Ingeniero ciivil

CÁLCULO DE TABLESTACAS METÁLICAS 
1  Amaya Gómez Yábar 

RESUMEN  En  el  presente  trabajo  se  realizará  una  exposición  de  los pasos a seguir en el proceso  de  dimensionamiento  de  una  tablestaca  metálica  para  el  proyecto  de  una  excavación  o  vaciado.  En  primer  lugar,  se  desarrollará  el  método  de  cálculo  que  permite  estimar  los  esfuerzos  y  desplazamientos previsibles  sobre  la  tablestaca  teniendo  en  cuenta  la  interacción  de  la  estructura  con  el  terreno  y  los  distintos  elementos  constructivos  (forjados,  anclajes,  puntales,  etc.).  Dicho  método  permite  tener  en  cuenta  la  influencia  del  proceso  constructivo  así como el comportamiento no lineal del terreno.  Tras  la  obtención  de  esfuerzos,  se  expondrán  los criterios  a  tener  en  cuenta  para  la  comprobación  y el dimensionamiento del perfil metálico como elemento estructural, tomando  como base los criterios del Eurocódigo 3, parte 5 (Tablestacas). Se detallarán, en primer lugar,  las  comprobaciones  que  permiten  garantizar  la  estabilidad  global  de  la  estructura,  y  posteriormente  se  enumerarán  los  criterios  para  la  verificación  de  la resistencia  del  perfil  a  nivel sección.  1.  INTRODUCCIÓN  La  excavación  o  vaciado  posterior  a  la  ejecución  de  muros  pantalla  o  hinca  de  tablestacas  constituye  una  solución  emplea  cada  vez  con  más  profusión.  La  construcción  de  tablestacas es una técnica que se utiliza desde hace ya varias décadas en el campo de las obras  marítimas.  Los  avances  tecnológicos  han permitido  que  se  empleen  cada  vez  más  en  nuevos  campos  de  aplicación  como,  por  ejemplo, muros de contención de tierra, estribos de puentes  de  carretera,  túneles,  vías  subterráneas,  etc.  Esto  se  debe,  entre  otras  cosas,  al  desarrollo  de  métodos de cálculo de esfuerzos y desplazamientos que permiten predecir el comportamiento  estructural  teniendo  en  cuenta  el proceso  constructivo  y  las  interacciones  entre  los  distintos  elementos.  También  ha  contribuido  en  gran  medida  la  aparición  de  los  Eurocódigos,  en  los  que  se  trata  de  forma  específica  estos  elementos,  y  que  constituyen  el  marco  legal  reglamentario para la ejecución de este tipo de proyecto. 

1 Ingeniero de Caminos, Departamento de Desarrollo de CYPE Ingenieros, S.A., Alicante (España).

2.  MÉTODO DE CÁLCULO DE ESFUERZOS  Para  la  obtención  de  los  esfuerzos  y  desplazamientos  en  muros­pantalla,  entre  los  métodos  más  extendidos  están  los  basados  en  el  coeficiente  de  reacción,  que  permiten  considerar  la  interacción  terreno  pantalla,  donde  la  magnitud  de  los  empujes  sobre  el  muro  depende  del  desplazamiento  del  mismo. Para  el  cálculo  de  la  acción  que  produce  el  terreno  sobre  la  pantalla,  se  utiliza  una  aproximación  no­lineal  a  la  ley  real  de  comportamiento  del  terreno que incluye la plastificación del mismo. Así mismo, los elementos de anclaje, puntales  y    forjados,  introducen  una  serie  de  coacciones  y  acciones  adicionales  que,  evidentemente, influyen en el resultado final. La consecuencia es que la obtención de la solución no es directa  y se necesita de un proceso iterativo de cálculo.  2.1.  Discretización de la tablestaca e interacción con el terreno  La  tablestaca  se  discretiza  como  una  serie  de  elementos  verticales  tipo  barra  con  deformación  a  corte  unidos  rígidamente  entre  sí,  como  se  muestra  en  la  Fig.  1.  Todos  los  elementos  tienen las  mismas  características  mecánicas,  que  dependerán  de  la  tipología,  el  material y la geometría de la tablestaca que se va a calcular. 

Fig. 1.­ Discretización de la tablestaca  El nudo superior siempre se considera como extremo libre, mientras que para el nudo  inferior  se  consideran  tres  posibles  tipos  de coacción: extremo empotrado, articulado o libre, ...