DESCRIPCIóN

SISTEMA FRESADOR PARA LA REALIZACIóN DE MUROS PANTALLA.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere como su título indica a un sistema fresador para la realización de muros pantalla.

Antecedentes de la invención. La construcción de parkings subterráneos, estaciones de metro y tren así como otras obras por debajo del nivel del suelo requieren la excavación previa de un pozo rectangular o de diferentes formas para construir un muro de hormigón armado que actúa como elemento de contención de tierras y soporte de estructuras. Actualmente se utilizan diferentes sistemas para el excavado de estos pozos.

Así por ejemplo son conocidas las cucharas bivalvas que se suspenden de un cable o brazo mecánico y que se desplaza verticalmente para conseguir que la cuchara vaya mordiendo el terreno y extrayendo la tierra. La utilización de estas cucharas bivalvas presenta diversos inconvenientes _/ entre los que cabe destacar la dificultad para realizar paramentos verticales especialmente cuando se trabaja a una elevada profundidad. A parte, el brazo mecánico para el manejo de la cuchara describe un radio en el descenso de la cuchara con lo que resulta difícil mantener la verticalidad y orientación de dicha cuchara. La utilización de estas cucharas está limitada en profundidad y no resulta efectiva en terrenos duros como roca o formaciones similares, teniendo

que combinar su utilización con otros sistemas tales como trépanos mecánicos en fases de picado y extracción, con los consiguientes ruidos y vibraciones y faltas de exactitud de la planta a realizar que, en todos los casos depende de la habilidad del maquinista. Otro sistema conocido son las denominadas hidrofresas que comprenden un bastidor de dimensiones y peso muy elevados, del orden de 16 metros de altura y 16 toneladas de peso, siendo dicho bastidor portador de unas fresas de grandes dimensiones para remover el terreno.

Estas hidrofresas requieren una maquinaria de 65 a 85 toneladas para su maniobra así como grúas de grandes dimensiones lo que complica el transporte y la utilización en obra.

Cabe destacar que las elevadas dimensiones de las hidrofresas como de la maquinaria necesaria para su manejo impide que se puedan introducir y utilizar en sótanos o parkings subterráneos. Estas fresas necesitan un gran par de giro para compensar el rozamiento producido en las paredes y el guiado más o menos vertical se consigue con la longitud del cuerpo o bastidor, pero ello no impide el deslizamiento lateral del bastidor a medida que se va alcanzando una mayor profundidad en el terreno. Otro inconveniente es que no se consigue el fresado de la zona de soporte de tambores ya que no es posible el paso de dientes por dicha zona y en terrenos duros es un problema difícil de resolver que obliga a hacer unos soportes menos robustos para la potencia utilizada.

En combinación con estas hidrofresas y para realizar la extracción de la tierra removida por las fresas se utiliza agua mezclada con lodos de extracción y se bombean hasta la superficie.

Otros sistemas utilizados para realizar este tipo de excavaciones o pozos son los denominados pilotajes que comprenden un sistema de barrena continua que se introduce en el terreno en la totalidad o parte de su longitud.

También son conocidos los sistemas denominados hidrojets que inyectan agua a grandes presiones en las paredes laterales cortándolas y extrayendo los lodos.

La utilización de estas hidrofresas también presenta el inconveniente de que el pozo excavado presenta en toda su longitud una sección más o menos uniforme _/ lo que impide conformar en el extremo inferior del pozo una cavidad de mayor superficie para la conformación de zapatas de sustentación del muro o pantalla. Esto determina con frecuencia que el pozo deba de tener una profundidad muy elevada, especialmente en terrenos de baja consistencia para garantizar su sustentación sobre el terreno sin la utilización de zapatas inferiores de apoyo.

Descripción de la invención

El sistema fresador objeto de la invención pertenece al grupo de las hidrofresas mencionadas anteriormente y es del tipo de los que comprenden un bastidor provisto de unos medios para fijación en posición suspendida de unos medios elevadores asociados a una máquina de maniobra y unas fresas asociadas al mencionado bastidor, utilizándose en combinación con los tradicionales dispositivos de bombeo para la extracción de los lodos generados.

El sistema fresador objeto de esta invención presenta una serie de particularidades constructivas orientadas a garantizar su correcto posicionamiento de forma automática, asegurando la verticalidad y planitud de

la excavación realizada y a evitar los desvíos o inclinaciones laterales durante la operación de fresado.

Otro de los objetivos de la invención es conseguir la inmovilización del bastidor, una vez posicionado con la verticalidad y orientación adecuadas, respecto a las paredes laterales de la excavación para obtener, de una parte, la compresión lateral y estabilización de dichas paredes y, de otra parte, evitar que las fresas se puedan provocar una desalineación del bastidor, por ejemplo al actuar dichas fresas sobre materiales de diferentes durezas.

Otra de los objetivos de la invención es dotar al sistema fresador de unos medios adecuados para provocar un desplazamiento controlado de las fresas respecto al bastidor, en dirección vertical y en dirección lateral y/o longitudinal. El movimiento vertical de las fresas permite que estas profundicen en el terreno mientras el bastidor permanece inmóvil; y el movimiento lateral y/o longitudinal de las fresas permite ensanchar lateral y/o longitudinalmente el extremo inferior de la excavación realizada con el fin de permitir la definición en el muro pantalla de una zapata de asiento. La posibilidad de conformar este ensanchamiento inferior en la excavación para conformar una zapata permite disminuyendo la profundidad de excavación, en relación con otras técnicas que no permiten la realización de la zapata y obligan a trabajar por fuste, con una mayor profundidad de la requerida.

Para conseguir los objetivos propuestos, y de acuerdo con la invención, el bastidor comprende unos empujadores laterales asociados a unos medios de accionamiento independiente y desplazables en una dirección sensiblemente horizontal para el centraje e inmovilización del bastidor respecto a las paredes latearles de la excavación durante el fresado del terreno. Dichos empujadores laterales pueden adoptar diferentes configuraciones, habiéndose

previsto que en una realización estén compuestas por unas placas verticales que al ser accionadas sobresalen lateralmente del bastidor y actúan frontalmente contra las paredes laterales del terreno, provocando su compactación y estabilización. La utilización de medios de accionamiento independiente para los mencionados empujadores permite que cada uno de los empujadores sobresalga lateralmente en mayor o menor medida para realizar un determinado posicionamiento del bastidor en colaboración con unos medios de control, que se mencionarán más adelante. Según la invención, las fresas están asociadas al bastidor por unos medios de desplazamiento de dichas fresas en dirección vertical y en dirección lateral y/o longitudinal.

Estos medios de desplazamiento de las fresas en dirección vertical, y en dirección lateral y/o longitudinal son las que permiten que dichas fresas actúen verticalmente sobre el terreno mientras el bastidor permanece inmovilizado sobre las paredes laterales del terreno por la acción de los empujadores laterales mencionados y que dichas fresas se desplacen lateral o longitudinalmente para ensanchar el foso en aquellas zonas en las que se desee proporcionar al muro pantalla una mayor anchura, para conformar refuerzos o zapatas de apoyo.

Una de las ventajas relevantes de la invención es que la inmovilización del bastidor durante el fresado y la posibilidad de desplazamiento vertical de las fresas respecto al bastidor, permite que el sistema fresador tenga un peso y unas dimensiones reducidas, ya que no es el propio peso y longitud del conjunto el que provoca el descenso y guiado de las fresas, como ocurre en los sistemas actuales.

Esta reducción significativa de peso y dimensiones permite que el sistema fresador se pueda introducir en edificaciones existentes (sótanos,, plantas bajas, estaciones de metro,, etc.) para realizar muros de recalces de edificaciones existentes o para la realización de sótanos sin la destrucción de las plantas superiores, así como en obras públicas, sin necesidad de pesadas máquinas que necesariamente tienen que trabajar en superficie con la destrucción previa de los elementos. Adicionalmente el dispositivo puede trabajar al límite de fachadas e incluso debajo de paredes medianeras, para recalzarlas. En los sistemas anteriores no es posible, ya que la máquina tiene que poder discurrir libremente por la vertical del muro a realizar.

De acuerdo con la invención, el sistema fresador comprende un dispositivo de control de la verticalidad y del giro lateral, respecto al eje vertical del bastidor, comprendiendo dicho sistema fresador unos sensores de posición conectados a unos medios de control para el accionamiento automático e independiente de los empujadores laterales y de los medios elevadores del bastidor.

Estos sensores de posición comprenden en una realización giroscopios e inclinómetros convenientemente posicionados en el bastidor.

Los medios de desplazamiento vertical de las fresas respecto al bastidor comprenden un carro de desplazamiento vertical montado sobre unas guías del bastidor y asociado a unos medios de accionamiento, que pueden tratarse de cilindros hidráulicos u otros medios capaces de provocar el desplazamiento vertical de dicho carro.

De acuerdo con la invención, los medios de desplazamiento de las fresas en dirección lateral comprenden un carro de desplazamiento lateral

montado sobre el carro de desplazamiento vertical, y asociado a unos medios de accionamiento.

En una realización el carro de desplazamiento lateral se encuentra montado sobre el carro de desplazamiento vertical por medio de unas parejas de bielas paralelas que conforman con dichos carros sendos paralelogramos deformables, estando conformados los medios de accionamiento por cilindros hidráulicos que actúan sobre dichos paralelogramos deformables.

Los medios de desplazamiento de las fresas en dirección longitudinal comprenden un carro de desplazamiento longitudinal, portador de dichas fresas, y montado sobre unas guías longitudinales del carro de desplazamiento lateral; encontrándose asociado dicho carro de desplazamiento longitudinal a unos asociado a unos medios de accionamiento, tales como cilindros hidráulicos u otros cualesquiera capaces de provocar su desplazamiento longitudinal. En una realización los medios de accionamiento vertical, lateral y/o longitudinal de las fresas están compuestos por husillos accionados por motor eléctrico, que proporcionan una mayor exactitud en los movimientos que los cilindros hidráulicos mencionados anteriormente.

Este sistema fresador comprende un chasis exterior provisto unos enganches para su acoplamiento a una máquina de transporte y suministro de la potencia hidráulica de trabajo, actuando adidonalmente dicho chasis exterior como elemento de soporte del bastidor y como elemento de guiado de dicho bastidor en la fase inicial de excavación.

El mencionado chasis exterior comprende unos soportes para los cabrestantes asociados a los cables de desplazamiento vertical del bastidor

elevación y de aportación de mangueras hidráulicas, eléctricas, de control y de extracción de lodo.

Descripción de las figuras. Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista esquemática de perfil del sistema fresador en la que se ha seccionado verticalmente el chasis exterior para permitir la observación del bastidor interior y de los elementos asociados al mismo.

La figura 2 muestra una vista frontal del sistema fresador sin el chasis exterior. - La figura 3 muestra una vista análoga a la anterior, en la que se ha seccionado el bastidor por un plano vertical para permitir la observación de los medios de desplazamiento vertical, lateral y longitudinal de las fresas, y de los medios de accionamiento de los empujadores laterales.

La figura 4 muestra una vista lateral del sistema fresador sin el chasis exterior y seccionado por un plano vertical.

La figura 5 corresponde a la sección marcada como A-A en la figura 3.

La figura 6 corresponde a la sección marcada como B-B en la figura 2. - La figura 7 muestra dos vistas de perfil del extremo inferior del sistema fresador con las fresas desplazadas hacia los laterales opuestos.

La figura 8 muestra una vista en alzado del sistema fresador sin el chasis exterior y con las fresas representadas, con trazo lleno y con trazo discontinuo, en dos posiciones longitudinales extremas.

La figura 9 muestra esquemática de perfil del sistema fresador acoplado por medio del chasis exterior a una máquina convencional de transporte y suministro de potencia, durante la realización de una excavación y la conformación del ensanchamiento inferior para la construcción de una zapata de sustentación de un muro pantalla. En esta figura se ha representado el bastidor en una posición superior inicial y una posición inferior, durante la conformación del ensanchamiento inferior para la zapata.

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas el sistema fresador comprende un bastidor (1) sobre el que se encuentran montados unos empujadores laterales (2) a modo de placas verticales, accionables de forma independiente por unos medios (21) de accionamiento, representados en este ejemplo de realización por cilindros hidráulicos.

Sobre dicho bastidor (1) se encuentra montado, por medio de unas guías verticales (3) un carro (4) de desplazamiento vertical asociado a unos medios (41) de accionamiento, representados en este ejemplo por unos cilindros hidráulicos.

Sobre el extremo inferior del carro (4) de desplazamiento vertical se encuentra montado un carro (5) de desplazamiento lateral, por medio de unas parejas de bielas (51) paralelas que conforman, conjuntamente con el carro (4) y el carro (5), unos paralelogramos deformables, que permiten el desplazamiento del carro (5) hacia los laterales del bastidor (1). Este desplazamiento lateral del

carro (5) es provocado por unos medios (52) de accionamiento representados por unos cilindros hidráulicos que actúan sobre dichos paralelogramos deformables.

Sobre el carro (5) de desplazamiento lateral se encuentra montado un carro (6) de desplazamiento longitudinal, portador de las unas fresas (7) giratorias. El carro (6) está asociado a unos medios (61) de accionamiento representados en este ejemplo de realización por unos cilindros hidráulicos que permiten el desplazamiento longitudinal del carro (6) y de las fresas (7), montadas sobre el mismo, en dirección longitudinal.

El bastidor (1) dispone superiormente de unos ganchos (11) para su sujeción en unos medios elevadores (13), representados por unos cables de sustentación accionados por unos cabrestantes, que permiten desplazar verticalmente al sistema fresador durante su utilización.

Este sistema fresador comprende adicionalmente un dispositivo de control de la verticalidad y del giro lateral, respecto al eje vertical, del bastidor (1). Este dispositivo de control comprende unos sensores de posición (12) representados por unos inclinómetros acoplados a los ganchos (11) y un giroscopio montado en el bastidor (1).

Dichos sensores de posición (12) están conectados a un circuito de control de los empujadores laterales (2) y de los medios elevadores (13) permitiendo un preciso posicionamiento e inmovilización del bastidor (1), tanto en verticalidad como en horizontalidad, y en línea con los muros a realizar durante el fresado del suelo.

Como se puede observar en las figuras 1 y 9, este sistema fresador dispone de un chasis exterior (14) que incluye los soportes de cabrestantes y aportación de mangueras tanto hidráulicas como de extracción de lodo, así como de control, y los enganches adecuados para su acoplamiento a una máquina

comercial que permita el transporte del conjunto y le suministre al sistema fresador la potencia hidráulica de trabajo.

El chasis exterior (14) es la guía inicial de trabajo para el sistema fresador que está guiado con un sistema de telemetría láser para la situación exacta de la pantalla a realizar. Este chasis exterior, evita la construcción de muros guía para el guiado del sistema fresador, ya que este chasis exterior actúa de sistema guiador.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.