Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, concretamente para pilones,

comprendiendo dichas cimentaciones (12) al menos una losa (14, 16) sensiblemente horizontal empotrada en el terreno, caracterizado porque comprende las etapas siguientes: a) se realiza al menos una zanja vertical en el terreno cuyo trazado interseca una parte de dicha losa (14, 16), teniendo dicha zanja un ancho muy inferior a las dimensiones horizontales de dicha losa, una altura muy superior a su ancho y, en proyección horizontal, extendiéndose una parte de dicha zanja más allá del contorno de dicha losa; y b) se rellena dicha zanja con un material que comprende al menos en parte un conglomerante hidráulico para formar en el terreno una pared (26, 28, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 62', 64', 66', 68') resistente que está mecánicamente conectada a dicha losa

Procedimiento de refuerzo de cimentación que comprende una losa empotrada en el terreno concretamente de cimentaciones para pilones y estructura obtenida.

Sector de la técnica

La presente invención tiene como objeto un procedimiento de refuerzo de cimentaciones de pilones, concretamente aunque no exclusivamente, pilones eléctricos para las lineas eléctricas de alta tensión, y una estructura de refuer- zo.

Estado de la técnica

Las cimentaciones de pilones están constituidas en su mayor parte por macizos enterrados de hormigón, generalmente de forma cilíndrica o rectangular y formados por un pilar situado sobre una o varias losas horizontales cuyas secciones aumentan con la profundidad. La profundidad de la losa inferior varía normalmente de 1,5 m a 5 m bajo la superficie del terreno natural. Con el fin de mejorar el anclaje de la cimentación, en ocasiones se realiza el vaciado de un escalón en el terreno natural.

Varios motivos pueden motivar el refuerzo de las cimentaciones de pilones ya existentes. Por ejemplo, puede citarse:

- la modificación de las normas de cálculo, en particular para tener en cuenta casos de cálculo más estrictos (por ejemplo, ráfagas de viento durante una tormenta);

- la modificación de las condiciones de explotación de la cimentación (por ejemplo, un aumento del peso de los cables soportados por los pilones que soportan las lineas eléctricas); o

- el descubrimiento de que una cimentación tiene una geometría real que difiere de la geometría teórica.

Para resolver este problema, la solución que se pone en práctica habitualmente consiste en instalar micropilotes que se unen al macizo de cimentación existente por medio de una losa o de una viga de hormigón armado. La solicitud de patente FR 2 881 448 da un ejemplo de dispositivos de refuerzo del tipo mencionado anteriormente.

En general, los micropilotes se dimensionan para absorber el conjunto de los esfuerzos de la estructura ignorando de este modo la contribución de la cimentación superficial existente. En efecto, el comportamiento del micropilote es generalmente mucho más rígido que el del macizo y en la mayoría de los casos ya no puede considerarse la parte de carga absorbida por el macizo superficial.

Cuando los nuevos esfuerzos no difieren en gran medida de los esfuerzos para los que fue dimensionada la cimentación, es razonable reforzar la cimentación existente combinándola con un dispositivo complementario destinado a asumir únicamente la carencia de capacidad portante. Este es el caso en particular de los esfuerzos de arrancamiento, en los que se trata a menudo de aumentar del 10 al 30% la resistencia al arrancamiento o incluso de aumentarla del orden de una decena de toneladas.

Objeto de la invención

Un primer objeto de la presente invención es proponer un procedimiento de refuerzo de cimentación de pilones que sea más sencillo de poner en práctica y que tenga una eficacia mayor con respecto al coste de los trabajos que implique, al tiempo que se evita fragilizar la cimentación durante las operaciones de refuerzo.

La invención se basa en las observaciones siguientes:

Cuando está sometida a esfuerzos de compresión, la cimentación resiste transfiriendo la carga de la estructura mediante una presión sobre el terreno situado bajo la zapata inferior del macizo.

La figura 1 adjunta ilustra la manera en que resiste la cimentación cuando esté sometida a esfuerzos de arrancamiento.

En esta figura, se ha representado el terreno (10) natural con su superficie (S). Se ha hecho figurar también la cimentación (12) constituida por las losas (14 y 16) horizontales y por su pilar (18) en cuya cara (18a) superior se fija el pilón. En esta figura, se ha representado también en el terreno el relleno (20) que debe volver a colocarse tras la realización de la cimentación (12).

Al estar sometido a esfuerzos de arrancamiento, el macizo de cimentación demuestra ser resiste por su peso propio aumentado con el peso de un cono de terreno representado por las lineas (22) situado sobre la zapata inferior, cono cuyo volumen depende esencialmente de las características mecánicas del terreno.

La invención se basa en el principio que consiste, mediante trabajos de movimiento de tierras, en aumentar el volumen de terreno que va a resistir los esfuerzos de arrancamiento aplicados a la cimentación (12) al tiempo que se limitan esos trabajos al máximo y se limitan también, durante estos trabajos, la reducción de la capacidad portante, y por último adaptándose a las restricciones de posibilidad de intervención debidas a las condiciones de acceso bajo la estructura soportada por el macizo de cimentación. Un objetivo adicional de la invención es que este procedimiento necesite poco aporte de material exterior.

Para conseguir este objetivo según la invención, el procedimiento de refuerzo de cimentaciones concretamente para pilones, comprendiendo dichas cimentaciones al menos una losa sensiblemente horizontal empotrada en el terreno, se caracteriza porque comprende las etapas siguientes:

a) se realiza al menos una zanja vertical en el terreno cuyo trazado interseca una parte de dicha losa, teniendo dicha zanja un ancho muy inferior a las dimensiones horizontales de dicha losa y una altura superior a su ancho y extendiéndose, en proyección horizontal, una parte de dicha zanja más allá del contorno de dicha losa; y

b) se rellena dicha zanja con un material que comprende al menos en parte un conglomerante hidráulico para formar en el terreno una pared resistente mecánicamente conectada a dicha losa.

Se entiende que la pared o las paredes verticales realizadas en el terreno que actúan conjuntamente de manera mecánica con la cimentación aumentan el volumen de terreno que participa en la resistencia a los esfuerzos de arrancamiento susceptibles de aplicarse a los pilones y, por tanto, a la cimentación, debido a sus dimensiones.

Además, el procedimiento comprende la realización de zanjas verticales cuyas dimensiones pueden ser relativamente reducidas al tiempo que se confiere una mejora muy sensible de la resistencia a los esfuerzos de arrancamiento. Además, según la invención, la o las zanjas se realizan añadiendo al menos en parte un conglomerante hidráulico.

Por pared vertical en el terreno, hay que entender un elemento constructivo constituido por un material resistente empotrado en el terreno cuya altura es sensiblemente muy superior a su ancho.

Preferentemente, para realizar el elemento de refuerzo se excava el terreno para realizar esta zanja y se mezcla el terreno excavado con un conglomerante hidráulico para obtener una pared resistente en el terreno.

Esta técnica de mezclado in situ del terreno excavado con un conglomerante hidráulico sin extracción del terreno excavado de la zanja se denomina habitualmente "soil mixing".

El trazado de la pared o de las paredes con respecto al contorno de la losa de la cimentación puede adoptar diferentes formas debido a que esta pared actúa de manera conjunta mecánicamente con la cimentación.

Las paredes pueden en particular disponerse a ambos lados del pilar de la cimentación, o no pasar por este pilar, sino evidentemente intersecar la losa de la cimentación.

Preferentemente, el ancho de la zanja y, por tanto, de la pared está comprendido entre 20 y 50 cm.

Más en general, preferentemente, el ancho de la zanja, es decir, de la pared es inferior a la cuarta parte del ancho de la losa.

Un segundo objeto de la invención es proporcionar una estructura de refuerzo de una cimentación del tipo obtenido por la puesta en práctica del procedimiento.

La estructura de refuerzo de una cimentación, concretamente para pilones, comprendiendo dicha cimentación al menos una losa sensiblemente horizontal, se caracteriza porque comprende al menos una pared vertical mecánicamente resistente realizada en el terreno, intersecando el trazado de dicha pared, en proyección horizontal, dicha losa de la cimentación para actuar de manera conjunta mecánicamente con dicha cimentación, extendiéndose una parte de dicha pared más allá del contorno de dicha losa.

Descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención resultarán más evidentes tras la lectura de la descripción siguiente de varios modos de...

1. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, concretamente para pilones, comprendiendo dichas cimentaciones (12) al menos una losa (14, 16) sensiblemente horizontal empotrada en el terreno, caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

a) se realiza al menos una zanja vertical en el terreno cuyo trazado interseca una parte de dicha losa (14, 16), teniendo dicha zanja un ancho muy inferior a las dimensiones horizontales de dicha losa, una altura muy superior a su ancho y, en proyección horizontal, extendiéndose una parte de dicha zanja más allá del contorno de dicha losa; y

b) se rellena dicha zanja con un material que comprende al menos en parte un conglomerante hidráulico para formar en el terreno una pared (26, 28, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 62', 64', 66', 68') resistente que está mecánicamente conectada a dicha losa.

2. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa b) consiste en excavar el terreno para realizar dicha zanja y en mezclar el terreno excavado con un conglomerante hidráulico para obtener dicha pared resistente en el terreno.

3. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque se realizan dos zanjas (26, 28) dispuestas a ambos lados del pilar de dicha cimentación, apoyándose cada zanja en parte en dicha losa (14, 16).

4. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el trazado de dicha zanja (54, 56), no pasa por el pilar de dicha cimentación.

5. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ancho de dicha zanja es inferior a la cuarta parte del ancho de dicha losa (14, 16).

6. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el ancho de dicha zanja (26, 28) está comprendido entre 20 y 50 cm.

7. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dichas cimentaciones comprenden una pluralidad de elementos (62, 64, 66, 68) de cimentación distantes entre sí, comprendiendo cada elemento de cimentación al menos una losa sensiblemente horizontal y un pilar, y porque se realizan varias zanjas (62, 64, 66, 68) intersecando cada zanja la losa de un elemento de cimentación.

8. Procedimiento de refuerzo de cimentaciones, según la reivindicación 7, caracterizado porque dichas zanjas se disponen sensiblemente en el exterior del polígono cuyos vértices son los pilares de dichos elementos (62, 64, 66, 68) de cimentación.

9. Cimentación, que comprende al menos una losa (14, 16) sensiblemente horizontal, caracterizada porque comprende además al menos una pared (26, 28, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 62', 64', 66', 68') vertical mecánicamente resistente realizada en el terreno, intersecando el trazado de dicha pared, en proyección horizontal, dicha losa de la cimentación para actuar conjuntamente de manera mecánica con dicha cimentación, extendiéndose una parte de dicha pared, en proyección horizontal, más allá del contorno de la losa.

10. Cimentación, según la reivindicación 9, caracterizada porque dicha pared se realiza mediante excavación del terreno para obtener una zanja vertical que tiene el trazado de la pared y mediante mezcla del terreno excavado con un conglomerante hidráulico.

11. Cimentación, según una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizada porque el ancho de la pared es como máximo igual a la cuarta parte de las dimensiones de la losa (14, 16) de la cimentación.