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1 BROCHURE EBI_05.FH11 Thu Mar 17 12:21: Page 1 ingeniería y construcción INCOTEC SRL Tel./Fax (+591 3) Santa Cruz de la Sierra Bolivia Alta tecnología en fundaciones

2 BROCHURE EBI_05.FH11 Thu Mar 17 12:21: Page 2 Expander Body la elección correcta Historia A principios de la década de 1980 surge en Suecia un dispositivo de cimentación capaz de eliminar los riesgos de ejecución deficiente y a la vez entregar información acerca del desempeño futuro del dispositivo instalado. Fue llamado "Expander Body" debido a su capacidad de expansión dentro del suelo. Este dispositivo tiene dos importantes aplicaciones: combinado con un fuste hace de pilote y combinado con un sistema de tensión (cables, barras de acero) hace de anclaje. El desarrollo de este innovador sistema de fundaciones fue resultado de un importante trabajo de investigación llevado a cabo entre compañías privadas de Suecia en cooperación con la Comisión Sueca de Investigación de Pilotes, el Instituto Geotécnico Sueco y las Universidades Técnicas de Suecia. El año 1994 la empresa boliviana INCOTEC S.R.L introduce esta tecnología en Bolivia como solución para fundaciones profundas en suelos sedimentarios, debido básicamente a: Necesidad de contar con controles de calidad de alta confiabilidad Malas condiciones geotécnicas Incremento en la magnitud y peso de las obras La experiencia de INCOTEC ha llevado a desarrollar un dispositivo que introduce mejoras respecto del EB desarrollado en Suecia, con ventajas significativas. Actualmente existen obras con tecnología "Expander Body" en Europa, Asia y Sud América. El creciente número de proyectos ejecutados por Incotec en este campo, demuestra las ventajas únicas del Expander Body Incotec. Aspectos Técnicos generales La tecnología Expander Body Incotec (EBI) consiste en un cuerpo cilíndrico de acero plegado que se coloca en la punta del pilote (figura a) o anclaje y se le inyecta mortero de cemento. Todo el proceso de inyección es monitoreado con lo cual se consiguen registros que permiten el cálculo de la capacidad portante de cada elemento instalado. El método de instalación depende de las condiciones del suelo, del espacio disponible para la ejecución y de la capacidad portante requerida del pilote. El cuerpo es hermético con lo que se garantiza que durante la expansión no haya fugas de mortero, obteniéndose así la máxima presión de expansión. El cuerpo del EBI, al ser inyectado empieza entonces a expandirse (figura b) hasta que se forma un bulbo en la punta inferior del pilote (figura c). La capacidad portante del pilote se ve entonces incrementada por dos razones: (1) El área de la base es mayor que la original del pilote. (2) La compactación mecánica del suelo alrededor de la base. Además un dispositivo permite la post inyección en el exterior del EBI, a través de su punta. Esta inyección tiene la finalidad de producir un efecto de precarga en la punta del EBI con lo cual se disminuyen los asentamientos. La post inyección se realiza a través de una tubería que se coloca dentro de la tubería de inyección principal y llega hasta el fondo del EBI. (figura d) Esta inyección se realiza a partir de 24 horas de inyectado el cuerpo a fin de garantizar que el mortero inyectado al EBI ya cuente con una resistencia adecuada. Esta característica del sistema permite, sin costos mayores, aumentar la capacidad de carga de cada EBI. (a) (b) (c) (d)

3 BROCHURE EBI_05.FH11 Thu Mar 17 12:21: Page 3 Beneficios para su proyecto Métodos de instalación Dada la pequeña sección transversal del cuerpo antes de su inyección, el EBI no requiere de grandes equipos para su instalación y puede ser colocado de diversas formas: Calidad y Seguridad Sistema de control de calidad monitoreado electronicamente. Tiempo Pilote perforado y vaciado in situ. Por perforación y vaciado in situ: El EBI se coloca en el fondo de la perforación al colocar las armaduras de refuerzo. El EBI se conecta a la superficie a través una tubería doble de acero. La exterior se utiliza para la inyección del EBI y la interior para la inyección de fondo. Este sistema de pilotaje (perforado con o sin camisa) permite atravesar cualquier tipo de suelo, llegar a profundidades mayores que con los demás sistemas y trabajar en una mayor diversidad de diámetros. Para esta solución la inyección del EBI se realiza en cualquier momento, 12 horas posterior al hormigonado del fuste. En la figura siguiente se muestra el proceso completo para la opción de perforación con barreno continuo. Dado que su tamaño y forma son conocidos se eliminan las dudas con respecto al diseño. Disminuye plazos de ejecución de obras al usarse menos cantidades de pilotes. Costos Reduce costos por cada tonelada resistida. Necesita menor longitud de empotramiento, lo que deriva en una mayor economía. Requiere menor diámetro del fuste, cuya consecuencia es el menor gasto de hormigón. Flexibilidad Puede combinarse con los sistemas tradicionales de pilotaje, ya sea por vibración, hincado, perforación y vaciado in situ.

4 BROCHURE EBI_05.FH11 Thu Mar 17 12:21: Page 4 Métodos de instalación Métodos de instalación Equipo de Hinca en espacio reducido. Expander Body instalado con martillo vibratorio Por vibración: En este caso el EBI se suelda en la punta de una tubería de acero, de 150 a 200 mm de diámetro, que tendrá también la función de fuste del pilote, y se instala en el suelo con el auxilio de un martillo vibratorio. La inyección se puede realizar de dos maneras: Usando la tubería misma como tubería de inyección, es decir que también quedará llena de mortero. Dejando una tubería de conexión entre la cabeza del EBI y la superficie del terreno. Esta solución es muy eficiente en suelos blandos que se encuentren sobre arenas de mediana y alta densidad ya que el aporte de fricción del fuste es despreciable y toda la capacidad recae en la punta. Por hincado: El EBI se suelda en la punta de una tubería de acero, de 150 a 200 mm de diámetro, que tendrá también la función de fuste del pilote, y se instala en el suelo con el auxilio de un martillo de baja potencia. En algunas aplicaciones se prefiere el uso de martillos de caída libre a fin controlar la energía de cada impacto. En caso que se deba atravesar suelos resistentes antes de llegar a la cota de fundación, se realiza una preperforación. Este sistema también se aplica a hinca con equipo neumatico, tipo martillo de fondo. Instalación de EBI con gato hidráulico. Por empuje con gato hidráulico: Esta es la solución típica en caso de espacios pequeños (obras de recalce, por ejemplo) en los que se van soldando tramos de tubería de acero a medida que el pilote va siendo introducido en el suelo (ver Fotografía). Si las condiciones del suelo lo permiten, la hinca por empuje se realiza desde la superficie. En caso de que existan estrato duros, estos se deben preperforar.

5 BROCHURE EBI_05.FH11 Thu Mar 17 12:21: Page 5 Sistema de calidad Sistema de calidad La capacidad de carga de un Expander Body Incotec puede ser determinada por adelantado usando cálculos convencionales de geotecnia. Además el sistema EBI ofrece 2 métodos confiables de control de capacidad de carga que permiten respaldar estos cálculos previos: La prueba de carga tiene como objeto investigar la capacidad última de carga del EBI como dispositivo independiente del fuste, es decir, la capacidad última de carga por concepto de punta y fricción lateral en el manto del EBI. 1) El volumen y la presión de mortero son monitoreados en línea, por lo tanto proveen información sobre la fuerza ejercida en el suelo durante la expansión. Esto significa que el suelo alrededor de la punta del pilote es cargada bajo condiciones controladas de acuerdo a la teoría presiométrica. De este registro, resulta un reporte final de calidad por cada pilote instalado: 2) La capacidad de Carga Final del EBI puede ser posteriormente verificada por pruebas de carga en los pilotes seleccionados.

6 BROCHURE EBI_05.FH11 Thu Mar 17 12:21: Page 6 Anclajes Permanentes La principal diferencia entre un anclaje EBI con un anclaje tradicional es que la capacidad de porte del anclaje EBI es principalmente generado a través de la ejecución de un bulbo o muerto de anclaje a la profundidad requerida. La capacidad de porte de un anclaje tradicional es generada a través de la fricción entre el fuste de hormigón y el suelo. Esto significa también que la zona de fuste de un anclaje EBI es considerablemente más corta comparada con un anclaje pasivo tradicional. Existen 2 tipos de anclajes EBI: El anclaje consiste en un EBI el cual es instalado con pilotes y tendones de anclaje ya sea de cables o barras, estos son instalados a través del pilote dentro del EBI. Los pilotes son equipados con enganches rápidos de propósitos múltiples. Proceso de Expansión del EBI Al contar con la curva de expansión del EBI (diámetro vs. volumen) y el conocer los datos de presión y volumen se puede calcular la capacidad de carga en cada etapa de expansión. Temporales La demanda de anclajes temporales se ha ido incrementando, estos anclajes deben ser seguros, rápidos de instalar y en algunos casos los cables deben ser extraíbles, todo esto a un bajo costo.

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