados pueden requerir un material excesivo, lo que afecta a los costos del proyecto (se recomienda una apertura mínima de 2 mm/1/16" para un flujo adecuado).
Cuando se aplica adecuadamente, la inyección de resina proporciona una estabilización efectiva con un impacto visual y mantenimiento mínimos.
La selección del producto depende principalmente de la presencia de agua en las fracturas:
| Propiedad |
Polyuretano (PU) |
Resina de poliuretano (PUR) |
Filtro epoxi (EP) |
| Mezcla de componentes |
En un solo paso |
Dos pasos |
Dos pasos |
| Tipo de inyección |
Espuma/gel/gruta |
Salmón |
Salmón |
| Presión de inyección |
100-3000 psi |
10 a 3.000 psi |
30 a 800 psi |
| Resistencia a la compresión y a la tracción |
10 a 500 psi |
Entre 15 y 20.000 psi |
5,000-20,000 psi |
| Interacción con el agua |
Las demás |
Hidrófilos/hidrofóbicos |
Hidrófobos |
| Costo relativo |
Bajo |
Mediano-alto |
En alto. |
Las mejores prácticas de instalación incluyen:
- 2.5-5m (8-16 pies) entre huecos
- Perforación perpendicular a las discontinuidades principales
- Construcción durante la estación seca cuando sea posible
- Secuencia de inyección de abajo a arriba
- Bombeo por etapas con períodos de observación
- Control de la presión por debajo de 250 psi
Un proyecto de autopista de Colorado estabilizó con éxito 80m2 (850 pies2) de pendiente de gneiss cerca de un portal de túnel usando inyección PUR. Dieciséis agujeros de 38 mm (1.5 ") de diámetro en 3-3.5m (10-12 pies) de profundidad recibieron 200-700lbs de resina cada unoLa resina emergió de fracturas superficiales a 1,5 m (5 pies) de los puntos de inyección, sin incidentes de caída de rocas durante o después de la instalación.
Conclusión
Los sistemas de anclaje geotécnico sirven como salvaguardas críticas para la estabilidad de la pendiente y la seguridad de la ingeniería.Estos sistemas ofrecen el máximo rendimiento.Las aplicaciones prácticas requieren una consideración exhaustiva de las condiciones geológicas, los factores hidrológicos, los requisitos de ingeniería,La Comisión ha adoptado una serie de medidas para garantizar la estabilidad y la seguridad a largo plazo..
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
