1. TEMA:
“UTILIDAD DE LOS PERNOS DE ANCLAJE”
1. INTRODUCCIÓN.
Aproximadamente desde 1950, se ha desarrollado el concepto de masas
rocosas y suelos anclados con elementos pretensados 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 del soporte mediante
anclajes pone a nuestra disposición para aplicar la técnica moderna del
sostenimiento.
Los anclajes pueden usarse en forma muy ventajosa en cualquier situación en
que se necesite ayuda de la masa de suelo para soportar un determinado
estado de tensiones o esfuerzos.
Casos comunes se producen en los muros de tierra en donde es necesario
garantizar la estabilidad de la masa de suelo, y por ende el de la obra.
Como elemento que contrarresta las sub-presiones producidas por el agua, en
el sostenimiento de techos y hastiales en obras subterráneas de vialidad, de
centrales hidroeléctricas y mineras, e igualmente como soporte artificial en
taludes constituidos por masa de suelos y / o rocas.
En el caso de muros anclados, es muy 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.
Estos problemas han sido resueltos satisfactoriamente a través de las pantallas
o muros atirantados. En este sentido, cabe destacar que en las construcciones
civiles se viene utilizando cada vez con mayor frecuencia y éxito los anclajes
inyectados para sostener muros y absorber momentos volcadores. Este último
como ocurre en las torres de alta tensión y en las presas para resistir las
fuerzas volcadoras debidas al agua, así como en otras numerosas obras, en la
cual la fuerza de tracción al terreno del anclaje transfiere las solicitaciones
hasta una zona más profunda y estable, y por tanto de mayor capacidad
portante. En estas condiciones, la resistencia tangencial de la masa de suelo o

2. roca circundante al miembro estructural empotrado actúa para resistir dicha
carga de tracción.
En lo referente a obras subterráneas tales como galerías y túneles de vialidad
el problema fundamental que se plantea es el de asegurar el sostenimiento
mediante anclajes durante y posterior al período de excavación, definiendo y
construyendo un soporte y revestimiento capaz de asegurar la estabilidad
definitiva de la obra. Lo mencionado anteriormente es de vital importancia, por
cuanto la concentración de esfuerzos en la vecindad de la excavación puede
ser la causante que la roca fracturada pueda desplazarse comprometiendo la
estabilidad de la bóveda y de los hastiales del túnel.
Cabe destacar también, que el sistema de muros anclados o sistemas de
contención por medio de anclajes, bien sea activos o pasivos, es cada vez de
mayor utilización. La razón fundamental se debe a que en los centros urbanos
de gran desarrollo es frecuente la construcción de edificios con varios sótanos
donde se requieren cortes de gran altura.
Lo dicho anteriormente indica que la utilización de los anclajes ha sido
considerada como una excelente alternativa técnica y económica en la
construcción de muros de retención, conjuntamente con los procedimientos
modernos que nos ofrece el concreto proyectado bien sea por vía seca o
húmeda. Por supuesto, al realizarse este tipo de obra deben tenerse en cuenta
otros aspectos que sin lugar a dudas son de vital importancia, tales como las
construcciones vecinas y las redes de servicio. En este sentido, no se deben
correr riesgos innecesarios que puedan causar pérdidas materiales y hasta
humanas.
Por otra parte, al diseñar un sistema de anclajes es fundamental no sólo llevar
a cabo todas las comprobaciones de estabilidad, sino a la vez un análisis
detallado del tipo de anclaje que mejor se adapte al terreno, conjuntamente con
una adecuada disposición, la cual permita una mejor ejecución y
funcionamiento del esfuerzo metálico.
De esta forma, se asegura que estos elementos que trabajan a tracción
mejorarán las condiciones de equilibrio de la estructura incorporando al
conjunto las fuerzas de masa por unidad de volumen que las circunda.
Por otra parte, la continua investigación y las necesidades cada vez más
complejas, encaminadas a ofrecer una óptima solución a la gran variedad de
problemas existentes, ha generado que las empresas de ingeniería
especializadas dispongan de una amplia gama de anclajes diseñados para

3. garantizar la estabilidad aun en suelos y macizos rocosos que presentan
condiciones extremadamente difíciles.
2. PERNOS DE ANCLAJE.
2.1 Definición:
Los anclajes son armaduras metálicas, alojadas en taladros perforados desde
el talud y cementadas. Se emplean como medida estabilizadora de taludes en
roca como en terreno suelto, así mismo son elementos que trabajan a tracción
y que colaboran a la estabilidad del talud de dos formas:
- Proporcionan una fuerza contraria al movimiento de la masa deslizante.
- Producen un incremento de las tensiones normales en la existente o
potencial superficie de rotura, lo que provoca un aumento de la resistencia
al deslizamiento en dicha superficie.
2.2 Partes de un Perno de Anclaje.
En un anclaje se distinguen tres partes fundamentales:
a) Zona de anclaje.- Es la parte solidaria al terreno en profundidad encargada
de transferir los esfuerzos al mismo.
b) Zona libre.- Es la parte en que la armadura se encuentra independizada del
terreno que la rodea, de forma que puede deformarse con total libertad al
ponerse en tensión.
c) Cabeza.- Es la zona de unión de la armadura a la placa de apoyo.
La longitud de los anclajes suele oscilar entre 10 y 100 m y el diámetro de
perforación entre 75 y 125 mm.
2.3 Tipos de Pernos de Anclaje.
Los anclajes se pueden clasificar según diversos conceptos. En función del
tiempo de servicio se pueden distinguir los siguientes tipos:
- Anclajes pasivos: no se presenta la armadura después de su instalación.
El anclaje entra en tracción al empezar a producirse el movimiento del
terreno.
El uso de estos se da en el momento que entran en tracción al oponerse a
la expansión o dilatancia que se produce en las discontinuidades de la roca
cuando comienzan a producirse un deslizamiento a lo largo de las mismas.
El movimiento de masa produce un incremento de volumen (dilatancia) que
está relacionado con la presencia de rugosidades en la misma. Es decir la

4. efectividad de un anclaje pasivo está relacionada directamente con la
magnitud de la dilatancia, la cual depende del tamaño y la dureza de las
rugosidades. Por consiguiente en taludes en suelos o rocas blandas con
juntas relativamente lisas los anclajes pasivos son menos efectivos.
- Anclajes activos: una vez instalado se pretensa la armadura hasta llegar a
su carga admisible, comprimiendo el terreno comprendido en la zona de
anclaje y la placa de apoyo de la cabeza.
La utilidad de estos anclajes se da desde el momento que ejercen una
acción estabilizadora desde el mismo instante de su puesta en tensión
incrementando la resistencia al corte de la masa de suelo o roca como
consecuencia de las tensiones normales adicionales al esqueleto mineral.
- Anclajes mixtos: la armadura se pretensa con una carga inferior a la
admisible, quedando una parte de su capacidad resistente en reserva para
hacer frente a posibles movimientos aleatorios del terreno.
La carga admisible de una armadura es igual al producto de la sección de
acero por su límite elástico, multiplicado por un coeficiente de seguridad (0,6
para anclajes permanentes y 0,75 para anclajes provisionales).
Los materiales empleados como armadura o miembro de tracción son los
siguientes:
- Alambres de acero de alta resistencia.
- Cordones constituidos por alambres de alta resistencia.
- Barras de acero especial.
Los alambres normalmente utilizados tienen un diámetro entre 5 y 8 mm. El
acero tiene una resistencia a tracción de 160 a 190 kg/mm2 y un límite elástico
convencional de 145 a 170 kg/mm2. La armadura de los anclajes se compone
de una serie de alambres paralelos cuyo número suele oscilar entre 6 y 54.
Alambres con diámetros algo menores (entre 2 y 4mm) sirven para la
fabricación de cordones de alambres trenzados. Los más frecuentes son los
cordones de 7 y 19 alambres. Los cordones se emplean aisladamente o en
grupos de hasta 39 cordones.
Las barras de acero especial tienen normalmente diámetros comprendidos
entre 16 y 4 mm, con resistencia a tracción del orden de 60 a 85 kg/mm2 y
límite elástico convencional entre 50 y 70 kg/mm2.

5. En todos los casos los aceros empleados han de ser dúctiles, con
alargamientos de rotura superiores al 4 %, las barras de acero empleadas en
los anclajes se denominan bulones o pernos de anclaje. El anclaje mediante
cordones o grupos se denomina anclaje por cables.
2.4 Diferencia entre Bulones y Cables.
Por consideraciones constructivas los bulones no suelen usarse para anclajes
de más de 15 m de longitud por lo que su uso está limitado a anclajes
superficiales. Se emplean generalmente en taludes en roca con objeto de
minimizar los desprendimientos producidos a lo largo de fisuras superficiales.
Estas roturas son frecuentes en taludes recientemente excavados y en climas
fríos, debido al efecto de las heladas.
Los bulones suelen utilizarse como anclajes de baja capacidad, tanto activos
como pasivos. Su capacidad o carga admisible, suele oscilar entre 5 y 50 ton
por bulón.
Los anclajes por cable pueden tener una longitud mucho mayor, en ocasiones
superficiales a los 100 m y una capacidad de carga también superior,
generalmente entre 20 y 200 ton por anclaje.
A diferencia de los bulones, es poco frecuente su empleo como anclajes
pasivos. Los anclajes por cable se emplean para estabilizar grandes masas
deslizantes con superficies de rotura profundas.
2.5 Formas de anclar los Pernos.
Existen dos formas de anclar el perno a la roca: mediante un anclaje puntual o
con un anclaje repartido.
Los pernos de anclaje puntual tienen un dispositivo para empotrar el sistema
de anclaje en el fondo del barreno. Son muy deformables, ya que el acero que
constituye las barras admite alargamientos repartidos de hasta el 10 %; por
este motivo se recomienda su uso en terrenos muy deformables.
A continuación se describen los principales aspectos de los pernos.
Pernos de Cuña.- los pernos de cuña se utilizan muy poco en la actualidad.
En un extremo del perno hay una hendidura en la que se introduce una cuña, y
en el otro extremo un roscado y una tuerca. Para colocar estos pernos,
primeramente se golpea la barra hasta que la hendidura del perno se abre y se
clava en la roca. A continuación, se coloca la placa base y se aprieta la tuerca,
proporcionando así una cierta tensión inicial de anclaje.

6. Pernos de Expansión.- Este tipo de pernos se anclan debido a la apertura
que se produce en dos valvas metálicas ranuradas al apretar el perno, cuyo
extremo roscado hace descender un topo en cuña. La eficacia de un perno de
anclaje puntual depende de la presión de apriete al colocarlo; se suelen apretar
con una llave de atornillamiento eléctrico, hidráulico o neumático.
Pernos de Anclaje Repartido.- El anclaje de este tipo de pernos a la roca, se
efectúa en toda la longitud del barreno, bien con cemento o resina. En estos
últimos la resina y el endurecedor se colocan en unas cápsulas en el fondo del
barreno; al introducir la varilla metálica y girarla, se perforan estas capsulas y
se mezclan bien sus constituyentes. Las varillas pueden ser de diversos tipos:
lisas, con filete helicoidal a lo largo de toda la varilla o lisa con filete de tornillo
en el extremo que penetra en el barreno y con cabeza fija o tuerca en el otro
extremo.
Pernos de Anclaje Mecánico.- Perno “Split-Set”. Este perno está constituido
por un tubo flexible, construido con chapa de 2,3 mm de espesor, con una
ranura longitudinal. El perno, que es de mayor diámetro que el barreno, al
introducirse en el sondeo se adapta a éste totalmente, disminuyendo su
diámetro, debido al cierre de la ranura longitudinal.
2.6 Usos de los Anclajes
 Casos más comunes son los muros de tierra en donde es necesario
garantizar la estabilidad de la masa de suelo, y por ende en la obra. En
este sentido, cabe destacar que en las construcciones civiles o mineras
se viene utilizando cada vez con mayor frecuencia y éxito los anclajes
inyectados para sostener muros y absorber momentos volcadores.
 Como elemento que contrarresta las sub-presiones producidas por el
agua, en el sostenimiento de techos u hastiales de obras en obras
subterráneas de vialidad, de centrales hidroeléctricas y mineras, e
igualmente en taludes construidos con masas de suelo y rocas. Las
obras subterráneas tales como galerías y túneles de vialidad el
problema fundamental que se plantea es de asegurar el sostenimiento
mediante anclajes durante y posterior al periodo de excavación,
definiendo y construyendo un soporte y revestimiento capaz de asegurar
la estabilidad definitiva de la obra.
 Uno de los grandes problemas que afronta la industria de la
construcción, en las grandes excavaciones necesarias para edificios
altos, es la implementación tradicional de grandes muros de contención,
cuyo costo puede volverse prohibitivo, y cuyas dimensiones pueden
afectar a la arquitectura de los proyectos.

7. 3. INTERPRETACIÓN.
En toda actividad sea está de construcción civil o minera, el sostenimiento de
las labores es un trabajo adicional de alto costo que muchas de las veces
reduce la velocidad de avance y / o producción pero que a la vez es un
proceso esencial para proteger de accidentes tanto al personal como a los
equipos que intervienen en estas construcciones.
Desde este punto de vista conocemos varios métodos de refuerzo de la roca,
pero de todos el de pernos de anclaje es el más efectivo, rápido de instalar y
de bajo costo. En este sistema se conocen diversos tipos de pernos que han
sido desarrollados a lo largo de muchos años tanto por las investigaciones de
ciertos grupos como por las industrias fabricantes para su aplicación en la
estabilización de excavaciones subterráneas y superficiales.
Es por esto que en la actualidad se está implementando el uso de los pernos
de anclaje como una de las medidas de mitigación para estabilizar las rocas y
suelos que con el empleo de otras obras complementarias dan mayor
seguridad a la inestabilidad que existe en algunos terrenos, puesto que estos
resisten en muchos casos mayor peso y sobrecarga que por ejemplo un muro
de contención.
4. 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 transmite 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.

8. BIBLIOGRÁFIA:
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España.
MUZÁS, F., (1980), “Anclajes”, capítulo 13, Tomo III, del libro “Geotecnia y
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