Muros pantalla

Una pantalla de hormigón o muro pantalla es una estructura vertical que se utiliza para sostener tierras y/o aguas subterráneas en una excavación. La pantalla de hormigón se construye directamente dentro del terreno, y se utiliza para contener los suelos mientras se excava un espacio subterráneo, como un sótano o un túnel.

Qué es un muro pantalla

Los muros pantalla (en inglés, diaphragm walls o slurry walls) son elementos estructurales de contención de tierras, empleados tanto para sistemas de retención y contención temporal como paredes permanentes.

El muro de pantalla de hormigón in situ es una solución flexible muy utilizada en edificación (en sótanos y aparcamientos subterráneos) y en ingeniería civil. La construcción de un muro enterrado antes de realizar el vaciado de tiene la ventaja  de aprovechar el terreno al máximo y disponer de una contención antes del vaciado. Crear una pantalla impermeable alrededor del perímetro de una excavación por debajo del nivel freático permite trabajar en seco.

Tipos de muros pantalla

El Código Técnico distingue dos tipos de pantallas: las pantallas de hormigón hormigonadas enteramente in situ y las pantallas de elementos prefabricados. La elección del tipo de pantalla de contención dependerá del tipo de suelo y de las condiciones del entorno.

Proceso constructivo de una pantalla de hormigón

La ejecución de pantallas de hormigón se realiza según una secuencia de trabajos que exige un equipo de excavación especializado que requiere más espacio disponible en comparación con otros métodos. El proceso constructivo comprende las siguientes operaciones:

• Murete guía: este soporte temporal formado por dos vigas paralelas suele construirse con hormigón ligeramente armado y sirve para mantener la alineación horizontal y la continuidad de la pantalla. Además, es importante ya que los niveles de lodo varían durante la construcción y el primer metro de la pared de la excavación tiende a ser inestable. El murete guía también ayuda a guiar la cuchara y a posicionar la estructura final.
• Excavación: para evitar que las paredes de la zanja colapsen durante la excavación, se rellena con lodo (generalmente una mezcla de bentonita y agua), una suspensión espesa pero líquida que al proporcionar presión hacia el exterior, equilibra las fuerzas hidráulicas internas y también retarda el flujo de agua hacia la zanja.
• Colocación de las armaduras de los bataches: la jaula de refuerzo típicamente está suspendida de los paneles del murete guía, y debe tener suficiente refuerzo transversal y diagonal para permitir ser izada y bajada a su posición.
• Colocación de la junta: Las juntas pueden ser planas, circulares, con vigas de acero en I aunque, generalmente, se usan juntas de tipo acanalado con topes de agua.
• Hormigonado
• Viga de coronación.

Anclajes al terreno

Los anclajes al terreno son elementos capaces de transmitir esfuerzos de tracción desde la superficie del terreno hasta una zona interior del mismo. Un anclaje está formado por la cabeza, la zona libre y el bulbo o zona de anclaje.

Los sistemas de anclajes al terreno, ya sea provisionales o permanentes, tienen su aplicación en estructuras de contención, como los muros pantalla con anclajes, en estribos de puente y en actuaciones para la estabilización y protección de taludes y laderas.

Los tipos de anclaje al terreno más frecuentes están constituidos por tirantes de cables o barras de acero cuyos esfuerzos de tracción son transmitidos al terreno por medio de inyecciones de lechada de cemento.

Un anclaje es pasivo cuando es sometido a una carga inicial baja, normalmente comprendida entre el 10 y el 25% de la máxima prevista en proyecto. Por su parte, un anclaje es activo cuando es sometido a una carga de tesado, después de su ejecución, no inferior al 50% de la máxima carga prevista en proyecto.

El acero empleado en los tirantes de un anclaje deberá cumplir las especificaciones de la normativa, fundamentalmente la EHE-08, PG-3 y Eurocódigo 2. El límite elástico y la carga de rotura del acero depende del tipo de tirante (Barra tipo DW (Diwidag) o similar, Barra tipo Gewi o similar, cables).

El diseño de los anclajes al terreno parte de conocer el valor y dirección de los esfuerzos ejercidos por la estructura a anclar (cargas nominales) que nos permitirán dimensionar las diferentes partes del anclaje (tirante, longitud libre y longitud de bulbo). Para el dimensionamiento se considerará el comportamiento de cada uno de los elementos de los anclajes y su entorno (equilibrio local) y la estabilidad global de la zona donde se encuentra anclada la estructura.

Para qué se emplean los anclajes

• Muros pantalla
• Estabilización de taludes
• Estabilización de presas de hormigón

Anclaje de muros pantalla

Los anclajes de las pantallas al terreno (contemplados en el capítulo 9 del Documento Básico SE-C Cimentos) pueden ser provisionales o permanentes, si su vida útil es mayor a dos años.

• Anclajes pretensados (activos) están formados por una cabeza de transmisión, una longitud libre y una longitud de sellado por inyección al terreno;
• Anclajes pasivos, por su parte, son tirantes de acero sin pretensar, constituidos por una cabeza de transmisión, una longitud libre y un sistema de fijación al terreno, ya sea por inyección, sellado con resina o mediante placa de anclaje.

Pantallas bajo el nivel freático

Las pantallas realizadas bajo el nivel freático deben garantizar un adecuado grado de estanqueidad. Algunas cosas a tener en cuenta:

• Si la excavación se produce por debajo del manto freático, habrá que prever una impermeabilización suplementaria al propio hormigón.
• Las zanjas bajo en suelos no cohesivos (arenas, limos) no serán estables en presencia de agua y tienen que rellenarse con lodos bentoníticos (tixotrópicos).
• En el caso de pantallas de pilotes, los pilotes debes ser secantes entre sí. Para ello deben ejecutarse pilotes perforados o bien, aplicar técnicas de tratamiento al terreno entre pilotes.
• No es recomendable la construcción de muros por bataches en excavaciones bajo el nivel freático.

Más info:

Documento Básico DB-SE Cimientos

Muros Pantalla – Guía técnica de seguridad audiovisual para la promoción de la seguridad laboral en el sector de las Cimentaciones Especiales, del Comité se Seguridad y Prevención de Riesgos Laborales de la Asociación de Empresas de la Tecnología del Suelo y Subsuelo (AETESS), organización empresarial que agrupa a las empresas más importantes de construcción de cimentaciones especiales y tratamientos del terreno en España.

Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera, elaborada por la Dirección Técnica de la Dirección General de Carreteras con la colaboración de (AETESS) y constituye un documento técnico que describe una serie de reglas de buena práctica para el diseño y construcción de anclajes en obras de carretera. Esta guía no es de obligado cumplimiento pero su uso es recomendable.