6.3.2    Pantallas

6.3.2.1 Criterios básicos
1    En el caso de existir obras o edificaciones en las proximidades de los límites de la excavación que pudieran verse afectadas por la apertura de ésta, o que pudiesen implicar cargas sobre las pantallas o muros, se obtendrán los datos sobre el tipo de estructura, naturaleza de la cimentación, niveles de cimentación, cargas transmitidas al terreno, distancias a los bordes de la excavación, estado de la edificación, etc., suficientes para poder analizar los posibles efectos que la ejecución de la pantalla o la apertura de la excavación puedan producir sobre dichas edificaciones o viceversa. Se prestará una atención especial a las medianerías.
2    En este caso la flexibilidad de la pantalla puede ser un factor de la mayor importancia. Las estructuras de edificación son, por lo general, tan sensibles, o más a los movimientos diferenciales en sentido horizontal de los cimientos, que a los asientos diferenciales. Se tratará de impedir o minimizar ambos, para lo cual se deben elegir tipos de pantallas relativamente rígidas y, sobre todo, no dejar grandes alturas en voladizo, que salvo justificación en contra, deben ser inferiores a 5m. Se debe disponer elementos de sujeción en cabeza de la pantalla que sean muy poco susceptibles de alargamiento o deformación.
3    La necesidad de disponer elementos de sujeción vendrá determinada por la estabilidad general de la excavación, la estabilidad propia de la pantalla, la magnitud de sus esfuerzos, y la presencia de otras edificaciones en sus proximidades.
4    En general, será conveniente disponer elementos de sujeción cuando la profundidad de la excavación sea superior a los 3 ó 4 m (caso de más de un sótano), y en ocasiones por razón de la estabilidad de las estructuras vecinas.
5    La elección del tipo de sujeción, si se precisa, depende, fundamentalmente, de consideraciones económicas, de las posibilidades de emplear uno u otro y su influencia en la ejecución de la excavación o de la edificación. Los procedimientos de sujeción más usuales son:

a)    apuntalamiento al fondo de la excavación;
b)    apuntalamiento recíproco contra otras pantallas que limitan la misma excavación;
c)    apuntalamiento contra los forjados del propio edificio;
d)    anclajes al terreno;
e)    anclajes a otras estructuras de contención paralelas, como pantallas, muros, etc.

6    Si existiera la posibilidad de inestabilidad general de la pantalla o de la excavación, por deslizamiento a lo largo de una superficie profunda, la investigación sobre los tipos de terrenos y su disposición estratigráfica debe ser tan amplia como sea necesario, para caracterizar el problema.
7    Si la excavación ha de realizarse por debajo del nivel freático, el conocimiento del terreno en profundidad habrá de ser tal que permita el estudio de la red de filtración, con el grado de precisión suficiente para determinar la seguridad frente al sifonamiento y la estimación de caudales.
8    En el caso de que parte de la excavación haya de realizarse en terrenos saturados, se determinará la situación exacta del nivel freático o de los niveles piezométricos en los distintos estratos atravesados y su evolución en el tiempo, bien sea por variaciones naturales o por el efecto que pueda producir la propia excavación u otras obras que se ejecuten en las proximidades.
9    Para poder establecer la posibilidad de ejecución de una pantalla será preciso asegurarse previamente de que no existen en el terreno obstáculos que hayan de ser atravesados por ella, tales como: alcantarillas, colectores, galerías de servicio, conducciones eléctricas, telefónicas o de distribución de gas, pozos, antiguas cimentaciones, etc. Caso de existir alguno de dichos obstáculos se definirá su localización exacta, a fin de tomar las medidas oportunas en el proyecto o durante la ejecución por el Director de Obra.
10    Si la excavación ha de realizarse en parte por debajo del nivel freático, quedarán descartados aquellos tipos de pantalla que no garanticen un adecuado grado de estanqueidad.
11    Las vibraciones producidas por la hinca de tablestacas, sobre todo en terrenos sin cohesión, pueden afectar gravemente a las obras próximas, bien porque éstas sean muy susceptibles a las vibraciones, bien porque se compacte el terreno y se produzcan asientos.
12    Se ha de tener en cuenta igualmente las vibraciones originadas por la caída libre de los útiles de apertura de zanjas para la ejecución de pantallas continuas, especialmente cuando se trabaje sin lodos.

6.3.2.2    Estabilidad
1    La comprobación de la estabilidad de una pantalla de contención debe hacerse, según los criterios definidos en el apartado 6.3.1, en la situación pésima para todas y cada una de las fases de la excavación o de la construcción del edificio, a menos que la estabilidad en una determinada fase implique necesariamente la estabilidad en otras con un mayor grado de seguridad, en cuyo caso podrá prescindirse de las comprobaciones correspondientes a éstas.
2    Los cálculos de estabilidad en cada fase deben verificarse al menos los siguientes estados límite:

a)    estabilidad global;
b)    estabilidad del fondo de la excavación;
c)    estabilidad propia de la pantalla;
d)    estabilidad de los elementos de sujeción;
e)    estabilidad en las edificaciones próximas;
f)    estabilidad de las zanjas, en el caso de pantallas de hormigón armado.

3    La estabilidad debe verificarse bien para cada pantalla por separado o bien para el conjunto de pantallas del edificio.

6.3.2.2.1 Estabilidad global y fallo combinado del terreno y del elemento estructural
1    El conjunto de la estructura y la pantalla pueden fallar mediante un mecanismo de rotura aún más profundo que la pantalla, o que no siendo tan profundo pudiera cortar a ésta.
2    Debe comprobarse que la seguridad al deslizamiento a lo largo de la superficie pésima posible, que incluya en la masa deslizante a la pantalla completa y a sus elementos de sujeción, no es inferior al establecido.
3    Las acciones de los elementos de sujeción de la pantalla que queden incluidos por completo en las superficies de rotura no deben ser consideradas.
4    En la Figura 6.9 se esquematizan algunas de las posibles formas de rotura, por deslizamiento profundo.

5    Debe comprobarse también los mecanismos de rotura a lo largo de superficies de deslizamiento que corten a los elementos de anclaje o que no incluyan en la masa deslizante a los sistemas de apuntalamiento por completo. En la Figura 6.10 se indican esquemáticamente algunas de estas posibles formas de rotura.
6    En tales casos se contará con las fuerzas de los anclajes o de los apuntalamientos, con su valor de trabajo sin afectar de coeficiente de seguridad alguno, como fuerzas exteriores. Además, puede ser necesario, como en el caso de anclajes cortados por la superficie deslizante, tener en cuenta las tensiones provocadas por los anclajes sobre la pantalla.

6.3.2.2.2 Estabilidad del fondo de la excavación
1    En suelos cohesivos puede producirse la rotura del fondo de la excavación debida al descenso de la tensión vertical por efecto de la excavación (véase Figura 6.11). Asimismo, en suelos muy preconsolidados, la tensión efectiva horizontal bajo el fondo de la excavación se reduce en menor proporción que la vertical pudiendo alcanzarse estados de plastificación.
2    Deberá comprobarse la seguridad respecto a un levantamiento del fondo de la excavación por agotamiento de la resistencia a esfuerzo cortante por efecto de las presiones verticales del terreno.
3    Se prestará especial atención a posibles fenómenos de sifonamiento, subpresión o erosión interna.

4    Salvo que se efectúe un análisis específico, la comprobación de la estabilidad se efectuará considerando el terreno situado sobre el nivel final de excavación como una sobrecarga y despreciando su resistencia así como la resistencia de la pantalla bajo el fondo de la excavación.
5    La seguridad frente a este tipo de rotura, en suelos coherentes, puede evaluarse mediante la siguiente expresión:

6    Cuando se trate de excavaciones, superiores a 6m, debe tenerse en cuenta el levantamiento del fondo por efecto de la descarga del terreno excavado. Para ello se podrán emplear métodos elásticos o plásticos a través de los parámetros deducidos de ensayos de consolidación o placa de carga, en ciclos de carga y descarga.
7    Si la excavación se hace en un terreno saturado y por debajo del nivel freático, se establecerá una corriente de filtración de agua a través del terreno que aflorará en el fondo de la excavación o irá a parar a los elementos de drenaje y agotamiento que se dispongan para dejar en seco la excavación. En este caso, es necesario comprobar que no se va a producir sifonamiento ni arrastre del material.

6.3.2.2.3 Estabilidad propia de la pantalla
1    En pantallas deben considerarse los siguientes estados límite:

a)    rotura por rotación o traslación del elemento de contención o partes del mismo;
b)    rotura por hundimiento.

2    Se comprobará que los empujes del terreno sobre la pantalla en su trasdós pueden ser equilibrados por los empujes del terreno sobre la parte empotrada de la pantalla por debajo del fondo de la excavación, en su intradós, y por las reacciones de los elementos de sujeción (puntales, codales, forjados, otras pantallas, u otros) y los anclajes, si los hubiere.
3    La comprobación de estabilidad propia de la pantalla debe llevarse a cabo en las condiciones de corto o largo plazo, según sea la naturaleza del terreno y la duración de la situación para la cual se comprueba la estabilidad.
4    Los cálculos de estabilidad de la pantalla pueden efectuarse, según los casos, por los siguientes métodos que se desarrollan en el Anejo F:

a)    métodos de equilibrio límite;
b)    métodos basados en modelos del tipo Winkler;
c)    elementos finitos - diferencias finitas.