Split Set

12.
PERNOS DE ANCLAJE POR FRICCION – SPLIT SET
Los pernos de anclaje por fricción se caracterizan por anclarse a la masa

rocosa sin necesidad de poseer una matriz encapsulante para ser fijados a la
roca. Su funcionalidad radica en la presión que estos ejercen sobre la masa
rocosa longitudinalmente (a lo largo del perno) una vez estos son instalados. El
anclaje efectúa una presión en forma radial a lo largo del perno, controlando de
esta manera los desplazamientos de bloques o cuñas. Este tipo de anclajes es
aplicado en labores mineras de poco tiempo de exposición principalmente.
La funcionalidad efectiva de este tipo de anclajes radica en el diámetro de

perforación de los taladros (aguajeros en el taladro) que recibirán a los Tubos
Estabilizadores de Roca – Split Set, los diámetros deberán ser menores de
39mm, ya que el Split Set posee este diámetro de diseño. Así mismo estos
anclajes deberán estar conformados de flejes de calidad estructural, afín de
garantizar la capacidad de resortes.
El perno split set es un tipo de sostenimiento metálico considerado
TEMPORAL que trabajan por fricción (resistencia al deslizamiento) a lo largo
de toda la longitud del taladro.
El split set, consiste en un tubo ranurado a lo largo de su longitud, uno de los

extremos es ahusado y el otro lleva un anillo soldado para mantener la platina.
Al ser introducido el perno a presión dentro de un taladro de menor diámetro,
se genera una presión radial a lo largo de toda su longitud contra las paredes
del taladro, cerrando parcialmente la ranura durante este
La fricción en el contacto con la superficie del taladro y la superficie externa del

tubo ranurado constituye el anclaje, el cual se opondrá al movimiento o
separación de la roca circundante al perno, logrando así Sostenimiento en
Labores Mineras Subterráneas proceso. Indirectamente una tensión de carga.
12.1. PARÁ METROS
Diámetro: 39 milímetros.
Longitud: 5 pies (1.50 metros).
Resistencia: De 1 a 1.5 Toneladas / pie de longitud, dependiendo
principalmente del diámetro del taladro y del tipo de la roca.
Tipo de roca: REGULAR a MALA, en roca intensamente fracturada y débil no
es recomendable su uso.
Instalación: Requiere una máquina jackleg o un jumbo. Una presión de aire de
60 a 80 psi.
Diámetro de perforación del taladro: Es crucial para su eficacia. Es
recomendable para los split set de 39 mm. un diámetro de perforación de 35 a
38 mm. Son susceptibles a la corrosión en presencia de agua, a menos que
sean galvanizados.
Los bulones tipo Split-Set corresponden a una marca registrada por Ingersoll
Rand Comp. (EE. UU.) y están constituidos por un tubo, de 2,3 mm de
espesor, que tiene una ranura longitudinal y un diámetro superior al del taladro
en el que va a ser anclado.
El proceso de colocación de un Split-Set es sumamente sencillo, ya que

basta con presentar el Split-Set en el taladro donde debe ser anclado e
introducido a percusión.
12.2. FORMA DE TRABAJO
Los estabilizadores de fricción “Split Set” están constituidos por un tubo de acero
seccionado en su longitud. En el taladro el Split Set ejerce una presión radial
contra la roca, su contacto es longitudinal y provee un inmediato refuerzo al
macizo rocoso previniendo el movimiento o separación de los bloques a soportar.
La estabilización se produce por fricción y la resistencia mínima aproximada es
de 1.0 ton/pie (305 mm.).
12.3. TIPOS DE ANCLAJES
La fricción ejercida por los costados del perno lo mantiene en su lugar creando
fuerzas que se extienden radialmente. Este proceso provee la fuerza de
fricción que actúa previniendo el movimiento o separación del terreno.
Se alcanza valores de anclaje de 1 - 1,5 toneladas por cada 30,5 cm. con estos
elementos, dependiendo principalmente del anclaje y el tipo de la roca.
Los estabilizadores se utilizan generalmente en roca severamente agrietada o

fracturada sujeta a condiciones de baja tensión. Se usa adaptador (empujador)
para empujar el estabilizador dentro de la perforación.
La resistencia de estabilización de este tipo de Bulones puede verse
influenciada por:
1. Diámetro del taladro perforado (más diámetro = menos resistencia).

2. La presencia de agua (agua dentro de la perforación = menos resistencia).
3. Presencia de fallas y fracturas (más fracturada = más resistencia).
4. Oxidación presente por la superficie del perno (tubo oxidado = más resistencia).
5. Tipo y calidad de la roca (roca más dura = menos resistencia).
12.4. VENTAJAS DE UTILIZARLOS
Los Split-Set consiguen un cierto efecto de puesta en carga inmediato y

permiten un deslizamiento muy importante antes de la rotura. Las ventajas
principales de este método para la instalación de pernos de sostenimiento
están la resistencia inmediata debido a su función como anclaje de la resina
rápida y la reducción de costo de la lechada para estos elementos de
sostenimiento de roca.
12.5. INCONVENIENTES DE UTILIZACIÓ N
Como aspectos negativos hay que señalar su escasa capacidad de anclaje, que
en el mejor de los casos no sobrepasa las 11 t por bulón, la gran sensibilidad del
anclaje al diámetro de perforación y los problemas que plantea su durabilidad.
12.6. INSTALACIÓ N DE LOS SPLIT SET
El proceso de colocación es sencillo y consiste en colocar el Split-Set en el

taladro donde debe ser anclado e introducirlo a presión. Su puesta en carga es
inmediata y permite un deslizamiento muy importante antes de la rotura.
Están constituidos por un tubo de 2 a 3 mm de espesor, que presenta una
ranura horizontal y un diámetro superior al del taladro Pertenecen al tipo de
bulones de anclaje repartido. Trabajan por fricción, lo cual les permite
mantener la carga máxima con unos desplazamientos muy importantes.
12.7. TIPOS DE SPLIT SET
Los distintos fabricantes van generando nuevos desarrollos para sus productos,
con lo que debo advertir que a pesar del esfuerzo que he realizado en este
proyecto para incluir todos los tipos puede haber en el mercado alguno que no
haya podido incluir. Dicho esto, creo que la clasificación más acertada sería:
12.7.1. Split Set Está ndar.
Se trata del clásico Split Set, aunque puede existir algunos modelos
diferentes según el material con el que se construyan: Chapa de acero
norma; galvanizada, etc.
12.7.2. Split Set Cementado
Se basa en el principio de los pernos mecánicos o de carga puntual cuyo

Trabajo se realiza en el extremo del perno donde se ubica el anclaje.
En el extremo se sitúa un cartucho de cemento. La acción del Split Set

generará un refuerzo longitudinal inmediato del macizo rocoso.
Con la fragua de los cartuchos de cemento, ayudará a consolidar su resistencia
total hasta 5 veces más que un split set estándar.
12.8. ACCESORIOS
12.8.1. Placas de Apoyo
A) Placa Plana
B) Placa en cúpula: Aplican una fuerza más distante del perímetro de la

perforación y previenen la pérdida de la tensión en los pernos.
Para aquellos sostenimientos que se estima que sean de larga vida se requiere
una protección especial pudiéndose pedir galvanizadas. Además de la
clasificación previa, debemos añadir que si el donde se va a colocar el bulón es
irregular podremos disponer de placas de terreno asiento esférico o biselado
12.9. ADAPTADORES
12.10. PROBADOR HIDRÁ ULICO
Todos los fabricantes recomiendan las pruebas de arranque en situ para

verificar la resistencia de los elementos para el sostenimiento de terrenos.
Son utilizados para hacer pruebas de arranque de los elementos de

sostenimiento colocados. Con estos dispositivos se puede verificar la
resistencia de los pernos en diferentes tipos de terreno y hacer comparaciones
de los elementos, así como de su disposición.
DETERMINACION DE LONGITUD DE PERNOS
Según los investigadores, la longitud (λ ) de los pernos debera tenerse en
cuenta el macizo rocoso, por ejemplo: Para techo de macizos rocosos débiles
1
l= L
2
Para techo de macizos rocosos muy competentes
Para λ = 1m como mínimo
l=1 m
ESPACIAMIENTO ENTRE LOS PERNOS

El espaciamiento de los pernos de roca está relacionado con la longitud de los
mismos. Algunos investigadores como Coates y Cochrane, el espaciamiento
deberá ser calculado mediante la siguiente expresión matemática:
2 2 Rmax
b= l= L l max= L
3 9 (b )2 . γ
Donde:
b = espaciamiento de los pernos, m.
L = anchura de la excavación, m.
λ = longitud del perno, m
Rmax = capacidad máxima de soporte de carga del perno, fuerza resultante en
el límite elástico, Tm/m3.
γ= densidad de la roca, Tm/m3.
DIAMETRO DE LOS PERNOS

Cuando se selecciona un tipo de perno de roca, para una determinada labor
subterránea, se debe tener en cuenta el diametro en función a la resistencia
del acero; para lo cual se calcula mediante la siguiente expresión matemática:
Rmax 0.785 ( d ) 2 δ
Rmax=δ . A R= =
n n
Donde:
Rmax = capacidad portante máxima del perno (en tensión), Kg.
R = fuerza axial del perno, Kg.
n = factor de seguridad, promedio de 2 a 4.
δ = esfuerzo en el límite elástico (punto cedente) del acero, Kg/cm2.
F = área del perno, cm2.
d = diametro del perno, cm.
Los pernos deberán soportar la carga del techo, el número de pernos se

obtiene mediante la siguiente relación matemática:
DETERMINACION DE LA ADHERENCIA DEL ANCLAJE.

La tensión de la adherencia que puede alcanzar el perno en el macizo rocoso
resulta imprescindible; es por ello que es importante realizar ensayos in-situ
antes de elegir un sistema de sostenimiento con pernos de roca. Mediante la
siguiente expresión matemática, se puede calcular la longitud de los pernos a
usarse.
δ A. D
L=
4.τ
Donde:
L = Longitud anclada del perno
δ A = Resistencia específica del acero
D = Diámetro del perno
τ = Adherencia del perno al macizo rocoso
CAPACIDAD DE REFUERZO DE UN PERNO CEMENTADO

P = Rc . A = τ . U . L
π d2 1
l= L
A=
4 3
U=π .d
τ = 0,25 . Rc . d/L
Donde:
P = Capacidad de apoyo del perno ( Kg)
Rc = Resistencia a la tracción mínima del perno = 6330 Kg/cm2
A = Área del perno (cm2)
d = Diámetro del perno (cm)
τ = Adherencia entre el perno y el cemento (Kg/cm2)
U = Circunferencia del perno (cm)
L = Longitud del perno (cm)
Datos:
Perno helicoidal de 7/8” x 1.80m
(d =2,2 cm, r = 1,1 cm, L = 180 cm)
τ = 0,25 x Rc x d / L
τ = 0.25 (6330 Kg/cm2) (2,2cm) / (180cm)
τ = 19,34 Kg/cm2 = 1,89 MPa.
A = π . r2 = 3,1415 (1,1 cm) 2 = 3,8 cm2
U = π . d = 3,1415 (2,2 cm) = 6,91 cm
P = τ . U . L = (19,34 Kg/cm2) (6,91 cm) (180cm)
P = 24060 Kg = 24 ton (234.6 KN)
13. CONCLUSIONES
 Los pernos necesarios para soportar los taludes finales de una excavación
a corte abierto se deberán instalar tan pronto como sea posible, después de
remover cada etapa de excavación y antes de hacer las voladuras
correspondientes a la etapa de excavación siguiente.
 Las longitudes básicas de anclaje (lb) dependen, entre otros factores, de

las propiedades de adherencia de las barras y de la posición que
ocupan en la pieza de hormigón.
 Los anclajes transmiten al soporte las solicitaciones a que son

sometidos, trabajando fundamentalmente a tracción, a esfuerzo cortante
o una combinación de ambos.
 Fundamental con el anclaje del terreno se consigue un sostenimiento

efectivo mediante la instalación de barras de acero y su posterior
inyectado, todo en un reducido espacio de talud o excavación.
14. BIBLIOGRÁ FIA
ANCLAJES DE INYECCIÓN. Egesa Bauer, Catálogo Informativo, 6p.
AYALA, F., et al (1987), “Manual de Taludes”, Instituto Geológico y Minero de

España, 456 p.
BARRON, K., COATES, D. y GYENGE, M., (1970), “Artificial Support of Rock

Slopes”, Department of Energy and Resources, Mines Branch, Canada,
Research Report No. 228, 144p.
HABIB, P. (1989), “Recommendations for the Design, Calculation, Construction

and Monitoring of Ground Anchorages”, A. A. Balkema, 115p.
MEKANO4, S.A., (1996), “Anclajes al Terreno MK4”, Catálogo, 6 p, Barcelona,

España.
MUZÁS, F., (1980), “Anclajes”, capítulo 13, Tomo III, del libro “Geotecnia y
Cimientos”, Edición coordinada y dirigida por José Antonio Jiménez Salas,
Editorial Rueda, Madrid., pp. 1143 – 1153.
SCHNABEL FOUNDATION Co., (1982), “Tiebacks”, Federal Highway

Administration, report No FHWARD/RD-82/407, Washington, D.C., 233p.

Split Set

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Split Set

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Split Set

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

12.

PERNOS DE ANCLAJE POR FRICCION – SPLIT SET

Los pernos de anclaje por fricción se caracterizan por anclarse a la masa

La funcionalidad efectiva de este tipo de anclajes radica en el diámetro de

El split set, consiste en un tubo ranurado a lo largo de su longitud, uno de los

La fricción en el contacto con la superficie del taladro y la superficie externa del

El proceso de colocación de un Split-Set es sumamente sencillo, ya que

12.2. FORMA DE TRABAJO

12.3. TIPOS DE ANCLAJES

Los estabilizadores se utilizan generalmente en roca severamente agrietada o

1. Diámetro del taladro perforado (más diámetro = menos resistencia).

12.4. VENTAJAS DE UTILIZARLOS

Los Split-Set consiguen un cierto efecto de puesta en carga inmediato y

12.5. INCONVENIENTES DE UTILIZACIÓ N

12.6. INSTALACIÓ N DE LOS SPLIT SET

El proceso de colocación es sencillo y consiste en colocar el Split-Set en el

12.7. TIPOS DE SPLIT SET

12.7.1. Split Set Está ndar.

Se basa en el principio de los pernos mecánicos o de carga puntual cuyo

En el extremo se sitúa un cartucho de cemento. La acción del Split Set

12.8.1. Placas de Apoyo

B) Placa en cúpula: Aplican una fuerza más distante del perímetro de la

12.10. PROBADOR HIDRÁ ULICO

Todos los fabricantes recomiendan las pruebas de arranque en situ para

Son utilizados para hacer pruebas de arranque de los elementos de

ESPACIAMIENTO ENTRE LOS PERNOS

DIAMETRO DE LOS PERNOS

Los pernos deberán soportar la carga del techo, el número de pernos se

DETERMINACION DE LA ADHERENCIA DEL ANCLAJE.

CAPACIDAD DE REFUERZO DE UN PERNO CEMENTADO

 Las longitudes básicas de anclaje (lb) dependen, entre otros factores, de

 Los anclajes transmiten al soporte las solicitaciones a que son

 Fundamental con el anclaje del terreno se consigue un sostenimiento

ANCLAJES DE INYECCIÓN. Egesa Bauer, Catálogo Informativo, 6p.

AYALA, F., et al (1987), “Manual de Taludes”, Instituto Geológico y Minero de

BARRON, K., COATES, D. y GYENGE, M., (1970), “Artificial Support of Rock

HABIB, P. (1989), “Recommendations for the Design, Calculation, Construction

MEKANO4, S.A., (1996), “Anclajes al Terreno MK4”, Catálogo, 6 p, Barcelona,

SCHNABEL FOUNDATION Co., (1982), “Tiebacks”, Federal Highway

También podría gustarte