Tuberías de Hormigón: Instalación en Zanja Terraplenada
De Construmatica
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias a ATHA en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Manual de Diseño y Cálculo para la Fabricación de Tuberías de Hormigón Armado, disponible en el sitio web .
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Cuando la conducción situada bajo un terraplén va en el interior de una zanja, excavada en el terreno natural que le sirve de base, en condiciones de proyección negativa se trata de zanja terraplenada. La razón de proyección es, en este caso (figura 4.5.3.4.a).:
en que hr es la altura de la zanja sobre el plano de clave (que a efectos de cálculo consideramos positiva), y b la anchura de la zanja al nivel de este plano.
En estas condiciones, la altura del prisma central, medida sobre el plano de clave, es superior a la altura de los prismas exteriores medida sobre la base del terraplén. El prisma central experimentará mayor asiento que los exteriores, y las fuerzas de rozamiento (que se oponen a este movimiento) irán dirigidas hacia arriba, aligerando la carga sobre la conducción.
El descenso relativo del prisma central es igual a ( s2 + s3 + av ), mientras que el de los prismas exteriores es igual a s1. s2 representa el asiento del relleno de la zanja y, s1 , s3 y av tienen los significados indicados al tratar de la instalación en terraplén.
El sentido del deslizamiento es opuesto al visto en la instalación en terraplén, con lo que su signo debería ser ahora negativo. No obstante, conviene considerar su valor como positivo, puesto que en los cálculos las razones de proyección y de asentamiento intervienen con su valor absoluto. En consecuencia tomaremos como razón de asentamiento para la instalación en zanja terraplenada
A igualdad de los restantes parámetros, cuanto mayor sea hr ( y en consecuencia h' ), mayor será s2 ( y en consecuencia d' ). Por ello en la práctica se acostumbra a tomar como razón de asentamiento un valor dependiente de el de la razón de proyección.
a altura ho del plano de igual asentamiento sobre el de clave ( figura 4.5.3.4.a), se obtiene de la ecuación
que puede resolverse como se indicó al tratar de la instalación en terraplén.
Por ejemplo, con l m = 0,15 y los valores de h' d' dados en el cuadro anterior, se obtienen los siguientes valores de ho / b.
Conocido el valor de ho , la carga qr producida por el relleno sobre la conducción, se obtiene aplicando
en que el coeficiente de Marston para zanja terraplenada en que el coeficiente de Marston para zanja terraplenada Czt toma los valorestoma los valores
A igualdad de las restantes condiciones, qr crece al hacerlo b. Puede llegarse así a una anchura de zanja para la que la carga de relleno que incide sobre la conducción iguale a la que le correspondería si estuviera instalada en terraplén; esta anchura es la de transición, y a partir de ella qr se mantiene constantemente igual al valor correspondiente a la instalación en terraplén, que es la máxima que cabe considerar.
Siempre que el valor de qrobtenido para cualquier tipo de instalación supere la carga que recibiría la conducción instalada en terraplén, ésta será la carga que habrá de considerarse en los cálculos, por lo que deben compararse ambos valores de qrpara adoptar el menor.
Ejemplo
Continuando con el tubo circular utilizado en los ejemplos anteriores ( D = 60 cm; De = 75 cm), supongamos ahora que se encuentra instalado en una zanja de anchura b = 1,20 m, que sobresale de la clave del tubo una altura hr = 1,80 m (véase figura 4.5.3.4.a); sobre esta zanja se rellena en terraplén hasta una altura Hr = 5,00 m medida a partir del plano de clave del tubo. Se mantienen los valores l m = 0,150 y gr = 1,92 t/m³.'
La razón de proyección h' tendrá el valor
Entrando en la tabla VI ( d' = 0,5 ) se encuentra gr » 7,030 t/m = 70,30 kN/m, valor intermedio entra los obtenidos para la instalación en zanja ( q = 65,76 kN/m ) y para la instalación en terraplén ( gr = 107,32 kN/m ). La anchura de transición se encuentra comprendida entre b = 1,60 m ( gr = 100,89 kN/m ) y b = 1,70 m (gr= 109,10 kN/m).
La altura de plano de igual asentamiento, sobre el de clave, es
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