Este documento describe el proceso de prueba de tensionamiento de tirantes postensados para muros pantalla. Explica que la prueba permite verificar que la instalación de los tirantes se realizó correctamente para evitar su deformación o ruptura bajo esfuerzos. También resume los pasos clave en la construcción de muros pantalla, incluida la excavación, perforación, construcción del muro, llenado e inyección de los tirantes y su tensionamiento final usando un gato hidráulico. El objetivo es comprender cómo los es

1. Mecánica y Resistenciade Materiales
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Análisis de Tirantes Post Tensado para Muros Pantalla
Durand Porras, Juan Carlos (Docente Asesor)
Cabezas Quispe, Isabel Paola
Lucero Camargo, Jeanpier
Taya Bandan, Eduar
Universidad Privada del Norte (UPN-LIMA), Escuela de Ingeniería Industrial
Resumen
El presente trabajo tiene por objetivo reconocer conceptos de física aplicados en la determinación de las
fuerzas físicas presentes en las obras de la industria de la construcción, identificaremos estas fuerzas en las
PRUEBAS DE TENSIONAMIENTO DE LOS TIRANTES. Esto consiste en utilizar un gato hidráulico
para tensar el cable, de la cual recopilamos datos y observamos su comportamiento. Este proyecto se ha
realizado con la finalidad de comprender como actúa el esfuerzo en los Cables y la platina. En esta prueba
se puede conocer como el gato hidráulico para la prueba, a través del principio de Tensiona miento puede
aplicarse de tal forma que los cables se ven sometidos a esfuerzos que nos hacen saber si se realizó la
instalación correctamente, para evitar su deformación o ruptura.
Palabras clave
Tensión, Momento de Fuerza, Esfuerzo, Deformación, Perforación y Presión.

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Introducción
Aproximadamente desde 1950, se ha desarrollado el concepto de masas rocosas y suelos
anclados con elementos prensados hasta alcanzar un campo muy amplio de aplicación.
Los anclajes constituyen en los actuales momentos un medio esencial para garantizar la
estabilidad de estructuras muy diversas, lográndose utilizar los procedimientos y
posibilidades que la tecnología actual pone a nuestra disposición para aplicar la técnica
moderna del sostenimiento mediante anclajes.
En el caso de muros anclados, es común observar este tipo de obra a lo largo y ancho de
importantes tramos carreteros, en donde parte de la calzada ha colapsado al producirse una
disminución en la resistencia al corte de la masa de suelo.
Por otra parte, la función principal del anclaje es de reforzar y sostener suelos y masas
rocosas parcialmente sueltas, fracturadas, que de otra manera pueden estar sujetas a fallar.
Los anclajes introducen tensiones y deformaciones adicionales en la masa de suelos
mejorando la estabilidad general, y en donde el tipo de anclajes, el método de instalación,
conjuntamente con los aspectos geológicos más resaltantes juegan un papel preponderante
en el diseño del soporte.
En conclusión que tomando en cuenta estos aspectos, al ingeniero le interesa mantener
fundamentalmente la estabilidad de la masa de suelo o roca, incrementando su resistencia
a través de la aplicación de los procedimientos modernos que ofrece este sistema de
refuerzo al mejorar los niveles de seguridad del terreno, el cual previamente se
caracterizaba por ser potencialmente inestable.
Esperemos que el presente trabajo cumpla a cabalidad con los objetivos propuestos y que
sirva como motivación para un futuro mejor.

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Desarrollo del Tema y Metodología
1. Características de los tirantes y platinas:
Para especificaciones de otro tipo de platina, el cliente deberá proveerla o en su defecto
solicitarla para su cotización
PLATIN
A
CARGA
S
30x30x1
”
≤ 105
TON
35X35x1
”
≥ 105
TON
Para los anclajes permanentes, como su nombre lo dice son elementos que están
diseñados para una vida larga, es decir, un esperado de 40 a 60 años, en ellos el
diseñador considera factores de seguridad altos con los cuales prevé de aumentos en la
solicitudes no contempladas en el instante mismo de la puesta en marcha el proyecto.
Para cumplir con este requerimiento, se deben tomar las medidas de protección
anticorrosión del anclaje, las cuales son:
1. Cada torón o cable de la zona libre se protege con grasa grafitada;
posteriormente se protege con una manguera de polietileno cada torón.
2. El anclaje completo se cubre con manguera corrugada porosa, el cual evita el
contacto directo del cable con el suelo.
3. La inyección se realiza dentro de la manguera corrugada y luego por fuera de
ella, así se garantiza que el cable no tenga ningún contacto con el suelo o el
exterior de la perforación.
4. La platina y el bloque deben quedar protegidos contra la intemperie, después
del tensado.
2. Problemática
El sector construcción está en crecimiento en el Perú, es un sector muy dinámico, y como
en toda industria, cada vez se tecnifica más. Además, una obra implica ejecutar el trabajo
y realizar el aseguramiento según las normas técnicas respectivas, en el caso en estudio se
ha encargado analizar el Esfuerzo y resistencia de los tirantes y platina. De esta solicitud
se formula el siguiente problema:
Formulación del Problema
¿El post tensado asegura una adecuada ejecución en trabajos de muros pantalla?

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Objetivos
3.1. Objetivo General
Confirmar que el post tensado o prueba de tensiona miento permite verificar el
trabajo realizado en los muros pantalla.
3.2. Objetivos Específicos
 Aplicar los conocimientos físicos para la comprensión de las fuerzas físicas
presentes en las labores de construcción.
 Analizar el comportamiento de los esfuerzos en los tirantes y platinas
4. Justificación
Es relevante porque esta investigación permitirá afianzar los conocimientos que nos
brinda la teoría de física y asegurar la calidad del trabajo en construcción.
5. Fundamento Teórico
5.1. Conceptos y Definiciones Básicas
- Fuerza de Tensión
La tensión T es la fuerza que puede existir debido a la interacción en un resorte,
cuerda o cable cuando está atado a un cuerpo y se jala o tensa. Esta fuerza ocurre
hacia fuera del objeto y es paralela al resorte, cuerda o cable en el punto de la unión.

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- Momento de fuerza
En mecánica newtoniana, se denomina momento de una fuerza (respecto a un punto
dado) a una magnitud(pseudo)vectorial, obtenida como producto vectorial del vector
de posición del punto de aplicación de la fuerza (con respecto al punto al cual se toma
el momento) por el vector fuerza, en ese orden. También se denomina momento
dinámico o sencillamente momento.
Ocasionalmente recibe el nombre de torque a partir del término inglés (torque),
derivado a su vez del latín torquere (retorcer).
- Esfuerzo y Deformación
Esfuerzo es la resistencia que ofrece un área unitaria (A) del material del que está
hecho un miembro para una carga aplicada externa (fuerza, F):
Esfuerzo = fuerza / área = F / A (4)
En algunos casos, como en el esfuerzo normal directo, la fuerza aplicada se reparte
uniformemente en la totalidad de la sección transversal del miembro; en estos casos el
esfuerzo puede calcularse con la simple división de la fuerza total por el área de la
parte que resiste la fuerza, y el nivel del esfuerzo será el mismo en un punto cualquiera
de una sección transversal cualquiera. En otros casos, como en el esfuerzo debido a
flexión, el esfuerzo variará en los distintos lugares de la misma sección transversal,
entonces el nivel de esfuerza se considera en un punto (MOTT, 1999).
Dependiendo de la forma cómo actúen las fuerzas externas, los esfuerzos y
deformaciones producidos pueden ser axiales, biaxiales, triaxiales, por flexión, por
torsión, o combinados, como se muestra en las figuras 2, 3, 4, 5, 6 y 7
Figura 2: Esfuerzo y deformación uniaxial.

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Figura 3: Esfuerzo y deformación biaxial.
Figura 4: Esfuerzo y deformación triaxial.
Figura 5: Esfuerzo y deformación por flexión.
Figura 6: Esfuerzo y deformación por torsión.

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Figura 7: Esfuerzo y deformación combinados.
Dependiendo de que la fuerza interna actúe perpendicularmente o paralelamente al área del
elemento considerado los esfuerzos pueden ser normales (fuerza perpendicular al área),
cortantes (tangenciales o de cizalladura, debido a una fuerza paralela al área), como se
muestra en las figuras 8 y 9
Figura 8: Esfuerzo normal.
Figura 9: Esfuerzo cortante.

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5.2. Marco Teórico
5.2.1. Proceso constructivo de los muros pantalla
- Excavación.
Las excavaciones se deberán desarrollar de acuerdo con los niveles determinados
en los planos de diseño para cada nivel de muros. En todos los casos se deberá
determinar la cota de los anclajes y excavar hasta la profundidad de -1.5 m por
debajo el nivel del anclaje, de manera que los equipos de perforación puedan
pararse adecuadamente en frente del talud y hacer su trabajo de forma segura.
Se excavara los módulos o paños de la fila de forma intercalada en contorno a
la excavación, se dejara una berma o banqueta de 1.0m en la corona y 1,5 en la
base por el ancho del módulo correspondiente.
Se hará los anclajes de la fila a trabajar con sus respectivos muros y solo se
podrá avanzar a la siguiente fila inferior solo hasta que la anterior este
tensionada, se podrá descender parcialmente al siguiente nivel de anclajes solo
bajo el criterio del profesional de GEO que evalué la situación en particular.
- Perforación de los anclajes.
La perforación de los anclajes puede hacerse siguiendo estas tres alternativas:
• Perforación continúa sobre la banqueta perimetral de la excavación.
• Perforación intercalada sobre los muros a construir, cabe anotar que se puede
perforar antes o después de haber fundido el muro, para este último hay que dejar
un pase o tubo pvc de 6” con la inclinación especificada.
• Perforación continúa sobre muros ya vaciados, proceso a usar del 2 sótano en
adelante.
Terminada la perforación se colocará los cables según especificaciones el
diseño y se hará de inmediato el llenado del elemento con lechada (mezcla de
agua cemento).
La selección de la alternativa, dependerá de las necesidades de obra, ya que
durante el proceso existen varias variables que afectan sensiblemente la
programación de obra.

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- Construcción de muros
La construcción de los muros se realizara de acuerdo al proceso que se dé
en obra según lo mencionado en el punto anterior y la secuencia mostrada en los
planos de construcción emitidos por personal calificado.
- Llenado e Inyección
Los anclajes serán llenados tan pronto como se termine cada uno de las
perforaciones.
Dependiendo el tipo de terreno se procederá al segundo día de fragüe de la lechada,
a la inyección del bulbo, que consiste en generar sobrepresiones y deformaciones
en el terreno que incrementan la resistencia del anclaje, para el tipo de terreno en
general de la ciudad de Lima, este procedimiento no se llevara cabo ya que sólo el
llenado es suficiente.
El tipo de cemento a utilizar puede ser tipo I o tipo V, dependiendo las propiedades
del suelo, para el suelo de lima en particular cualquiera de estos tipos de
cemento es válido; la relación agua / cemento en peso para trabajos de anclaje
temporal o permanente deben ser de 0.5 +/- 0.1, es decir, para una bolsa de cemento
de 42.5 kg la cantidad de agua a usar sería de 21.25 +/- 4.25 litros de agua.
Hecho el llenado se espera como mínimo con el uso de acelerante 72 horas o 5 días
sin acelerante para que el bulbo madure y tenga la capacidad de asumir la
solicitud de carga especificada, la dosificación del acelerante estará en el orden
de 0.25 a 0.50 lts del producto por saco de cemento.

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- Tensionamiento
Para el tensionamiento de los anclajes se deberá cumplir:
1. Maduración del bulbo, sin uso de aditivo 5 días, con el uso el aditivo 72 horas.
2. Que el muro tenga la resistencia a la compresión simple especificada por el
estructural o el rango recomendado, el cual está en función de la carga e
tensionamiento (140 a 210 kg/cm)
Las platinas de apoyo recomendada es la que corresponde al cuadro no. 1.
PLATINA CARGAS
30x30x1” ≤ 105 TON
35X35x1” ≥ 105 TON
Para especificaciones de otro tipo de platina, el cliente deberá proveerla o en su
defecto solicitarla para su cotización.
Para anclajes permanentes se debe realizar prueba de carga de acuerdo a las
especificaciones del diseño. Para el tensionamiento se utilizara un gato unitario o
un gato multitoron, el cual llevará cada cable o torón a la carga de trabajo
especificado.
- Especificaciones para anclajes permanentes.
Para los anclajes permanentes, como su nombre lo dice son elementos que están
diseñados para una vida larga, es decir, un esperado de 40 a 60 años, en ellos
el diseñador considera factores de seguridad altos con los cuales prevé de
aumentos en la solicitudes no contempladas en el instante mismo de la puesta en
marcha el proyecto. Para cumplir con este requerimiento, se deben tomar las
medidas de protección anticorrosión del anclaje, las cuales son:
1. Cada torón o cable de la zona libre se protege con grasa grafitada;
posteriormente se protege con una manguera de polietileno cada torón.

11. Mecánica y Resistenciade Materiales
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2. El anclaje completo se cubre con manguera corrugada porosa, el cual evita
el contacto directo del cable con el suelo.
3. La inyección se realiza dentro de la manguera corrugada y luego por fuera de
ella, así se garantiza que el cable no tenga ningún contacto con el suelo o el exterior
de la perforación.
4. La platina y el bloque deben quedar protegidos contra la intemperie, después
del tensado.
- Especificaciones para anclajes provisionales.
Son aquellos que tienen carácter de medio auxiliar, es decir su uso es temporal y
proporcional a las condiciones de estabilidad al talud durante el tiempo necesario
para disponer de otros elementos resistentes que lo sustituyan. Su vida útil es
generalmente menor de dos años y requieren una protección simple contra la
corrosión.

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- Sustento Técnico
El diseño de muros anclados está definido por la altura del talud a proteger,
las propiedades de suelo y las sobrecargas existentes, con esta información se
diseñan los elementos tensores (anclaje) que estabilizaran en conjunto con la
pantalla dicho talud.
Establecido el diseño, se evalúa nivel por nivel como se comportar el talud y, lo
comparamos con el diseño definitivo.

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Resultados
Tenemos un cable de 7 torones de Ø 13mm con una carga de rotura por cordón de 167
KN, es decir la carga total ultima a tracción es F= 7 X 167 KN, siendo el valor de T =
½ F = 584,50 KN. El área total del anclaje por cable constituido por los siete torones
es A = 7 X 93 mm2 = 651 mm2 y el módulo de estabilidad E = 197x 106
KN/m2
Las pérdidas iniciales producidas por la puesta de tensión en el sistema de anclaje a
través del gato, penetración de cuñas y rozamiento en la entubación es de 6mm y las
perdidas referidas a través del tiempo por relajamiento del acero y deformaciones del
suelo han sido estimadas en un 8% de la carga de diseño. La longitud libre del anclaje
es L = 12m.
Inicialmente el alargamiento del acero es:
(∆L)i = Ta L = 584,50 KN x 12m
A E 651. 10−6
m2 x 197. 106
KN/m2
(∆L)i = 0,0547 m = 54,70mm
Por lo tanto el alargamiento total estimado, considerando el 8% a través del tiempo, más el
correspondiente a las pérdidas iniciales es:
(∆L)t = 54,70mm x 1,08 + 6mm = 65mm
Bajo estas condiciones la carga de tracción de bloqueo Tb requerida, a objeto de lograr la
carga de diseño Ta, una vez consideradas las pérdidas es:
Tb = (∆L)t .A.E = 65. 10−3
x 651. 10−6
m2 x 197. 106
KN/m2
L 12m
Tb = 694,67 KN, es decir aproximadamente un 59.5% de F.

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Conclusiones
El permitirnos utilizar el post tensado para los muros de pantalla, en donde realizaran
las excavaciones respectivas para el tensionamiento de anclajes, permitirá el
reforzamiento de los suelos, estabilizar las zanjas para la fijación de estructuras ya sea
para la construcción de túneles, galerías u obras en general, a través de estos tirantes
nos permitirá soportar las fuerzas de grandes presiones horizontales, reduciendo a su
vez, volúmenes de excavación y rellenos, en factibilidad de ser construidos en una
gran variedad de suelos, optimizando tiempo y costos para el sector de la
construcción. Además, de conseguir los objetivos a los problemas planteados, y a
partir de ahí como poder utilizar este conocimiento para beneficio de la sociedad a
través del trabajo o investigación.
Bibliografías
Los Anclajes como elemento estabilizador en las obras civiles y mineras.
Ucar Navarro, Robert
Madrid, 2004, Edit. U.D Proyectos
http://www.construmatica.com/construpedia/Muros_Pantalla