ES2929747T3 - Cuchara de muro pantalla y procedimiento para practicar una zanja en el suelo - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una cuchara de pared de zanja y a un método para crear una zanja en el suelo, utilizando una cuchara de pared de zanja que tiene un marco de cuchara en el extremo inferior del cual están dispuestos dos cucharones de cuchara que se pueden ajustar entre una posición abierta y una posición cerrada por medio de un dispositivo de accionamiento, las palas Grab agarran el material del suelo y lo recogen en la posición cerrada. De acuerdo con la invención, está previsto que se use un dispositivo de medición para determinar una distancia y/o una presión cuando las palas de agarre están cerradas, y que el dispositivo de medición transmita los valores medidos determinados a una unidad de control, que está diseñada para realizar un declaración sobre la base de los valores medidos determinados por el dispositivo de medición para golpear el material de tierra. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cuchara de muro pantalla y procedimiento para practicar una zanja en el suelo

La invención se refiere a una cuchara de muro pantalla para practicar una zanja en el suelo, con un bastidor de la cuchara, palas de cuchara montadas en el mismo que se pueden ajustar entre una posición abierta y una posición cerrada en la que se recoge el material del suelo y un dispositivo de accionamiento que está configurado para ajustar las palas de cuchara entre la posición abierta y la posición cerrada, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención se refiere además a un procedimiento para practicar una zanja en el suelo, en donde se usa una cuchara de muro pantalla que comprende un marco de cuchara en cuyo extremo inferior están dispuestas dos palas de cuchara que se pueden ajustar entre una posición abierta y una posición cerrada por medio de un dispositivo de accionamiento, las palas de cuchara agarran el material del suelo y lo reciben en una posición cerrada, según el preámbulo de la reivindicación 10.

Una cuchara de muro pantalla de tipo genérico se deriva de los documentos EP 1950353 B1 y JP 2007 327334 A. Los aparatos de este tipo se usan para el desmoldeo de vaciados o de zanjas en el suelo, que son necesarios principalmente para realizar los llamados muros pantalla, de contención o de estanqueidad en el terreno. La cuchara de muro pantalla se suele bajar hasta el suelo con las palas de cuchara abiertas, penetrando las palas de cuchara en la parte superior del suelo. Mediante el cierre de las palas de cuchara, se agarra el material del suelo y se recoge en la cuchara de muro pantalla con las palas de cuchara cerradas. La cuchara de muro pantalla rellena se retira entonces de

la zanja y se desplaza hasta un lugar de vaciado. A continuación, se lleva a cabo un nuevo proceso de agarre hasta alcanzar la profundidad final deseada de la zanja.

Las zanjas para los muros de contención o de sellado pueden alcanzar profundidades de hasta 50 m o más. La sección transversal de la zanja creada con la cuchara del muro pantalla está en el intervalo de aproximadamente 1 m de ancho y entre 1,5 y 3 m de largo. Debido a esta sección transversal de la zanja y a las profundidades habituales de la misma, a menudo no existe la posibilidad de que el operario de la cuchara pueda ver el fondo de la zanja, sobre todo cuando ésta está llena de una suspensión.

Para el funcionamiento eficaz de una cuchara de muro pantalla, es deseable tener información sobre el material del suelo que se va a trabajar. Esto es especialmente cierto cuando se penetra en un suelo con diferentes capas de tierra en el caso de una mayor profundidad de zanja.

La invención se basa en el objetivo de proporcionar una cuchara de muro pantalla y un procedimiento para practicar una zanja en el suelo, con los que se haga posible un funcionamiento particularmente eficaz de una cuchara de muro pantalla.

Según la invención, este objetivo se consigue, por una parte, mediante una cuchara de muro pantalla que tiene las características de la reivindicación 1 y, por otra parte, mediante un procedimiento que tiene las características de la reivindicación 10. Formas de realización preferentes de la invención se dan en las correspondientes reivindicaciones dependientes.

La cuchara de muro pantalla según la invención se caracteriza porque está previsto un dispositivo de medición, que está configurado para determinar un recorrido y/o una presión cuando las palas de la cuchara están cerradas, y porque, para transmitir los valores de medición determinados, el dispositivo de medición está conectado a una unidad de control, que está configurada para hacer una estimación acerca del material del suelo sobre la base de los valores de medición determinados por el dispositivo de medición.

Una idea básica de la invención consiste en detectar y evaluar una penetración de las palas de la cuchara en el suelo y/o el cierre en el suelo. De acuerdo con la invención, está previsto un dispositivo de medición que está configurado para determinar un desplazamiento y/o una presión durante el cierre de las palas de la cuchara. Si, por ejemplo, se penetra y se cierra con relativa facilidad, esto puede ser un indicio de que hay una capa de tierra suelta, tal como una capa de grava o arena.

Si la penetración o el cierre son difíciles, esto puede valorarse como una indicación de que hay una capa de suelo más firme o incluso que hay una obstrucción en la base de la zanja.

Según otro aspecto de la invención, está prevista una unidad de control que está en comunicación con el dispositivo de medición y que evalúa los valores medidos que se han determinado. La unidad de control puede hacer una estimación sobre el material del suelo sobre la base de los valores medidos. Además, se pueden transmitir a la unidad de control otros valores medidos de otros componentes del dispositivo de agarre de la pared de la zanja, que permiten, por ejemplo, hacer una estimación acerca de la posición de altura actual de la cuchara de la pared de la zanja.

Con esta información, para el operario de una cuchara de muro pantalla se le facilita de manera considerable un manejo eficaz. Por ejemplo, se puede establecer una altura de caída con la cuchara de muro pantalla y, por lo tanto, una fuerza con la que introducir la cuchara de muro pantalla en el suelo. Por ejemplo, la comparación con los datos de una operación de cuchara anterior también se puede detectar en una fase temprana si hay una capa de roca o un obstáculo. En este caso, se puede decidir, sobre la base de la información disponible acerca del suelo existente, si, en caso de ser necesario, tiene sentido el uso, al menos temporal, de otra herramienta de retirada de suelo, tal como un cincel de muro pantalla para romper la roca, con el fin de lograr un mayor avance efectivo del muro pantalla.

Según la invención, la unidad de control comprende una base de datos en la que se almacenan los valores medidos conocidos para determinados tipos de suelo. Sobre la base de una trayectoria de penetración determinada o de una velocidad de cierre o de un esfuerzo, que son registrados por el dispositivo de medición, la estimación sobre el tipo de suelo, por ejemplo arena, grava, arcilla o roca, puede ser realizada directamente por la unidad de control a partir de los datos almacenados.

[De acuerdo con un perfeccionamiento de la cuchara de muro pantalla según la invención, es ventajoso que el dispositivo de medición esté configurado para registrar el curso de los valores medidos a lo largo del tiempo y/o a lo largo de una profundidad actual de la zanja. Esto permite registrar información adicional acerca de la estructura del suelo o de la presencia de un obstáculo. Por ejemplo, se puede determinar que puede haber una capa superior de material de suelo suelto, mientras que inmediatamente por debajo hay una capa de suelo con material de suelo más firme. Lo mismo ocurre con la estratificación inversa del suelo. Esta información también se puede usar para el paso de agarre posterior y/o al agarrar zanjas adyacentes para que el proceso de excavación sea lo más eficaz posible.

Según una variante de realización particular de la invención, es ventajoso que la unidad de control pueda indicar que un obstáculo, en particular un bloque errático, ha sido agarrado por palas de la cuchara. Esto puede determinarse, en particular, al observar que las palas de la cuchara no se pueden cerrar o que no se pueden completamente. La presencia de un canto rodado u otro obstáculo puede requerir una modificación o incluso la interrupción del proceso, tal como el uso de un dispositivo diferente para remover la tierra. Además, la cuchara de muro pantalla puede dejarse caer desde una mayor altura para romper el obstáculo con las palas de la cuchara abiertas.

El dispositivo de medición está provisto de los correspondientes sensores, tales como transductores de desplazamiento o sensores de presión. Según una forma de realización de la invención, es particularmente útil que los valores medidos puedan registrarse de manera individual para cada pala de la cuchara Por ejemplo, se puede determinar un cierre asimétrico de las palas de la cuchara. Es especialmente ventajoso que la unidad de control pueda determinar el tamaño y la posición del obstáculo en la zanja. La información sobre el tamaño y la ubicación de la obstrucción en la zanja es útil para su eliminación.

En principio, las palas de la cuchara pueden ser accionadas del modo que se quiera por medio de los correspondientes actuadores. También puede tratarse de un accionamiento mediante cables de accionamiento. Según un perfeccionamiento de la invención, se prefiere especialmente que el dispositivo de accionamiento presente al menos un cilindro de accionamiento. Puede tratarse de un cilindro de accionamiento central para ambas palas de la cuchara o de uno o varios cilindros de accionamiento para cada una de las palas de la cuchara. Los cilindros de accionamiento funcionan en especial de forma hidráulica.

El dispositivo de medición, que puede comprender varios sensores o transductores de medición, puede estar dispuesto en cualquier punto o en varios puntos de la cuchara de muro pantalla.

Según otro perfeccionamiento de la invención, es particularmente conveniente que el dispositivo de medición esté dispuesto en el al menos un cilindro de accionamiento. Aquíse puede registrar, en particular, una presión en el cilindro de accionamiento como medida del esfuerzo necesario y/o un recorrido de un pistón en el cilindro de accionamiento. El recorrido proporciona información sobre el cierre y la posición de las palas de la cuchara.

Una forma de realización preferente de la invención es que las palas de la cuchara estén montadas de manera pivotante sobre pivotes giratorios, que los sensores del dispositivo de medición estén previstos en los pivotes giratorios y que los sensores estén diseñados para detectar fuerzas y/o un ángulo de giro de las palas de la cuchara. Los sensores pueden ser, en particular, sensores de medición de fuerza y/o sensores para registrar una posición de ajuste o el ángulo de ajuste de las palas de la cuchara. Con estos valores, en particular, se puede realizar una estimación de si existe una carga o una apertura asimétrica de las palas de la cuchara. Esto, a su vez, permite sacar conclusiones sobre la forma y la disposición de un obstáculo, especialmente de una roca.

La invención comprende, además, un dispositivo de cuchara de muro pantalla que tiene una cuchara de muro pantalla formada según la invención descrita anteriormente. En este caso, está previsto que la cuchara de muro pantalla esté montada de manera que se pueda ajustar verticalmente en un dispositivo portador. El dispositivo portador puede comprender, en particular, un carro inferior móvil, preferentemente un carro inferior sobre orugas, y un carro superior que preferentemente puede girar sobre el anterior. En el carro superior está dispuesto preferentemente un mástil, a lo largo del cual está montada una cuchara de muro pantalla que se puede ajustar verticalmente mediante una suspensión de cable o de una varilla de accionamiento rígida.

El procedimiento según la invención se caracteriza porque, por medio de un dispositivo de medición, se determina una distancia y/o una presión cuando la pala de agarre está cerrada y que el dispositivo de medición envía los valores de medición determinados a una unidad de control, que está diseñada para hacer una estimación sobre el material del suelo sobre la base de los valores de medición determinados por el dispositivo de medición.

El procedimiento según la invención puede llevarse a cabo, en particular, con la cuchara de muro pantalla descrita anteriormente. Con ello se pueden conseguir las ventajas descritas anteriormente.

Una variante de procedimiento preferente de la invención consiste en que la zanja se llene con una suspensión durante la excavación o posteriormente, y que la suspensión se endurezca en la zanja y se produzca un segmento de muro pantalla. De este modo, se puede producir una muro pantalla mediante la correspondiente producción repetitiva de un segmento de muro pantalla adyacente o superpuesto. La pared de la zanja puede servir, en particular, como pared de soporte y/o de sellado.

La invención se describe a continuación con referencia a ejemplos de realización preferentes, que se muestran esquemáticamente en los dibujos.

Se muestra en los dibujos:

Fig. 1 una vista lateral de un dispositivo de cuchara de muro pantalla según la invención y

Fig. 2 una vista transversal parcial de una cuchara de muro pantalla según la invención.

Conforme a la Fig. 1, un dispositivo de cuchara de muro pantalla 10 según la invención comprende un dispositivo portador 12 con una cuchara de muro pantalla 20 unida al mismo. El dispositivo portador 12 presenta un sistema de oruga 11 y una superestructura 13 montada de forma rotativa sobre ella de una manera esencialmente conocida. Un mástil 14 de orientación aproximadamente vertical con una cabeza de mástil 15 está articulado a la superestructura 13. La cuchara de muro pantalla 20 se puede ajustar verticalmente y está unida al dispositivo portador 12 con el mástil 14 a través de un cable portante 16. La energía hidráulica se suministra a través de un conducto de alimentación 18. Además, se puede proporcionar un conducto de suministro de energía y de datos.

La cuchara de muro pantalla 20 presenta un bastidor de la cuchara 22 en forma de caja. En su parte superior se ha dispuesto un dispositivo de retención 40, al que se sujeta un extremo del cable portante 16. Las palas de la cuchara 24 están montadas en un extremo inferior del bastidor de la cuchara 22. Los elementos de guía en forma de placa 26 están montados de manera que se puede ajustar a lo largo del bastidor de la cuchara 22 para controlar su posición.

En la Fig. 2, se muestra con más detalle la estructura de una cuchara de muro pantalla 20. Un dispositivo de accionamiento 30 para las palas de la cuchara inferiores 24 está dispuesto en una zona central del bastidor de la cuchara 22 construido en forma de andamio. El dispositivo de accionamiento 30 comprende un cilindro de accionamiento 32 que se acciona hidráulicamente y en el que está montado un vástago de pistón 34 que se puede desplazar hacia abajo. El cilindro de accionamiento hidráulico 32 recibe energía hidráulica del dispositivo de transporte 12 a través del conducto de suministro 18 (no mostrado en la Fig. 2).

Un extremo inferior del vástago de pistón 34 está articulado a un elemento de carro 36, que se puede desplazar de manera lineal, conducido a lo largo del bastidor de la cuchara 22. Dos palancas 38 están articuladas al elemento de carro 36, cada palanca 38 está articulada a una pala de la cuchara 24. Las propias palas de la cuchara 24 están articuladas a un extremo inferior del bastidor de la cuchara 22.

Al retraer el vástago 34 en el cilindro de accionamiento 32, el elemento de carro 36 se desplaza hacia arriba, con lo cual las palas de la cuchara 24 se mueven a través de las palancas 38 hasta una posición de apertura para recoger el material del suelo. Por medio de la extensión hacia abajo del vástago del pistón 34, el elemento de carro 36 se mueve hacia abajo a lo largo de la guía lineal, empujando así las palancas 38 las palas de la cuchara 24 a una posición cerrada en la que un material de suelo agarrado queda atrapado entre las palas de la cuchara 24.

Según la invención, se proporciona un dispositivo de medición que no se muestra con más detalle en las figuras y que está dispuesto en particular en el dispositivo de accionamiento 30 y preferentemente en el cilindro de accionamiento 32. El dispositivo de medición está configurado para determinar una trayectoria de extensión del vástago 34 y una presión en el cilindro de accionamiento 32 al cerrar las palas de la cuchara 24. Esto se puede usar para determinar cuándo las palas de la cuchara 24 agarran un obstáculo 8, tal como una roca, al cerrarse. En este caso, el dispositivo de medición puede determinar que, a pesar de un aumento de la presión en el cilindro de accionamiento 32, que tiene un efecto por ambos lados, ya no varía la carrera del vástago del pistón 34 y, por lo tanto, del elemento de deslizamiento 36. Este estado, que puede ser detectado por el dispositivo de medición, puede ser usado por una unidad de control, que tampoco se muestra, como una indicación de la presencia de un obstáculo.

La unidad de control puede estar dispuesta preferentemente en el dispositivo portador 12. Los valores de medición determinados por el dispositivo de medición pueden ser transmitidos a la unidad de control a través del conducto de suministro 18 o a través de una conexión inalámbrica. La unidad de control puede entonces hacer una estimación sobre la presencia de un obstáculo o también sobre el material del suelo presente tomando como base de los valores de medición obtenidos. La información así determinada puede comunicarse, por ejemplo, a través de un monitor, a un operario de la superestructura 13 del dispositivo portador 12 o a un centro de control remoto.

Basándose en el ángulo de apertura de las palas de la cuchara 24 cuando se detecta un obstáculo 8, la unidad de control también puede hacer una estimación sobre el tamaño del obstáculo 8.

Si las palas de la cuchara 24 son accionadas por cilindros de accionamiento 32 separados, por ejemplo, se puede detectar si las palas de la cuchara 24 se pueden cerrar con distintos grados de cierre. A partir de esto, la unidad de control también puede hacer una estimación sobre la posición del obstáculo.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Cuchara de muro pantalla para practicar una zanja en el suelo, con

- un bastidor de la cuchara (22),

- palas de la cuchara (24) acopladas que para agarrar el material del suelo se puede ajustar entre una posición de apertura y una posición de cierre, en la que se recoge el material del suelo, y

- un dispositivo de accionamiento (30) que está configurado para desplazar las palas de la cuchara (24) entre la posición de apertura y la posición de cierre,

en donde está previsto un dispositivo de medición, que está configurado para determinar un recorrido y/o una presión durante el cierre de las palas de la cuchara (24),

en donde para la transmisión de los valores de medición determinados, la unidad de medición está conectada a una unidad de control que está configurada para establecer, a partir de los valores de medición determinados por el dispositivo de medición, una estimación acerca del material del suelo, y

en donde la unidad de control comprende un banco de datos en el que se encuentran depositados valores de medición conocidos de determinados tipos de suelo.

2. Una cuchara de muro pantalla según la reivindicación 1,

caracterizada

porque el dispositivo de medición está configurado para registrar el curso del desarrollo de los valores de medición a lo largo del tiempo y/o en una profundidad actual de la zanja.

3. Cuchara de muro pantalla según una de las reivindicaciones 1 a 2,

caracterizada

porque por medio de la unidad de control se puede señalar que las palas de la cuchara (24) han chocado contra un obstáculo (8), en particular con un bloque errático.

4. Cuchara de muro pantalla según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizada

porque los valores de medición para cada pala de la cuchara (24) pueden ser registrados individualmente.

5. Cuchara de muro pantalla según las reivindicaciones 3 o 4,

caracterizada

porque mediante la unidad de control se puede determinar una información sobre el tamaño y/o la posición del obstáculo (8) en la zanja.

6. Cuchara de muro pantalla según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,

caracterizada

porque el dispositivo de accionamiento (30) comprende al menos un cilindro de accionamiento (32).

7. Cuchara de muro pantalla según la reivindicación 6,

caracterizada

porque el dispositivo de medición está dispuesto en el al menos un cilindro de accionamiento (32).

8. Cuchara de muro pantalla según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizada

porque las palas de la cuchara (24) están montadas de forma pivotante sobre pivotes giratorios, porque en los pivotes giratorios están previstos unos sensores de la instalación de medición y porque los sensores están configurados para el registro de las fuerzas y/o de un ángulo de pivotamiento de las palas de la cuchara (24).

9. Dispositivo de cuchara de muro pantalla con una cuchara de muro pantalla (20) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado

porque la cuchara de muro pantalla (20) está montada en un dispositivo portador (12) de manera que se puede ajustar verticalmente.

10. Procedimiento para practicar una zanja en el suelo, en particular con una cuchara de muro pantalla (20) según una de las reivindicaciones 1 a 8 o un dispositivo de cuchara de muro pantalla (10) según la reivindicación 9, en el que se usa una cuchara de muro pantalla (20) que presenta un bastidor de la cuchara (22) en cuyo extremo inferior están dispuestas dos palas de la cuchara (24) que se pueden desplazar entre una posición de apertura y una posición de cierre mediante un dispositivo de accionamiento (30), en donde las palas de cuchara (24) agarran material del suelo y lo recogen en la posición de cierre, en donde

- por medio de un dispositivo de medición, se puede determinar un recorrido y/o una presión durante el cierre de las palas de cuchara (24) y

- en donde los valores de medición determinados por el dispositivo de medición son enviados a una unidad de control con un banco de datos, en el que se encuentran depositados valores de medición conocidos de determinados tipos de suelo, que está configurado para establecer, a partir de los valores de medición determinados por el dispositivo de medición, una estimación acerca del material del suelo.

11. El procedimiento según la reivindicación 10,

caracterizado

porque se rellena la zanja con una suspensión, ya sea durante su creación o a continuación de la misma y porque se endurece la suspensión en la zanja y se construye un segmento de muro pantalla.