Hormigón proyectado reforzado con fibras para aplicación en túneles
Soluciones para reducir espesor y aumentar productividad
Desde hace muchos años, en todo el mundo se utiliza con éxito el hormigón reforzado con fibras de acero en aplicaciones de hormigón proyectado. Este hormigón reforzado aporta múltiples ventajas tales como:
- Ahorro en materiales y en tiempo de ejecución
- Ductilidad del refuerzo
- Aplicación sencilla
- Entorno de trabajo seguro
Como ocurre en el hormigón convencional, el hormigón proyectado es un material frágil, con limitada tracción y resistencia a la flexión, y con muy buena resistencia a la compresión.
Para convertirlo en un material dúctil, el hormigón proyectado se puede también reforzar con acero convencional, sin embargo la instalación es compleja, conlleva muchos tiempos y en ocasiones no es posible garantizar las condiciones mínimas de seguridad. A todo ello cabe añadir que este tipo de refuerzo no se adapta bien al diseño de espesor de capa flexible del hormigón proyectado.
Para la producción del hormigón proyectado reforzado con fibras se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
La consistencia del hormigón fresco debe ser más plástica de modo que el hormigón proyectado reforzado con fibras pueda ser bombeado. El empleo de fibras en el hormigón puede provocar una pérdida de trabajabilidad, cuya magnitud dependerá del tipo y longitud de la fibra empleada, así como de la cuantía. Este factor debe considerarse especialmente al solicitar la consistencia del hormigón en obra.
La dosificación depende del tipo de fibra y es susceptible de ser sustituida por otra referencia si se producen problemas (por ejemplo, formación de erizos)
Existen fibras que se pierden en el rebote de modo que la determinación del contenido y eficiencia del hormigón proyectado son los factores determinantes, no la dosificación teórica de las fibras de acero.
Cuando se excava un túnel se producen movimientos de tierra hacia al interior, que es lo que se conoce con el nombre de convergencia
Se emplea el sostenimiento para mantener la estabilidad y la capacidad portante del terreno. Los sostenimientos pueden necesitarse de forma temporal o de forma permanente. El hormigón proyectado con fibras de acero o gunita forma un anillo.
Existe otro sistema para el sostenimiento como la utilización de un anillo de dovelas. Es muy habitual realizar los sistemas de sostenimiento provisional y permanente de forma combinada. Este sostenimiento trabaja en el sentido contrario a la fuerza que ejerce el terreno, ejerciendo fuerzas radiales.
El uso estructural de las fibras se produce cuando la adición de fibras se diseña para contribuir en la capacidad portante de carga del hormigón. Esta norma cubre las fibras destinadas a este uso en todos los tipos de hormigón y mortero, incluidos hormigones para enlosado, prefabricación, in situ, hormigones de reparación y el hormigón proyectado.
Revestimiento final, secundario o definitivo
El revestimiento final es la etapa más importante en la ejecución de un túnel. Representa y determina la durabilidad y resistencia estructural y además es el soporte para las instalaciones de infraestructura para la iluminación y la ventilación.
En túneles excavados tradicionalmente, nuestras fibras de acero son utilizadas para reforzar estructuralmente el revestimiento final del hormigón proyectado o bombeado directamente sobre el carro encofrador; dicho carro debe tener una serie de ventanas que permitan el hormigonado y el vibrado. Este revestimiento se puede utilizar por diferentes motivos: para mejorar la ventilación, por la presencia de agua o también por motivos estéticos.
En los casos en que el refuerzo de malla tradicional es reducido e incluso eliminado, la productividad aumenta y el espesor del revestimiento puede ser disminuido. El hormigón reforzado con fibras de acero es más resistente, más dúctil y menos permeable que el hormigón tradicional.
En túneles excavados con el empleo de las modernas máquinas excavadoras automatizadas TBM (Tunneling Boring Machine), el revestimiento de anillos de dovelas (prefabricadas de hormigón) también sirve de revestimiento final y es una de las aplicaciones de mayor crecimiento en la actualidad.
Revestimiento primario o temporal
El revestimiento primario aporta estabilidad a la estructura del túnel y provee un soporte inmediato al terreno excavado. Este revestimiento de soporte es temporal y comúnmente ejecutado en hormigón proyectado reforzado con fibras de acero.
Cuando es necesario, esa fase también incluye la instalación de elementos de refuerzo adicionales que consisten en secciones en arcos de acero (cerchas) con la forma del contorno del túnel, apoyados en el suelo, las mismas resisten los esfuerzos del terreno. Es necesario ejecutar una viga corrida o una zapata en los casos en los casos en que exista el riesgo de que la cercha se clave en el terreno.
En rimsa contamos con una dilatada experiencia en la aplicación de fibras de acero y macro sintéticas en hormigón proyectado. Contacta con nuestro Equipo técnico comercial para analizar tu caso en concreto.
