Tipos de Estructuras de Contención Flexibles

Existen dos tipos de estructuras de contención flexibles desde el punto de vista de su configuración: las continuas y las discontinuas, según el grado de monolitismo e impermeabilidad que sea necesario en la excavación. Corresponden a estructuras continuas las tablestacas y las pantallas de hormigón, y a las discontinuas, las entibaciones clásicas de madera o las pantallas de pilotes aislados.

Tablestacas

En la figura pueden verse diversos tipos de pantallas de tablestacas, en función de los perfiles metálicos a utilizar (Larssen, planas, etc.).

Las tablestacas se hincan por vibración o percusión. En España, el uso de tablestacas está muy restringido a problemas muy concretos, como en los puertos en zonas de suelo blando (cofferdams, muelles anclados, etc.), en alguna cimentación de puentes de gran luz (isla provisional), construcción de colectores en zonas próximas al mar o en la vega de los ríos, etc. Normalmente son elementos recuperables y no son rentables si no se reutilizan 4 o 5 veces. Además, como en España predominan los terrenos de dureza media a alta, el uso de tablestacas se vuelve muy dificultoso. En Europa son frecuentes en obras de urbanización, saneamiento, excavación de sótanos, etc., seguramente porque algunas ciudades europeas se asientan sobre vegas de río con sedimentos blandos, zonas ganadas al mar, etc.

Entibaciones

Las entibaciones corresponden a las estructuras más sencillas para realizar la excavación de zanjas o vaciados, aunque en general solo son aplicables para excavaciones poco profundas. Consisten en realizar un paramento de madera a base de tablas que se colocan horizontales y que se comprimen contra el terreno por la acción de unas barras transversales, que se denominan puntales o codales, que van de un lado al otro de la zanja. Reciben el nombre de cuajada, semicuajada o ligera, en función de las distancias que se permitan entre maderos. Actualmente, tienden a sustituirse por elementos prefabricados de acero que se instalan en la zanja previamente vaciada.

Entibación berlinesa o muro berlinés

El muro berlinés es una combinación de tablestaca y entibación de madera clásica, ya que en este caso, se hinca un perfil metálico previamente a la excavación, hasta una profundidad suficiente para que quede empotrado y permita movilizar los esfuerzos de pasivo en el terreno situado bajo la excavación. Contra ese perfil metálico se van apoyando tablones de madera que realizan la función de entibación, conteniendo el terreno y transmitiendo los empujes al elemento empotrado. Permiten instalar también elementos de soporte lateral.

Pantallas de Pilotes Aislados, Tangentes o Secantes

Son pantallas discontinuas formadas por una sucesión de pilotes, perforaciones cilíndricas que se rellenan de mortero y hormigón, que pueden ser armados o no, y que en función de su disposición generan un elemento más o menos permeable. En ocasiones, también se construyen pantallas de pilotes prefabricados, pero presentan el inconveniente de que no pueden ser hincados en zonas de materiales duros o con bolos, lo que puede impedir el correcto empotramiento de la pantalla.

Pantallas Continuas de Hormigón Armado

Las pantallas “in situ” se construyen, normalmente, según las siguientes fases de ejecución:

  1. Realización de una zanja poco profunda (40-50 cm) y más ancha que la pantalla para ejecutar el murete-guía de la excavación.
  2. Ejecución de los muretes-guía de hormigón armado (anchura mínima de 20 cm y altura de 50-70 cm).
  3. Excavación de un módulo de pantalla con una profundidad igual que la pantalla, anchura igual al hueco dejado por los muretes-guía y con una longitud variable entre 3,0 y 5,0 metros. Las cucharas de excavación suelen tener una longitud de unos 2,40 m, de ahí que el módulo tenga como mínimo unos 3,0 m; si el terreno es bueno se puede llegar hasta los 5 m. Se suele excavar, en profundidad, unos 20 cm más de lo teórico, para evitar que la armadura se apoye en una zona de sedimentos.
  4. Durante la excavación se suele añadir un lodo tixotrópico que forma una película o “cake” con las paredes verticales de la excavación y ayuda a que estas permanezcan estables. En caso de terrenos buenos puede realizarse la excavación sin ayuda de lodos. El lodo debe llenar la excavación hasta arriba y debe reponerse periódicamente para que mantenga sus propiedades.
  5. Acabada la perforación, se colocan en los extremos laterales (en el primer módulo y solo uno en los siguientes) los elementos verticales que van a moldear las juntas (tubería circular lo más corriente, plana-circular, etc.).
  6. Se introduce la jaula de armaduras, lo que puede hacerse de una vez o en dos tramos (que se sueldan al introducirlas en la zanja). El recubrimiento mínimo debe de ser, al menos, de unos 6-7 cm y la separación entre barras de 10-12 cm como mínimo. La armadura debe instalarse con separadores en las barras exteriores, a fin de garantizar el recubrimiento. La cuantía suele estar comprendida entre 40 y 70 kg de acero por m2 de pantalla.
  7. Se procede al relleno de la zanja con hormigón, lo que suele hacerse con el sistema “tremie”, empleando para ello una tubería de unos 18-20 cm de diámetro que se introduce en el centro del panel hasta el fondo de la excavación, con un tapón de trapos, una pelota, etc. Se rellena el tubo de hormigón y al levantarlo ligeramente la columna de hormigón desplaza al tapón y empieza el relleno del panel de abajo a arriba. El material aportado va arrastrando el lodo tixotrópico, con su parte superior contaminada con terreno y lodo. El tubo se levanta poco a poco, pero siempre debe quedar, dentro del hormigón unos 2,5-3,0 metros (según se hormigone en seco o con lodo). Cuando el hormigón rebosa unos 25-30 cm el nivel teórico se para el hormigonado. Este hormigón superior es el contaminado, por lo que debe ser eliminado por picado.
  8. Se extrae el o los elementos-junta cuando el hormigón ha alcanzado una resistencia suficiente (3-5 MPa).
  9. A continuación, se excava otro panel no contiguo, de forma que no haya nunca dos contiguos sin rellenar de hormigón.
  10. Por último, se construye, en cabeza, una viga de atado de todos los paneles (armada), para dar continuidad en cabeza a la pantalla.

Muretes Guía

Tras el replanteo de la alineación de los muros pantalla, se ejecuta una zanja, cuya profundidad está comprendida entre 0.5 y 1.5 m y cuya anchura depende, lógicamente, del espesor de la pantalla que va a ser construida. Las paredes de la zanja están recubiertas por los denominados muretes guía, los cuales tienen la doble función de servir de guía al útil de excavación y de estabilizar la parte superior de la zanja, que se desmoronaría sin ellos por la alteración del terreno superficial, por el peso de la maquinaria trabajando en su borde y por la erosión producida por el roce de las cucharas y por la variación constante de los niveles de lodo.

Los muretes guía se suelen construir hormigonándolos contra las paredes de la zanja con hormigón de resistencia 25 o 30 N/mm2, armándolos con un mallazo. Sin embargo, si el terreno es muy blando y las paredes de la zanja quedan muy tendidas, es mejor encofrar los muretes por ambos lados y rellenar el talud con tierras.