Tesis doctoral de Luis Emilio Segura Castillo
Castilloun problema habitual en la construcción de pantallas continuas en terrenos con presencia de agua es la existencia de filtraciones. El objetivo de esta tesis busca resolver este problema mediante el desarrollo de un nuevo tipo de pantalla: la pantalla bi-capa (bl, por sus siglas en inglés). El método para construir estos muros se basa en una solución existente: realizar una segunda capa de hormigón impermeable sobre los muros pantalla. En las pantallas bl, la segunda capa se realiza con hormigón con fibras de acero (sfrc) proyectado sobre las pantallas convencionales (llamadas ml en esta tesis) e incluyendo a su vez una adición impermeabilizante. La idea central es maximizar las funciones de la segunda capa, asignándole un rol estructural, además de la función impermeabilizante.La metodología propuesta se basa en la combinación de trabajos experimentales y herramientas numéricas. Se propone un método de diseño para las pantallas bl basado en modelos estructura-sección desacoplados. Posteriormente se utiliza este método para realizar diferentes comparaciones con pantallas ml y un análisis paramétrico exhaustivo de distintos procesos constructivos involucrados en la construcción de las pantallas bl. la campaña experimental realizada comprende dos niveles: a nivel elemento, se estudió la respuesta estructural de pantallas construidas en un edificio real ubicado en barcelona; a nivel seccional, se midió el nivel de adherencia entre ambas capas de hormigón mediante testigos extraídos de las pantallas antes mencionadas.El modelo a nivel estructural, basado en elementos finitos, se contrastó con los resultados experimentales obtenidos. El modelo seccional se tomó de la bibliografía estudiada. Con el modelo estructura-sección completo se analizaron las pantallas bl. el estudio muestra que la principal resistencia flexional es aportada por la primera capa (el muro pantalla convencional), siendo secundario el aporte de la capa de sfrc.Para el rango de elementos considerados en esta tesis (35 cm a 60 cm de espesor de primera capa y 10 cm de segunda), el incremento de la resistencia última a flexión cuando se considera el aporte de la capa de sfrc, está entre 8% y 15%. Este incremento permite una reducción en el acero de refuerzo de la primera capa de hasta un 7.0% del total del acero de flexión y, hasta cierto punto, también colabora con una reducción en los desplazamientos (alcanzando reducciones de hasta un 7.3% del desplazamiento máximo). Se observó también que la secuencia de proyección es un factor clave a la hora de aprovechar la colaboración extra aportada por la capa de sfrc. Indicaciones específicas se describen a este respecto.Se obtuvo una buena resistencia de adherencia entre hormigones para los testigos extraídos. La resistencia media medida a cada edad (2, 6, y 35 días) estuvo siempre, para los distintos casos, por encima de 1.0 mpa. más allá de los ensayos puntuales, se observó un comportamiento monolítico a nivel elemento para las pantallas bl experimentales.Se obtuvo un consumo final de materiales similar entre pantallas bl y la consideración conjunta de una pantalla ml más un sistema impermeabilizante externo. Considerar los costos tecnológicos conlleva un costo constructivo mayor para las pantallas bl. sin embargo, ésta es aún una opción interesante bajo consideraciones particulares, como limitaciones del espacio subterráneo interior o si se desean evitar costos continuos de mantenimiento.En términos generales, se puede decir que la investigación aquí presentada sienta las bases para el desarrollo de la técnica de muros pantalla bi-capa, la cual es una solución prometedora para el problema de las filtraciones en pantallas. No obstante, son necesarios más estudios para poder usar plenamente este tipo de pantallas de forma habitual: estudios de sostenibilidad detallados, evaluación del riesgo de desprendimiento de la segunda capa, capacidad impermeable y, sobre todo, más ensayos experimentales a escala real.
Datos académicos de la tesis doctoral «Bi-layer diaphragm walls: experimental and numerical analysis«
- Título de la tesis: Bi-layer diaphragm walls: experimental and numerical analysis
- Autor: Luis Emilio Segura Castillo
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 22/11/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Antonio Aguado De Cea
- Tribunal
- Presidente del tribunal: simon Austin
- Fernando Martinez abella (vocal)
- (vocal)
- (vocal)