I ÍNDICE I

Columnas Ringtrac

Software RingtracSAndré Estêvão Silva, MSc. Eng.

Gerente Técnico Huesker Ltda

HUESKER

Gescher, Alemania - Sede de Huesker (desde 1861)

2

HUESKER EN EL MUNDOI Índice II INSTITUCIONAL I

3

HaTelit® C Fornit® Fortrac® 3DFortrac®

Stabilenka® HaTe®

Incomat®Ringtrac®

SoilTain® DW NaBento® Tektoseal®SoilTain® CP

PORTAFÓLIO HUESKER

4 Huesker Ltda.

São José dos Campos/SP/Brasil - +55 (12) 3903-9300 - huesker@huesker.com.br - www.huesker.com.br

HUESKER EM SUDAMÉRICAI Índice II INSTITUCIONAL I

Concepto

Características

Instalación

Productos de Línea

Dimensionamiento

Casos de Obras

Investigaciones en el Brasil

Comentarios Finales

COLUMNAS RINGTRAC

I TÉCNICO I

5

Software RingtracS

Columnas Ringtrac

Concepto

COLUMNAS RINGTRAC

7

I Índice II TÉCNICO I concepto

Geotextil fabricado la partir de filamento de poliéster (PET) o

polialcohol vinílico (PVA), en forma de tubo (sin costuras) con

gran diámetro (80cm) y elevado módulo de rigidez en la

dirección perimetral.

Utilizado en trabajos de mejoramiento de suelos blandos por

medio de columnas granulares, el encamisado del material

granular (arena o grava) por el Ringtrac permite la utilización

de la técnica en condiciones de suelos con resistencia

extremamente baja y/o de cargas operacionales no

convencionales.

Geotextil tubular para refuerzo de columnas granulares

Ringtrac®

COLUMNAS RINGTRAC

Columnas granulares confinadas con geosintético

8

I Índice II TÉCNICO I concepto

Aplicación más recomendada para:

COLUMNAS RINGTRAC

9

para una tensión de referencia de

EBGEO 2010 – Chapter 6.10

Recomendaciones alemanas para estructuras reforzadas con geosintéticos

I Índice II TÉCNICO I concepto

100 kN/m2

Aplicación más recomendada para:

COLUMNAS RINGTRAC

10

I Índice II TÉCNICO I concepto

EBGEO 2010 – Chapter 6.10

Recomendaciones alemanas para estructuras reforzadas con geosintéticos

COLUMNAS RINGTRAC

Aplicación más recomendada para:

11

Áreas de arcilla saturada.

Áreas de suelo orgánico.

Áreas inundadas.

I Índice II TÉCNICO I concepto

Columnas Ringtrac

Características

COLUMNAS RINGTRAC

13

1. Elementos de soporte, similares la

los pilotes.

2. Elementos de soporte por punta.

3. Sujetas a asentamientos de

magnitud reducida; son más

compresibles que los pilotes.

4. RINGTRAC:

A. Funciones principales:

REFUERZO Y CONFINAMENTO

B. Funciones secundarias:

SEPARACIÓN Y DRENAJE

I Índice II TÉCNICO I Características

COLUMNAS RINGTRAC

14

1. Drenantes: estabilización de losasentamientos durante laconstrucción (drenes de grandesdimensiones).

2. Semi-rígidas: reducen lapropagación de los desplazamientoshorizontales en la capa de suelosblandos.

3. Dúctiles: no sufren solicitacionesadicionales cuando son sometidas adesplazamientos horizontales(“efecto Tschebotarioff”).

4. Por el método de ejecución, causanmenos disturbios y generan menoresexcesos de presiones neutras en elsuelo blando, cuando se comparancon las técnicas con percusión.

Nota: la camisa geotextil es uncomponente llave en la capacidad decarga de la columna!

I Índice II TÉCNICO I Características

COLUMNAS RINGTRAC

15

Compone la rigidez de la columna,

brindándole elevada capacidad de carga.

Garantiza el diámetro nominal de la

columna, minimizando pérdidas.

Impide la contaminación del material

granular por el suelo fino (separación).

Garantiza integridad de la columna en la

ejecución y en la operación, sin

estrangular la sección transversal.

I Índice II TÉCNICO I Características

La presencia de la camisa geotextil Ringtrac

COLUMNAS RINGTRAC

16

Long.

columna (H)

Capacidad de carga de la columna: Vallowed, en kN, para D = 0,8m

resistencia del Ringtrac: Fd, en kN/m

10mFd 100 150 200 250 300

Vallowed 270 450 650 840 1000

15mFd 100 150 200 250 300

Vallowed 220 420 600 790 960

Valores teóricos de capacidad de carga para la columna

“en el aire”.

Suelo de relleno considerado: arena con f = 30°.

La tabla abajo se refiere únicamente a la capacidad de

carga teórica de la columna y no dice nada al respecto de

los asentamientos asociados.

I Índice II TÉCNICO I Características

Capacidad de Carga

COLUMNAS RINGTRAC

17

Desempeño es función de la

distribución y del módulo de

rigidez de la camisa Ringtrac

> rigidez

> c

ob

ertu

ra

…mejor costo-beneficio:

< cobertura (menos columnas) y

> rigidez (más capacidad de carga)

Alexiew, Brokemper, Lothspeich, 2005

I Índice II TÉCNICO I Características

Configuración y Parametrización

Columnas Ringtrac

Ringtrac:

Productos de Línea

p

COLUMNAS RINGTRAC

19

Alto módulo de rigidez (perimetral).

Elevadas resistencias y baja

deformabilidad.

Baja suceptibilidad a la fluencia.

Elevada permeabilidad.

Elevada resistencia química (PVA).

Elevada resistencia a los daños.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

RE

SIS

TE

NC

IA A

LA

TR

CC

IÓN

(%

)

DEFORMACIÓN (%)

RINGTRAC

RINGTRAC PM

I Índice I Ringtrac: Productos de líneaI TÉCNICO I

Geotextil Ringtrac – Productos de línea

COLUMNAS RINGTRAC

Especificaciones técnicas generales de los geocompuestos Ringtrac

20

I Índice I Ringtrac: Productos de líneaI TÉCNICO I

Propiedades (*)RINGTRAC ®

100/150 100/200 100/300 100/400

Materia prima principal Filamentos de PET en ambas direcciones

Resistencia a la tracción (ISO 10.319)

. dirección transversal (perimetral)150 kN/m 200 kN/m 300 kN/m 400 kN/m

Módulo de rigidez a 5% de deformación

(ISO 10.319)

. dirección transversal (perimetral) ≥ 1.425 kN/m ≥ 1.900 kN/m ≥ 2.850 kN/m ≥ 3.800 kN/m

Deformación máxima en la resistencia nominal

(ISO 10.319)

. dirección transversal (perimetral) ≤ 12,0 % ≤ 12,0 % ≤ 12,0 % ≤ 12,0 %

Carga de ruptura por fluencia

(120 años, ≤ 30º C)

. dirección transversal (perimetral) ≥ 99 kN/m ≥ 132 kN/m ≥ 198 kN/m ≥ 264 kN/m

Carga de ruptura por fluencia

(2 añs, ≤ 30º C)

. dirección transversal (perimetral) ≥ 106 kN/m ≥ 142 kN/m ≥ 213 kN/m ≥ 284 kN/m

Presentación y dimensiones de los rollos

. diámetro

. ancho

. longitud (**)

0,8 m

1,25m

300 m

0,8 m

1,25m

300 m

0,8 m

1,25m

300 m

0,8 m

1,25m

300 m

(*) Materiales certificados ISO 9001 (**) longitudes especiales son posibles

Atualización: março/2013

COLUMNAS RINGTRAC

21

I Índice I Ringtrac: Productos de líneaI TÉCNICO I

Propiedades (*)RINGTRAC ® PM

J2000 J3500 J4900 J6500

Materia prima principal Filamentos de PVA en la dirección perimetral y de PA en la longitudinal

Módulo de rigidez a 5% de deformación

(ISO 10.319)

. dirección transversal (perimetral) ≥ 2.000 kN/m ≥ 3.5000 kN/m ≥ 4.900 kN/m ≥ 6.500 kN/m

Deformación en la resistencia nominal

(ISO 10.319)

. dirección transversal (perimetral) ≤ 6,0 % ≤ 6,0 % ≤ 6,0 % ≤ 6,0 %

Carga de ruptura por fluencia

(120 anos, ≤ 30º C)

. dirección transversal (perimetral) ≥ 82 kN/m ≥ 110 kN/m ≥ 165 kN/m ≥ 220 kN/m

Carga de ruptura por fluencia

(2 anos, ≤ 30º C)

. dirección transversal (perimetral) ≥ 90 kN/m ≥ 120 kN/m ≥ 180 kN/m ≥ 240 kN/m

Apresentación y dimensiones de los rollos

. diámetro

. ancho

. longitud (**)

0,8 m

1,25m

300 m

0,8 m

1,25m

300 m

0,8 m

1,25m

300 m

0,8 m

1,25m

300 m

(*) Materiales certificados ISO 9001 (**) Longitudes especiales son posibles

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES DE LOS GEOCOMPUESTOS RINGTRAC PM

Atualización: março/2013

Columnas Ringtrac

Dimensionamiento

Ringtrac: Raithel y Kempfert (2000)

Refuerzo horizontal: Método de Bishop (1955)

Basado en el concepto de célula unitaria

Es típicamente un sistema interactivo

COLUMNAS RINGTRAC

23

I Índice II TÉCNICO I Dimensionamiento

■ Ruptura global

■ Ruptura de la columna

COLUMNAS RINGTRAC

Soluciones en terraplén reforzado

Modo de falla

24

Terraplenes

Reforzados

sobre Columnas

Ringtrac

I Índice II TÉCNICO I Dimensionamiento

COLUMNAS RINGTRAC

25

Raithel y Kempfert (2000)

ss sc

I Índice II TÉCNICO I Dimensionamiento

Columnas Ringtrac

Dimensionamiento

Software RingtracS

SOFTWARE RINGTRACS

Presentación y Funcionalidades

28

I Índice II TÉCNICO I Dimensionamiento

SOFTWARE DESARROLLADO PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA DE MEJORAMIENTO DE

SUELOS CON COLUMNAS TIPO GEC.

■ Posibilita la definición de la malla de columnas más apropiada (diámetro y distribución) y de

las propiedades del geosintético a utilizarse como camisa.

■ A partir de los parámetros geotécnicos del subsuelo, del material de relleno y de la geometría

de la estructura que se va a construir, posibilita el cálculo de la tensión vertical sobre las

columnas granulares y de la solicitación en la camisa, como así también la previsión del

desempeño del sistema en cuanto a asentamientos.

■ Brinda la opción de análisis paramétricos en función del factor de uso (inverso del factor de

seguridad) y/o de los asentamientos.

■ Como output, es generado un informe completo de los análisis realizados.

SOFTWARE RINGTRACS

Demostración

29

I Índice II TÉCNICO I Dimensionamiento

Columnas Ringtrac

Instalación

COLUMNAS RINGTRAC

Equipos de instalación

31

I Índice II TÉCNICO I Instalación

Método de

desplazamiento

COLUMNAS RINGTRAC

secuencia constuctiva

32

Manual de Instalación

Ringtrac

mejoramiento de suelos

blandos

I Índice II TÉCNICO I Instalación

Desplazamiento

COLUMNAS RINGTRAC

Secuencia constuctiva

33

Ringtrac – Instalación

I Índice II TÉCNICO I Instalación

3 – 4 Columnas / horaProductividad

1,7 x 1,7m la 2,2 x 2,2m (malla cuadrada)

1,8 x 1,8m la 2,4 x 2,4m (malla triangular)

10 la 20% de área de coberturaConfig. típica

Longitud hincado de la camisa metálica + 10% de esta longitud (por la ondulación del refuerzo) + 0,5m (por el encabezamiento de las columnas) = ~1,15 x long. columna

Consumo promedio

COLUMNAS RINGTRAC

Aspectos generales sobre la ejecución

34

I Índice II TÉCNICO I Instalación

COLUMNAS RINGTRAC

Diferentes opciones de relleno das Columnas

36

grava

arena

material reciclado

I Índice II TÉCNICO I Instalación

Columnas Ringtrac

Casos de obras

COLUMNAS RINGTRAC

38

I Índice II TÉCNICO I Casos de Obras

Casos de obras

Mosaico de fotos

Secuencia de fotos

Casos históricos

CSA – Rio de Janeiro / RJ

Interligación Dutra – Carvalho Pinto / SP

Airbus - Alemanha

Rodovia A32 - Polônia

BR 448 – Canoas / RS

EAP Comperj – Itaboraí/RJ

Columnas Ringtrac

Comentarios Finales

43

Aspectos relevantes de la solución

COLUMNAS RINGTRAC

45

Estabilización y control de asentamientos del terraplén.

Capacidad de soporte del terreno tratado, con bajos niveles de deformación.

Columnas rellenadas con arena o grava (flexibilidad de materiales).

Efecto de drenaje de las columnas con función secundaria.

Asentamientos por equilibrio del sistema con ocurrencia en el período de ejecución de la obra.

Eliminación de asentamientos de largo plazo.

Geotextil de camisa garantiza separación del suelo blando y confinamiento del material granular.

Geotextil de camisa garantiza diámetro nominal, sin consumo adicional de material de relleno de las

columnas (“overbreak”).

Punta apoyada en el extremo superior de la capa más resistente.

Rápida ejecución, cuando son utilizados equipamientos adecuados y mano de obra entrenada, de 4

columnas por hora.

I Índice I Comentarios finalesI TÉCNICO I

COLUMNAS RINGTRAC

referencias Bibliográficas

46

Raithel, M., Kempfert, H.-G. (2000). Calculation models for dam foudations with geotextile-coated sand columns. Proc. GeoEng

2000. Melbourne.

Kempfert, H.-G. (2003) Ground Improvement Methods with Special Emphasis on Column-Type Techniques. Int. Workshop on

Geotechnics of Soft Soils – Theory and Practice. SCMEP.

Alexiew, D., Montez, F, Silva. A. E. F. & Brokemper, D. (2003) Simplified Estimation and Graphs for Pre-Design of Geosynthetic-

Encased Sand or Gravel Column las Embankment Foundation. IV Simpósio Brasileiro de geosintéticos, Porto Alegre, on CD.

Alexiew, D., Brokemper, D., Lothspeich, S. (2005) Geotextile Encased Columns (GEC): Load Capacity, Geotextile Selection and

Pre-Design Graphs. Geofrontiers 2005. EUA.

M. Raithel, A. Kirchner, C. Schade and E. Leusink (2005) Foundation of Constructions on Very Soft Soils with Geotextile Encased

Columns - State of the Art. Geofrontiers 2005. EUA.

Mello. L. G., Modolfo. M., Montez, F., Tsukahara, C. N., Bilfinger, W. (2008) First Use of Geosynthetic Encased Sand Columns in

South America. GeoAmercias 2008. Cancun. México.

Silva, A. E. F., Schmidt, C. F., Andrade, G. G. (2008) Columnas Ringtrac para mejoramiento de suelo: Uso Crescente en el Brasil.

SEFE VI – sininário de Engenharia de Fundaciones Especiales y Geotecnia. son Paulo. Brasil.

Alexiew, D., Schmidt, C. F., Selders, J. (2011) Fundación de Pátios de Estocagem con Columnas Confinadas con geotextil y

refuerzos Horizontales en Áreas de suelos blandos. Revista Fundaciones y Obras Geotécnicas. Nr 2 ano 1. son Paulo. Brasil. pp.

56-61.

Alexiew, D., Moorman, C., Glockner, A. (2011) Foundation of la heavy loaded stockyardon problematic subsoil: experience and

two years of measurements. 15º Congresso Europeu de Mecânica de los suelos y Engenharia Geotécnica. Grécia.

Alexiew, D., Raithel, M., Küster, V., Detert, O. (2012) 15 years of experience with geotextile encased granular columns las

foundation system. Simpósio Internacional sobre mejoramiento de suelos. Bruxelas. Bélgica.

I Índice I Comentarios finalesI TÉCNICO I

I ÍNDICE I

Muchas

gracias!

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andre@huesker.com.br