Guía de Uso e Instalación de Formaletas Textiles COLCHACRETO ARTICULADO

Transcripción

1 Guía de Uso e Instalación de Formaletas Textiles COLCHACRETO ARTICULADO 1. Introducción El funcionamiento y durabilidad de las estructuras en contacto con cuerpos de agua, dependen en gran medida de su capacidad para soportar la erosión superficial. La construcción de obras para revestir y proteger estructuras de este tipo, en su mayoría utiliza el concreto como material principal de construcción, sin embargo su instalación resulta difícil y costosa en superficies con geometría compleja o en contacto con agua. Las formaletas textiles COLCHACRETO están diseñadas para facilitar la construcción de sistemas de protección del terreno ante erosión superficial, abrasión o daños mecánicos puntuales, por lo tanto, la estabilidad global debe verificarse y garantizarse teniendo en cuenta las cargas aportadas por los revestimientos a construir. 2. Formaletas Textiles Según la FHWA, estas formaletas se pueden definir como: textiles tejidos de alta resistencia en una serie de bolsas que se conectan internamente por conductos que se llenan con concreto fluido. El concreto, después del fraguado, forma una red de bloques conectados que se consideran como una capa dura que aporta protección a la superficie contra las fuerzas hidrodinámicas, los efectos erosivos y la socavación. Fotografía 1. Protección de Orilla con COLCHACRETO COLCHACRETO es el nombre de las formaletas textiles diseñadas para ser llenadas con concreto hidráulico de agregado fino y obtener revestimientos de formas predeterminadas aplicables en obras civiles en seco, a borde de agua o bajo agua, de manera mas versátil y económica que los revestimientos convencionales con concreto Formaleta COLCHACRETO ARTICULADO Es una formaleta textil compuesta por dos (2) capas ínter-tejidas en sus bordes laterales y en puntos intermedios en forma de cruces, de tal manera que cuando se llena con concreto se generan bloques interconectados por los canales de llenado y por una serie de tendones de refuerzo dispuestos longitudinal y transversalmente (Fotografía 1). Cada bloque cuenta con tendones de refuerzo longitudinales y trasversales que permiten la articulación en los dos sentidos. Los revestimientos con COLCHACRETO Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 1

2 ARTICULADO tienen la capacidad de acomodarse a los cambios de nivel del suelo de apoyo, bien sea por asentamientos o por socavación y erosión, actuando como bloques articulados que mantienen la integridad del revestimiento. La rugosidad superficial de los revestimientos con COLCHACRETO ARTICULADO es similar a la de cantos de río, con un adecuado coeficiente de fricción hidráulico que disipa la energía del flujo de agua y la magnitud de la erosión producida por las olas (Fotografía 2). Sus cruces intertejidas (Fotografía 3) funcionan como puntos filtrantes que permiten la salida del agua y la retención de suelo, con lo que se logra evitar la formación de prismas de presión hidrostática en los suelos revestidos, incrementando la estabilidad del sistema revestimiento-suelo. presentan las siguientes características de desempeño: La distribución de las cruces intertejidas (Fotografía 3) logran una configuración de bloques articulados, unidos por tendones de refuerzo transversales y longitudinales que al quedar embebidos en la mezcla de relleno fraguado, garantizan la flexibilidad del revestimiento ante cambios por asentamientos o socavación. Fotografía 3. Cruz intertejida Fibras de alta resistencia que permiten un adecuado desempeño ante las presiones que ejerce el concreto durante el vertimiento o bombeo. Fotografía 2. Revestimiento con COLCHACRETO ARTICULADO Adecuada elongación de las fibras que le permiten resistir al rasgado y al punzonamiento, además de ayudar a conservar la forma durante el fraguado Características Especiales Con la combinación de una alta resistencia en sus fibras y la tecnología de tejido, las Formaletas Textiles COLCHACRETO ARTICULADO Alta permeabilidad, gracias al tamaño de abertura de poros que permite filtrar el exceso de agua de la mezcla de concreto de agregado fino. Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 2

3 Los tendones de refuerzo están dispuestos de tal manera que quedan embebidos en la mezcla de relleno fraguado, aumentando su integridad. Bajo peso y manejabilidad para su transporte e instalación en sitios de difícil acceso Campos de Aplicación Los campos de aplicación de COLCHACRETO ARTICULADO son: Revestimiento y Protección de orillas de ríos, lagunas y líneas costeras Revestimiento de canales, taludes, cunetas, vaguadas, zanjas, desagües, drenaje, pondajes Revestimiento de taludes, diques, presas, terraplenes, encoles y descoles de puentes Revestimiento de tubos geotextil 2.4. Ventajas Como sistema para control de erosión, protección o construcción de estructuras, las Formaletas Textiles COLCHACRETO ARTICULADO tienen varias ventajas sobre los sistemas convencionales como: En comparación con los revestimientos de piedra tipo Rip-Rap, COLCHACRETO ARTICULADO es un revestimiento articulado, continuo y homogéneo, de gran peso y menor espesor. Se puede adaptar a diferentes superficies del terreno incluso bajo agua, garantizando un total contacto con la superficie. El rendimiento de la instalación es mayor que la mayoría de sistemas de revestimiento o protección y el costo de mano de obra es menor. Se puede instalar sin equipo especial ni controles especiales, ya que el concreto se puede verter por gravedad o bombear al interior de la formaleta textil. Reduce el uso de tablas, listones, regla y paneles de madera no recuperables (formaletas convencionales), ayudando a la protección del medio ambiente. Requiere menor transporte de materiales al sitio de la obra Características Físicas La Formaleta Textiles COLCHACRETO ARTICULADO antes del llenado presentan un ancho de 5.10 m. Una vez llenas, las Formaletas Textiles COLCHACRETO presentan las características y valores promedio indicados en la Tabla 1. Tabla 1 Valores formaletas llenas Característica Valor promedio Espesor promedio (m) 0.10 Cubrimiento / volumen de concreto. 14 m 2 / 1 m 3 Ancho (m) 4.34 Largo (m) Factor de contracción 1.1 Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 3

4 3. Recomendaciones sobre el material llenado 3.1. Concreto Hidráulico de Agregado Fino Las Formaletas Textiles COLCHACRETO se deben llenar con concreto hidráulico de agregado fino, el cual se prepara mezclando cemento Pórtland, arena y agua. Esta mezcla debe tener una consistencia adecuada para bombearla y verterla con facilidad dentro de la formaleta textil. La mezcla se puede preparar en planta o en sitio dependiendo de las condiciones del proyecto. Tabla 2. Proporciones recomendadas para el concreto de agregado fino Cemento 445 a 505 Kg Arena 1205 a 1225 Kg Agua L. La consistencia adecuada para un concreto fluido a vaciarse dentro de una formaleta textil, es la que presenta un volumen de concreto que fluye por el orificio de 19 mm del cono de flujo estandarizado en el ensayo ASTM D6449 en un rango de tiempo entre 9 y 11 segundos. La Fotografía 4 muestra el cono de flujo estandarizado. Un concreto fluido tiene una relación típica de agua / cemento que oscila entre 0.65 y Al vaciar este concreto dentro de una Formaleta Textil COLCHACRETO se consigue una reducción del agua de la mezcla al migrar el exceso a través de la formaleta, y por ende una reducción en la relación agua cemento, proceso por el cual se incrementan las características de resistencia y durabilidad del concreto dentro de la formaleta. En condiciones secas, con una perdida aproximada del 15% de la totalidad del agua de la mezcla inicial, 1.0 m3 de concreto inyectado dentro de la formaleta se reduce a 0.93 m 3 de concreto endurecido. Esta reducción de agua en la mezcla incrementa aproximadamente un 8% en la proporción de arena y cemento. La proporción recomendada de cada componente para 1.0 m 3 de mezcla para una resistencia a la compresión f c entre 2000 y 2500 PSI se muestra en la Tabla 2. Fotografía 4. Cono estandarizado de flujo, según ASTM D 6449 Nota: Dependiendo de las características del proyecto y los materiales a utilizar, pueden emplearse aditivos para mejorar la fluidez del concreto de agregado fino de acuerdo a la recomendación del diseñador Capacidad de Bombeo o Vertido La mezcla de concreto de agregado fino para llenar formaletas textiles debe ser más fluida que la Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 4

5 mezcla de un concreto convencional, que normalmente tiene un asentamiento Slump de 10 a 15 cm. Sin embargo cuando se inyecta el concreto fluido dentro de la formaleta textil el exceso de agua en la mezcla se filtra a través del textil variando la relación agua / cemento a un nivel similar al del concreto convencional Resistencia y Durabilidad Un concreto fraguado dentro de una Formaleta Textil COLCHACRETO presenta propiedades física superiores a las del mismo concreto fraguado por fuera de la formaleta textil, por tanto, la resistencia a la compresión de un concreto dentro de una formaleta textil es superior que la del mismo concreto sin la formaleta textil Aspectos Ambientales Durante el proceso de llenado dentro de la formaleta textil, un promedio de 0,20% del contenido de cemento migra a través del textil. Si se tiene en cuenta que muchos proyectos donde se puede usar esta solución son a borde de agua o sumergidos y que las aguas pueden ser quietas o con flujo, se debe verificar que el cemento que migra no cause efectos ambientales negativos. Para asegurar que no existan cambios excesivos de ph en el agua, se recomienda lo siguiente: En aguas quietas el volumen de agua debe ser 50 veces mayor que el volumen de concreto de agregado fino vertido o bombeado. El concreto absorbe menos del 5% de agua y sumado al efecto de refuerzo superficial que otorga el textil generan alta resistencia a la abrasión y al fisuramiento por cambios de temperatura. Este efecto de refuerzo superficial es causado por las partículas de cemento enriquecido que quedan embebidas en el plano del textil durante la salida del exceso de agua de mezcla Como resultado del efecto de refuerzo superficial y confinamiento dado por la formaleta textil al concreto, sumado a la presencia de tendones sintéticos interiores, se tiene un revestimiento que colocado sobre superficies estables no requiere de acero de refuerzo. Para aguas con flujo o corrientes la tasa de flujo de agua en m 3 /min. debe ser mayor a la tasa de vertimiento o bombeo del concreto de agregado fino en m 3 /hr. 4. Recomendaciones para el Manejo, Transporte y Almacenamiento Los rollos de COLCHACRETO ARTICULADO son livianos y de fácil manejo. Se presentan dentro de un empaque plástico que los identifica y protege durante el transporte y almacenamiento. Una vez en el sitio de la obra se recomienda: Almacenar bajo cubierta. Colocar sobre una superficie plana, lisa y seca. Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 5

6 No colocar rollos en forma transversal a otros. Cuando se requiera almacenar rollos en exteriores, estos deben levantarse de la superficie al menos 50 cm para evitar la humedad y cubrirse con carpas ó lonas para evitar la acción de la intemperie. a fin de evitar cortes o excavaciones en las superficies ya revestidas. Cada uno de los rollos cuenta con una etiqueta con un número y un código de barras que los identifica y los relaciona con los registros de producción y de control de calidad. Para efectos de trazabilidad se recomienda conservar las etiquetas de los rollos. Fotografía 5. Preparación del terreno 5. Procedimiento de Instalación y Llenado COLCHACRETO ARTICULADO 5.1. Preparación del Terreno Limpie la superficie retirando troncos, piedras y cualquier elemento suelto que dificulte el contacto del revestimiento con el suelo (Fotografía 5). El talud, ladera o canal que se va a revestir debe ser estable bajo las cargas que le aportarán las estructuras de protección. Después de preparar la superficie del terreno y donde existan afloramientos o corrientes de agua en el talud, se deberá colocar un geotextil para filtro con el objeto de controlar la ocurrencia de fenómenos erosivos del suelo por detrás del revestimiento. Se recomienda colocar un manto de geotextil para filtro FORTEX o FIBERTEX evitando la formación de arrugas y fijando sus bordes y traslapos con la ayuda de ganchos de acero. El traslapo mínimo recomendado entre franjas de geotextil es de 1.0 m. Se recomienda tener referencias topográficas para los alineamientos y niveles así como el punto de partida y los respectivos anclajes de manera que se garantice una adecuada alineación geométrica y estética del revestimiento. Todas las excavaciones como trincheras o cualquier otro tipo de estructura como tuberías deben realizarse antes de instalar la formaleta textil 5.2. Trincheras de Anclaje Para posicionar y asegurar las formaletas se deben excavar trincheras de anclaje en la corona y transversales al comienzo y final del tramo a proteger. En la Fotografía 6 se observa la excavación superior para el anclaje de la protección. Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 6

7 Excave una trinchera transversal de anclaje inicial de mínimo 0.30 m x 0.40 m desde la pata hasta la corona para alojar el primer panel de la protección. Excave la trinchera de anclaje en la parte alta de mínimo 0.20 m x 0.50 m a lo largo de todo el talud y separada mínimo 1.0 m del borde del mismo. Excave una trinchera transversal para anclaje final de mínimo 0.30 m x 0.40 m desde la pata hasta la corona para alojar el último panel de la protección. En la Figura 1 se indican las formas y dimensiones de las trincheras mencionadas Figura 1. Trincheras de anclaje 5.3. Desarrollo y Dimensiones de las Protecciones En lo posible, se deberá dejar un borde libre por encima del nivel de aguas definido para el proyecto, que se recomienda no menor de 0.60 m y un tramo de protección horizontal en la corona de mínimo 1.00 m para controlar la acción del oleaje o la operación de pequeñas embarcaciones, tal como se muestra en la Figura 2. Fotografía 6. Trinchera superior de anclaje Para instalación en canales y vallados las trincheras serán las mismas que para los taludes. Figura 2. Desarrollo de la protección La profundidad hasta la cual se debe colocar el revestimiento se debe determinar para cada proyecto por el nivel de aguas mínimas previsto o Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 7

8 hasta donde sea necesario controlar fenómenos de socavación. En general se recomienda dejar el revestimiento mínimo 1.0 m por debajo de este nivel de aguas mínimas (Figura 2) Extensión y Colocación de los Paneles de COLCHACRETO ARTICULADO La extensión del COLCHACRETO ARTICULADO se realizará por paneles alineados en dirección transversal al flujo del agua, tal como se muestra en la Figura 3. Para los proyectos bajo agua se recomienda instalar los paneles desde aguas arriba hacia aguas abajo, buscando que la corriente extienda las formaletas hacia el final del proyecto. El primer panel deberá colocarse en el punto de inicio de la protección según los planos del proyecto. Es recomendable tener referencias topográficas para garantizar el adecuado alineamiento y posición de cada panel (Fotografía 7). alineados y paralelos entre sí. De la misma manera se realizará con los demás paneles. Los paneles de COLCHACRETO ARTICULADO no deberán quedar expuestos sin llenar por un periodo mayor a 2 días. Si se presenta interrupciones en la ejecución de obra y existen paneles extendidos sin llenar, estos deberán recogerse y almacenarse tal como se recomienda en esta guía hasta la reanudación del proyecto Costura y Traslapos La unión de todos los paneles se realizará con costura industrial. Las uniones entre paneles se deben efectuarse con equipo de costura portátil de 1 o 2 hilos de poliéster de alta tenacidad, de 15 kn de resistencia a la tensión como mínimo. Coloque el panel nuevo de COLCHACRETO ARTICULADO sobre el primero, realice la costura y extiéndalo en la dirección de avance de la instalación, dejando las solapas de la unión cosida por debajo en contacto con el suelo (Fotografía 8). Fotografía 7. Extendido de los paneles El segundo panel se deberá colocar adyacente al primero teniendo en cuenta que estos queden Fotografía 8. Unión entre paneles con costura Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 8

9 Cuando las uniones no sean convencionales, como en curvas, cambios de dirección, reducciones o variaciones geométricas, se debe ajusta la geometría de los paneles de COLCHACRETO ARTICULADO mediante costuras. En estas uniones pueden conformarse mediante traslapo de las franjas, de tal manera que la franja de aguas arriba al ser llenada pise el borde lateral de la franja siguiente aguas abajo sin llenar. Al llenar la franja de aguas abajo el concreto debe quedar a tope. Fotografía 9. Amarre de los tendones de refuerzo 5.7. Cierre Inferior del los Paneles de COLCHACRETO ARTICULADO Después de amarrar los tendones de refuerzo se procede a cerrar los extremos de los paneles con costura (Fotografía 10). Nota: Los paneles de formaleta textil adyacentes a un panel que se esté llenando deben quedar libres con el objeto de permitir su contracción hasta llegar al espesor de concreto previsto Unión y Amarre de los Tendones de Refuerzo Los dos tendones de cada hilera de puntos de filtro deberán unirse en sus puntas inferiores mediante un amarre con nudo manual (Fotografía 9). Después de realizar el amarre los tendones deberán tensionarse hacia arriba y deberán asegurarse con otro nudo en las puntas superiores. Fotografía 10. Cierre inferior del manto Después de la extensión, ensamble y cierre de los paneles que conforman la protección se procede a introducir los bordes dentro de las trincheras de anclaje excavadas y se procede al llenado Llenado Los bordes de COLCHACRETO ARTICULADO que están dentro de las trincheras de anclaje superiores se deberán asegurar al terreno con bolsas de arena o dispositivos temporales de anclaje como grapas de acero para evitar que los paneles que forman la protección se deslicen por el talud durante el proceso de llenado. Realice un pequeño corte en la parte superior del panel, de manera que se pueda introducir la manguera o tubo de descarga del concreto de Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 9

10 agregado fino. La abertura debe ser lo más pequeña posible para facilitar su cierre con costura cuando se llene por completo el panel. Los paneles de COLCHACRETO ARTICULADO deberán hidratarse antes del llenado con concreto de agregado fino para favorecer al proceso de curado del concreto. El llenado de los paneles de COLCHACRETO ARTICULADO se debe comenzar desde el segundo panel ya que el primero tiene una zona dentro de la trinchera de anclaje inicial. Después de llenar este panel se puede continuar con el panel adyacente de aguas abajo. El primer panel se podrá llenar después de haber llenado por lo menos dos paneles aguas abajo, como se muestra en la Figura 4. El concreto de agregado fino debe ser inyectado de tal manera que fluya dentro de la formaleta desde la corona del talud hasta el extremo inferior, hasta completar el llenado (Fotografía 11). El cierre se realiza insertando un retazo de formaleta textil 2 veces más grande en diámetro al tamaño de la abertura y colocándolo como un parche interior entre el concreto y la superficie de la formaleta textil. Durante el vertimiento o bombeo del concreto de agregado fino, se deben tener en cuenta algunos aspectos fundamentales a saber: Para concreto bombeado, la presión no puede exceder la resistencia de la formaleta. Se recomienda que el llenado continuo no exceda los 5.0 m de altura para evitar exceso de presión en la zona inferior La boquilla o tubo de descarga se debe introducir desde la parte más alta para que el concreto de agregado fino pueda fluir dentro de la formaleta. Teniendo en cuenta el ancho de cada franja de COLCHACRETO ARTICULADO, el llenado puede realizarse en simultaneo en diferentes puntos y así lograr mayor eficiencia. Durante el llenado de un panel se deben evitar interrupciones superiores a 3 horas para prevenir la creación de juntas frías o discontinuidades en el revestimiento. Fotografía 11. Llenado de COLCHACRETO ARTICULADO Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 10

11 7. Referencias Fotografía 12. Superficie revestida con COLCHACRETO ARTICULADO El proceso de curado deberá comenzarse una o dos horas después del vertido del concreto de agregado fino, y se hará aplicando agua sobre los paneles de COLCHACRETO ARTICULADO llenos. [1] FHWA-NHI , Bridge Scour And Stream Instability Countermeasures Experience, Selection, and Design Guidance Second Edition, Hydraulic Engineering Circular No. 23, [2] Koerner, R.M., Designing With Geosynthetics. Prentice Hall, [3] Koerner, R.M., Designing With Geosynthetics. Prentice Hall, [4] PILARCZYK, C. GEOSYNTHETICS AND GEOSYSTEMS IN HIDRAULIC AND COASTAL ENGINEERING. A.A. Balkema, P.O. Box 1675, 300 BR Rotterdam, Netherlands, ISBN Soporte Técnico El equipo técnico de Geosintéticos GEOMATRIX S.A. está en capacidad de asesorar y trabajar en conjunto con ingenieros consultores, constructores, y promotores de proyectos para lograr soluciones óptimas desde el punto de vista de confiabilidad, durabilidad, desempeño y estricto criterio de costobeneficio Para mayor información sobre nuestros materiales geosintéticos, y esta u otras soluciones de ingeniería, por favor visite el sitio web ; comuníquese a través de correo electrónico a geomatrix@geomatrix.com.co o al PBX (+57-1) en Bogotá, o con nuestros ingenieros especialistas en geosintéticos a nivel local. Guía de Uso e Instalación Formaletas Textiles COLCHACRETO Pág. 11